Mobility of Chromium and Tin Associated with Geochemical Dynamics in Groundwater in Meboudja Plain

AbstractIn the region of Sidi Amar Annaba South. Storage of industrial waste from the Arcelor-Mittal steel complex directly on the floor produced an infiltration of heavy metals to the under saturated and groundwater area. To know the exact origin of some pollutants and their evolution in time, monthly monitoring of water chemistry (potential hydrogen, potential of oxydo-reduction, temperature, conductivity, Oxygen, Calcium, Magnesium, Sodium, Potassium, Chlorine, sulfate, bicarbonate, Nitrate, Strontium, total Chrome, total Tin) was performed on wells for water cycle.Statistical analysis shows a common origin of chromium and tin that would be due to electroplating waste. The temporal evolution of these elements highlights the influence of several factors (potential hydrogen, potential of oxydo-reduction, rainfall and pumping) in the dissolution of these species and the evolution of the dominant aqueous species. There presentation of water points on the Eh-pH equilibrium diagram indicates that chromium may appear in the water table in two complex forms, trivalent and hexavalent by against the tin is in the hexavalent form

Dynamique de la nappe et qualités physico-chimiques des eaux souterraines du lac Fetzara (Nord-Est algérien)

Le lac Fetzara est l'un des plus importants lacs de l'extrême Nord-Est Algérien, avec une superficie de 18600 ha. Il a été officiellement classe sur la liste des zones humides d'importance internationale, ce qui impose une protection de ce site. Cette étude a été menée afin d'étudier l'état actuel de la chimie des eaux souterraines et de déterminer l'origine de la salinité. Les résultats analytiques montrent la présence de trois facies chimiques : chlorure sodique, chlorure calcique et bicarbonate sodique. La conductivité électrique des eaux oscille entre 350 et 3500 μS/cm avec de fortes valeurs enregistrées dans les régions Nord-Est (Oued Zied) et au Sud-Est du lac (Cheurfa). L'étude statistique par l'analyse en composantes principales (ACP) montre que les chlorures et le sodium sont les principaux éléments responsables de la forte minéralisation des eaux. Cet excès de minéralisation serait lie éventuellement au lessivage des terrains traverses ou par l'infiltration des eaux de surface qui sont fortement influencées par la forte évaporation en période estivale et les échanges ioniques avec la matrice argileuse.Mots clés: Salinité - Minéralisation - Contamination - Piézométrie - Facies chimique -ACP. Fetzara lake is one of the most important lakes in the North-Eastern of Algeria; with an area of about 18600 ha, it was officially classified on the list of Wetlands of International Importance. This dictates the protection of this location. This study was conducted to examine the current state of groundwater chemistry and the origin of their salinity. The results obtained show a presence of three chemicals facies: sodium chloride, calcium chloride and sodium bicarbonate. The electrical conductivity of groundwater oscillates from 350 to 3500 μS I cm where high values are recorded in the North-East (Oued Zied) and the South-East of the lake (Cheurfa). Statistical study by principal component analysis (PCA) showed that chloride and sodium are the main elements responsible for the high mineralization of the water. This excess of mineralization is due to the leaching of subsurface formations and surface waters infiltration; these are strongly influenced by evaporation and ionic exchanges with clay matrix.Keywords: Salinity - Mineralization - Contamination - Piezometry - Chemical facies - PCA

