Published April 15, 2022 | Version v1
Publication Open

Application of remote sensing and GIS to assess groundwater potential in the transboundary watershed of the Chott-El-Gharbi (Algerian–Moroccan border)

Creators

  • 1. University of Abou Bekr Belkaïd

Description

Abstract Remote sensing (RS) and Geographic Information Systems (GIS) have become widely used in various fields around the world in recent years. In this paper; we attempt to delineate the groundwater potential zone in the transboundary watershed of Chott-El-Gharbi using the integration of RS, GIS methods. Eight influencing thematic layers viz. geology, rainfall, water table level, lineaments density, slope, drainage density, elevation, and land use/land cover were used. Afterward, Analytical Hierarchy Process technique, which offers good functionality for mapping the groundwater potentiality was used, where ranks and weights, assigned to each factor are computed statistically, based on their relative importance in terms of groundwater potential. Then, groundwater potential zones are classified into five categories namely excellent, high, medium, low, and very low zone, which represent 964.48 km 2 (7.33%), 1467.30 km 2 (11.15%), 7969.51 km 2 (60.57%), 2639.52 km 2 (20.06%), and 116.19 km 2 (0.88%) of the study area, respectively. The very low potential region is found in the southern region of the study area, which is covered by mountains. Moreover, excellent groundwater potential zones are located at the central part of the region of Chott, which has quaternary formations where the infiltration is high. On the other hand, moderate and poor groundwater potential zones cover by the bare lands in the study area. Finally, the results were carefully validated with the yields data of various boreholes in the study area, which reveals an accuracy achievement of 72.41%. The finding of this research constitutes a valuable contribution towards the water resources management, and it forms a significant decision support tool for equitable and sustainable utilization of groundwater resources in the transboundary watershed of Chott-El-Gharbi. The study's findings will also serve as a benchmark for future research and studies, such as hydrogeological modeling.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

أصبح الاستشعار عن بعد التجريدي (RS) ونظم المعلومات الجغرافية (GIS) مستخدمين على نطاق واسع في مختلف المجالات في جميع أنحاء العالم في السنوات الأخيرة. في هذه الورقة ؛ نحاول تحديد منطقة المياه الجوفية المحتملة في مستجمعات المياه العابرة للحدود في شوت الغربي باستخدام تكامل طرق RS و GIS. تم استخدام ثماني طبقات مواضيعية مؤثرة وهي الجيولوجيا وهطول الأمطار ومستوى منسوب المياه وكثافة الخطوط والمنحدر وكثافة الصرف والارتفاع واستخدام الأراضي/الغطاء الأرضي. بعد ذلك، تم استخدام تقنية عملية التسلسل الهرمي التحليلي، والتي توفر وظائف جيدة لرسم خرائط إمكانات المياه الجوفية، حيث يتم حساب الرتب والأوزان المخصصة لكل عامل إحصائيًا، بناءً على أهميتها النسبية من حيث إمكانات المياه الجوفية. ثم تصنف مناطق إمكانات المياه الجوفية إلى خمس فئات هي مناطق ممتازة، ومرتفعة، ومتوسطة، ومنخفضة، ومنخفضة للغاية، والتي تمثل 964.48 كم 2 (7.33 ٪)، و 1467.30 كم 2 (11.15 ٪)، و 7969.51 كم 2 (60.57 ٪)، و 2639.52 كم 2 (20.06 ٪)، و 116.19 كم 2 (0.88 ٪) من منطقة الدراسة، على التوالي. توجد المنطقة ذات الإمكانات المنخفضة للغاية في المنطقة الجنوبية من منطقة الدراسة، والتي تغطيها الجبال. علاوة على ذلك، تقع مناطق إمكانات المياه الجوفية الممتازة في الجزء الأوسط من منطقة شوت، والتي تحتوي على تكوينات رباعية حيث يكون التسرب مرتفعًا. من ناحية أخرى، تغطي المناطق المحتملة للمياه الجوفية المعتدلة والفقيرة الأراضي العارية في منطقة الدراسة. أخيرًا، تم التحقق من صحة النتائج بعناية من خلال بيانات غلة الآبار المختلفة في منطقة الدراسة، والتي تكشف عن تحقيق دقة بنسبة 72.41 ٪. تشكل نتيجة هذا البحث مساهمة قيمة في إدارة الموارد المائية، وتشكل أداة مهمة لدعم القرار من أجل الاستخدام العادل والمستدام لموارد المياه الجوفية في مستجمعات المياه العابرة للحدود في شوت الغربي. كما ستكون نتائج الدراسة بمثابة معيار للبحوث والدراسات المستقبلية، مثل النمذجة الهيدروجيولوجية.

