当前的世界环境

介绍

地下水正成为一种日益稀缺的资源。^{1、2、3、4}预计到2050年，工业和生活用水需求将翻一番。^5.城市，围城市和地下水资源的竞争可能会增加。增加人口和快速城市化已经加剧了城市新鲜供水需求，预计将来会增加。^6.气候变化对降水模式，河流和地下水表的影响^7.很可能使地下水资源的可得性恶化，特别是在城市范围内。相反，城市中心对地下水资源的依赖增加了许多倍。^8.

Adadzi.^9.进行的水文地质调查和地球物理调查是许多地下表征研究中的重要方法。这项工作探讨了地球物理调查在钻孔建设和开发中的重要性，为农村社区提供饮用水。本文讨论了对地下特征的解释，可用于协助评估典型农村地区的地下水资源。由于有限的地下数据可用性，这些区域中缺乏基础设施是对钻孔钻井的约束。此外，它们估计了地下水，含水层地质和充电区域的深度。

Vasantrao^10.该研究选择的地区是Duhule区，属于印度马哈拉施特拉邦的干旱地区。Dhule District遭受了水问题，因此，农业和产业增长没有额外的水。要了解其水力地质条件方面的岩性特征，有必要了解该地区的地质。

AWA-Ilaporu地下水的地球物理评估，近于Iwoye西南尼日利亚旨在划定高层地下水潜力的可能性。该地区落入尼日利亚西南部的结晶地下室综合体，主要是由带状环味，花岗岩球茎和佩格麦特的底层。^11.

阿卜杜拉希^12.已经在尼日利亚的Tudun Wada Kano州的结晶岩石中进行了地下水勘探研究。研究区位于沉积岩、火成岩和变质岩中，以冲积岩为常见类型。VES结果揭示了地下地质序列的非均质性。研究区地质剖面序列包括表层土、风化层、断裂基底和新鲜基底。

辛格和辛格¹通过使用Schlumberger配置，在印度北部的斯坦姆块配置，斯伦伯格配置，通过斯普洛伯格配置确定了含水区和地下岩性。在50个位置进行垂直电气探测（Ves）以识别地下水的合适条件。

Ariyo和Banjo.^13.使用了相同的方法来研究尼日利亚西南西南部的Ilara-Remo沉积地形地下水区。他们的调查涉及利用钢板阵列系统的垂直电气探测（VES）技术;应用于十（10）站，并使用空间曲线匹配方法和计算机辅助迭代技术解释结果。Fadele.^14.在尼日利亚尼日利亚航空科技学院周围的地下水勘探也使用了垂直电气探测（VES）。

穆克吉^15.使用磁性电阻率调查可以进一步确认地下含水层配置。由于含水层材料的异质性，必须采取整体方法，包括补充具有远程感测数据的地质信息，并通过电阻率和磁异常检测支持。该方法用于较高光谱反射率和谱系密度的位置，该位置被认为是含水层充电的区域。这项调查专注于印度德里的Aravali石英岩地形，在研究和推荐医院和Jawaharlal Nehru大学领域。鉴定了适用的区域，用于构建塔拉瓦石石英岩的艰难地形中的校验坝，屋顶雨水收集坑和钻井场所。

常规地球物理技术在城市地下水含水层测绘中的应用也因城市化而受到限制。因此，在测绘城市地下水资源时需要发展替代但适当的方法。目前的研究就是这样一种尝试，旨在探索一种绘制钦奈市城市地下水含水层地图的方法，那里的含水层被大量开采以满足城市的用水需求。^16.

印度地质调查局(Kolkatta)发布的马德拉斯方庭地质地图(1:25万比例尺)表明，金奈南部存在坚硬的岩石地形。该硬岩属长石组，主要为产于赛达佩特以南的辉石粒状薄带，其余地区主要为长石粒状薄带。鲕粒岩主要呈东北、西南向东倾斜的趋势，倾角在60 ~ 70度之间。

印度地质调查局(Geological Survey of India) 2005年发布的区域资源地图(1:5万比例尺)也提供了参考，该地图覆盖了钦奈市区172公里²．城市的南部，在Guindy火车站的南部，主要是由亚该亚人的粒屑岩组成的硬岩石地形。据报道，该市基岩的平均深度从20米到25米不等。^17.在城市西部覆盖Saidapet、Saligramam、Kodambakkam、Arumbakkam、Anna Nagar和Villivakkam地区，它被由砂质粘土和黑色粘土组成的Inter分流洪泛盆地沉积物所覆盖。来自海洋的古潮汐沉积物由沙质覆盖下的黑色粘土组成，覆盖在Theagarayanagar、Triplicane、Egmore和Perambur等地区。再往东，是海相潮坪沉积的薄带，由黑色粘土组成。据报道，冈瓦纳沉积物由粘土、页岩、粘土岩和间歇性砂岩组成，位于冲积层之下。沿岸有中灰褐色沙滩沉积和风沙成因的沙坪沉积。在海滩砂和潮滩之间，有由中灰褐色砂组成的滨滩沉积。