AMELIORATION DE L’ESTIMATION DE LA TRANSMISSIVITE DANS UNE NAPPE ALLUVIALE A L’AIDE DES RESEAUX DE NEURONES ARTIFICIELS

La Transmissivité est souvent estimée en utilisant des données de débits spécifiques quand les données de pompage d'essai ne sont pas disponibles ou quand l'abaissement du niveau est rapidement stabilisé, comme dans le cas des couches karstifiées ou dans les nappes alluviales à « niveau d’eau constant ». Plusieurs auteurs ont étudié la relation entre la transmissivité et le débit spécifique à partir d’une relation empirique du type bs Q a T . . Dans cette étude plus d’une centaine de pompages d’essai ont été réinterprété selon des schémas théoriques adaptés aux différentes configurations hydrogéologiques rencontrées dans la nappe alluviale de la Moselle en Lorraine. Les résultats montrent que la relation entre la Transmissivitéet la productivité des ouvrages est fonction des pertes de charge quadratiques dues au captage. La décomposition de ces dernières montre que ce sont surtout les caractéristiques dimensionnelles des crépines qui sont responsables de l’augmentation du rabattement dans les puits et par conséquent de la diminution du rendement des ouvrages. Dans cette étude, l’utilisation d’un réseau de neurones artificiels a permis d’améliorer l’estimation de la Transmissivité et d’identifier les paramètres responsables de l’augmentation du rabattement observé dans les ouvrages de captage. Le modèle restitue parfaitement les Transmissivitéà partir des valeurs du rayon de la crépine, du coefficient d’emmagasinement, du débit spécifique brut et corrigé des pertes de charge dues au captage

KARSTOLOGIE EN ZONE ARIDE : FORMATIONS KARSTIFIEES DU SUD EST ALGERIEN. METHODES ET OUTILS.

Un karst est un espace ouvert sur l’extérieur permettant l’introduction dans une roche compacte peu soluble, de traceurs des événements climatiques d’une période donnée. Un karst est donc un conservatoire, mémoire de l’histoire d’une région, d’un pays, d’un continent, voire d’un espace plus vaste encore. Comme dans tout le Bassin méditerranéen, en Algérie subsistent des formations karstiques. Celles-ci ont été étudiées par quelques auteurs et non des moindres tels : Durozoy G., Collignon B., Coiffait P.E., Quinif Y., Maire R. et plus récemment Abdessalem M., Kardache R. etc. Toutes les informations recueillies, du reste aussi importantes les unes que les autres, ne suffisent toujours pas à cerner la karstologie du SE algérien. Beaucoup de travail reste à accomplir tan t la répartition de ces formations en surface est importante, s’étendant jusqu’au piémont du Sahara algérien. Un seul chercheur ne peut y suffire.A cet effet, il nous semble important de tenter une reconstitution des événements qui ont atteint ces formations.En première approche, les karsts du SE de l’Algérie, s’inscrivant dans un milieu aride où règnent une pluviosité extrêmement irrégulière et de très longuespériodes sèches, sont cités comme exemple.L’étude, en l’absence du recours aux techniques de mesures isotopiques, s’est principalement basée sur l’histoire géologique de la région en insistant davantage sur la paléosédimentologie, les phases tectoniques, les épisodes d’érosion, d’émersion et d’accumulation des corps sédimentaires, le paléoclimat enfin

Qualite des eaux souterraines et risque de pollution en milieu semi-aride. Cas de la cuvette de Cheria (NE Algerien)

Water shortage has become a key problem for all countries and particularly for those in development. In fact, the increase of the populations and the development of urbanism, industries and cultivated land lead to a degradation of the quality of the groundwater and a very significant reduction of the reserves that constitute at times the only source of water for human consumption. After the analisis of the situation of the land, the present work comes in an important moment to establish the characteristics of the complex aquifer of the plateau of Chéria in Algeria and the risks of contamination of the groundwater. This study, which relies in the recent causes of contamination takes into account several factors. We can mention the contamination by blackwaters (waste), the impact of livestock and the climatic conditions. The exploitation of the groundwater from carbonated aquifers, is today the only source that responds to the needs of water for the industrial, human, and agricultural comsumption in the region. In recent years there has been an increase in agricultural and agricultural-related activity. The first results show the existence of a lowering of the piezometric level, as well as important concentrations in nitrates due to anthropic activity which are leading to a deterioration of the quality of drinking water in Chéria.La escasez de agua se ha convertido en un problema crucial para toda la Sociedad y en particular para los paises en vias de desarrollo. En efecto, el crecimiento de la población y el urbanístico, de la industria y de los cultivos pueden conducir a una degradación de la calidad de las aguas subterráneas y una significativa reducción de las reservas que, a menudo, constituyen la única fuente de agua de consumo humano. En este trabajo se evalúan las características del complejo acuífero de la cuenca de Chéria (Argelia) basado en un inventario de las fuentes de contaminación teniendo en cuenta diversos factores, como son la contaminación por aguas residuales, el impacto debido al ganado y las condiciones climáticas. Esto es necesario ya que la explotación de las aguas subterráneas a partir de acuíferos carbonatados es actualmente la única fuente de agua de consumo humano, industrial y agrícola de la región, donde se ha producido un fuerte incremento de consumo en los últimos años. Los resultados de este estudio demuestran la existencia de un descenso del nivel piezométrico y de concentraciones elevadas de nitratos debido a la actividad antrópica, con valores de 80 a 120 mg/l