Translated Description (French)

La télédétection abstraite (RS) et les systèmes d'information géographique (SIG) sont devenus largement utilisés dans divers domaines à travers le monde ces dernières années. Dans cet article, nous tentons de délimiter la zone potentielle des eaux souterraines dans le bassin versant transfrontalier de Chott-El-Gharbi en utilisant l'intégration des méthodes RS, SIG. Huit couches thématiques influentes, à savoir la géologie, les précipitations, le niveau de la nappe phréatique, la densité des linéaments, la pente, la densité du drainage, l'altitude et l'utilisation des terres/la couverture terrestre, ont été utilisées. Par la suite, la technique du processus de hiérarchie analytique, qui offre une bonne fonctionnalité pour cartographier la potentialité des eaux souterraines, a été utilisée, où les rangs et les poids attribués à chaque facteur sont calculés statistiquement, en fonction de leur importance relative en termes de potentiel des eaux souterraines. Ensuite, les zones de potentiel d'eau souterraine sont classées en cinq catégories à savoir les zones excellente, haute, moyenne, basse et très basse, qui représentent 964,48 km 2 (7,33 %), 1467,30 km 2 (11,15 %), 7969,51 km 2 (60,57 %), 2639,52 km 2 (20,06 %) et 116,19 km 2 (0,88 %) de la zone d'étude, respectivement. La région à très faible potentiel se trouve dans la région sud de la zone d'étude, qui est couverte de montagnes. De plus, d'excellentes zones de potentiel d'eau souterraine sont situées dans la partie centrale de la région de Chott, qui présente des formations quaternaires où l'infiltration est élevée. D'autre part, les zones de potentiel d'eaux souterraines modérées et pauvres couvrent les terres nues de la zone d'étude. Enfin, les résultats ont été soigneusement validés avec les données de rendements de différents forages dans la zone d'étude, ce qui révèle une précision de 72,41%. Les résultats de cette recherche constituent une contribution précieuse à la gestion des ressources en eau et constituent un outil d'aide à la décision important pour une utilisation équitable et durable des ressources en eaux souterraines dans le bassin versant transfrontalier de Chott-El-Gharbi. Les résultats de l'étude serviront également de référence pour les recherches et études futures, telles que la modélisation hydrogéologique.

Translated Description (Spanish)

La teledetección (RS) y los sistemas de información geográfica (SIG) se han utilizado ampliamente en varios campos en todo el mundo en los últimos años. En este documento, intentamos delinear la zona potencial de aguas subterráneas en la cuenca transfronteriza de Chott-El-Gharbi utilizando la integración de métodos RS, GIS. Se utilizaron ocho capas temáticas que influyen en la geología, las precipitaciones, el nivel freático, la densidad de los lineamientos, la pendiente, la densidad de drenaje, la elevación y el uso del suelo/cobertura del suelo. Posteriormente, se utilizó la técnica Analytical Hierarchy Process, que ofrece una buena funcionalidad para mapear la potencialidad de las aguas subterráneas, donde se calculan estadísticamente los rangos y pesos, asignados a cada factor, en función de su importancia relativa en términos de potencial de aguas subterráneas. Luego, las zonas de potencial de agua subterránea se clasifican en cinco categorías, a saber, zona excelente, alta, media, baja y muy baja, que representan 964,48 km 2 (7,33%), 1467,30 km 2 (11,15%), 7969,51 km 2 (60,57%), 2639,52 km 2 (20,06%) y 116,19 km 2 (0,88%) del área de estudio, respectivamente. La región de muy bajo potencial se encuentra en la región sur del área de estudio, que está cubierta por montañas. Además, en la parte central de la región de Chott, que tiene formaciones cuaternarias donde la infiltración es alta, se encuentran excelentes zonas de potencial de agua subterránea. Por otro lado, las zonas de potencial de aguas subterráneas moderadas y pobres cubiertas por las tierras desnudas en el área de estudio. Finalmente, los resultados se validaron cuidadosamente con los datos de rendimientos de varios sondeos en el área de estudio, lo que revela un logro de precisión del 72,41%. El hallazgo de esta investigación constituye una valiosa contribución a la gestión de los recursos hídricos y constituye una importante herramienta de apoyo a la toma de decisiones para la utilización equitativa y sostenible de los recursos hídricos subterráneos en la cuenca transfronteriza de Chott-El-Gharbi. Los hallazgos del estudio también servirán como punto de referencia para futuras investigaciones y estudios, como el modelado hidrogeológico.

