Hydrogeological characterization of the Complex Terminal aquifer using geoelectrical investigation in the arid environment of Chetma-Biskra (South-East of Algeria)
Accepted: 23 March 2023
All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article or claim that may be made by its manufacturer is not guaranteed or endorsed by the publisher.
As a transition hydrogeological area, Biskra (Algeria) holds large groundwater resources in deeply buried aquifers such as the Complex Terminal. Due to a growing demand of drinking water supply and irrigation combined to low recharge, this arid region is facing an acute shortage of water and hence, the need for groundwater investigation. We used an integrated approach including geophysical investigation correlated to the geological and hydrogeological context in the Chetma area. The results highlight a deep structural form with significant hydrogeological features. In fact, two resistant limestone anticlines called Droh corresponding to a piezometric dome and a syncline filled with conductive deposit materials were identified. The Maastrichtian formation, consisting of fractured limestone, about 200 to 350 m thick, together with Lower Eocene marl limestone and limestone form a complex aquifer. At more than 400 m depth, boreholes capturing Maastrichtian limestone offer a high yield ranging from 25 to 90 L/s. Moreover, groundwater yield provides an average of 40 L/s at 300 m of depth. In contrast, synform geometries with high clay and marl content offer a weak groundwater yield. We confirmed the occurence of fractured aquifers which could constitute potentially groundwater production zones. This study provides new insights to enhance groundwater pumping for domestic and irrigation purposes for 2030.
Abdalla, OAE & Ali, M& Al-HiggiKh& Al-Zidi, H& El-Hussain, I& Al-Hinai, S. (2010) Rate of seawater intrusion estimated by geophysical methods in an arid area: Al Khabourah, Oman. Hydrogeology Journal (2010) 18: 1437–1445 DOI 10.1007/s10040-010-0606-0. DOI: https://doi.org/10.1007/s10040-010-0606-0
Abdennour, M. A&Douaoui, A&Barrena&Pulido, M&Brada, A&Bennacer, A&Piccini,Ch& Alfonso-Torren, A. (2021) Geochemical characterization of the salinity of irrigated soils in arid regions (Biskra, SE Algeria). Acta Geochim (2021) 40(2):234–250 https://doi.org/10.1007/s11631-020-00426-2. DOI: https://doi.org/10.1007/s11631-020-00426-2
Abderrezzak, B. (2015).Hydrogéologie, vulnérabilité et modélisation de la nappe du Mio-Pliocène d’El Outaya, (Biskra, Sud-Est algérien). Thèse de Doctorat, Université Abou BakrBelkaid Tlemcen, 179p
A.N.A.T (2003): Etude Schéma Directeur des Ressources en Eau. Wilaya de Biskra. Rapport inédit .60p.
Albrecht, TR&Varady, RG&Zuniga-Teran, AA&Gerlak, AK&Staddon, Ch. (2017) Governing a shared hidden resource: A review of governance mechanisms for transboundary groundwater security.Water Security, Volume 2, November 2017, Pages 43-56, https://doi.org/10.1016/j.wasec.2017.11.002. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasec.2017.11.002
ANAT (2003).Schéma directeur des ressources en eau d la Wilaya de Biskra, technical report, 60p.
ANRH (2008). Inventaire des forages et enquêtes sur les débits extraits de la wilaya de Biskra. Biskra, Algérie.
Arras, C&Cau, PL&Buttau, C& Da Pelo, S&Carletti, A&Ghiglieri, G. (2017). Groundwater numerical model of the Biskrainferoflux aquifer (NE Algeria). 3rd National Meeting on Hydrogeology Cagliari, 14-16 June 2017 IAH Italian Chapter University of Cagliari – Department of Chemical and Geological Sciences.
Asfahani, J. (2007).Geoelectrical investigation for characterizing the hydrogeological conditions in semi-arid region in Khanasser valley, Syria. Journal of AridEnvironments 68 (2007) 31–52. doi:10.1016/j.jaridenv.2006.03.028. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2006.03.028
AIDAOUI, S. (1994).Ressources en eau et aménagement hydro-agricole dans la région deBiskra (Algérie). Thèse Doct. d’état, (option : eau et aménagement). Univ. Nancy IINancy.France. Laboratoire de géographie physique. 327 p.
