基于电阻率法的低渗透性Enugu页岩含水层特征与DRASTIC脆弱性评估研究——以尼日利亚Anambra盆地为例

针对尼日利亚Anambra盆地低渗透性Enugu页岩含水层开发与保护的难题，研究人员采用电阻率法（ERM）结合DRASTIC模型，通过垂直电测深（VES）揭示了含水层深度（4.0-44.5 m）和电阻率（10-190 Ωm）的显著空间异质性，发现浅层水源主导且脆弱性指数（DIR 28-201）差异显著。该研究为低渗透地层地下水可持续管理提供了关键数据支撑。

　　

在尼日利亚东南部的Anambra盆地，Enugu页岩地层的低渗透特性长期制约着地下水资源的开发利用。这种致密的页岩基质虽然天然阻隔污染物迁移，但发育的裂隙网络却可能成为污染通道，加之农业径流和工业活动的潜在威胁，使得区域地下水保护面临严峻挑战。传统评估方法难以精准刻画这类复杂地层的含水层特性，亟需创新技术手段破解低渗透地层"既难开采又易污染"的双重困境。

尼日利亚的研究团队在《Scientific African》发表论文，通过整合电阻率法（ERM）与DRASTIC脆弱性模型，对Enugu页岩含水层展开系统性评估。研究采用Schlumberger排列的垂直电测深（VES）技术获取20个测点的电阻率数据，结合Dar-Zarrouk方程计算水力参数（K、T），并引入单参数敏感性分析优化DRASTIC模型权重分配。样本覆盖Abakpa、Emene等典型区域，通过地理信息系统构建三维水文地质模型。

含水层特征解析
电阻率剖面显示研究区存在3-6层地下结构，含水层主要赋存于风化/裂隙页岩中。数据显示含水层深度4-55 m，厚度1.88-75 m不等，电阻率跨度达53-2909 Ωm。Asata等区域出现浅层含水层（<20 m），而Thinker Corner等地含水层埋深超过40 m。水力传导率（K）呈现显著空间差异（0.08-1.0 m/day），横向电阻（R）与含水层产能呈正相关。

脆弱性分级评估
DRASTIC指数（DI）揭示区域脆弱性呈梯度分布：New Heaven和Asata等浅层区DIR达201（极高风险），对应高水力传导率（8.0×10^-3
m/s）和厚含水层（75 m）；而深层含水区（如Thinker Corner Via Airport）DIR仅28（极低风险）。值得注意的是，Joe Udeh Close区域虽具中等透水性（310×10^-6
m/s），但因含水层极浅（4.78 m）仍被列为极高风险区。

水文参数关联性
研究建立了K=15752X+1472.3的经验公式，证实横向电阻（R）与水力特性存在定量关系。存储系数（S）分析显示Alor Street区域达0.259，具备较强调蓄能力，但高透水区与高脆弱性的空间耦合现象警示需警惕"高产能-高风险"并存的矛盾。

这项研究创新性地将地球物理勘探与水文模型耦合，首次系统量化了Enugu页岩含水层的"裂隙控水-结构控险"机制。结论指出：① 浅层裂隙含水层主导供水但易受污染，建议在DIR>184区域设立防护带；② 低渗透基质中局部高导区（如Alulu Nike的K=8695×10^-6
m/s）可作为优先开采靶区；③ Dar-Zarrouk参数关系式为类似地层快速评估提供普适模型。该成果为热带地区低渗透地层的水资源管理建立了技术范式，对实现联合国可持续发展目标（SDG 6）具有实践意义。