النمذجة الهيدروكيميائية لتسرب مياه البحر إلى الفرشة المائية الساحلية غيس-النكور وتوصيف مناطق احتمال تواجد المياه الجوفية في كل من حوض غيس وحوض النكور (المغرب) باستخدام التقنيات الجغرافية المكانية
Hydrochemical modeling of seawater intrusion in the Ghiss-Nekor coastal aquifer and characterization of groundwater potential zones in the Ghiss and Nekor watersheds (Morocco) using geospatial methods
Modélisation hydrochimique de l’intrusion marine dans l’aquifère côtier de Ghiss-Nekor et caractérisation des zones potentielles en eaux souterraines dans les bassins versants de Ghiss et Nekor (Maroc) à l’aide des méthodes géospatiales
Résumé
يعد تأثير تسرب مياه البحر على الفرشات المائية الساحلية مصدر قلق كبير عندما يتعلق الأمر بإدارة موارد المياه الجوفية. إن الفرشة المائية الساحلية لسهل غيس-النكور معرضة بشكل كبير لمخاطر تسرب مياه البحر بسبب الإفراط في ضخ المياه الجوفية والآثار الناتجة عن تغير المناخ. مستوى تأثر المياه الجوفية في سهل غيس-النكور غير واضح لحد الآن، ومن المحتمل أن توالي سنوات الجفاف والاستغلال المفرط للمياه الجوفية قد أدى إلى تفاقم ظاهرة تسرب مياه البحر. تهدف هذه الدراسة إلى: 1) دمج النهج الهيدروكيميائي مع التقنيات الجغرافية المكانية، لرسم خريطة تبين مدى تأثر مجال الدراسة بتسرب مياه البحر. 2) تتبع التطور المكاني-الزمني لتسرب مياه البحر من خلال تحليل بيانات هيدروكيميائية لسنتي 2015 و2022 باستخدام تقنية رسم الخرائط التفاضلية ومبيانات تطور السحنات الهيدروكيميائية. 3) رسم خرائط لمناطق احتمال تواجد المياه الجوفية في كل من حوض غيس وحوض النكور باستخدام التقنيات الجغرافية المكانية وعملية التحليل الهرمي. وذلك بهدف تحديد المصادر المحتملة للمياه التي يمكن استخدامها كبديل لتخفيف الضغط على الفرشة المائية في سهل غيس-النكور.
كشفت الدراسة عن تأثر ما يقرب 20٪ من منطقة الدراسة بتسرب مياه البحر، حيث تقع 70 % من المناطق المتضررة على بعد كيلومترين من خط الساحل. كما كشف أيضًا التحليل المكاني-الزمني عن تفاقم ظاهرة تسرب مياه البحر مع مرور الوقت، حيث ارتفعت نسبة تأثر مجال الدراسة من 14٪ إلى 20٪ بين سنتي 2015 و2022. أظهرت دراسة تحديد مناطق احتمال تواجد المياه الجوفية والقائم على نظام المعلومات الجغرافية أن 38٪ من حوض غيس و25٪ من حوض النكور تتوفر على إمكانات جيدة وجيدة جدًا للمياه الجوفية. التحقق من دقة الخرائط النهائية أظهرت مستوى توافق جد مقبول وهو 70٪.
توفر النتائج التي توصلنا إليها معلومات مهمة حول مدى تسرب مياه البحر إلى طبقات المياه الجوفية في سهل غيس-النكور، كما تعزز هذه النتائج فرضية أن الظاهرة المدروسة تزداد سوءًا بمرور الوقت. وستكون هذه المعلومات مفيدة لصانعي القرار في منطقة الحسيمة، لأنها ستساعد في وضع خطط فعالة لإدارة المياه الجوفية في المنطقة لمعالجة النقص في الموارد المائية الناجم عن انخفاض نسبة التساقطات المطرية والاستنزاف المفرط للمياه الجوفية.