Baba Sy,M. (2005). Recharge et paléorecharge du système aquifère du Sahara septentrional, région Algérie, Tunisie et la Lybie. Thèse de doctorat d’état. Université El Manar, Tunisie.261p.
Ben Alayet, M& Ben Ghaffar, S&Zaghdoudi, S& Balti, H&Gasmi, M. (2021) Contribution of electrical prospecting to the characterization of aquifers in the North Gabes-El Hamma region (Southern Tunisia).Journal of African Earth Sciences 178 (2021) 104159. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2021.104159. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2021.104159
Bersi, M&Saibi, H. (2020). Groundwater potential zones identification using geoelectrical sounding and remote sensing in WadiTouil plain, Northwestern Algeria. Journal of African Earth Sciences 172 (2020) 104014. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2020.104014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2020.104014
Brinis, N.(2003) . Essai d’explication de la salinité des eaux de la nappe du Mio-pliocène d’ElOutaya (Biskra), mémoire magister, Université d’Annaba.
Brinis,N . (2011) .Caractérisation de la salinité d’un complexe aquifère en zone aride-Cas de l’aquifère d’El Outaya, région nord-ouest de Biskra, Algérie. Thèse de doctorat d’état .Université Mentouri.252p.
Bogardi, JJ&Fekete , BM. (2021).Water: a Unique Phenomenon and Resource. J. J. Bogardi et al. (eds.), Handbook of Water Resources Management: Discourses, Concepts and Examples. https://doi.org/10.1007/978-3-030-60147-8_2. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-60147-8_2
Boucher, M&Favreau, G&Descloitres, M&Vouillamoz, JM&Massuel, S&Nazoumou, Y&Cappelaere, B&Legchenko, A. (2009). Contribution of geophysical surveys to groundwater modelling of a porous aquifer in semiarid Niger: An overview, C. R. Geoscience 341 (2009) 800–809 803. DOI: https://doi.org/10.1016/j.crte.2009.07.008
Bouderbala, A&Remini, B&Saaed Hamoudi, A. (2016).Geoelectrical investigation of saline water intrusion into freshwater aquifers: A case study of Nador coastal aquifer, Tipaza, Algeria. Geofísica Internacional (2016) 55-4: 239-253. https://doi.org/10.19155/geofint.2016.055.4.2. DOI: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2016.55.4.1726
Boudjema, A. (2015). Hydrogéologie, vulnérabilité et modélisation de la nappe du Mio-Pliocène d’El Outaya, (Biskra, Sud-Est algérien), PhD thesis, Univrsité de Tlemcen, Algérie, 179p.
Burgeap.(1963). Etude du Continental intercalaire saharien, Technical report, DEMRH, Alger.
Busson,G. (1970). Le mésozoïque saharien : Essai de synthèse des donnés des sondages Algéro-Tunisiens. C.R.Z.A. Série Géol. N°11, Ed.CNRS, Paris. 810p.
Chabour, N. (2008). Hydrogéologie du domaine de transition entre l'Atlas saharien et la plate forme saharienne à l'Est de l'Algérie. PhD thesis, Université Constantine, Algeria. 176p.
Castany ,G. (1982).Principes et méthodes hydrogéologiques. Editions Dunod. Paris, 236p.
Chabbah, M. (2007). Caractérisation sédimentologique et géochimique du Néogène, de part et d’autre de l’accident sud-atlasique, région de Biskra. PhD thesis, Université Mentouri Constantine, Algeria. 417p.
CORNET, A. (1961) . Géologie de l’OeudRhir. Terres et Eaux ; N°37. Numéro spécial de l’O.C.R.S.
