《Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C》:Delineating the groundwater potential aquifer zones using geoelectrical resistivity survey and salinity estimation in Manda Upazila of Naogaon District, Bangladesh
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•通过地电电阻率测量和盐度估算方法划分了地下水潜力含水层带。•高电阻率值与较高的地下水潜力和较低的盐度相关。•发现了两个厚度不等的相同含水层,西北部的坎索帕拉地区的上层含水层较薄,而东南部的卡沙布地区则较厚。•派克帕拉村的盐度高于波拉什巴里村,这体现了地质因素与地下水特性之间的复
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通过地电电阻率测量和盐度估算方法划分了地下水潜力含水层带。
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高电阻率值与较高的地下水潜力和较低的盐度相关。
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发现了两个厚度不等的相同含水层,西北部的坎索帕拉地区的上层含水层较薄,而东南部的卡沙布地区则较厚。
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派克帕拉村的盐度高于波拉什巴里村,这体现了地质因素与地下水特性之间的复杂关系。
引言
地下水是维持农业、工业和家庭活动不可或缺的资源,尤其是在地表水匮乏的地区。孟加拉国纳奥冈区的曼达乡就是这样一个依靠地下水作为关键水源的地区。然而,要有效管理和可持续利用地下水资源,就需要详细了解地下水文地质状况,包括划分潜在含水层带。根据地下水的化学成分和含水层深度,该地区可划分为南部咸水区(>1000?μS/cm)和北部淡水区(<1000?μS/cm)(Afroza等人,2009年)。但本研究将通过结合垂直电测深法、地下水质量检测和地理信息系统,来填补研究空白,明确含水层分布,评估其供水潜力,并分析孟加拉国西北部曼达乡的盐度状况。
地电电阻率测量是一种成熟的地球物理方法,通过测量地质构造对电流流动的阻抗来研究地下特性。该方法在识别岩性差异和探测含水层方面尤为有效。垂直电测深法常被用来获取不同深度处的电阻率数据,从而为地下层提供详细的剖面信息(Telford等人,1990年)。
除了地电电阻率之外,通过测量地下水样本的电导率来估算盐度对于评估水质也至关重要。地下水中较高的盐度水平可能表明存在溶解盐,这些盐分会影响水在不同用途中的适用性(Freeze和Cherry,1979年)。将电阻率数据与盐度测量结果相结合,可以全面评估地下水资源的数量和质量。
孟加拉国大学拨款委员会资助了一项研究项目,旨在调查曼达乡咸水的类型、分布范围及成因,以及如何将其用于灌溉(Woobaidullah等人,1996年、1998年)。先前的研究已经证明了将地电电阻率测量与水化学分析相结合在地下水勘探和含水层特征描述方面的有效性。例如,Ahmed等人(2020年)在孟加拉国类似地质环境中运用这些方法成功划分出了潜在含水层带。同样,Chowdhury和Chowdhury(2021年)也强调了结合水化学数据对于准确评估地下水质量的重要性。
本研究旨在通过结合地电电阻率测量和盐度估算,明确孟加拉国纳奥冈区曼达乡的地下水潜力含水层带。通过在多个地点进行垂直电测深法测量,并分析地下水样本的电导率,本研究力求深入了解该地区的地下水文地质结构。研究结果将为可持续的地下水管理实践提供依据,同时为其他地区的类似研究提供方法参考。
本研究的主要目标如下:
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通过地电电阻率测量,对地表地质构造进行详细研究。
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划分潜在含水层带。
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建立盐度与含水层深度之间的关联,为地下水勘探提供依据。
章节要点
研究区域
本研究在孟加拉国纳奥冈区的曼达乡开展,该地区位于北纬24°46′至25°00′、东经88°30′至88°45′之间(见图1)。曼达乡面积约为375.94平方公里,以农村为主,农业是其主要经济活动。该地区属于热带季风气候,有明显的雨季和旱季,这对当地的水文地质条件有着重要影响(Brammer,1996年)。
从地质角度来看,曼达乡位于
研究方法
本研究采用了地电电阻率测量和地下水样本的物理化学分析方法(见图3)。
近年来的研究表明,垂直电测深法、地电方法以及地质、水化学和水文地球物理技术,在调查和评估地下水资源、其分布与补给潜力以及实现地下水的可持续管理方面具有很高的效率。
地电电阻率测量
在纳奥冈区曼达乡进行的电阻率测量采用了斯伦贝谢配置,以此识别地下岩性差异并划分地下水潜力含水层带。垂直电测深法为四个不同站点(VES-1、VES-2、VES-3和VES-4)提供了详细的地电剖面,显示出不同的电阻率值,这些值对应着不同的岩性(见表1、表2、表3、表4及图5)。
结论
本研究通过地电电阻率测量和盐度估算,明确了孟加拉国纳奥冈区曼达乡的地下水潜力含水层带。通过整合四个站点的垂直电测深法数据,得以深入了解地下岩性,发现具有不同电阻率值的明显地电层,这些电阻率值反映了不同的岩性组成。
电阻率剖面图帮助确定了潜在含水层带。
研究的局限性
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地球物理采样不足:由于可用于垂直电测深法测试的开放场地有限,在376平方公里的研究区域内仅设置了四个测量站点,这可能无法充分反映地下水文地质环境的空间变化特征。
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缺乏钻孔验证:含水层和地层的划分是基于电阻率测量结果,而来自钻孔的数据非常少。
作者贡献说明
Rokaiya Alam Shanu:概念设计、数据整理、研究方法、初稿撰写。A.H.M. Selim Reza:概念设计、数据整理、正式分析、研究方法、指导监督、论文修改与润色。Md. Asraful Islam:概念设计、数据整理、正式分析、研究方法。Iftekharul Islam:概念设计、数据整理、正式分析、研究方法、软件应用。Md. Majedur Rahman:概念设计、数据整理、正式分析、研究方法。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究成果的已知财务利益或个人关系。
Rokaiya Alam Shanu|A.H.M. Selim Reza|Md. Asraful Islam|Iftekharul Islam|Md. Majedur Rahman