Evaluation des propriétés hydrauliques des aquifères fracturés des formations cristalline et métamorphique dans la région des Lacs (centre de la Côte d’Ivoire)

G. Soro; N. Soro; K. E. Ahoussi; T. Lasm; F. K. Kouamé; T. D. Soro; J. Biémi

doi:10.3989/egeol.40123.093

Authors

G. Soro Laboratoire des Sciences et Technique de l’Eau et de l’Environnement (LSTEE), Université de Cocody, Abidjan
N. Soro Laboratoire des Sciences et Technique de l’Eau et de l’Environnement (LSTEE), Université de Cocody, Abidjan
K. E. Ahoussi Laboratoire des Sciences et Technique de l’Eau et de l’Environnement (LSTEE), Université de Cocody, Abidjan
T. Lasm Laboratoire des Sciences et Technique de l’Eau et de l’Environnement (LSTEE), Université de Cocody, Abidjan
F. K. Kouamé Laboratoire des Sciences et Technique de l’Eau et de l’Environnement (LSTEE), Université de Cocody, Abidjan
T. D. Soro Laboratoire des Sciences et Technique de l’Eau et de l’Environnement (LSTEE), Université de Cocody, Abidjan
J. Biémi Laboratoire des Sciences et Technique de l’Eau et de l’Environnement (LSTEE), Université de Cocody, Abidjan

DOI:

https://doi.org/10.3989/egeol.40123.093

Keywords:

Région des Lacs, Côte d’Ivoire, Hydraulic parameters, statistic, fractured aquifer

Abstract

Groundwater is the main source of water supply for rural populations in the Region des Lacs area in central Côte d’Ivoire (West Africa). The area is underlain by the metamorphic and crystalline fractured hard rock aquifers. This paper focuses on the assessment of their hydraulic properties. To this end, a data base comprising pumping tests data and the technical reports were gathered. 105 values of transmissivity (T ) and specific capacity (Q/s) have been deduced after pumping tests interpretation by the Jacob recovery method. Statistical analyses of all these data have been done. Depth of wells range from 49.50 to 99 m with an average of 69 m. The thickness of the weathered zone has averaged 16.52 m and lies between 1.90 and 63.10 m. Wells average rate is 2.32 m3/s. The depths of open fractures are significantly in the first 60 meters of hard rock drilling and averaged 42.94 m. The transmissivity and specific capacity of each aquifer span over several orders of magnitude revealing the strong heterogeneity of the aquifer. Both variables are lognormal variables A significant empirical relationship between T and Q/s was found T = 0,937(Q/s)^1.118 with a coefficient of determination (R^2 = 0.82). This relationship enabled the transmissivity data to be supplemented with the 95% prediction interval in order to assess the uncertainty associated with the estimates of transmissivity in the area of the study. These results are significant and can be used as an input in forthcoming modeling these aquifers and facilitate groundwater management policy.

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References

Acheampong, S.Y. & Hess, J.W. (1998). Hydrogeological and hydrochemical framework of the shallow groundwater system in the southern Voltaian Sedimentary Basin, Ghana. Hydrogeology Journal, 6: 527-537. doi:10.1007/s100400050173

Biémi, J. (1992). Contribution à l’étude géologique, hydrogéologique et par télédétection des bassins versants subsaheliens du socle précambrien d’Afrique de l’Ouest: Hydrostructurale hydrodynamique, hydrochimie et isotopie des aquifères discontinus de sillons et aire granitique de la Haute Marahoué (Côte d’Ivoire). PhD Thesis (Thèse de Doctorat ès Sc. Nat.), Université de Cocody, Abidjan, Côte d’Ivoire, 479 pp.

CEFIGRE (1990). L’Hydrogéologie de l’Afrique de l’Ouest. Synthèse des connaissances sur l’hydrogéologie du socle cristallin et cristallophyllien et du sédimentaire ancien de l’Afrique de l’Ouest. Colloque Maîtrise de l’eau 2e ed., 147 pp.

Chapuis, R.P. (2007). Guide des essais de pompage et leurs interprétations. Bibliothèque et archives nationales du Québec, Gouvernement du Québec, Canada, 155 pp.

Cho, M.; Choi, Y.; Ha, K.; Kee, W.; Lachassagne, P. & Wyns, R. (2003). Relationship between the permeability of hard rock aquifers and their weathering, from geological and hydrogeological observations in South Korea. International Association of Hydrogeologists Conference on «Groundwater in fractured rocks», Prague.

