Evaluation of the Saq aquifer groundwater resources in Al Ula, Saudi Arabia - BRGM - Bureau de recherches géologiques et minières
Article Dans Une Revue Hydrogeology Journal Année : 2024

Evaluation of the Saq aquifer groundwater resources in Al Ula, Saudi Arabia

Evaluación de los recursos de aguas subterráneas del acuífero Saq en Al Ula, Arabia Saudí

Evaluation des ressources en eaux souterraines de l’aquifère du Saq dans l’Al Ula, Arabie Saoudite

Avaliação dos recursos hídricos subterrâneos do aquífero Saq em Al Ula, Arábia Saudita

Résumé

Regional sandstone aquifers in arid areas provide prolific water resources that can meet human water demands, but their sustainability is at risk where recharge is very low and significant withdrawals occur. The Saq sandstone aquifer in the Al Ula area (Saudi Arabia) has been investigated through a field survey that included groundwater level measurement, groundwater sampling and analysis, crop inventory mapping and irrigation practice enquiries to assess groundwater abstractions. A groundwater model has been built to assimilate the collected data and investigate the aquifer response under various abstractions scenarios to meet future agricultural and domestic water demand. Since the 1960’s, water levels have dropped by 5–20 m within the Al Ula Valley, with maximum water level drawdowns reaching 30–40 m in Al Ula City. Present water level drawdown rates range from 0.5 to 2 m year–1 in the agricultural areas of the valley. Less than half of the sampled groundwater is in compliance with regulatory guidelines for drinking water purpose, and high groundwater nitrate concentrations are observed in agricultural areas. Predictive scenarios of decreasing abstractions suggest a reduction in the water level decline by 2050 but do not reverse the current decreasing trend. The estimated recharge is much lower than groundwater abstraction rates and current withdrawals are effectively mining the groundwater reserves. Further challenges arise from a water quality standpoint, due to the presence of radionuclide activities (mostly 228Ra) in the aquifer above the WHO guidelines.
Los acuíferos regionales de arenisca de las zonas áridas proporcionan recursos hídricos considerables que pueden satisfacer la demanda humana de agua, pero su sostenibilidad está en peligro cuando la recarga es muy baja y se producen extracciones importantes. El acuífero de arenisca de Saq, en la zona de Al Ula (Arabia Saudí), se ha investigado mediante un estudio de campo que incluye la medición del nivel freático, el muestreo y análisis de aguas subterráneas, la cartografía del inventario de cultivos y la investigación de las prácticas de riego para evaluar las extracciones de agua subterránea. Se ha construido un modelo de aguas subterráneas para asimilar los datos recogidos e investigar la respuesta del acuífero en distintos escenarios de extracción para satisfacer la futura demanda de agua para uso agrícola y doméstico. Desde la década de 1960, los niveles de agua han descendido entre 5 y 20 m en el valle de Al Ula, con máximos de 30–40 m en la ciudad de Al Ula. Las tasas actuales de descenso del nivel del agua oscilan entre 0.5 y 2 m year–1 en las zonas agrícolas del valle. Menos de la mitad de las aguas subterráneas muestreadas cumplen las directrices reglamentarias para el agua potable, y se observan altas concentraciones de nitratos en las zonas agrícolas. Los escenarios predictivos de disminución de las extracciones sugieren una reducción del descenso del nivel del agua para 2050, pero no invierten la tendencia actual a la baja. La recarga estimada es muy inferior a las tasas de extracción de aguas subterráneas y las actuales cantidades extraídas están minando las reservas existentes. Desde el punto de vista de la calidad del agua se plantean otros problemas, debido a la presencia de actividades de radionucleidos (principalmente 228Ra) en el acuífero por encima de las directrices de la OMS.
