Gis–Ahp Groundwater Potential Mapping and Sensitivity Analysis for Public Borehole Planning in Ikorodu, Lagos State, Nigeria

In de snelgroeiende kuststad Lagos, Nigeria, bereikt het kraanwater vaak niet de mensen die het het hardst nodig hebben. Als gevolg hiervan zijn gezinnen en gemeenschappen overgegaan op het graven van eigen putten en het boren van boorgaten om toegang te krijgen tot het water dat onder de grond verborgen ligt. Dit grondwater is een vitale bron, maar het vinden ervan is niet zo eenvoudig als een plek in de achtertuin uitkiezen en beginnen met graven. De grond is een complexe puzzel bestaend uit rotslagen, bodemtypes en verborgen scheuren die water ofwel vasthouden of het juist laten weglopen. Als er een boorgat wordt geboord op de verkeerde plek, kan dit droog uitvallen, wat duizenden dollars verspilt en een gemeenschap zonder oplossing laat. Om dit op te lossen, gebruiken wetenschappers een methode die satellietbeelden combineert met computermapping om te voorspellen waar water het meest waarschijnlijk te vinden is. Ze kijken naar de vorm van het land, hoeveel regen er valt, hoe water over het oppervlak stroomt en de verborgen scheuren in de aarde die fungeren als snelwegen voor de beweging van water ondergronds.

Een team onderzoekers heeft deze aanpak onlangs toegepast in Ikorodu, een groot lokaal regeringsgebied aan de rand van Lagos. Hun doel was om een gedetailleerde kaart te maken die overheidsfunctionarissen en gemeenschapsleiders kan begeleiden bij het bepalen van de locaties waar nieuwe boorgaten met de hoogste kans van slagen geboord kunnen worden. In plaats van te gokken of te vertrouwen op dure, tijdrovende veldtesten voor elke individuele locatie, bouwden ze een digitaal model dat zes verschillende factoren meeweegt. Deze factoren zijn onder meer de hoogte van het land, de steilheid van de hellingen, de hoeveelheid neerslag, de dichtheid van stromen en rivieren, het type landbedekking zoals gebouwen of bossen, en de dichtheid van lineamenten. Lineamenten zijn lange, lineaire kenmerken aan het oppervlak van de aarde, vaak zichtbaar als rechte lijnen op satellietfoto's, die meestal wijzen op scheuren of breuken diep onder de grond waar water zich gemakkelijker kan verzamelen en stromen.

De onderzoekers gebruikten een computersysteem om gegevens van satellieten en weerrecords over het gehele Ikorodu-gebied te analyseren. Ze gaven elke factor een score op basis van de mate waarin deze helpt bij het verzamelen van water ondergronds. Zo is vlak land bijvoorbeeld beter geschikt voor het absorberen van regen dan steile heuvels, en zijn gebieden met veel ondergrondse scheuren beter in staat water vast te houden dan massieve, ononderbroken rotsen. Door al deze informatie in lagen over elkaar heen te leggen, produceerden ze een kaart die de regio verdeelt in vijf zones, variërend van "Zeer laag" potentieel tot "Zeer hoog" potentieel. De belangrijkste ontdekking was dat de dichtheid van deze ondergrondse scheuren, of lineamenten, de meest krachtige voorspeller was van waar water te vinden zou zijn, waarbij het zelfs belangrijker bleek dan de hoeveelheid neerslag of de helling van het land.

Om ervoor te zorgen dat hun kaart betrouwbaar was en niet slechts een gelukkige gok, onderging het team een strenge test. Ze vroegen zichzelf af: "Wat als onze experts er iets naast zaten wat betreft de belangrijkheid van elke factor?" Ze pasten systematisch de belangrijkheid van elke factor in hun computermodel aan met kleine hoeveelheden en draaiden zesentwintig verschillende scenario's om te zien of de uiteindelijke kaart drastisch zou veranderen. De resultaten waren geruststellend. Zelfs toen ze de cijfers aanpasten, bleef de kaart stabiel en bleef de conclusie dat ondergrondse scheuren de meest kritieke factor zijn, in elke test overeind. Dit gaf hen het vertrouwen dat de kaart een robuust instrument was en geen fragiel instrument. Ze controleerden ook de nauwkeurigheid van hun landbedekkingsgegevens, die lieten zien dat hun computerclassificatie van gebouwen, vegetatie en kale grond in ongeveer 89 procent van de gevallen correct was.

De definitieve kaart onthulde een duidelijk patroon voor de regio. De zuidelijke, zuidoostelijke en delen van de centrale gebieden van Ikorodu zijn rijk aan grondwaterpotentieel, met een hoge concentratie aan ondergrondse scheuren en flauwe hellingen die regen doorlaten. In tegen vergader met de noordelijke en noordwestelijke delen van het gebied, die veel minder veelbelovend zijn, gekenmerkt door hoger gelegen grond en minder scheuren, wat hen ongeschikte kandidaten maakt voor nieuwe putten. De onderzoekers stopten niet bij het tekenen van de kaart; ze maakten er een praktisch instrument van voor besluitvormers. Ze creëerden een vierfasen systeem dat planners precies vertelt wat ze in elke zone moeten doen. Gebieden gemarkeerd als "Zeer hoog" zijn de hoogste prioriteit voor onmiddellijk onderzoek en boringen. "Hoog" gebieden zijn de volgende stap. "Matige" gebieden vereisen extra voorzichtigheid en specifieke tests voordat er toestemming wordt gegeven voor boringen. Ten slotte zijn de "Lage" en "Zeer lage" zones plaatsen waar boringen vermeden moeten worden, tenzij er een zeer sterke, specifieke reden voor is, aangezien het risico op falen daar hoog is.

Hoewel de kaart een krachtig instrument is, zijn de onderzoekers voorzichtig in het uitleggen van de beperkingen ervan. Ze verifieerden hun bevindingen door hun kaart te vergelijken met een lijst van locaties waar eerdere geofysische surveys al hadden gesuggereerd dat er water aanwezig zou kunnen zijn, en de twee kwamen goed overeen. Ze merken echter op dat deze kaart een screeningsinstrument is, en geen garantie. Het kan de noodzaak van veldtesten ter plaatse, zoals elektrische surveys en daadwerkelijke boringen, niet vervangen om de diepte en kwaliteit van het water te bevestigen. Ze waarschuwen ook dat er in de kustgebieden nabij de lagune een risico is dat zout water zich mengt met het zoete grondwater, een gevaar dat de kaart niet direct weergeeft maar dat door planners wel in overweging moet worden genomen. Uiteindelijk biedt deze studie een duidelijk, wetenschappelijk getoetst stappenplan voor Icoduru. Het verplaatst het gesprek van willekeurig boren naar strategische planning, en biedt een manier om geld te besparen en ervoor te zorgen dat de gemeenschappen van Lagos toegang hebben tot het schone water dat zij nodig hebben.