Геофизическая оценка вторжения морской воды в Апапа‑Ажегунле, прибрежная зона Лагоса, юго‑западная Нигерия

Почему соль в скрытой воде имеет значение

Для миллионов людей, живущих в прибрежных городах, подземная пресная вода является основным источником питьевой воды. В Лагосе, крупнейшем городе Нигерии, эта скрытая вода подвергается давлению со стороны моря. Когда солёная морская вода проникает в подземные песчаные слои, где хранится пресная вода, колодцы могут быстро стать слишком солёными для питья. В этом исследовании изучают подземные структуры оживлённого района Апапа–Ажегунле в Лагосе, чтобы установить, насколько далеко море вторглось в местные подземные воды и что это значит для сообществ, которые от них зависят.

Перенаселённый берег с ограниченным количеством пресной воды

Как и во многих прибрежных регионах мира, в Лагосе плотная застройка сосредоточена на узкой полосе земли вдоль океана, лагун и рукавов. Хотя область получает значительные осадки каждый год, низкий ровный рельеф приводит к тому, что значительная часть дождя стекает по поверхности, не достигая глубоких слоёв грунта. В результате жители в значительной степени зависят от мелких колодцев, пробуренных в песчаных слоях под городом. В благоприятных условиях «линза» лёгкой пресной воды плавает поверх более тяжёлой морской воды внизу. Но когда подземные воды бурно откачивают, при подъёме уровня моря или росте загрязнения это хрупкое равновесие может нарушиться, позволяя более солёной воде продвигаться вглубь суши под землёй.

Заглядывая вглубь с помощью электричества

Поскольку солёные и пресные зоны скрыты от глаз, исследователи использовали электрические методы, чтобы «увидеть» под землёй без раскопок. Они провели 26 измерений вертикального электрического зондирования (VES) и 14 профилей электрической томографии сопротивления (ERT) по Апапа–Ажегунле, подкреплённых сведениями о породах и грунтах из 10 скважин. Эти инструменты пропускают через землю маленькие электрические токи и измеряют, как легко они проходят. Солёная вода хорошо проводит электричество и проявляется как области с низким сопротивлением, тогда как пресная вода и сухой песок препятствуют току и выглядят как зоны с более высоким сопротивлением. Объединив одномерные и двумерные измерения с картографическим ПО, команда восстановила расположение солёных и пресных вод на глубинах примерно до 40–60 метров.

Как далеко продвинулось море

Электрические изображения выявили четыре‑пять отчётливых подземных слоя с значениями сопротивления от крайне низких (около 1 Ом·м) до очень высоких (свыше 50 000 Ом·м). Ближе к поверхности тонкие слои илистых грунтов и глин перекрывают более толстые песчаные тела, которые функционируют как водоносные горизонты. Во многих частях южных, восточных и западных зон — ближе к лагуне, рукавам и каналу — песчаные интервалы сильно подвержены влиянию морской воды. Там солёная вода проявляется как зоны очень низкого сопротивления в диапазоне примерно от 1 до 11 Ом·м, иногда простирающиеся от 1 метра ниже поверхности до глубин около 40 метров. Выше или рядом с этими очагами исследователи обнаружили солоноватые зоны и более пресные пески, но часто качественная пресная вода была «накрыта» более солёными слоями, что затрудняет и делает рискованным её добычу без смешивания.

Преобразование измерений в карты

Чтобы перейти от разрозненных измерений к общей картине, исследователи сшили профили VES в трёхмерные «фенсовые» диаграммы и использовали картографическое ПО для построения карт «изо‑глубин» и «изо‑толщин». Эти карты показывают, на какой глубине под поверхностью залегают солёные и пресные слои и какова их толщина по всему району. Карты подтверждают, что солёная вода сосредоточена вдоль прибрежных участков и под значительной частью застроенной территории Апапа–Ажегунле, с предпочтительными подземными путями течения с юга на север. Напротив, северная часть области исследования в слоях мелкого водоносного горизонта в значительной степени свободна от соляного вторжения, что делает её более перспективной для безопасного использования подземных вод — по крайней мере, на данный момент.

Ограничения, риски и дальнейшие шаги

Исследование было сосредоточено на наиболее мелких слоях водоносного горизонта, поэтому оно не могло подтвердить, затронуты ли более глубокие песчаные тела морской водой и могут ли они служить долгосрочными резервами. Также не проводился детальный мониторинг качества воды во времени, который показал бы, как изменяются солёность в зависимости от сезонов или при разливах. Тем не менее работа демонстрирует, что электрические методы в сочетании с журналами скважин и современными картографическими инструментами представляют собой мощный способ отслеживать распространение морской воды под землёй. Авторы подчёркивают, что без тщательного управления — ограничения откачки, сокращения загрязнения и продолжения геофизического мониторинга — солёная вода может продвинуться дальше вглубь суши, угрожая как бытовым запасам, так и местным экосистемам.

Что это значит для жителей Лагоса

Проще говоря, исследование показывает, что большая часть мелких подземных вод под Апапа–Ажегунле уже подвергается вторжению моря, особенно вблизи лагун и рукавов. Пресная вода ещё присутствует, особенно дальше на север и в более глубоких песчаных слоях, но часто она перекрыта или окружена более солёными водами. Это усложняет бурение колодцев и повышает риск того, что неосторожная откачка превратит хорошую воду в плохую. Карта расположения солёных и пресных зон, созданная в ходе исследования, даёт научную основу для более разумного размещения скважин, жёсткого контроля использования подземных вод и долгосрочного планирования по защите одного из важнейших и наиболее уязвимых ресурсов Лагоса: его скрытых запасов пресной воды.

Цитирование: Oloruntola, M.O., Folorunso, A.F., Ojeyomi, B.A. et al. Geophysical assessment of seawater intrusion in Apapa-Ajegunle, coastal area of Lagos, Southwestern Nigeria. Sci Rep 16, 5498 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35120-5

Ключевые слова: вторжение морской воды, подземные воды, Лагос Нигерия, электрическое сопротивление, прибрежный водоносный горизонт