埃及Wadi El Natrun地区Nabaa Al Hammara地下水含水层的地球物理与水文化学综合勘探研究

本研究针对埃及Wadi El Natrun东部Nabaa Al Hammara地区地下水含水层分布不清的问题，通过整合垂直电测深(VES)、时间域电磁法(TEM)和井孔测井等地球物理技术，结合水文化学分析，成功划分出三个不同深度的含水层（60-70 m、100-115 m和180-200 m），揭示其电阻率(11.5-68 Ω·m)、导水系数(851 m2 /day)和水化学类型(NaCl主导)等关键参数，为当地农业和工业用水提供了科学依据。

　　

在埃及广袤的西部沙漠地区，Wadi El Natrun因其独特的地质构造和潜在的经济价值备受关注。这片位于尼罗河三角洲西北部的区域，正被规划为工业区、农业带和可再生能源基地，但脆弱的淡水供应成为制约发展的瓶颈。尤其在东部的Nabaa Al Hammara地区，尽管周边已有大量水文地质研究，该区域却如同"地下水图景中的空白地带"，缺乏系统的含水层勘探数据。

为破解这一困局，来自埃及国家研究机构的研究团队在《Journal of African Earth Sciences》发表了突破性成果。研究创新性地采用"地球物理-水化学"双轨并行的研究策略：一方面部署24个垂直电测深(Vertical Electrical Sounding, VES)站点和7个时间域电磁法(Time Domain Electromagnetic, TEM)测点构建地下电性结构三维图谱；另一方面通过7口监测井的测井数据与水文化学样本分析，绘制出含水层的"水质-水量"双属性地图。这种多参数交叉验证的方法，显著提高了干旱区含水层识别的精度。

关键技术方法包括：1) 使用Schlumberger电极排列的VES测量获取视电阻率曲线；2) TEM系统探测深部电性结构；3) 井孔电阻率测井验证含水层参数；4) 原子吸收光谱分析水样主要离子成分。所有数据均来自研究区新布设的观测网络。

【地质背景】
研究区地层主要为新近系上新统-中新统碎屑岩，北部覆盖第四系砂丘沉积。这种砂-黏土互层结构形成了理想的含水层-隔水层组合，但局部存在咸水入侵风险。

【结果】
通过电阻率反演识别出三个典型含水层：

1. 浅部含水层（62-73 m）：电阻率11.5-68 Ω·m，厚度约10 m，TDS<1000 mg/L的优质淡水
2. 中部含水层（100-115 m）：电阻率6.9-52 Ω·m，存在局部高导区（可能为黏土透镜体）
3. 深部含水层（180-200 m）：巨厚（155-203 m）且稳定，电阻率6.5-62 Ω·m，导水系数达851 m²
   /day

水文化学显示Na⁺
、Cl^-
占主导（占比>60%），反映长期矿物溶解作用。值得注意的是，中层含水局部分呈现Ca²⁺
-SO₄
^2-
型水特征，暗示存在独立水文单元。

【讨论】
该研究首次系统揭示了Nabaa Al Hammara的"三层式"含水结构：

1. 浅层淡水适合分散式农业利用
2. 中层可作为应急备用水源
3. 深层巨厚含水层具备工业规模开采潜力
   特别发现200 m以深存在低阻带（<5 Ω·m），可能指示区域性咸水界面，这对未来开采深度规划具有警示意义。

【结论与意义】
这项研究为埃及西部沙漠开发提供了关键水文地质依据：

1. 建立的含水层三维模型可指导最优井位部署
2. 提出的分层开采策略（深层工业/浅层农业）能延长资源寿命
3. 发现的咸水界面为可持续管理划定了安全红线
   研究团队建议将导水系数>500 m²
   /day的区域划为优先开发区，同时建立水质动态监测网络。这些成果不仅适用于埃及，也为全球干旱区含水层勘探提供了可复制的技术范式。