Contribution of hydrochemistry to the characterization and assessment of groundwater resources: the case of Tebessa alluvial aquifer (Algeria)

Assessment of groundwater resources requires the knowledge of geometric and hydrodynamic features. In the Mio-Plio-Quaternary aquifer of the plain of Tebessa (Algeria), the groundwater quality is deteriorating. Different methods using geochemistry (ions Na+, Cl−, SO42−, NO3−) and conductivity are compared with the hydrogeological information to identify the main processes involved in the increase in pollution. The evaluation for water contamination is based on the method proposed by Tolga et al. (2009) for irrigation waters, and on that proposed by Neubert et al. (2008), for those intended for drinking water supply. This method is a new technique of indexation of water sensitivity to pollution. It combines data from water chemistry and the results obtained by applying the DRASTIC model to the area of study. The obtained maps of sensitivity reveal zones that coincide almost perfectly with those of strong anthropogenic activities. Suitable water management policies are needed to save this unconfined aquifer and provide the data necessary to define the area at increased risk from these phenomena

Zasolenie i modelowanie systemu wodonośnego Annaby w północnowschodniej Algierii

The potentiometer area in the Annaba basin, covering an area of 264 km2, has declined considerably since 1995. The analysis of the chronological hydrographs (1991–2009) of the piezometric observations shows that this decline is related to about twenty years (20 years) drought that began in 1991. To synthesize hydrological data and study regional changes in aquifer interactions caused by changes in discharge, and determine the contamination of aquifers by salty intrusion in coastal areas, and making forecasts by the year 2023, a multi-layered transient model as well as a solute transport model has been developed. The groundwater flow was modelled using the finite difference method with a horizontal dimension of 500 × 500 m for the cells. The model consists of two layers, the first corresponding to the alluvial phreatic aquifer and the second to the deep confined aquifer, and is calibrated against the steady state groundwater heads recorded before 1996. Model verification was done by history matching over the period 1991–2009. Under steady-state conditions, the correspondence between simulated and observed water levels is generally good (average difference of 0.4 m). For the deep aquifer, the simulated time- -series hydrographs closely match the recorded hydrographs for most of the observation wells. For the alluvial aquifer, the recorded hydrographs cover only a short time period, but they are reproduced. The model indicates that groundwater pumping induced a decrease in natural discharge, a downward leakage in most of the basin and a continual water-level decline. The model has also been applied to the analysis of recharge impact. Simulating the behaviour of the system over the period 1991–2009 without pumping indicated