Geochemistry of the Groundwater of the Terminal Complex Aquifer in the Wadi Righ Region

Abstract

Groundwater in the Algerian Sahara is an important source of water for various uses. Despite its abundance compared to surface water, it is still confronted with many problems in terms of overexploitation and quality. The excessive mineralization of this groundwater is a major issue in the Wadi Righ region in the northeastern Algerian Sahara. In this research, we attempt to examine the groundwater mineralization source of the Terminal Complex aquifer and analyze its spatiotemporal trends by combining tools from Geographic Information Systems (GIS) with hydrogeochemical analysis of results from 117 wells between a period of four years (1995, 2012, 2015 and 2017), and 613 groundwater measurements for six years (1998, 2005, 2010, 2013, 2015 and 2017). The results showed that the groundwater is mostly of SO4-Cl-Mg-Ca and SO4-Cl-Na water type. It also revealed a water/rock interaction as the main process affecting the mineralization of groundwater in the study area. The distribution of electrical conductivity (EC), the groundwater level and the saturation indices (SI) showed a gradual upward trend from south to north. Furthermore, an inverse relationship between the water level of the Terminal Complex aquifer and the mineralization in the Wadi Righ region was evidenced. According to statistical analyses, it has been determined that the TDS value of groundwater is mostly related to chloride, sulfate, magnesium, and sodium, and the correlation coefficients (R2) between the variables generally show a moderate to high positive relationship. A temporal decrease in the groundwater level has been observed, and there has been no temporal variation in the conductivity and TDS values of groundwater. المياه الجوفية في الصحراء الجزائرية هي مصدر مهم للمياه لمختلف الاستخدامات. وعلى الرغم من وفرتها مقارنة بالمياه السطحية، إلا أنها لا تزال تواجه العديد من المشاكل من حيث الإفراط في الاستغلال والجودة. ويمثل التمعدن المفرط لهذه المياه الجوفية مشكلة رئيسية في منطقة وادي ريغ في شمال شرق الصحراء الجزائرية. في هذا البحث، نحاول فحص مصدر تمعدن المياه الجوفية لخزان المياه الجوفية المركب النهائي وتحليل اتجاهاته المكانية والزمانية من خلال الجمع بين أدوات من نظم المعلومات الجغرافية (GIS) مع التحليل الهيدروجيوكيميائي لنتائج 117 بئرًا بين فترة أربع سنوات (1995 و2012 و2015 و2017)، و613 قياسًا للمياه الجوفية لمدة ست سنوات (1998 و2005 و2010 و2013 و2015 و2017). أظهرت النتائج أن المياه الجوفية هي في الغالب من نوع SO4-Cl-Mg-Ca وSO4-Cl-Na. كما كشف عن تفاعل الماء/الصخور كعملية رئيسية تؤثر على تمعدن المياه الجوفية في منطقة الدراسة. أظهر توزيع الموصلية الكهربائية (EC) ومستوى المياه الجوفية ومؤشرات التشبع (SI) اتجاهًا تصاعديًا تدريجيًا من الجنوب إلى الشمال. علاوة على ذلك، تم إثبات وجود علاقة عكسية بين مستوى المياه في طبقة مياه المركب النهائي والتمعدن في منطقة وادي ريغ. ووفقًا للتحليلات الإحصائية، فقد تم تحديد أن قيمة TDS للمياه الجوفية ترتبط في الغالب بالكلوريد والكبريتات والمغنيسيوم والصوديوم، وتظهر معاملات الارتباط (R2) بين المتغيرات بشكل عام علاقة إيجابية متوسطة إلى عالية. وقد لوحظ انخفاض زمني في مستوى المياه الجوفية، ولم يكن هناك تباين زمني في قيم الموصلية وTDS للمياه الجوفية.