Christensen, S. (1995). Prediction of log-transmissivity 1: using specific capacity. Nordic Hydrology, 26: 1-20.

Delhomme, J.P. (1979). Spatial variability and uncertainty in groundwater flow parameters: a geostatistical approach. Water Resources Research, 15: 269-280. doi:10.1029/WR015i002p00269

De Marsily, G. (1994). Hydrogéologie: Comprendre et estimer les écoulements souterrains et le transport des polluants. Ecole des mines de Paris, 242 pp.

Detay, M. (1987). Méthodologie d’implantation des ouvrages, type hydraulique villageoise par étude de terrain et photo-interprétation. Session Internationale de Formation «Evaluation, aménagement et gestion des ressources en eau», Résume de cours Doc CEFIGRE, 20 pp.

Detay, M.; Poyet, P.; Emsellem, Y.; Bernadi, A. & Aubrac, G. (1989). Influence du développement du réservoir capacitif d’altérites et de son état de saturation sur les caractéristiques hydrodynamiques des forages en zones de socle cristallin. Comptes Rendus de la Académie des Sciences Série II, 309: 429-436.

Detay, M. (1993). Le forage d’eau: Réalisation, entretien, réhabilitation. Editions Masson, Paris, 379 pp.

Dewandel, B.; Lachassagne, P.; Wyns, R.; Maréchal, J.C. & Krishnamurthy, N.S. (2006). A generalized 3-D geological and hydrogeological conceptual model of granite aquifers controlled by single or multiphase weathering. Journal of Hydrology, 330: 260-284. doi:10.1016/j.jhydrol.2006.03.026

DHH (2001). Hydraulique Humaine en Cote d’Ivoire. Ministère des Infrastructures Economiques, Direction de l’Hydraulique Humaine, Abidjan, 66 pp.

Engalenc, M. (1978). Méthodes d’études et de recherche de l’eau souterraine des roches cristallines. Publication du Comité Inter-Africain d’Etudes Hydrauliques 1, Ouagadougou, Burkina Faso, 250 pp.

Fabre, R. (1985). Les effets tectoniques des décrochements N-S senestre dans les formations volcaniques birrmiennes de la région du Yaouré centre de la Côte d’ivoire. Comptes Rendus de l’Académie des Sciences, série II, 19: 955-960.

Faillat, J.P. (1986). Hétérogénéité et effet d’échelle dans les aquifères fissurés. Approche par pompage d’essai sur station expérimentale (Afrique de l’Ouest). Hydrogéologie, 1: 65-76.

Faillat, J.P. (1987). Aquifères fissurés en zone tropicale humide: structure, hydrodynamique et hydrochimie (Afrique de l’Ouest). Hydrogéologie, 2: 109-112.

Fahy, J.C. (1980). Exploitation et entretien des points d’eau villageois en Côte d’Ivoire. Resumes du 26th international geological congress, Paris, France, 26: 1093.

Fahy, J.C. (1981). Exploitation et entretien des points d’eau villageois en Côte d’Ivoire. Bulletin du Bureau de Recherches Geologiques et Minieres, 4: 339-341.

Hamm, S.Y.; Cheong, J.Y.; Jang, S.; Jung, C.Y. & Kim, B.S. (2005). Relationship between transmissivity and specific capacity in the volcanic aquifers of Jeju Island, Korea. Journal of Hydrology, 310: 111-121. doi:10.1016/j.jhydrol.2004.12.006

Gassita, S.; Gageonnet, M. & Solages, S. (1987). Synthèse des résultats du premier programme d’hydraulique rurale exécutée en République du Gabon. Hydrogéologie, 2: 113-126.

Gingerich, S.B. (1999). Estimating transmissivity and storage properties from aquifer tests in the southern Lihue basin, Kauai, Hawaii. U.S. Geological Survey, Water- Resources Investigations Report 99-4066, 33 pp.

INS (2001). Recensement général de la population et de l’Habitat 1998. Données socio-démographiques et économiques: Région des Lacs. Institut National de la Statistique, Bureau Technique du Recensement, Abidjan, Côte d’Ivoire.

Jacob, C.E. (1947). Draw-down test to determine effective radius of artesian well. Transactions, American Society of Civil Engineers, 112: 1047-1070.