The impact of seawater intrusion (SWI) on coastal aquifers is a major concern when it comes to managing groundwater resources. The Ghiss-Nekor coastal aquifer is particularly vulnerable to SWI due to excessive groundwater pumping and the effects of climate change. The extent of SWI in this area is unclear, and the ongoing drought and overpumping of groundwater are expected to worsen the situation. Therefore, the present study aims : i) to use a hydrogeochemical approach (ionic ratios and SWI indexes), combined with geospatial techniques, to produce a map highlighting the regions most susceptible to SWI in the study area. ii) to track the spatiotemporal evolution of SWI by analyzing data from 2015 and 2022 using a differential mapping technique (DMT) and Hydrochemical Facies Evolution Diagrams (HFE-D). iii) to map the groundwater potential zones (GWPZ) in the Ghiss and Nekor watersheds using geospatial techniques and the Analytical Hierarchy Process (AHP) in order to identify potential sources of groundwater that can serve as alternatives and alleviate the pressure on the Ghiss-Nekor aquifer.
As a result, approximately 20 % of the study area is impacted by SWI, with 70 % of the affected areas located within 2 km of the shoreline. The spatiotemporal analysis also revealed a significant increase in the extent of SWI, rising from 14 % to 20 % between 2015 and 2022. The GIS-based analysis of the GWPZ reveals that 38 % of the Ghiss basin and 25 % of the Nekor basin have good and very good potential for groundwater. To ensure the accuracy of the final maps, an appropriate validation method was employed, resulting in a 70 % level of agreement.
Our findings provide crucial information on the extent of SWI in the Ghiss-Nekor aquifer and reinforce the assumption that SWI is worsening over time. This information is instrumental for decision-makers in the Al Hoceima region, as it can assist in the development of efficient groundwater management plans to tackle the shortage of water resources caused by declining levels of precipitation and the overpumping.
L'impact de l'intrusion marine (IM) sur les aquifères côtiers est une préoccupation majeure en matière de gestion des ressources en eau souterraine. L'aquifère côtier de Ghiss-Nekor est particulièrement vulnérable à l'intrusion marine en raison de la surexploitation des eaux souterraines et des effets du changement climatique. L'étendue de l'IM dans cette zone reste incertaine et les conditions de sécheresse persistante et de surexploitation des eaux souterraines risquent d'aggraver la situation. Cette étude vise donc à : i) cartographier l'étendue de l'IM dans la zone d'étude en utilisant une approche hydrogéochimique (ratios ioniques et indices d’IM) combinée à des techniques géospatiales. ii) suivre l'évolution spatiotemporelle de l'IM en analysant les données de 2015 et 2022 à l'aide de la technique de cartographie différentielle (DMT) et de diagrammes d'évolution des faciès hydrochimiques (HFE-D). iii) cartographier les zones potentielles en eaux souterraines (ZPES) dans les bassins versants de Ghiss et Nekor, en utilisant des techniques géospatiales et le processus de la hiérarchie analytique (AHP), dans le but d'identifier des sources potentielles d'eau pouvant être utilisées en tant qu'alternative pour réduire la pression sur l'aquifère de Ghiss-Nekor.
Les résultats de cette étude indiquent que l'IM affecte environ 20 % de la zone d'étude, principalement à moins de 2 km de la côte. De plus, l'analyse spatiotemporelle révèle une augmentation significative de l'IM, passant de 14 % à 20 % entre 2015 et 2022. L’analyse des ZPES révèle que 38 % du bassin de Ghiss et 25 % du bassin de Nekor présentent un fort et très fort potentiel pour les eaux souterraines. La validation de ces deux modèles montre un accord acceptable de 70 %.
Nos résultats fournissent des informations cruciales sur l'ampleur de l'IM dans l'aquifère Ghiss-Nekor, renforçant ainsi l'hypothèse selon laquelle cette intrusion s'aggrave au fil du temps. Ces informations sont essentielles pour les décideurs de la région d'Al Hoceima, car elles peuvent aider à élaborer des plans de gestion efficaces des eaux souterraines pour faire face à la pénurie de ressources en eau causée par la diminution des niveaux de précipitation et la surexploitation des nappes phréatiques.
Mots clés
Hydrochemistry
Hydrogeology
Spatio-temporal evolution
Geographic Information System
Remote sensing
Rhiss Nekkor
Rhiss Nekor
Rhis Nelor
Rhis-Nelor
Ghis Nekor
Ghiss Nekor
Seawater intrusion
Groundwater potential zones GWPZ
Differential mapping technique DMT
Technique de cartographie différentielle
Analytical Hierarchy Process AHP
Hydrochemical Facies Evolution Diagrams (HFE-D)
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
|---|
