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Hydrodynamical, hydrochemical and isotopic characterization of the Kourimat aquifer system (Essaouira basin, Morocco)

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Author(s): Bahir, M. | Carreira, P. | Oliveira da Silva, M. | Fernandes, P.

Journal: Estudios Geologicos
ISSN 0367-0449

Volume: 64;
Issue: 1;
Start page: 61;
Date: 2008;
Original page

Keywords: Essaouira | Kourimat | Aquifer | dolomitic limestones | Pumping tests | Transmissivity | Piezometry | Isotopic | Essaouira | Kourimat | Aquifère | calcaires dolomitiques | Pompages d’essai | Transmissivité | Piézométrie | Hydrochimie | Isotopie

ABSTRACT
The synclinal basin of Kourimat, subdivided in two sub-basins (Igounzar in the North, and Zeltene in the South), is situated in the oriental part of Essaouira basin shelters a carbonate aquifer system contained in the limestones and dolomitic limestones of the Cenomanian and the Turonian. These ground waters represent the only drinking water and irrigation resource for the region.The geological formations outcropping in the studied area, start with the clay and marly formations of the terminal Jurassic in the south of Zelten watershed, and end with the sandy and loamy Quaternary formations in coastal areas in the Low Qsob watershed. The Middle and Upper Cretaceous (marl, fractured limestone, and dolomites) represent the rest of the stratigraphic series especially in the areas of the Igrounzar watershed (up to 85% of the outcrops) and in Zelten (up to 50%).The field occupation is not very significant. It basically consists of three types: 1) cultures (essentially cereals) where it is possible (on the marly soils of the Cretaceous, the Quaternary and the Eocene); 2) uncovered areas corresponding to the fissured and karstic limestone outcrops of the Cretaceous and the Jurassic formations, and 3) forests (coniferous trees) in the downstream part of the catchments area (Plio-quaternary soils and mountainous reinforcements of the Western High Atlas). Like for other undeveloped areas of Morocco, the Meskala basin is also subjected to an intensive deforestation (wood for heating and cooking).The study undertaken on the Cenomano-turonian aquifer has allowed us to characterize it from the hydrodynamical, hydrogeological and hydrogeochemical point of view. The piezometric map of the two regrouped aquifer levels shows water flow senses from the SE to the NW. The hydraulic gradient varies from upstream to downstream, being weak n the central zone relative to the best hydrodynamic characteristics. The time evolution of the piezometry shows annual and seasonal fluctuations in connection with the variations of precipitations. Hydrodynamic characteristics have been calculated by means of the interpretation of data of pumping tests, performed in the region by the General Hydraulic Administration of Morocco.On the hydrochemical point of view, results of chemical analyses have allowed us to determine the chemical facies of waters of the two aquifers, their interaction and their quality for the human consumption and their use in agriculture.To better understand the functioning modalities of the Meskala-Kourimat aquifer system, an isotopic study has been performed that showed the variations relative to the altitude of the recharge zones of the different channels. The altitudinal gradient in O18, estimated to 0,25‰ every 100 m confirms the validity of this result at a regional scale. The oxygène-18/deutérium relationship (δ2H = 7,74*(δ18O) + 10,83) indicates an Atlantic system of the precipitation without evaporation. This suggests a quick infiltration, also confirmed by the importance of the fracturation developed in limestones and dolomitic limestones of the Cenomano-turonian aquifer of Meskala-Kourimat.La cuvette synclinale de Kourimat comprenant deux sous bassins celui de Zeltène et d’Igrounzar, est située dans la partie orientale du bassin d’Essaouira, abrite un système aquifère carbonaté, représenté par les calcaires du Cénomanien et les calcaires dolomitiques du Turonien. Les eaux de cet aquifère constituent l’unique ressource pour la région tant pour l’alimentation en eau potable que pour l’irrigation.Le Jurassique plus prépondérant dans le sous bassin du Zeltène est caractérisé par une dominance des formations plutôt étanches (marnes argiles rouges, etc.). Les formations carbonatées du Crétacé, d’extension spatiale fort dominante, représentent à peu près de 50% de la superficie du Zeltène et presque 85% de celle d’Igrounzar. Il s’agit de calcaires dolomitiques, calcaires marneux et de marno-calcaires et marnes calcaires très fracturés à karstqiques. L’occupation des sols est assez sommaire. Elle se résume en gros à trois types de couverts : 1) des cultures (céréaliculture) sur les terrains marneux d’age crétacé, sur le Plio-Quaternaire et l’Eocène ; 2) des terrains nus correspondant aux affleurements des dalles calcaires fissurées et karstiques du Crétacé et aux formations jurassiques, et 3) des forêts (résineux) dans la partie aval du bassin versant sur les terrains d’age plio-quaternaire et sur les renforts montagneux du Haut Atlas Occidental. A l’instar de toutes les régions défavorisées du Royaume, le bassin du Qsob est lui aussi soumis à un déboisement intensif (bois de chauffe et de cuisson).L’apport de cet article a permis de caractériser l’aquifère Cénomano-turonien du point de vue hydrodynamique, hydrogéologique et hydrogéochimique. La carte piézométrique représentant deux niveaux aquifères regroupés montre un sens d’écoulement des eaux souterraines du sud-est vers le nord-ouest. Le gradient hydraulique varie de l’amont vers l’aval ; il est faible dans la zone centrale en relation avec de meilleures caractéristiques hydrodynamiques. L’évolution de la piézométrie dans le temps montre des fluctuations interannuelles et saisonnières en relation avec les variations pluviométriques. Les caractéristiques hydrodynamiques ont été calculées par le biais de l’interprétation des données des pompages d’essais, réalisés dans la région par l’Agence Générale de l’Hydraulique.Sur le plan hydrochimique, les résultats des analyses physico-chimiques ont permis de déterminer les faciès chimiques des eaux des deux nappes, leur interaction et leur qualité pour la consommation humaine et l’utilisation en agriculture.Pour mieux comprendre les modalités de fonctionnement du système aquifère de Meskala-Kourimat, l’étude isotopique entreprise a montré la variation des teneurs en O18 des points d’eau avec l’altitude des zones de recharge des différents exutoires. Le gradient altitudinal en O18, estimé à 0,25‰ par 100 m confirme par ailleurs la validité régionale de celui-ci par d’autres auteurs. La relation oxygène-18/deutérium δ2H = 7,74*(δ18O) + 10,83 traduit un régime atlantique des précipitation sans évaporation qui suggère une infiltration rapide, confirmée également par l’importante fracturation des calcaires et calcaires dolomitiques de l’aquifère cénomano-turonien de Meskala-Kourimat.
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