small changes in hydraulic head. These results show that the groundwater reservoir has a low recharge, but excellent hydraulic properties. A solute-transport model was used to study aquifer contamination from salty intrusion in coastal sectors; it was extended to the year 2023 by simulating an optimistic hypothesis that maintains present pumping until 2023. The model indicates that the head decrease of the alluvial phreatic and deep confined aquifers will be 4 m and 5 m respectively. The solute concentration in the deep confined aquifer will increase from 1 g·dm–3 (prior 2009) to 5 g·dm–3 in 2023.Objęty pomiarami obszar basenu Annaba o powierzchni 264 km2 zmniejszył się znacząco od roku 1995. W wyniku analizy chronologicznych hydrogramów (1991–2009) z obserwacji piezometrycznych wykazała, że za to zmniejszenie odpowiada dwudziestoletnia susza, która rozpoczęła się w 1991 r. Aby dokonać syntezy danych hydrologicznych, zbadać regionalne zmiany poziomów wodonośnych wywołane zmianami w odpływie, ustalić zanieczyszczenie tych poziomów przez napływ zasolonych wód z wybrzeża i prognozować sytuację do 2023 r., zbudowano wielowarstwowy model przejściowy i model transportu substancji rozpuszczonych. Przepływ wód podziemnych modelowano metodą różnic skończonych, stosując horyzontalne komórki o wymiarach 500 × 500 m. Model składał się z dwóch warstw – pierwsza odpowiadała aluwialnemu poziomowi freatycznemu, a druga – głębokiemu poziomowi o napiętym zwierciadle wody i został skalibrowany względem ustalonego poziomu piezometrycznego notowanego przed 1996 r. Model był weryfikowany dopasowaniem historycznym dla okresu 1991–2009. Dla ustalonych warunków zależność między symulowanym a obserwowanym poziomem wody była dobra (średnia różnica 0,4 m). Dla głębokich poziomów wodonośnych symulowane serie hydrogramów były w większości studzienek obserwacyjnych ściśle dopasowane do hydrogramów z pomiarów. W poziomach aluwialnych hydrogramy z pomiarów obejmowały jedynie krótki okres, ale były powtarzalne. Model wskazuje, że pompowanie wód podziemnych powodowało zmniejszenie naturalnego odpływu i przesiąkania wgłębnego w większości obszaru oraz stały spadek poziomu wody. Model wykorzystano również do analizy wpływu zasilania. Symulowanie zachowania systemu w okresie 1991–2009 bez pompowania wykazało niewielkie zmiany wysokości hydraulicznej. Uzyskane wyniki świadczą, że podziemny zbiornik ma niewielkie zasilanie, ale znakomite właściwości hydrauliczne. Model transportu substancji rozpuszczonych użyty do badań zanieczyszczenia poziomów wodonośnych przez solne intruzje z wybrzeża rozszerzono do 2023 r. z optymistycznym założeniem utrzymania aktualnego poziomu pompowania wody. W wyniku modelowania stwierdzono, że spadek wysokości hydraulicznej aluwialnego poziomu freatycznego i głębokiego poziomu o napiętym zwierciadle wody wyniesie odpowiednio 4 i 5 m. Stężenie substancji rozpuszczonych w głębokim poziomie wodonośnym wzrośnie od 1 g·dm–3 sprzed 2009 r. do 5 g·dm–3 w 2023 r

Impacts de la décharge de la ville de Tiaret sur la qualité des eaux souterraines