中央地下水委员会^18.1993年3月，印度政府，印度政府发表了泰米尔纳德邦马德拉斯区的地下水资源和发展前景。后来，在2008年11月，钦奈区的地下水宣传册。该研究所涵盖的该地区包括172公里的Etswlile市²以及周边地区。它覆盖了北部的红山湖，南部的Guindy，西部的Porur，东部边界是钦奈市的海岸。根据报告中公布的地图，据报道，南部被坚硬的太古代岩石所覆盖。红丘湖周围的区域被划分为冈瓦纳斯下部，由页岩和粘土组成，并伴有砂岩透镜体。在红丘湖南部发现了由页岩、粘土和砂岩组成的第三纪薄带。其余的地区已被划分为近代的冲积层。根据钻孔资料，编制了冲积层厚度、深度与基底等值线的等厚线。这两份报告都较好地概述了每个水文地质单元的沉积物厚度。沿着Mugappair到Thiruvanmiyur和Perambur到Tharamani的两个剖面给出了地层的垂直分布以及城市区域内可能发生的断层和剪切带。^18.

早期的研究要么局限于城市区域，而略超出172公里的核心区²．在覆盖城市地区的CGWB的报告中已经详细说明了地层的垂直分布，但在早些时候所做的其他研究中却没有这样做。水文地质地层的垂直和空间分布及其产量特征至少在公共领域是无法得到的。

研究区

钦奈大都市区

金奈-通常被称为底特律的印度为其汽车工业 - 是泰米尔纳德邦的首都，是印度第四大都市城市。钦奈是世界上增长最快的城市之一，也是唯一一个被评为“福布斯 - 世界上十大增长城市”的印度城市。它位于纬度12°50'49“和13°13°244”之间，79°59'53“和80°20'12”之间的经度。它位于印度Coramandal海岸。钦奈大都市地区包括钦奈市和周围的连续地区在1974年通知。它延伸超过1189公里²包括钦奈市公司区域、16个直辖市、20个特别村务委员会(SVP)和由10个村务委员会联盟组成的213个村庄(CMDA 2006)。^20.它是印度It / ITES公司的首选目的地之一。泰米尔纳德邦是印度第二大软件出口国，90%的出口来自金奈。图1研究区域及采样位置。
根据2011年人口普查(ORGCC)，²¹金奈市的人口(426公里)²)为680万，CMA约为900万。城市人口密度呈上升趋势，2001年为247人/公顷，2011年约266人/公顷。2016年CMA的人口是1000万，2026年是1250万。²²

金奈城市发展管理局(CMDA)公布的金奈市土地使用情况如图2所示。

与1975年和2001年的土地使用情况相比，在25年的时间里，开放空间的土地使用减少了约12%。目前，全市公园和游乐场面积占总面积的0.6%。

任何城市在发展过程中都可能发生这样的变化，这是可以理解的，但这种变化对地下水补给的影响将是令人担忧的，像金奈这样的沿海城市也面临着盐碱地流入的威胁。一九七五年有5%的土地用途的资料(资料来源:2006年CMA发展计划第19页表4.2)及在2001年归入其他类别的13.75%土地面积的详细资料。值得注意的是，约0.53%的土地用途在2001年被列为农业，而在1975年则没有这类分类报告。²³

该地区拥有城市中心的所有重要城镇和村庄的最良好的道路系统之一，以及在塔米尔纳德州的各个城镇和村庄之间。Chennai和Vijayawada，Chennai和Arakonam之间的主要铁路线，钦奈和Villupuram通过大都市区。除了在塔巴姆和海滩站之间的古老的郊区铁路服务之外，中央车站还有郊区铁路服务到Gumpidipoondi和Thiruvallur。质量快速过境系统（MRTS）在海滩和Velachery之间进行了运作，城市限制和钦奈地铁铁轨的建设，连接城市地区的角落正在进行中。