Les aquifères régionaux de grès dans les zones arides fournissent d’importantes ressources en eau qui peuvent satisfaire les demandes en eau, mais leur durabilité est menacée là où la recharge est très faible et où des prélèvements importantes prennent place. L’aquifère des grès du Saq dans la région d’Al Ula (Arabie Saoudite) a fait l’objet d’une étude de terrain comprenant des mesures de niveaux d’eaux souterraines, échantillonnage et analyse d’eaux souterraines, cartographie des cultures et enquêtes des pratiques d’irrigation afin d’évaluer les prélèvements en eaux souterraines. Un modèle hydrogéologique a été établi pour intégrer les données collectées et pour étudier la réponse de l’aquifère pour différents scénarios de prélèvements pour satisfaire la demande en eau agricole et domestique. Depuis les années 1960, les niveaux d’eau ont chuté de 5–20 m au sein de la vallée d’Al Ula, avec des rabattements maximums atteignant 30–40 m dans la ville d’Al Ula. Les taux de rabattement actuellement des eaux souterraines sont compris entre 0.5 et 2 m an–1 dans les zones agricoles de la vallée. Moins de la moitié des eaux souterraines échantillonnées sont conformes aux directives réglementaires relatives à l’eau potable, et des concentrations élevées de nitrates dans les eaux souterraines sont observées dans les zones agricoles. Les scénarios prédictifs de diminution des prélèvements suggèrent une réduction de la baisse du niveau d’eau d’ici 2050, mais n’inversent pas la tendance actuelle baissière. La recharge estimée est bien inférieure aux taux de prélèvements d’eaux souterraines et les prélèvements actuels exploitent effectivement comme une mine les réserves d’eaux souterraines. D’autres défis surviennent du point de vue de la qualité de l’eau, en raison de la présence de radionucléides (principalement 228Ra) dans l’aquifère dans des concentrations au-dessus des directives de l’OMS.
Os aquíferos regionais de arenito em zonas áridas fornecem recursos hídricos prolíficos que podem satisfazer as necessidades humanas de água, mas a sua sustentabilidade está em risco quando a recarga é muito baixa e ocorrem retiradas significativas. O aquífero de arenito Saq na área de Al Ula (Arábia Saudita) foi investigado através de um levantamento de campo que incluiu medição do nível das águas subterrâneas, amostragem e análise de águas subterrâneas, mapeamento de inventário de culturas e questionários sobre práticas de irrigação para avaliar as captações de águas subterrâneas. Foi construído um modelo de águas subterrâneas para assimilar os dados recolhidos e investigar a resposta do aquífero sob vários cenários de captação para satisfazer a futura procura de água agrícola e doméstica. Desde a década de 1960, os níveis da água caíram 5–20 m no Vale de Al Ula, com rebaixamentos máximos do nível da água atingindo 30–40 m na cidade de Al Ula. As atuais taxas de redução do nível da água variam entre 0.5 e 2 m ano–1 nas áreas agrícolas do vale. Menos de metade das águas subterrâneas amostradas estão em conformidade com as diretrizes regulamentares para fins de água potável, e são observadas concentrações elevadas de nitrato nas águas subterrâneas em áreas agrícolas. Cenários preditivos de diminuição das captações sugerem uma redução no declínio do nível da água até 2050, mas não revertem a atual tendência decrescente. A recarga estimada é muito inferior às taxas de captação de águas subterrâneas e as atuais extrações estão efetivamente a minar as reservas de águas subterrâneas. Outros desafios surgem do ponto de vista da qualidade da água, devido à presença de atividades de radionuclídeos (principalmente 228Ra) no aquífero acima das diretrizes da OMS.
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hal-04692158 , version 1 (09-09-2024)

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Citer

Etienne Buscarlet, Jean-François Desprats, Yamen Ouerghi, Pierre Séraphin. Evaluation of the Saq aquifer groundwater resources in Al Ula, Saudi Arabia. Hydrogeology Journal, 2024, ⟨10.1007/s10040-024-02817-8⟩. ⟨hal-04692158⟩
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