Geo-electric assessment of groundwater potentials and vulnerability to contaminants for sustainable water management at Utue-Ogume, Delta State, Nigeria

Abstract

he study focuses on assessing groundwater potentials and the effectiveness of the overburden protective layer in preventing contaminant intrusion into the groundwater aquifer within a municipality in the Western Niger Delta. Aim. Employing Vertical Electrical Sounding (VES), 2-D resistivity imaging, and Dar-zarrouk parameters, the research aims to investigate the geoelectric characteristics of the subsurface layers, delineate the aquiferous layer, and assess the protective capacity of the overburden. Methods. Nine VES were conducted using the Mini-Res Resistivity Meter with the Schlumberger array. Data processing utilized IPI2win software, revealing seven to eight geoelectric layers. The aquiferous layer, situated between the fifth and sixth layers, exhibited varying resistivity (924.9Ωm to 1629Ωm), thickness (34.52 m to 79.20 m), and depth (55.95 m to 106.00 m). Results. Dar-zarrouk hydraulic parameters (hydraulic conductivity, longitudinal conductance, transverse resistance, and transmissivity) were derived from aquifer resistivity and thickness. Hydraulic conductivity ranged from 6.55 m/day to 6.80m/day, transmissivity from 228.5 m²/day to 538.6 m²/day, longitudinal conductance from 0.031Ω⁻¹ to 0.076Ω⁻¹, and transverse resistance from 37385.1Ωm² to 129016.8Ωm². Zones with contrasting parameter values were identified. Conclusion. The overburden protective layer was rated as having poor capacity, rendering the aquifer highly vulnerable to contaminants. Conversely, the aquifer demonstrated potential for providing portable water, reflecting subsurface heterogeneity and ample hydraulic pressure. A recommended hydrochemical study will further assess water portability. Актуальность работы. Исследование посвящено оценке потенциала подземных вод и эффективности водоупорного слоя вскрышных пород в предотвращении проникновения загрязняющих веществ в водоносный горизонт подземных вод на территории муниципалитета в дельте Западного Нигера. Цель. Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ), двухмерная резиститивная визуализация и параметры Дар-Заррук использовались для исследования потенциала грунтовых вод и прочности пород водоупорного слоя. Методы. Девять профилей ВЭЗ были исследованы с использованием измерителя сопротивления Mini-Res установкой Schlumberger. Данные ВЭЗ были обработаны с помощью программного обеспечения IPI2win, которое оконтурило от семи до восьми геоэлектрических слоев. Водоносный горизонт, расположенный между пятым и шестым слоями, показал вариацию сопротивления от 924,9 Ωm до 1629 Ωm, мощность от 34,52 до 79,20 м и глубину от 55,95 до 106,00 м. Результаты. Гидравлические параметры Дар-Заррука (гидравлическая проводимость, продольная проводимость, поперечное сопротивление и пропускающая способность) были получены на основе удельного сопротивления и мощности водоносного горизонта. Гидравлическая проводимость варьировалась от 6,55 м/день до 6,80 м/день, пропускающая способность – от 228,5 м2/день до 538,6 м2/день, продольная проводимость – от 0,031 Ом⁻1 до 0,076 Ом⁻1 и поперечное сопротивление – от 37385,1 Ом∙м2 до 129016,8 Ом∙м2. Выявлены зоны с контрастными значениями параметров. Заключение. Защитные свойства водоупорного горизонта были оценены как низкие, что делает водоносный горизонт очень уязвимым для загрязнений. И наоборот, водоносный горизонт продемонстрировал потенциал для обеспечения питьевой водой, что отражает неоднородность недр и достаточное гидравлическое давление. Рекомендуемое гидрохимическое исследование позволит дополнительно оценить возможность переноса веществ воды.