Hydrogeological and geophysical study of the extension of seawater intrusion in the Sahel of Oualidia (Morocco): Statistical analysis, hydrochemistry and geoelectrical survey
Etude hydrogéologique et géophysique de l’extension de l’intrusion marine dans le sahel de l’Oualidia (Maroc) : Analyse statistique, hydrochimie et prospection électrique
Résumé
The Sahel of Oualidia is located on the Moroccan Atlantic coast. In this area, aquifers are suffering from intensive pumping mainly in the coastal fringe, where the agricultural activities are significant. This study aims, firstly, to determine the origin and the processes responsible for water mineralization and, secondly, to define seawater intrusion extension in this coastal area. To meet these objectives, five approaches were adopted along this thesis: Climatic, piezometric, hydrochemical, hydrodynamic and geophysical approaches. Statistical analysis of climatic data results (temperature and precipitation) obtained from four meteorological stations, located on the Sahel Doukkala Abda, showed an increasing trend of temperature and a decreasing trend of rainfall during some months. The piezometric investigation enabled to determine groundwater flow direction, which is toward the ocean. In addition, historical piezometric data showed that water table level is mainly influenced by precipitation changes. The hydrochemical analysis of major elements allowed to determine groundwater salinity origin. The most mineralized part was limited to the morphological unit called Oulja (at 1km from the coastal fringe), where water mineralization is mainly due to seawater intrusion. Moreover, hydrodynamic data interpretation, obtained from ocean-aquifer interaction study, helped to highlight general hydrodynamic characteristics of groundwater and oceanic tide effect on water table mineralization changes. The geophysical approach, using apparent resistivity maps and electrical resistivity tomography enabled to determine the mineralization extension, showing the presence of two main areas. The first one, near the coastal fringe, was characterized by low electrical resistivities, and the second one, located beyond $1\,km$ from the sea, was characterized by variable resistivities, generally high.
Le Sahel de l'Oualidia est situé sur le littoral atlantique marocain, les aquifères de cette zone connaissent un pompage intensif principalement dans les deux premiers kilomètres de l'océan où les activités maraichères sont plus importantes. L'objectif de cette étude est de déterminer l'origine et les processus responsables de la minéralisation de ces aquifères côtiers, ainsi que déterminer l'ampleur et l'extension de l'intrusion marine dans ce secteur. Pour répondre à cet objectif, cinq approches ont été menées: climatique, piézométrique, hydrochimique, hydrodynamique et géophysique. A la suite de l'analyse statistique des données climatiques (température et précipitations) de quatre stations météorologiques localisées sur le sahel des Doukkala Abda, nous avons constaté une tendance à l'augmentation des températures, et une diminution des hauteurs des précipitations annuelles et mensuelles pour quelque mois. L'étude piézométrique a permis de déterminer la direction de l'écoulement de la nappe qui s'effectue vers l'océan, la variation du niveau de la nappe est influencée par les variations des précipitations, alors la nappe est principalement alimentée par les précipitations. L'analyse hydrochimique des éléments majeurs a permis de déterminer l'origine de la salinité de l'aquifère, en mettant en évidence que la partie proche (1 km) de la côte connait une minéralisation principalement due à l'intrusion de l'eau de mer. L'interprétation des données hydrodynamiques a permis de mettre en évidence les caractéristiques hydrodynamiques générales de l'aquifère tenant compte de la relation qui existe entre la marée océanique et le niveau de la nappe. L'approche géophysique, par les cartes des résistivités apparentes et par la tomographie de résistivité électrique a permis de déterminer l'extension de la minéralisation, en montrant la présence de deux zones principales, une proche du littoral essentiellement caractérisée par des faibles résistivités électriques, une deuxième localisée à plus de 1 km de la mer, caractérisée par des résistivités variables, généralement élevées.
