Efficience de trois méthodes géophysiques d'investigation latérale dans la mise en évidence de contacts entre des formations géologiques du Protérozoïque inférieur du Burkina Faso Evaluation of the efficiency of three geophysical methods for the determination of natural contacts between Lower Proterozoic geological formations of Burkina Faso

International audienceDans les zones de socle cristallin du Protérozoïque inférieur (Birimien) du Burkina Faso, les réserves d'eau souter-raine sont liées aux zones de faiblesse (failles, filons, contacts géologiques). Trois méthodes géophysiques (résistivité électrique, bipôle électromagnétique MaxMin et V.L.F./EM16) ont été conjointement utilisées pour évaluer leur efficience dans l'identification et la localisation précise du contact entre les granitoïdes et les schistes volcano-sédimentaires du bassin versant de Bidi d'une part et d'autre part, entre schistes et amphibolites à Kièbelga, dans la province du Yatenga. Dans les cas étudiés, le bipôle électromagnétique MaxMin en bobines horizontales (fréquence de 3250 hertz avec une séparation des bobines de 100 m) s'est révélé être le plus efficace. In the Lower Proterozoic (Birimian) crystalline basement of Burkina Faso, underground water resources are found associated with zones of weakness (faults, sills, geological contacts). Three geophysical methods (electrical resistivity, electromagnetism bipole MaxMin and V.L.F./EM16) have been used in order to prove their efficiency to precisely locate the geological contacts between: 1) granitoids and volcanosedimentary schists of the Bidi catchment basin and, 2) schists and amphibolites at Kièbelga, in the Yatenga province. We show that the MaxMin electromagnetic bipole technique with a 3520 hertz frequency and 100 m coils separation is the most efficient method in both cases

Use of High Resolution Satellite Images for the Calibration of Hydro-geological Models in Semi-Arid Regions: A Case Study

In this paper we present the preliminary results of a project devoted to use hydrologic and remote sensing models and data for water resource management in semi-arid regions. The project is developed in the Sahel region of Burkina Faso, where a set of high resolution synthetic aperture radar (SAR) images was acquired. The rationale of the project along with the preliminary results obtained by the processing of high resolution Cosmo- SkyMed data are presented and discussed

Use of SAR data for hydro-morphological characterization in sub-Saharan Africa: a case study

In this paper we present the rationale and the preliminary results of a research project devoted to the appropriate and innovative use of remotely sensed data for water management in semi-arid regions. The study area is the district of Yatenga, northern Burkina Faso in the sub- Saharan belt of West Africa, where extreme climate conditions cause several problems: drought, floods, soil erosion. The data comes from the Italian Space Agency (ASI) Cosmo-Skymed program, which provides high resolution (1 meter) Synthetic Aperture Radar (SAR) images. Crucial peculiarity of the project is the use of open source software for data processing and hydrological modeling. Two different hydrological models have been selected. The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) to be employed for the design of appropriate water management plans and soil erosion mitigation measures. The Width Function Instantaneous Unit Hydrograph (WFIUHD) model can to employed for the prevision of flood events and therefore for the planning of risk mitigation. The paper shows the preliminary results of the project obtained by the processing of the first available high resolution SAR data. In particular, the first step is the realization of a Digital Elevation Model (DEM). GIS tools have been set up for the DEMprocessing in order to derive the needed hydro-morphological basin attributes to support the geo-morphological rainfall- runoff (WFIUHD) modelin

Hydrological modeling in ungauged basins using SAR data

In this paper we propose a methodology devoted to exploit high resolution radars for monitoring water bodies in semi-arid countries. The proposed approach is based on appropriate registration, calibration and processing of SAR data, producing information ready to use by end-users. The obtained results were used to (i) estimate a relationship between surface and volume of water stored in reservoirs and (ii) validate a hydrological model that simulates the time evolution of water availability

Hydrogéologie des séries sédimentaires de la dépression piézométrique du Gondo (bassin du Sourou) : Burkina Faso / Mali