Jalludin, M. & Razack, M. (2004). Assessment of hydraulic properties of sedimentary and volcanic aquifer systems under arid conditions in the Republic of Djibouti (Horn of Africa). Hydrogeology Journal, 12: 159-170. doi:10.1007/s10040-003-0312-2

Kouadio, K.E.; Soro, N. & Savané, I. (2010). Stratégie d’optimisation de la profondeur des forages en contexte de socle: application à la région du Denguélé, Nord-Ouest de la Côte d’Ivoire. Revue des Sciences de l’Eau, 23: 1-15.

Kouassi, A.M.; Kouame, K.F.; Saley, B.M. & Koffi, Y.B. (2007). Identification of tendencies with in the rainfall-runoff relation and refill of the tablecloths in a context of hydroclimatic variability in the catchment area of N’zi (Bandama) in Ivory Coast. European Journal of Scientific Research, 16: 412-425.

Kruseman, G.P.; De Ridder, N.A. & Meilhac, A. (1974). Interprétation et discussion des pompages d’essais. International Institute for Land Reclamation and Improvement, Wageningen, The Netherlands, 210 pp.

Kruseman, G.P. & De Ridder, N.A. (1991). Analysis and evaluation of pumping test data. International Institute for Land Reclamation and Improvement, Wageningen, The Netherlands, 341 pp.

Lachassagne, P.; Ahmed, S.; Golaz, C.; Maréchal, J.C.; Thiery, D.; Touchard, F. & Wyns, R.A. (2001). Methodology for the mathematical modelling of hard-rock aquifers at catchment scale based on the geological structure and the hydrogeological functioning of the aquifer. In: New approaches characterizing groundwater flow (Seiler, K.-P. & Wohnlich, S., eds.). XXXI IAH Congress «New approaches characterizing groundwater flow», A.A. Balkema Publishers Munich, Germany, 367-370.

Lachassagne, P.; Maréchal, J.-C; Dewandel, B.; Gandolfi, J.M.; Krishnamurthy, N.S.; Surbrahmanyam, K. & Wyns, R.A. (2005). Nouveaux outils et méthodes pour gérer et protéger la ressource en en eau souterraine des régions de socle. Hydrosciences, 150: 55-57.

Lachassagne P.; Wyns, R.; Bérard, P.; Bruel, T.; Chéry, L.; Coutand, T.; Desprats, J.-F. & Le Strat, P. (2001). Exploitation of high-yield in hard-rock aquifers: Downscaling methodology combining GIS and multicriteria analysis to delineate field prospecting zones. Ground Water, 39: 568-581. doi:10.1111/j.1745-6584.2001.tb02345.x PMid:11447857

Lachassagne, P. & Wyns, R. (2005). Aquifères de socle: nouveaux concepts Application à la prospection et la gestion de la ressource en eau. Géosciences, 2: 32-37.

Lasm, T. (2000). Hydrogéologie des réservoirs fracturés de socle: analyses statistiques et géostatistique de la fracturation et des propriétés hydrauliques, application à la région des montagnes de Côte d’Ivoire (Domaine Archéen). PhD Thesis, Université de Poitiers, France, 220 pp.

Leblond, P. (1984). Contribution aux études hydrogéologiques en Côte d’Ivoire. Région de Yamoussoukro (Station expérimentale de l’ENSTP). Thèse de 3è cycle de l’Université de Bordeaux 1, 150 pp.

Maréchal, J.-C.; Dewandel, B.; Ahmed, S.; Galeazzi L. & Zaidi, F.K. (2006). Combined estimation of specific yield and natural recharge in semi arid groundwater basin irrigated agriculture. Journal of Hydrology, 329: 281-293. doi:10.1016/j.jhydrol.2006.02.022

Maréchal, J.-C.; Dewandel, B. & Subrahmanyam, K. (2004). Use of hydraulic tests at different scales to characterize fracture network properties in the weatheredfractured layer of a hard rock aquifer. Water Resources Research, 40: W1150801-W1150817.

Mbonu, M. (1991). Hydrogéologie, hydrochimie et Géochimie isotopique des aquifères de socle du Plateau de Jos et des plaines environnantes (Nigeria). PhD Thesis. Université d’Avignon et des Pays de Vaucluse. France, 171 pp.

Meier, P.M.; Carrera, J. & Sanchez-Villa, X. (1999). A numerical study on the relationship between transmissivity and specific capacutiy in heterogenous aquifers. Ground Water, 37: 611-617. doi:10.1111/j.1745-6584.1999.tb01149.x

N’guessan, A. (1985). Contribution à l’hydrogéologie de la région Centrale de la Côte d’Ivoire et analyse statistique des résultats de forage. Thèse de 3è cycle, Université de Franche-Comté, Besançon, France, 154 pp.

