Cartographie du potentiel des eaux souterraines et évaluation de leur qualité pour l’irrigation à l’aide de l’indice IWQI

Abstract

This dissertation falls within the general framework of applied groundwater studies in northeastern Algeria. It is based on two distinct methodological approaches conducted in two different study areas, depending on data availability. The first focuses on the assessment of groundwater quality for irrigation purposes in the Souk-Ahras region, while the second concerns groundwater potential mapping in the Mellègue sub-basin using the AHP-GIS approach. In the Souk-Ahras region, the study is based on physicochemical data from 26 groundwater wells provided by the Directorate of Water Resources. The analyzed parameters were used to characterize the suitability of groundwater for irrigation through the Irrigation Water Quality Index (IWQI), supported by statistical analysis and spatial representation using IDW interpolation. The results show that the waters generally present an acceptable pH, variable mineralization, and electrical conductivity values that are mostly compatible with agricultural use. The IWQI indicates that most samples belong to the moderate restriction class, meaning that their use remains possible but requires certain precautions, particularly for crops sensitive to salinity. In the Mellègue sub-basin, groundwater potential mapping was carried out by integrating nine thematic factors, including geology, slope, precipitation, drainage density, lineament density, land use/land cover, elevation, curvature, and the Topographic Wetness Index (TWI). The AHP method was used to assign weights to the different criteria before their integration within a GIS environment. Model validation using data from 89 boreholes showed an overall satisfactory agreement between the predicted potential zones and field observations. Thus, this work highlights the relevance of quality indices, GIS, and multicriteria analysis as decision-support tools for the sustainable management of groundwater resources. ---------------------------------------------------------------------------- يندرج هذا العمل ضمن الإطار العام للدراسات التطبيقية المتعلقة بالمياه الجوفية في شمال شرق الجزائر. ويعتمد على منهجين منهجيين مختلفين تم تطبيقهما في منطقتي دراسة مختلفتين، وذلك تبعًا لتوفر البيانات. يتمثل المحور الأول في تقييم جودة المياه الجوفية الموجهة للري في منطقة سوق أهراس، في حين يركز المحور الثاني على إعداد خريطة لإمكانات المياه الجوفية في الحوض الفرعي لملاق، باستعمال منهجية التحليل الهرمي متعدد المعايير المدمجة مع نظم المعلومات الجغرافية.AHP-GIS في منطقة سوق أهراس، اعتمدت الدراسة على بيانات فيزيائية وكيميائية تخص 26 بنرًا للمياه الجوفية، تم الحصول عليها من مديرية الموارد المائية، وقد سمحت المعابير المدروسة بتقييم مدى صلاحية هذه المياه للاستعمال في الري من خلال مؤشر جودة مياه الري IWQ1 ، مدعومًا بتحليل إحصاني وتمثيل مكاني باستعمال طريقة الاستيفاء .IDWN أظهرت النتائج أن المياه تتميز عمومًا بدرجة حموضة مقبولة، وتمعدن متغير، وقيم ناقلية كهربائية متوافقة في معظمها مع الاستعمال الزراعي. كما بين مؤشر IWQI أن أغلب العينات تنتمي إلى فئة التقييد المتوسط. مما يعني أن استعمالها في الري يبقى ممكنًا، لكنه يتطلب بعض الاحتياطات، خاصة بالنسبة للمحاصيل الحساسة للملوحة. أما في الحوض الفرعي لملاق، فقد تم إعداد خريطة إمكانات المياه الجوفية من خلال دمج تسعة عوامل موضوعية، وهي: الجيولوجيا، الانحدار، التساقطات، كثافة شبكة التصريف، كثافة الخطيات، استعمالات الأرض والغطاء الأرضي، الارتفاع، التقعر/التحدب، ومؤشر الرطوبة الطيوغرافية .TWI وقد استُخدمت طريقة AHP لتحديد أوزان مختلف المعايير قبل دمجها داخل بيئة نظم المعلومات الجغرافية. كما أظهرت عملية التحقق من النموذج، اعتمادًا على بيانات 89 بنرًا، وجود توافق عام مُرض بين المناطق المتوقعة ذات الإمكانات الجوفية والملاحظات الميدانية. وعليه، يبرز هذا العمل أهمية مؤشرات الجودة، ونظم المعلومات الجغرافية، والتحليل متعدد المعايير كأدوات مساعدة على اتخاذ القرار من أجل الإدارة المستدامة للموارد المائية الجوفية ------------------------------------------------------------------------------- Ce mémoire s'inscrit dans le cadre général de l'étude appliquée des eaux souterraines dans le Nord-Est algérien. Il repose sur deux approches méthodologiques distinctes, réalisées sur deux zones d'étude différentes, en fonction de la disponibilité des données. La première porte sur l'évaluation de la qualité des caux souterraines destinées à l'irrigation dans la région de Souk-Ahras, tandis que la seconde concerne la cartographie du potentiel en eaux souterraines dans le sous-bassin du Mellègue à l'aide de l'approche AHP-SIG. Dans la région de Souk-Ahras, l'étude s'appuie sur les données physico-chimiques de 26 puits souterrains fournies par la Direction des Ressources en Eau. Les paramètres analysés ont permis de caractériser l'aptitude des eaux à l'irrigation à travers l'indice IWQI, complété par une analyse statistique et une représentation spatiale par interpolation IDW. Les résultats montrent que les eaux présentent globalement un pH acceptable, une minéralisation variable et une conductivité électrique généralement compatible avec l'usage agricole. L'IWQI indique que la majorité des échantillons appartient à la classe de restriction modérée, ce qui signifie que leur utilisation reste possible, mais nécessite certaines précautions, notamment pour les cultures sensibles à la salinité. Dans le sous-bassin du Mellègue, la cartographie du potentiel en eaux souterraines a été réalisée par l'intégration de neuf facteurs thématiques, notamment la géologie, la pente, les précipitations, la densité de drainage, la densité des linéaments, l'occupation du sol, l'altitude, la courbure et le TWI. La méthode AHP a permis d'attribuer des poids aux différents critères avant leur combinaison dans un SIG. La validation du modèle par les données de 89 forages montre une concordance globalement satisfaisante entre les zones prédites et les observations de terrain. Ainsi, ce travail met en évidence l'intérêt des indices de qualité, des SIG et de l'analyse multicritère comme outils d'aide à la décision pour la gestion durable des eaux souterraines.