The Gondo Plain belongs to the Cenozoic intra-continental basins of sahelian Africa. It lies between Mali and Burkina Faso with an area of about 30 000 km². It has aquifer systems: an unconfined aquifer and a deeper confined one. The unconfined groundwater level shows a piezometric depression and the roof of the confined groundwater is more and more deep toward the centre of the Gondo basin. The present study deals in general with the natural context of the Gondo Plain and particularly with the Sourou Basin at Léry before dwelling on the lithology and the geometry of the aquifer system of the Gondo Plain. Then the results of the various investigations using an interdisciplinary approach (remote sensing, geophysics, major ions chemistry, isotopic geochemistry, pumping test modelling) allowed to better understanding of the groundwater recharge and their hydrodynamic working. The preferential recharge occurs under the Sourou reservoir and under the spreading cones of the border of Gondo basin. This recharge is up from 0,9 to 5 meters by year. A recharge model of the groundwater has been in permanent regime. This model takes into account exfiltration by evaporation and additional infiltration in the spreading cones of the border of the Gondo basin.La présente étude porte sur l'hydrogéologie des formations sédimentaires de couverture d'âge Néoprotérozoïque (Infracambrien) à Tertiaire de la plaine du Gondo. La superficie de la plaine du Gondo atteint 30 000 km2, partagée entre le Mali et le Burkina Faso. Elle renferme une nappe libre dans les dépôts détritiques du Continental Terminal (CT) et une nappe plus profonde qui est en charge. La nappe libre est en dépression piézométrique et le toit de la nappe s'approfondit au fur et à mesure que l'on va vers le centre du bassin du Gondo. La présente étude traite du contexte naturel de la plaine du Gondo en général, et du bassin du Sourou à Lery en particulier, avant de s'appesantir sur la lithologie et la géométrie du système aquifère de la plaine du Gondo. Ensuite, les résultats des diverses investigations utilisant une approche interdisciplinaire (télédétection, géophysique, chimie des majeurs, géochimie isotopique, pompage d'essai, modélisation hydrogéologique) ont permis de mieux comprendre la recharge des nappes et leur fonctionnement hydrodynamique. Des solutions d'exploitation de la nappe profonde sont proposées en vue de satisfaire les besoins d'alimentation en eau potable en milieu urbain et semi-urbain. Sous l'effet conjuguée de l'infiltration dans les mares endoréiques et bas-fonds et en dessous du lac du barrage du Sourou, une hausse piézométrique de près de 0,9 m à 5 m / an est enregistrée. Un modèle de recharge des nappes en régime permanent a été utilisé. Ce modèle prend en compte l'exfiltration par évaporation et l'infiltration supplémentaire dans les cônes d'épandage en bordure du bassin du Gondo

Hydrogéologie des séries sédimentaires de la dépression piézométrique du Gondo (bassin du Sourou) : Burkina Faso / Mali

The Gondo Plain belongs to the Cenozoic intra-continental basins of sahelian Africa. It lies between Mali and Burkina Faso with an area of about 30 000 km². It has aquifer systems: an unconfined aquifer and a deeper confined one. The unconfined groundwater level shows a piezometric depression and the roof of the confined groundwater is more and more deep toward the centre of the Gondo basin. The present study deals in general with the natural context of the Gondo Plain and particularly with the Sourou Basin at Léry before dwelling on the lithology and the geometry of the aquifer system of the Gondo Plain. Then the results of the various investigations using an interdisciplinary approach (remote sensing, geophysics, major ions chemistry, isotopic geochemistry, pumping test modelling) allowed to better understanding of the groundwater recharge and their hydrodynamic working. The preferential recharge occurs under the Sourou reservoir and under the spreading cones of the border of Gondo basin. This recharge is up from 0,9 to 5 meters by year. A recharge model of the groundwater has been in permanent regime. This model takes into account exfiltration by evaporation and additional infiltration in the spreading cones of the border of the Gondo basin.La présente étude porte sur l'hydrogéologie des formations sédimentaires de couverture d'âge Néoprotérozoïque (Infracambrien) à Tertiaire de la plaine du Gondo. La superficie de la plaine du Gondo atteint 30 000 km2, partagée entre le Mali et le Burkina Faso. Elle renferme une nappe libre dans les dépôts détritiques du Continental Terminal (CT) et une nappe plus profonde qui est en charge. La nappe libre est en dépression piézométrique et le toit de la nappe s'approfondit au fur et à mesure que l'on va vers le centre du bassin du Gondo. La présente étude traite du contexte naturel de la plaine du Gondo en général, et du bassin du Sourou à Lery en particulier, avant de s'appesantir sur la lithologie et la géométrie du système aquifère de la plaine du Gondo. Ensuite, les résultats des diverses investigations utilisant une approche interdisciplinaire (télédétection, géophysique, chimie des majeurs, géochimie isotopique, pompage d'essai, modélisation hydrogéologique) ont permis de mieux comprendre la recharge des nappes et leur fonctionnement hydrodynamique. Des solutions d'exploitation de la nappe profonde sont proposées en vue de satisfaire les besoins d'alimentation en eau potable en milieu urbain et semi-urbain. Sous l'effet conjuguée de l'infiltration dans les mares endoréiques et bas-fonds et en dessous du lac du barrage du Sourou, une hausse piézométrique de près de 0,9 m à 5 m / an est enregistrée. Un modèle de recharge des nappes en régime permanent a été utilisé. Ce modèle prend en compte l'exfiltration par évaporation et l'infiltration supplémentaire dans les cônes d'épandage en bordure du bassin du Gondo