Painter, S.L.; Woodbury, A.D. & Jiang, Y. (2007). Transmissivity estimation for highly heterogeneous aquifers: comparison of three methods applied to the Edwards Aquifer, Texas, USA. Hydrogeology Journal, 15: 315-331. doi:10.1007/s10040-006-0071-y

Razack, M. & Lasm, T. (2006). Geostatistical estimation of the transmissivity in a highly fractured metamorphic and crystalline aquifer (Man-Danane Region, Western Ivory Coast). Journal of Hydrology, 325: 164-178. doi:10.1016/j.jhydrol.2005.10.014

Razack, M. & Huntel, D. (1991). Assessing transmissivity from specific capacity in a large and heterogeneous aquifer. Ground Water, 29: 856-861. doi:10.1111/j.1745-6584.1991.tb00572.x

Rotzoll, K. & El-Kadi, A.I. (2008). Estimating hydraulic conductivity from specific capacity for Hawaii aquifers, USA. Hydrogeology Journal, 16: 969-979. doi:10.1007/s10040-007-0271-0

Savadogo, A.N. (1984). Géologie et Hydrogéologie du socle cristallin de Haute -Volta. Etude régionale du bassin versant de la Sissili. PhD Thesis, Université Scientifique et Médicale de Grenoble, France, 351 pp.

Sinan, M.; Maslouhi, R. & Razack, M. (2003). Utilisation des SIG pour a caractérisation de la vulnérabilité et de la sensibilité à la pollution des nappes d’eau souterraine. Application à la nappe du Haouz de Marrakech, Maroc. 2nd FIG Regional Conference, TS11 Management of Water Resources, Marrakech, Morocco, 15 pp.

Soule de Lafont, D. (1956). Le précambrien moyen et supérieur de Bondoukou (Côte d’Ivoire). Bulletin de la Direction Fédérale des Mines et de la Géologie, 18: 1-174.

Soro, N.; Soro, G.; Ahoussi, K.E.; Saley, M.B.; Lasm, T. & Biemi J. (2007). Caractérisation spatio-temporelle des précipitations dans le «V» Baoulé (Centre de la Côte d’Ivoire) au cours de la période 1966-2000. Journal Africain de Communication Scientifique et Technologique, 2: 89-108.

Soro, N. (2002). Hydrochimie et géochimie isotopique des eaux souterraines du degré carré de Grand-Lahou et ses environs (Sud Ouest de la Côte d’Ivoire). Implication hydrologique et hydrogéologique. PhD Thesis, Université de Cocody, Côte d’Ivoire, 272 pp.

Theis, C.V. (1935). The relation between the lowering of the piezometric surface and the rate and duration on discharge of the well using ground-water storage. Transactions of the American Geophysical Union, 16: 519-524.

Yacé, I. (1976). Le volcanisme éburnéen dans les parties centrales et méridionales de la chaîne précambrienne de Fétékro en Côte d’Ivoire. PhD Thesis, Université d’Abidjan, Côte d’Ivoire, 373 pp.

Yacé, I. (2002). Initiation à la géologie. L’exemple de la Côte d’Ivoire et de l’Afrique de l’Ouest. Pétrologie, Géologie régionale. Centre d`edition et de diffusion africaines, Societe pour le Developpement Minier de la Côte D’Ivoire, 183 pp.

Yao, D.B. (1998). Lithostratigraphie et pétrologie des formations birrimiennes de Toumodi-Fettekro (Côte d’Ivoire): Implications pour l’évolution crustale du paléoprotérozoïque du craton ouest africain. PhD Thesis, Université d’Orléans. France, 191 pp.

Yidana, S.M.; Ophori, D. & Banoeng-Yakubo, B. (2007). Hydrogeological and hydrochemical characterization of the Voltaian Basin: the Afram Plains area, Ghana. Environmental Geology, 54: 1751-1762.

Wyns, R.; Baltassat, J.M.; Lachassagne, P.; Legtchenko, A. & Vairon, J. (2004). Application of proton magnetic resonance soundings to groundwater reserves mapping in weathered basement rocks (Brittany, France). Bulletin de la Société Géologique de France, 175: 21-34. doi:10.2113/175.1.21

Wyns, R.; Gourry, J.C.; Baltassat, J.M. & Lebert F. (1999). Caractérisation multiparamétrés des horizons de subsurfaces (0-100 m) en contexte de socle altéré. 2ème colloque GEOFCAN BRGM IRD UPMC, Orléans, France, 105-110.