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Application of remote-sensing data to groundwater exploration: A case study of the Cross River State, southeastern Nigeria

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Hydrogeology Journal Aims and scope Submit manuscript

Abstract

 The Cross River State, Nigeria, is underlain by the Precambrian-age crystalline basement complex and by rocks of Cretaceous to Tertiary age. The exploration for groundwater in this area requires a systematic technique in order to obtain optimum results, but the non-availability of funds and facilities has made it extremely difficult to carry out site investigations prior to the drilling of water wells. Therefore, the failure rate is as high as 80%. In order to delineate areas that are expected to be suitable for future groundwater development, black and white radar imagery and aerial photographs were used to define some hydrological and hydrogeological features in parts of the study area. Lineament and drainage patterns were analysed using length density and frequency. Lineament-length density ranges from 0.04–1.52; lineament frequency is 0.11–5.09; drainage-length density is 0.17–0.94, and the drainage frequency is 0.16–1.53. These range of values reflect the differences in the probability of groundwater potentials. Results were then used to delineate areas of high, medium, and low groundwater potential. Study results also indicate that correlations exist between lineament and drainage patterns, lithology, water temperature, water conductivity, well yield, transmissivity, longitudinal conductance, and the occurrence of groundwater.

Résumé

La géologie de l'Etat de Cross River (Nigéria) est constituée d'un socle cristallin d'âge précambrien et de roches datées du Crétacé au Tertiaire. Dans cette région, l'exploration des eaux souterraines nécessite une analyse systématique pour obtenir les meilleurs résultats ; cependant le manque de moyens a rendu particulièrement difficile les recherches de sites de forage destinés au captage de l'eau. C'est pourquoi le taux d'échec a atteint 80%. Afin de délimiter les zones susceptibles de permettre la future mise en valeur des eaux souterraines, des images radar et des photos aériennes en noir et blanc ont été utilisées pour mettre en évidence certains phénomènes hydrologiques et hydrogéologiques en certains points de la région étudiée. L'analyse des réseaux de linéaments et de drainage a porté sur la densité de leurs longueurs et sur leur fréquence. La densité de longueur des linéaments s'étend de 0,04 à 1,52 et la fréquence des linéaments de 0,11 à 5,09 ; la densité des longueurs de drainage est comprise entre 0,17 et 0,94, et la fréquence du drainage entre 0,16 et 1,53. Ces gammes de valeurs rendent compte des différences dans la probabilité des potentiels en eau souterraine. Ces résultats ont ensuite été utilisés pour délimiter les zones à potentiel en eau souterraine fort, moyen et faible. Les résultats de l'étude indiquent aussi qu'il existe des corrélations entre les réseau de linéaments et de drainage, la lithologie, la température de l'eau, la conductivité de l'eau, le rendement des puits, la transmissivité, la conductance longitudinale et la présence d'eau souterraine.

Resumen

Bajo el Estado de Cross River, Nigeria, subyace un complejo basal cristalino del Precámbrico, así como rocas de edad entre Cretácica y Terciaria. La exploración hidrogeológica en esta área requiere una técnica sistemàtica para poder alcanzar resultados óptimos, pero la falta de medios y de infraestructura ha hecho extremadamente difícil el poder realizar investigaciones previas a la perforación de los pozos, de manera que el porcentaje de fallos se eleva al 80%. Para poder delinear las áreas adecuadas para el posterior desarrollo hidrogeológico, se han usado imágenes de radar en blanco y negro y fotografías aéreas, con el objetivo de definir algunos rasgos hidrológicos e hidrogeológicos en partes del área de estudio. Se analizaron los esquemas de lineamiento y drenaje usando densidad y frecuencia de longitudes. La densidad de longitudes de lineamiento oscila entre 0.04–1.52 y la frecuencia entre 0.11–5.09. La densidad de longitud de drenaje oscila entre 0.17–0.94 y su frecuencia entre 0.16–1.53. Estos rangos de valores reflejan las diferencias en el grado potencial de extracción de aguas subterráneas, que se dibuja en unos mapas siguiendo la clasificación de potencial alto, medio o bajo. Los resultados del estudio indican que existen correlaciones entre los esquemas de lineamiento y drenaje, litología, temperatura y conductividad del agua, descenso en el pozo, transmisividad, conductancia longitudinal y la presencia de agua subterránea.

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Received, August 1994 · Revised, March 1996, June 1996 · Accepted, October 1996

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Edet, A., Okereke, C., Teme, S. et al. Application of remote-sensing data to groundwater exploration: A case study of the Cross River State, southeastern Nigeria. Hydrogeology Journal 6, 394–404 (1998). https://doi.org/10.1007/s100400050162

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/s100400050162

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