Assessment of Aquifer Recharge Potential Using Remote Sensing, GIS and the Analytical Hierarchy Process (AHP) Combined with Hydrochemical and Isotope Data (Tamassari Basin, Burkina Faso)

In the Tamassari basin, the agricultural population is highly dependent on groundwater resources for its socioeconomic development. However, the decrease in rainfall in the region since the late 1960s and the demographic pressure on the land are significantly affecting groundwater recharge. In order to exploit this groundwater sustainably, it is necessary to identify potential recharge areas for a better capitalisation of this resource. The objective of this study is to map the recharge potential of the existing aquifers making use of remote sensing and GIS techniques and to make a validation based on chloride and tritium contents in the borehole water. The processing carried out on the Landsat 5 and Landsat 8 images combined with a digital elevation model (ALOS PALSAR), highlight the lithological, linear and topographical characteristics of the study area. In addition, various supervised classification algorithms were used to produce the most accurate land use map. Field campaigns were conducted to validate the thematic maps resulting from the geospatial data processing and to collect water samples for hydrochemical (chloride) and isotopic analysis (tritium). The analytical hierarchy process (AHP) was used to derive recharge factors weights. The resulting recharge map shows a perfect agreement between the recharge classes derived from spatial modelling and the tritium isotope analyses. This was not the case with the chloride contents, which showed a dispersion over all the recharge areas

Efficience de trois méthodes géophysiques d'investigation latérale dans la mise en évidence de contacts entre des formations géologiques du Protérozoïque inférieur du Burkina Faso Evaluation of the efficiency of three geophysical methods for the determination of natural contacts between Lower Proterozoic geological formations of Burkina Faso

International audienceDans les zones de socle cristallin du Protérozoïque inférieur (Birimien) du Burkina Faso, les réserves d'eau souter-raine sont liées aux zones de faiblesse (failles, filons, contacts géologiques). Trois méthodes géophysiques (résistivité électrique, bipôle électromagnétique MaxMin et V.L.F./EM16) ont été conjointement utilisées pour évaluer leur efficience dans l'identification et la localisation précise du contact entre les granitoïdes et les schistes volcano-sédimentaires du bassin versant de Bidi d'une part et d'autre part, entre schistes et amphibolites à Kièbelga, dans la province du Yatenga. Dans les cas étudiés, le bipôle électromagnétique MaxMin en bobines horizontales (fréquence de 3250 hertz avec une séparation des bobines de 100 m) s'est révélé être le plus efficace. In the Lower Proterozoic (Birimian) crystalline basement of Burkina Faso, underground water resources are found associated with zones of weakness (faults, sills, geological contacts). Three geophysical methods (electrical resistivity, electromagnetism bipole MaxMin and V.L.F./EM16) have been used in order to prove their efficiency to precisely locate the geological contacts between: 1) granitoids and volcanosedimentary schists of the Bidi catchment basin and, 2) schists and amphibolites at Kièbelga, in the Yatenga province. We show that the MaxMin electromagnetic bipole technique with a 3520 hertz frequency and 100 m coils separation is the most efficient method in both cases

Climate Variability And Groundwater Storage In A Weathered Crystalline Rock Aquifer: Evidence From Long-Term Monitoring In The Soudanian Area Of Burkina Faso

International audienceWeathered crystalline rock aquifer systems which underlie much of the tropics including 40% of Sub-SaharanAfrica, represent a distributed and potentially climate-resilient source of freshwater. The impacts of climatevariability, land-use change, and abstraction on these low-storage aquifer systems are not well understood,particularly in semi-arid environments. We review evidence from a multi-decadal chronicle of groundwater levelsin Ouagadougou, Burkina Faso. The chronicle reveals both seasonal responses of low amplitude (~1 m) tomonsoonal rainfall and a longer-term oscillation of greater amplitude (several metres) that can be linked to decadalvariations in precipitation characterized by the Sahelian Drought. The multi-decadal chronicle at Ouagadougoudemonstrates a strong relationship between groundwater storage and climate variability. Current research seeksto: (1) estimate the volume of groundwater storage changes by applying storage co-efficients derived fromgeophysics (MRS) and lysimetry to borehole hydrographs; (2) evaluate the impact of land-use change andabstraction on estimated groundwater storage; and (3) assess the impacts of rainfall intensity on groundwaterrecharge and abstraction on groundwater discharge that has been enabled by the recent introduction of highfrequency(hourly), automated monitoring of groundwater levels