La décharge publique de Tiaret est située à 5 Km du centre ville au lieu dit Ain Guesma. L’encaissant de la décharge est constitué par des formations marno-calcaires, à porosité de fissures contribuant grandement à la pollution des eaux souterraines. Le terrain en pente favorise le déplacement des polluants. En effet, les lexiviats s’écoulant et s’infiltrant à partir de la décharge entraînent une dégradation de la qualité des eaux. Les analyses chimiques effectuées sur les prélèvements réalisés au niveau des piézomètres montrent des concentrations importantes particulièrement en chrome, en zinc et en plomb, confirmant ainsi la pollution des eaux souterraines. Par ailleurs, pour connaître le degré de pollution engendrée par cette décharge, les résultats obtenus ont été comparés à ceux d’autres décharges. Il en ressort de cette comparaison que la décharge est ancienne mais n'est pas encore stabilisée. Son état correspondant à la phase acide de dégradation anaérobie. Les analyses bactériologiques effectuées sur les eaux des puits indiquent une contamination micro biologique.Mots clés: décharge; lixiviats; métaux lourds; eaux souterraines; infiltration The public discharge of Tiaret city is at 5 km from downtown at Ain Guesma site and marly-calcareous formation. This formation shows crack porosity that facilitates pollution of groundwater reserves. The slope character of the field also favours the movement of pollutants. Lixiviates penetrating from the discharge towards the water table result in water quality deterioration. Chemical analyses carried out on three piezometer samples show large concentrations of chromium, zinc and lead, thus confirming the high groundwater deterioration. To assess the degree of pollution caused by this discharge, a comparison with other similar discharges was studied. This shows that the site is ancient of the discharge and is not stabilized yet and an acidic phase of anaerobic  degradation is still going on. Bacteriological analyses carried out on groundwater show a microbiological contamination.Keywords: discharge; lixiviate; heavy metals; groundwater; infiltration

Aperçu géomorphologique et hydrologique de la grotte de Bouakkous (Hammamet-Tébessa, Alégrie)

Les travaux portant sur la connaissance et le fonctionnement des aquifères karstiques sont limités et les dernières recherches effectuées sur la grotte de Bouakkous sont très anciennes. Cette situation empêche de pousser l'étude plus loin. Pour réaliser notre travail, nous nous sommes intéresses à la morphologie extrême de la grotte. Le constat réalise montre une morphologie gondolée traduisant la présence de petites dolines. Ces dernières permettent l'infiltration des eaux dans les cavités. L'étude réalisée montre également la présence de sources sur la partie droite de la grotte en dessous de l'épikarst. Ce constat nous a permis de déduire une dissymétrie de la fissuration. En effet le cote gauche de la grotte est étanche, aucun écoulement ne se fait; par contre, le coté droit est très fissure, ce qui favorise l'infiltration et la circulation des eaux. Les apports en eau sont soit directs, par infiltration des eaux de pluies soit indirects à partir des Djebels entourant la grotte, tel que le Djebel Tazbent, situe à plus haute altitude. Les débits jauges à la sortie de la grotte varient en fonction des saisons et leur pluviosité. De ce fait, à la sortie de la grotte les débits sont importants et peuvent atteindre 1913 l/s, par contre au niveau de l'oued Bouakkous caractérisant la zone aval, le débit n'excède pas 10 l/s. Les jaugeages différentiels effectués montrent une infiltration de 541 l/s. L'étude de la variation de la conductivité en fonction de l’altitude montre que les eaux issues des quatre sources ont la même origine, avec un gradient de lμs/cm/m.Mots clés: Grotte - Doline - Djebel - Débit - Karstique. The studies on the understanding and functioning of karstic aquifer are limited. Indeed, the latest studies on the cave of Bouakkous are very old. This situation prevents to take the study. To perform our work, we focused on the external morphology of the cave. The observation shows a wavy morphology reflecting the presence of small sinkholes; they allow the infiltration of water into the cavities. The study also shows the presence of springs on the right side of the cave below the epikarst. This observation allowed us to infer an asymmetry of cracking. Indeed, the left handside of the cave is sealed, no flow is observed. However, the right side is cracked, which promotes infiltration and water movement. The water supply comes from either direct infiltration of rainwater or indirectly from the Jebels surrounding the cave, such as Jebel Tazbent, located at higher altitudes. Streamflow gauges out of the cave vary according to season and rainfall. Thus, at the out let of the cave, the flows are important and can reach 1913 l/s. However, at the river Bouakkous which characterizes the downstream zone, the flow does not exceed 10 l/s. The discharge measurements show differential infiltration of 54 l/s. The study of conductivity variation with altitude shows that water from the four sources have the same origin, with a gradient of lμs/cm/m.Keywords: Cave - Sinkhole - Djebel - Flow - Karst.