Files

s13201-022-01663-x.pdf.pdf

Files (2.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5c96122fe4e1a96cb48d6ffb5e37dc5c
2.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطبيق الاستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية لتقييم إمكانات المياه الجوفية في مستجمعات المياه العابرة للحدود في شوت الغربي (الحدود الجزائرية المغربية)
Translated title (French)
Application de la télédétection et des SIG pour évaluer le potentiel des eaux souterraines dans le bassin versant transfrontalier du Chott-El-Gharbi (frontière algéro-marocaine)
Translated title (Spanish)
Aplicación de la teledetección y los SIG para evaluar el potencial de las aguas subterráneas en la cuenca transfronteriza del Chott-El-Gharbi (frontera argelino-marroquí)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4224029253
DOI
10.1007/s13201-022-01663-x

Is supplement to
https://openalex.org/W4385196730 (Other)
https://openalex.org/W3213724444 (Other)
https://openalex.org/W3098199438 (Other)
https://openalex.org/W2908027685 (Other)
https://openalex.org/W2210259680 (Other)
https://openalex.org/W2054796647 (Other)
https://openalex.org/W2044940739 (Other)
https://openalex.org/W1964997367 (Other)
https://openalex.org/W1826392439 (Other)
https://openalex.org/W1804914993 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Algeria

References

  • https://openalex.org/W1964997367
  • https://openalex.org/W1971268181
  • https://openalex.org/W1978665925
  • https://openalex.org/W1985288162
  • https://openalex.org/W1985632132
  • https://openalex.org/W1990694652
  • https://openalex.org/W1995751710
  • https://openalex.org/W2001901329
  • https://openalex.org/W2014473500
  • https://openalex.org/W2026294281
  • https://openalex.org/W2038612063
  • https://openalex.org/W2042951326
  • https://openalex.org/W2053244883
  • https://openalex.org/W2063114824
  • https://openalex.org/W2091146451
  • https://openalex.org/W2108946099
  • https://openalex.org/W2123771479
  • https://openalex.org/W2127256727
  • https://openalex.org/W2146125808
  • https://openalex.org/W2193285003
  • https://openalex.org/W2322157902
  • https://openalex.org/W2361404063
  • https://openalex.org/W2426555238
  • https://openalex.org/W2613187914
  • https://openalex.org/W2741433739
  • https://openalex.org/W2923860122
  • https://openalex.org/W2924217342
  • https://openalex.org/W2976274275
  • https://openalex.org/W2979730425
  • https://openalex.org/W2996240864
  • https://openalex.org/W3006087089
  • https://openalex.org/W3008649749
  • https://openalex.org/W3015180749
  • https://openalex.org/W3023830374
  • https://openalex.org/W3036498890
  • https://openalex.org/W3084138693
  • https://openalex.org/W3092315979
  • https://openalex.org/W3109609525
  • https://openalex.org/W3136860340
  • https://openalex.org/W3181833570
  • https://openalex.org/W3212211380
  • https://openalex.org/W3215185888
  • https://openalex.org/W4200391671
  • https://openalex.org/W4213205762
  • https://openalex.org/W4250314859
  • https://openalex.org/W4256518332
  • https://openalex.org/W772033393