印度北方邦Vindhyan超群地区含水层特征与保护能力的地电测量评估及其水文地质意义

本研究针对印度Mirzapur地区地下水资源管理难题，采用24个垂直电测深(VES)点数据，通过Dar-Zarrouk参数（Sc、Tr、λ）评估含水层特征。结果显示：当上覆层厚度>13米且反射系数<0.8时呈现高产能区，含水层透射率(T)达24687.69 m2/天。该研究为半干旱区含水层脆弱性评价提供了创新方法，对可持续水资源开发具有重要指导价值。

　　

在全球水资源日益紧张的背景下，印度北方邦Mirzapur地区面临着严峻的地下水管理挑战。作为典型的半干旱硬岩地区，该区域含水层主要赋存于Vindhyan超群的裂隙砂岩中，传统的水文地质调查方法既耗时又昂贵。更棘手的是，相似的电阻率值常导致黏土层与咸水层难以区分，而过度开采已造成地下水位持续下降。这些问题严重制约着当地居民生活和农业发展，亟需开发高效精准的含水层评估技术。

针对这一科学难题，来自中国的科研团队在《Geosystems and Geoenvironment》发表了创新性研究成果。研究采用Schlumberger排列方式的电阻率仪(SSR-MP-ATS)，在155.4 km²研究区内布设24个垂直电测深(VES)点，最大电极距达700米。通过IPI2win软件解析数据，计算Dar-Zarrouk参数（纵向电导S_c、横向电阻T_r、各向异性系数λ），并结合反射系数(r)和上覆层厚度(H)建立评估体系。样本来自Mirzapur地区不同地貌单元，涵盖Survey of India地形图63K/16和63L/13图幅范围。

含水层参数特征方面，研究揭示出9种VES曲线类型(AKH/HKH等)，反映复杂的地下结构。Dar-Zarrouk参数显示：纵向电导S_c介于0.09-2.73 Ω^-1，高值区对应厚层覆盖区；横向电阻T_r最高达72787.63 Ωm²，东北部呈现优质含水层特征；各向异性系数λ为0.14-2.41，低值区(<1.5)指示良好裂隙发育带。特别值得注意的是，反射系数分析(r=0.24-0.99)显示东南部基底岩石裂隙最发育，与钻探资料高度吻合。

地下水潜力评估取得突破性发现。通过建立"上覆层厚度-反射系数"双参数模型，首次将研究区划分为四类产能区：高产能区(H>13m且r<0.8)占31%，主要分布在东南部；中等产能区(H>13m且r≥0.8)占42%。典型如L-6测点，在210.92米厚覆盖层下获得21964.61 m²/天的超高透射率(T)。透射率空间分析更发现东北部存在T>500 m²/天的优质靶区，其中L-8点达49310.05 m²/天，刷新区域记录。

在含水层保护能力方面，纵向电导S_c分级显示：83%测点具有中-良好保护能力(S_c>0.7 Ω^-1)，能有效阻隔地表污染物；但L-9等4个测点(S_c<0.5 Ω^-1)被列为弱保护区，需重点监控。这种保护能力差异主要受控于黏土含量和风化层厚度，研究首次量化了二者对污染物迁移的阻滞效应。

该研究的创新价值体现在三方面：首先，建立的电性-水力参数转换模型(如T=KσT_r)，解决了硬岩区含水层参数获取难题；其次，提出的"反射系数-上覆层厚度"双指标分类法，较传统单一电阻率法精度提升40%；最后，开发的保护能力评价体系，为地下水脆弱性制图提供了新范式。这些成果已成功指导当地政府划定3处优先开采区，预计可使供水成本降低25%。未来，该方法可推广至全球类似地质背景区，为联合国可持续发展目标(SDG6)的实现提供技术支撑。