Published May 1, 2022 | Version v1
Publication Open

Assessing the suitable electrical resistivity arrays for characterization of basement aquifers using numerical modeling

Creators

  • 1. Covenant University
  • 2. National Research Institute of Astronomy and Geophysics
  • 3. King Saud University
  • 4. Oklahoma State University
  • 5. University of Calabar

Description

Numerical modeling analysis was used to assess the suitable electrical resistivity arrays for the characterization of geological structures, including dyke, horst, graben, sub-vertical, and vertical structures. These geological structures usually make up the aquifers interested in the hydrogeological evaluation of crystalline basement terrains. Six electrode configurations, including Wenner alpha (α), Wenner beta (β), Wenner gamma (γ), Schlumberger array, dipole-dipole array, and pole-dipole array, were used to assess the geological structures for groundwater exploration. The synthetic models of the geological structures were generated using RES2DMOD code, and 5% noise was added to all the models. The generated models were inverted using the RES2DINV code. The results show that the most suitable arrays for dyke and graben structures are Wenner alpha, while Wenner beta is the most suitable for the horst structure. The Schlumberger array was the best for both sub-vertical and vertical structures. This study has demonstrated the efficacy of numerical modeling in assessing the best resistivity arrays for 2D electrical resistivity imaging for groundwater exploration prior to geophysical field investigation.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم استخدام تحليل النمذجة العددية لتقييم مصفوفات المقاومة الكهربائية المناسبة لتوصيف الهياكل الجيولوجية، بما في ذلك السد، والقرن، والجذب، والهياكل شبه الرأسية، والرأسية. عادة ما تشكل هذه الهياكل الجيولوجية طبقات المياه الجوفية المهتمة بالتقييم الهيدروجيولوجي للتضاريس السفلية البلورية. تم استخدام ستة تكوينات قطب كهربائي، بما في ذلك وينر ألفا (α)، وينر بيتا (β)، وينر غاما (γ)، مصفوفة شلمبرجير، مصفوفة ثنائي القطب، ومصفوفة ثنائي القطب، لتقييم الهياكل الجيولوجية لاستكشاف المياه الجوفية. تم إنشاء النماذج الاصطناعية للهياكل الجيولوجية باستخدام رمز RES2DMOD، وتمت إضافة ضوضاء بنسبة 5 ٪ إلى جميع النماذج. تم عكس النماذج التي تم إنشاؤها باستخدام رمز RES2DINV. تظهر النتائج أن المصفوفات الأنسب لهياكل السد والجذب هي وينر ألفا، في حين أن وينر بيتا هو الأنسب لهيكل الأبراج. كانت مصفوفة شلمبرجير هي الأفضل لكل من الهياكل شبه الرأسية والرأسية. أظهرت هذه الدراسة فعالية النمذجة العددية في تقييم أفضل صفائف المقاومة لتصوير المقاومة الكهربائية ثنائي الأبعاد لاستكشاف المياه الجوفية قبل الفحص الميداني الجيوفيزيائي.

Translated Description (French)

L'analyse de modélisation numérique a été utilisée pour évaluer les réseaux de résistivité électrique appropriés pour la caractérisation des structures géologiques, y compris les structures de digue, horst, graben, subverticales et verticales. Ces structures géologiques constituent généralement les aquifères intéressés par l'évaluation hydrogéologique des terrains cristallins du socle. Six configurations d'électrodes, y compris l'alpha (α) de Wenner, le bêta (β) de Wenner, le gamma (γ) de Wenner, le réseau de Schlumberger, le réseau dipôle-dipôle et le réseau pôle-dipôle, ont été utilisées pour évaluer les structures géologiques pour l'exploration des eaux souterraines. Les modèles synthétiques des structures géologiques ont été générés en utilisant le code RES2DMOD, et 5% de bruit a été ajouté à tous les modèles. Les modèles générés ont été inversés à l'aide du code RES2DINV. Les résultats montrent que les réseaux les plus appropriés pour les structures de digue et de graben sont Wenner alpha, tandis que Wenner beta est le plus approprié pour la structure horst. Le réseau Schlumberger était le meilleur pour les structures sous-verticales et verticales. Cette étude a démontré l'efficacité de la modélisation numérique dans l'évaluation des meilleurs réseaux de résistivité pour l'imagerie de résistivité électrique 2D pour l'exploration des eaux souterraines avant l'étude géophysique sur le terrain.