Guindy，Ambattur，Manali和Thirumazhisai有许多工业庄园。钦奈出口加工区（CEPZ），位于许多出口的工业单位，位于塔宾拉姆附近，到了GST路的西部。除了这些工业国家之外，皮革行业集中在帕拉维拉姆 - 色斑区，汽车相关行业位于PADI和Sembium，以及橡胶，化学和保温装置，位于Thiruvottiyur - Ennore - Attipattu Belt。Tamilnadu政府推动的Tidel软件城市位于塔拉米。沿着旧的Mahabalipuram Road开发的IT走廊，拥有全国所有主要的软件公司。

图1:研究区域 采样位置。 点击这里查看图

图2：金奈土地使用/土地覆盖信息（来源：CMDA22)． 点击这里查看图

钦奈大都市地区的地貌

该地区的东部是沿海平原，由沙丘和沙质和壤土覆盖。由于城市的快速城市化，旧沙丘和海滩山脊已被住宅殖民地覆盖。钦奈港口地区的北部，海滩地貌被完全被侵蚀，波切悬崖被视为北部。受影响最严重的地区是北侧的攻击区，在那里遭到沿海侵蚀。大都市地区的西部与区域东侧坡度温和梯度。在St.Thomas Mount，Pallavaram，Tambaram和Kundrathur附近的一些山脊可以看出。

通过该地区排出的两个重要河流是南部的亚达尔河和北柯科河。阿迪尔河起源于塔巴姆西部的大都市区。它在它加入大海之前的总长度约为42公里。全年河流流动，但在东北季风季节时，当有重大的降雨时，它被淹没。柯科姆河源于锡洛尔区珊瑚坦克剩余水域的大都市区西部，并进入海滨北部的大海。由于未经治疗的污水排放，这河流没有太多污染到它进入钦奈城市限制。白金汉运河是一个源自北北部的北部的人造渠道，并通过北南方的大都市区排出。这条运河早些时候，朝南到马拉克卡姆的船只乘船以船只乘船运输商品，目前主要作为污水承运人。源于城市安娜戈尔的Otterinalla限制了盆地桥附近的白金汉运河。

大都会地区的重要储罐是红山湖、Cholavaram储罐、Chembarambakkam储罐和Porur储罐。这些水箱是金奈市和许多都市区内地区的主要饮用水来源。许多储罐，如维拉切里储罐和安巴图尔储罐，正被居民区侵占，或由于附近居民区和工业污水的处理，任何残留的水体正受到污染。

方法

使用传统的地球物理方法在城市上下文中解密地下，例如电阻率分析和垂直电影探测是一项艰巨的任务，因为大多数区域已经城市化。对所需深度进行调查以研究地下变化变得不可能在这样的区域。在钦奈，几乎每个家庭都以开放良好和训练的形式有地下水来源。^8,24这些都是由当地的钻井公司通过旋转和压缩钻机建造的。在钻井过程中，除了极少数情况外，钻井人员并没有对金奈地区的岩性进行系统的记录。然而，在岩土工程勘察的情况下，它是进行的。

由于岩土内报告中采用的命名法与常规水文地科术语不同，因此清洁了整理数据，以便在记录钻孔石英中采用统一的命名法。然后使用开源Google地球地理位置地理位置。然后将数据交叉检查其他辅助数据并清理以避免估值误差。对于质量检查，数据与经验丰富的水文地理学家共享，早期在钦奈工作，并获得其投入，更正和建议，并在任何相关的地方注入。然后使用地理信息系统集成数据，以发展钦奈大都市区的水文地质地图。

含有薄土盖的晶体岩石暴露的区域被归类为古代岩石地形。沿着沿海地区，它包括沿着沿海地区的沿海激烈的Aneallian，在结晶上不可能，它被归类为撒谎的硬岩上的alluvium;同样沿着亚yar河流的两侧，一条4 - 5km的条带还包括覆盖硬岩层的冲积形成;这些也在撒谎的硬岩上进行了分组。在CMA的北部到北部和北部和珊瑚河河，加强覆盖了吉隆坡和第三组的岩石;该地区被归类为覆盖着Gondwana和第三级的激烈。在CMA的西边，巩固峡谷的暴露和西北部，其中第三组岩石发生，分别被归类为Gondwana和Tertiary。加容器厚度在为钦奈大都市面积准备的血浆Isopach中表示。更新的土地使用/陆地覆盖统计数据已显示在图2中。

垂直电测深

电磁(EM)场是通过交流(AC=I)通过电线发射器或线圈产生的。如果地面有导电介质，电磁波的磁分量会在导体中产生涡流I。涡流I产生二次电磁场，由接收机探测到。采用斯伦贝谢阵列或配置。通过两个I电极(A和B)对地施加电流I，然后测量两个V电极(M和N)之间的合成电位差(ΔV)。AB/2的I电极分布从1到最大75m不等。预期的研究深度为0.125×L，其中L= AB/2, AB, I电极分离长度。将现场观测数据(AB/2和MN/2)转换为视电阻率值。地面厚度h的视电阻率(ρ)用下列公式1计算:

