Groundwater exploration and evaluation by using geophysical interpretation (case study: Al Qantara East, North Western Sinai, Egypt)

Different geophysical tools such as geoelectric, gravity, and magnetic have been applied to detect groundwater potentiality and structural elements, which controlled a geometry of the groundwater aquifers in the study area. Nineteen vertical electrical soundings measured using ABEM SAS 4000 equipment through Schlumberger configuration of AB/2 ranged from 1.5 to 1,000 m; the quantitative interpretation was carried out using manual and analytical techniques. The results of quantitative interpretation used to construct six geoelectrical cross-sections indicate that the subsurface sequence of the study area consists of seven geoelectrical units. These units are Quaternary sand sheet and sand dunes, Quaternary aquifer, marly limestone, clay, sandy clay, clay with sandstone intercalation, and deep Nubian sandstone aquifer. The isopach map of the Quaternary aquifer exhibits thickness of the Quaternary aquifer that increased at the northern and southern part (50 m) and decreased at the eastern and western part (5 m), and the depth of the aquifer increased at the northern part (40 m) and decreased at the central part to 6 m. The isoresistivity map of the aquifer shows a high resistivity at the northern part but the southern part reveals low resistivity according to the lithology. The water salinity increases in the direction of groundwater flow from 500 to 10,500 mg/l. The low water salinity is due to direct recharge from El-Sheikh Zayed Canal, which supplied fresh water to this area. Sixty-five gravity stations were measured using Auto-Grav gravity meter; different gravity corrections were applied on raw data. The corrected gravity values were plotted to represent a Bouguer anomaly map; the residual gravity anomaly map was used for delineation of the fault elements. The area was dissected by different fault elements of trends NW–SE, NE–SW, and E–W. In addition, 65 ground magnetic stations were measured at the same sites of gravity stations. The results of magnetic interpretation indicate that the depth of the basement is shallow at the western and southern parts of the area (4,500 m), but the central part exhibits greater depth of 7,900 m.

---

الملخص العربي   طرق جيوفيزيقية مختلفة مثل الكهربية الأرضية, التناقلية الأرضية والمغناطيسية الأرضية تم تطبيقها لتحديد إمكانية تواجد المياه الجوفية والتراكيب الجيولوجية التي تتحكم في إبعاد وهندسة الخزان الجوفي في منطقة الدراسة. تسعة عشر جسة كهربية عمودية تم قياسها باستخدام جهاز من شركة (ِ ABEM) ساس 4000 من خلال تشكيل شلمبرجير بمسافة بين القطبين أب /2 تبدأ من 1.5 متر حتى 1000 متر, التفسير الكمي تم علي البيانات باستخدام التفسير اليدوي والتحليلي. نتائج التفسير الكمي تم استخدامها لتشييد ست قطاعات جيوكهربية والتي أوضحت أن التتابع التحت سطحي لمنطقة الدراسة يتكون من سبعة وحدات جيوكهربية. هذه الوحدات هي صفائح من الرمال والكثبان الرملية للعصر الرباعي, الخزان الجوفي الرباعي, حجر جيري مارلي, طفلة, طفله رمليه, طفله متداخلة مع الرمل والخزان الجوفي النوبي. خريطة السمك للخزان الجوفي الرباعي تظهر أن سمك الخزان الجوفي الرباعي يزيد عند شمال وجنوب منطقة الدراسة (50 متر) ويقل عند الجزء الشرقي والغربي (5 متر). وعمق هذا الخزان الجوفي الرباعي يزيد عند الجزء الشمالي (40 متر) وينقص عمق الخزان الرباعي عمد وسط المنطقة (6 متر). خريطة المقاومة الحقيقية للخزان الجوفي الرباعي تبين أن المقاومة تزيد عند الجزء الشمالي وتقل المقاومة عند الجزء الجنوبي من منطقة الدراسة بناءا علي التكوين الصخري للطبقات. ملوحة المياه الجوفية تزيد في اتجاه سريان المياه من 500 مليجرام/لتر إلي 10500 مليجرام/لتر. نقص الملوحة المياه ناتج عن التسرب المباشر من قناة الشيخ زايد والتي تعتبر مصدر المياه العزبة في منطقة الدراسة. خمس وستون محطة تثاقيلية أرضية تم قياسها باستخدام اوتو-جرافميتر, العديد من تصحيحات الجاذبية الأرضية نم تطبيقها علي البيانات الأصلية. قراءات الجاذبية الأرضية المصححة تم رسمها علي خريطة لتمثل شاذات البوجير وتم استخدام خريطة الشاذات المحلية لتجديد التراكيب الجيولوجية (الفوالق). حيت أوضحت الدراسة أن المنطقة تأثرت بعده فوالق باتجاهات مختلفة مثل شمال غرب- جنوب شرق, شمال شرق-جنوب غرب وشرق-غرب. نتيجة تفسير بيانات المغناطيسية الأرضية أظهرت أن عمق ضجور القاعدة تكون ضحلة عند الجزء الغربي والجنوبي (4500 متر) وتكون ضجور القاعدة عميقة (7900 متر) عند الجزء الأوسط من منطقة الدراسة.