Translated Description (Spanish)

Se utilizó el análisis de modelado numérico para evaluar los arreglos de resistividad eléctrica adecuados para la caracterización de estructuras geológicas, incluidas estructuras de dique, horst, graben, subverticales y verticales. Estas estructuras geológicas suelen conformar los acuíferos interesados en la evaluación hidrogeológica de terrenos basales cristalinos. Se utilizaron seis configuraciones de electrodos, incluyendo Wenner alfa (α), Wenner beta (β), Wenner gamma (γ), matriz de Schlumberger, matriz dipolo-dipolo y matriz polo-dipolo, para evaluar las estructuras geológicas para la exploración de aguas subterráneas. Los modelos sintéticos de las estructuras geológicas se generaron utilizando el código RES2DMOD, y se añadió un 5% de ruido a todos los modelos. Los modelos generados se invirtieron utilizando el código RES2DINV. Los resultados muestran que las matrices más adecuadas para estructuras de dique y graben son Wenner alfa, mientras que Wenner beta es la más adecuada para la estructura horst. La matriz de Schlumberger era la mejor tanto para estructuras subverticales como verticales. Este estudio ha demostrado la eficacia del modelado numérico en la evaluación de los mejores arreglos de resistividad para imágenes de resistividad eléctrica 2D para la exploración de aguas subterráneas antes de la investigación de campo geofísica.

Files

pdf.pdf

Files (16.1 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b65a4b1ce6e28dc6e69f45dc744c38b4
16.1 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم صفائف المقاومة الكهربائية المناسبة لتوصيف طبقات المياه الجوفية السفلية باستخدام النمذجة العددية
Translated title (French)
Évaluation des réseaux de résistivité électrique appropriés pour la caractérisation des aquifères du sous-sol à l'aide de la modélisation numérique
Translated title (Spanish)
Evaluación de los arreglos de resistividad eléctrica adecuados para la caracterización de los acuíferos del sótano utilizando modelos numéricos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4280545034
DOI
10.1016/j.heliyon.2022.e09427

Is supplement to
https://openalex.org/W4360923813 (Other)
https://openalex.org/W3203522729 (Other)
https://openalex.org/W3175045144 (Other)
https://openalex.org/W3014013425 (Other)
https://openalex.org/W2887685626 (Other)
https://openalex.org/W2766959649 (Other)
https://openalex.org/W2383269802 (Other)
https://openalex.org/W2100877672 (Other)
https://openalex.org/W2041338598 (Other)
https://openalex.org/W1992873974 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Nigeria

References

  • https://openalex.org/W1587218476
  • https://openalex.org/W1911376507
  • https://openalex.org/W1977836031
  • https://openalex.org/W1984547803
  • https://openalex.org/W2032035750
  • https://openalex.org/W2033960923
  • https://openalex.org/W2079641133
  • https://openalex.org/W2083450065
  • https://openalex.org/W2087452412
  • https://openalex.org/W2091340121
  • https://openalex.org/W2112425639
  • https://openalex.org/W2152242052
  • https://openalex.org/W2159148670
  • https://openalex.org/W2187321128
  • https://openalex.org/W2224996532
  • https://openalex.org/W2268193731
  • https://openalex.org/W2280732102
  • https://openalex.org/W2537318131
  • https://openalex.org/W2549247598
  • https://openalex.org/W2590935621
  • https://openalex.org/W2596853162
  • https://openalex.org/W2767122116
  • https://openalex.org/W2770438590
  • https://openalex.org/W2804581940
  • https://openalex.org/W2807611076
  • https://openalex.org/W2810772105
  • https://openalex.org/W2901374252
  • https://openalex.org/W2902876189
  • https://openalex.org/W2921250075
  • https://openalex.org/W2999445221
  • https://openalex.org/W3013567604
  • https://openalex.org/W3034439631
  • https://openalex.org/W3042615087
  • https://openalex.org/W3044921947
  • https://openalex.org/W3088847190
  • https://openalex.org/W3120395250
  • https://openalex.org/W4300793472