结果与讨论

金奈都会区水文地质

都市区既有前寒武纪硬岩，也有由砂岩、页岩、巨石、砾石、砂和粘土组成的沉积矿床。该地区大部分为近代冲积矿床，由沙丘、海相和湖相沉积组成。最近存款通常覆盖老地层组成的巩固和半整合沉积形成三级和冈瓦纳的存款和水晶的太古代岩石年龄的主要部分区域,除了南西侧,结晶岩石暴露在哪里见过,在西北端,那里的沉积层非常接近地表(CGWB 2008)。该地区的地质序列见表1。图3为研究区地质情况，图4、5、6为研究区岩性。

太古代

都市区南部的太古岩主要由片麻岩、片麻岩和粗粒岩组成。它们出现在Guindy附近的铁路岩屑和圣托马斯山、Pallavaram、Tambaram和Vandalur的山丘上。从南部的Chemmancheri到北部的enore，其东侧覆盖着不同厚度的近代冲积层。在西部，它们被冈瓦纳时代的Talchirs和Sripembudur阶段覆盖。结晶岩风化程度高，有时呈节理或断裂。风化带范围为1 ~ 6m。在古陆中观察到的最大风化厚度为10米。钻井资料显示，主要含水裂缝一般局限在地面以下40m左右，在地面以下60m以下也有一些罕见裂缝。超过这个深度，岩石通常坚硬、厚重、致密。

地下水发生在花岗岩和堤坝的花岗岩和堤坝和堤坝岩石和半狭窄条件下的风化，断裂，关节和断层部分的水表条件下发生。被风化的区域曾经通过Openwell拍过;随着水位的消耗，训练间已成为挖掘更深的骨折岩石的日子的顺序。

在Guindy工业区钻探的一口井证实了40至50米深的饱和裂缝的存在。该区域的钻井产量约为每小时4000升。Perumbakkam是最近开发的住宅区之一，一口钻至80米深的井证实了55米和60米深的裂缝的存在，每小时产量约为8000升。Jalladianpet的裂缝深度分别为55m和60m。在Velacherry的Vijayanagar地区，20米深度的接头被挖掘，每小时产量约为3000升。

冈瓦那大陆沉积物

Gondwana下部属于Talchir层，由浅棕色和绿色的页岩组成，位于东至西的南丹巴卡姆(Nandambakkam)之间的冲积层之下。这些页岩覆盖在较老的结晶岩上。很有可能这些页岩在上覆Sriperumbudur层沉积之前已经遭受了广泛的侵蚀，结果这些层的厚度非常小，面积有限。

本地区冈瓦纳斯层的上部为Sriperumbudur层，面积较大。它们以棕色和灰色的页岩的形式出现，在金奈-班加罗尔国家公路上的Poonamallee以西的地表和阿瓦迪附近。在其他地区，它们被不同厚度的冲积层覆盖。在Thirunindravur和vililliwakkam之间的西北侧，它们被第三纪层覆盖。

一般来说，冈瓦纳组岩石的地下水潜力较差。间断性的砂岩和砂质粘土在一定程度上产生少量的地下水。地下水主要以钻孔的形式开采。这口井的产量从每小时500升到2000升不等。这些地层的低透光率限制了井的连续抽水。

第三

第三纪地层由易碎的白色和红色棕色砂岩组成，位于Chembarambakkam附近的西侧和Thirunindravur和vililliwakkam之间的西侧。它们也出现在红山附近的Kortalaiyar河的南岸。在西至西至西的Thiruverkadu之间的Coovum河以北的东西方向上覆盖着较年轻的冲积层。第三系地层厚度较小，约为30 ~ 45m。在这些地层中，地下水通过浅管井呈带状分布。在Paruthipattu钻至50米的管井，开采第三系的产量约为每小时5000升。