Choudhury, K&Saha, DK. (2004). Integrated Geophysical and Chemical Study of Saline Water Intrusion. Vol. 42, No. 5— GROUND WATER, 2004. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.2004.tb02721.x
Drouiche, A&Harrat, N&Zahi, F&Boucham, N&Djabri, L&Maftah, H. (2011) .Highlight of piezometric fluctuations of groundwater through piezometrics network in the region of biskra (Algeria). J. Mater. Environ. Sci. 2 (S1) (2011) 495-500, ISSN : 2028-2508CODEN : JMESCN. Colloque International « Journées des Géosciences de l’Environnement »Oujda, 21, 22 et 23 Juin 2011 « Environnement et développement durable » .
Edmunds, WM&Guendouz, A&Mamou, A&Moulla, A &Shand, P &Zouari, K.(2003). Groundwater evolution in the continental Intercalaire aquifer of southern Algeria and Tunisia: trace element and isotopic indicators. Appl. Geochem. 18, 805–822. https://doi.org/10.1016/S0883-2927(02)00189-0. DOI: https://doi.org/10.1016/S0883-2927(02)00189-0
ENAGEO . (2002). Etude géophysique par sondages électriques verticaux. Site Chetma Droh (W Biskra). 11p.
Fabre,J. (1976) . Introduction à la géologie du Sahara algérien. Ed.SNED, Alger ; 422p.
Eress-franlab.(1972). Etude et gestion des ressources en eau du Sahara septentrional. Modèles mathématiques
Famiglietti, J. The global groundwatercrisis. Nature Clim Change 4, 945–948 (2014). https://doi.org/10.1038/nclimate2425. DOI: https://doi.org/10.1038/nclimate2425
Flandrin, J . (1952). Les chaînes atlasiques de la bordure Nord du Sahara, Monographies régionales, 1 ème série, n°14 ; XIX èmeCong. Géol. Internat. Alger.
Ghiglieri ,G& Baba Sy,MO&Yahyaou, H&Ouessar , M&Ouldamara, A& Soler, IGi A& Arras , C& Barbieri, M&Belkheiri, O&Zaied, M.B&Buttau, C&Carletti, A& Da Pelo, S&Dodo, D&Funedda, A&Iocola, I&Meftah, E&Mokh, F&Nagaz, K& Melis, MT&Pittalis, D&Said, M&Sghaier, M&Torrentó, C&Virdis, S&Zahrouna, A&Enne, G.(2014). Design of artificial aquifer recharge systems in dry regions of Maghreb (North Africa). Flowpath 2014 – National Meeting on Hydrogeology, 144-145, ISBN 978-88-907553-4-7 - doi:10.13140/2.1.1710.1764.
Ghiglieri, G&Buttau, C&Arras C&Funedda, A&Soler, A& Barbieri, M& Carrey, R&Domènech, C&Torrentó, C& Otero& N&Carletti, A. (2021). Using a multi-disciplinary approach to characterize groundwater systems in arid and semi-arid environments: The case of Biskra and Batna regions (NE Algeria). Science of the Total Environment 757 (2021) 143797. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143797. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143797
Goldman, M&, Neubauer, FM. (1994).Groundwater exploration using integrated geophysical techniques. Surv Geophys15: 331. https://doi.org/10.1007/BF00665814. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00665814
Gouskov, N. (1962). Notice explicative de la carte géologique au 1/200 000 Biskra. Publ. Serv. Géol. Algérie.
Guendouz, A&Michelot, JL. (2006). Chlorine-36 dating of deep groundwater from northern Sahara; Journal of Hydrology (2006) 328, 572– 580.
Guiraud, R. (1970). Sur la présence de décrochements dextres dans l’Atlas Saharien. Interprétation méga métrique. C. Som. S.G.F, 8, pp. 316-318.
Guiraud, R. (1973) . Evolution post-Triasique de l’avant pays de la chaine alpine en Algérie d’aprés l’étude du bassin du Hodna et des régions voisines. Thèse Sci. Univ. Nice, 270 p, 114 fig., 12 pl. h.t.