表格1：显示研究区域的地层。 点击这里查看表格

冲积

冲积层覆盖了该地区的大部分，包括沿海的沙丘砂和其他地区的沙、粉砂和粘土。都市区南部冲积层厚度为5m，东部中部略大于20m。冲积层覆盖在太古宙岩石的南侧和东侧，以及冈瓦纳斯和第三纪的北侧和西侧。等厚线是在一个区域上等厚的等高线。等厚图用于水文测量、地层学、沉积学、构造地质学、石油地质学和火山学。等厚线图显示了在垂直测量厚度的层中厚度相等的线。等厚线地图是用Surfer软件生成的。一幅显示冲积层厚度的等厚图显示，在该地区的大部分地区，冲积层的平均厚度约为15米。冲积层中的粘土砂比也因地而异。不同粒径的有效砂层厚度在4 ~ 13m之间。^19.在Kodambakkam、Kilpauk和AnnaNagar等地区，覆盖冈瓦纳斯地区的冲积层中，沙子的厚度更大。沿着海岸轨迹，可以看到冲积层中出现厚度相当好的粗而干净的砂粒。

地下水主要发生在冲积层的地下水位条件下。在Thiruvottiyur的工业中，大尺寸的露天挖井(沿海地区的冲积物覆盖在坚硬的岩石上)被观察到连续泵入约2 - 3小时，每小时产量超过10,000升。在靠近海岸的MRC Nagar, 8 - 10米深的露天井产量约为每小时5000升。在Porur正在开发的房屋群中，产量测试记录了穿透1米的产量约为每小时升。

图3研究区地质图。 点击这里查看图

结构

南方有主要的Ne-SW趋势缺陷。其中一个人跨越塞巴特和eGmore之间的亚尾和牛河。在Srinagar殖民地，Kotturpuram和千盏灯面积的钻孔上的数据上证明了该区域中构造区域的存在。岩石经历了密集的压裂，并且训练育率相对较高。^19.另一个主要的NE-SW走向的断层是在南部Tambaram附近的Kadapperi和北部的Ashok nagar之间。沿这条线的钻孔表明岩石已经发生了断裂和剪切。沿着阿代尔河的东西断层可以在Ekkaduthangal和Kotturpuram看到。断层作用导致了AshokNagar附近基底岩石的隆起。^19.在这些断裂带附近的冲积层和下伏的风化岩石中，有钻井时泥浆流失的实例。

图4研究区岩性(东西)剖面图。 点击这里查看图

图5研究区南北岩性剖面图 点击这里查看图

图6研究区岩性(东西)剖面图。 点击这里查看图

据报道，钦奈西部和西北部，包括属于上原侏罗纪的上层贡萨座的甲掌形，砂岩和砂岩组成的斯利伯拉米蛋白酶形成的砂岩。在Nandambakkam和Chennai City的Kodmabakkam地区钻探的山脉均为典型的Talchirs的绿色裂缝Hales。这些Gondwana地层在亚朝海上不合适地撒谎。

在钦奈的西北部和周围的红木和舒拉拉姆，据报道，Cuddalore形成的后卫和口袋发生。Cuddalore形成主要包括斑驳，砂砾和骨灰岩砂岩。红土和Cuddalore形成都属于第三组。

沿海地区以第四纪晚期至次晚期的细沙滩砂为特征。据报道，沿着海岸，向南，灰色和黑色的粘土与贝壳河口起源。金奈中部以河流成因的灰褐色至黑色砂质粘土为特征。据报道，古瓦姆河以北和普纳马莱的东北和西北有古河道，由中粗砂和粘土组成。

水位等值线

水位的轮廓已经绘制了三个不同的季节（季风，季风和季风后季后翁）。绘制了具有相同高度变化的地下水仰卧轮廓，也称为轮廓间隔。在这种情况下，轮廓间隔是1M。地下水流向可以通过地下水轮廓线获得。这些轮廓图有助于破译水平波动的水化学变化。水位的空间和时间变化控制井的物理化学特性。一般来说，与深井相比，浅孔具有更多的机制污染。

图7：（a）预季度的1米间隔的轮廓图。（b）季风和（c）季后翁。 点击这里查看图

结论

在气候和人口压力下，对淡水的需求不断增加。钦奈等沿海地区在季风季节接受降雨。尽管淡水的连续上升也不会议。因此，需要识别新的地下水补给和前景区。为此目的，垂直电气探测方法非常稳健，并提供详细的地下信息。为了保护和管理城市地区地下水水资源的稀缺资源，了解含水层的性质，其空间分布，年度补给和草案，地下水等等。因此，含水层的性质的信息。，他们的空间处理和城市地区的水文地质特征需要采用先进的测量技术研究。这些先进的技术和工具提供了高精度，并建议该地区地下水资源的可持续发展所需的精确结果，这是雨水采伐结构的推荐。

确认

作者希望承认Anil Kumar Mishra，主要科学家，水技术中心（WTC） - Iari，新德里，为成功完成工作提供的支持。

本研究未从资助机构、政府或非政府或非营利组织获得任何资金或财政支持或专项拨款。

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