Guiraud, R . (1974). A la recherche du rhegmatisme de l’Algérie du Nord et des régions voisines. Annales Scientifiques de l’Université de Besançon. 3 ème série, Fasc. 22.
Guiraud , R. (1978). Le « continental terminal » en Algérie. Ann.Fac.SC.Dakar, t31, pp.85-87.
Guiraud, R . (1986). Corrélations entre les principaux évènements géodynamiques enregistrés du Trias à nos jours sur les marges alpines et atlantiques de la plaque africaine. Mém. de la Fac. desSci de Marrakech.
Guiraud, R. (1990). Evolution post-triasique de l’avant pays de la chaîne alpine en Algérie d’après l’étude du bassin du Hodna et des régions voisines. Pub.ONG, Alger .259p.
Haouchine, A. (2010). Hydrogéologie en zone semi-aride et aride: Région de Biskra. Thèse de doctorat d'état en Hydrogéologie de l'USTHB. 155p.
Laffite , R. (1939) . Etude géologique de l’Aurès. Bull. Serv. Carte géol. Algérie, 2ème série, Stratigr. Descript. Région. N°15, 451p.
Lehner, B&Liermann, CR&Revenga, C&Vörösmarty, C&Fekete, B&Crouzet, P&Döll, P&Endejan, M&Frenken, K&Magome, J& Nilsson, C& Robertson, JC&Rödel, R&Sindorf, N&Wisser,D .(2011). High- resolution mapping of the world‘s reservoirs and dams for sustainable river-flow management. Front Ecol Environ 9(9):494–502. DOI: https://doi.org/10.1890/100125
Molle, F&Closas, A. (2017). Groundwater Governance: A Synthesis Groundwater Governance in the Arab World - Report no. 6 April 2017, 186p.
PNE-Plan National de l’Eau .(2010). Réalisation de l’étude d’actualisation du Plan National de l’Eau (PNE). Rapport final.
Poulsen, SE& Rasmussen, KR&Christensen, NB& Christensen, S. (2009). Evaluating the salinity distribution of a shallow coastal aquifer by vertical multielectrode profiling (Denmark). Hydrogeology Journal (2010) 18: 161–171 DOI 10.1007/s10040-009-0503-6. DOI: https://doi.org/10.1007/s10040-009-0503-6
Ramalho, E&Carvalho, J& Barbosa, S& Monteiro Santos, FA. (2009). Using geophysical methods to characterize an abandoned uranium mining site, Portugal. Journal of AppliedGeophysics 67 (2009) 14–33. doi:10.1016/j.jappgeo.2008.08.010 . DOI: https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2008.08.010
Sedrati, N&Bouchahm, N&Chaib, W&Rezeg, A&Slimani, R&Benaouda, L&Djabri, L. (2008). Apports de la géophysique pour la détermination de l'extension des aquifères de la région de Biskra.Journal Algérien des Régions Arides, N° 07 - 2008, Algeria.
Sedrati, N. (2011).Origine et caractéristiques physico-chimique des eaux de la willaya de Biskrasud est algerien,thése de doctorat,Unversitéd’annaba.
Semar, A&Bachir, H&Bourafai, S.(2021). Hydrochemical characteristics of aquifers and their predicted impact on soil properties in Biskra region, Algeria.Egypt. J. Agric. Res., (2021) (2),204-219. 10.21608/ejar.2021.56750.1068.
Sudha, K&Israil, M& Mittal, S& Rai, J. (2009). Soil characterization using electrical resistivity tomography and geotechnical investigations. Journal of Applied Geophysics 67 (2009) 74–79. doi:10.1016/j.jappgeo.2008.09.012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2008.09.012
Wada, Y& van Beek, LPH&van Kempen, CHM&Reckman, JWTM &Vasak, S &Bierkens, MFP. (2010). Global depletion of groundwater resources,GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 37, L20402, doi:10.1029/2010GL044571, 2010. DOI: https://doi.org/10.1029/2010GL044571
Copyright (c) 2023 the Author(s)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
PAGEPress has chosen to apply the Creative Commons Attribution NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) to all manuscripts to be published.