Evaluation of the quality of groundwater used for irrigation in the Mina plain, Algeria Évaluation de la qualité des eaux souterraines utilisées pour l'irrigation dans la plaine de la Mina, Algérie

Abstract

The development of agriculture in the Mina plain is hampered by the drought that has occurred in recent years. As a result, water scarcity has favoured an intensive use of groundwater of poor quality. This behaviour is one of the forerunners of soil degradation. Knowing the quality of the irrigation water used becomes imperative. In this context, water samples from 178 wells in the Mina plain were subjected to a physico-chemical analysis, mainly electrical conductivity (EC), sodium adsorption ratio (SAR), and irrigation water quality index (IWQI), were used to identify water quality classes as well as residual alkalinity (RSC) to determine salinization pathways. The thematic maps established by the two methods (EC and SAR, IWQI) showed that 73.44% of the total area could be used for irrigation and that 87.55% of the total area may be used for irrigation in soils with high permeability where additional water should be applied to prevent salt accumulation. The residual alkalinity revealed two types of salinization: one neutral and one alkaline, representing respectively 149 and 29 wells. The electrical conductivity varied between 2.24 and 16.50 dS∙m^-1, divided into two classes of salinity (C4, 44.03% and C5, 55.97%). SAR values fluctuated between a low of 4.28 and a high of 94.73, with S2 dominance accounting for 49.57% of the total area. IWQI’s assessment of groundwater quality revealed that 87.55% of the Mina study area is severely restricted, which is dominant in the southeastern and southwestern parts of the area. The remaining area, 12.44% or less, is in the high restriction category. This simple index uses the most important parameters that evaluate the quality of irrigation water for management.

Key words:

• salinity,
• sodicity,
• water quality index,
• residual alkalinity,
• Mina plain

Résumé

Le développement de l’agriculture dans la plaine de la Mina est entravé par la sécheresse qui s’est installée ces dernières années. En conséquence, la pénurie d’eau a favorisé l’utilisation intensive des eaux souterraines dont la qualité est méconnue. Ce comportement est l’un des précurseurs de la dégradation des sols. La connaissance de la qualité de l’eau d’irrigation utilisée devient primordiale. Dans ce contexte, des échantillons d’eau de 178 puits de la plaine de la Mina ont fait l’objet d’une analyse physicochimique, principalement la conductivité électrique (EC), le ratio d’adsorption de sodium (SAR) et l’indice de la qualité de l’eau d’irrigation (IQWI) ont été utilisés pour identifier les classes de la qualité des eaux ainsi que l’alcalinité résiduelle (RSC) pour déterminer les voies de salinisation. Les cartes thématiques établies par les deux méthodes (EC et SAR, IQWI) ont montré que 73,44 % de la superficie totale était utilisable pour l’irrigation et que 87,55 % de la superficie totale de la zone d’étude peut être utilisée pour l’irrigation de sols à perméabilité élevée où de l’eau devrait être ajoutée pour éviter l’accumulation des sels. L’alcalinité résiduelle a révélé deux types de salinisation, une par voie neutre et une autre par voie alcaline, représentant respectivement 83,71 % et 16,29 % des puits. La conductivité électrique oscillait entre 2,24 et 16,50 dS∙m^-1, répartie en deux classes de salinité (C4, 44,03 % et C5, 55,97 %). Les valeurs du SAR fluctuaient entre un minimum de 4,28 et un maximum de 94,73 avec une dominance de la classe S2 représentant 49,57 % de la superficie totale. L’évaluation de la qualité des eaux souterraines par l’IQWI a révélé que 87,55 % de la zone d’étude de la Mina a une restriction sévère, ce qui est dominant dans les parties sud-est et sud-ouest de la zone. Le reste de la zone, 12,44 % et moins, relève de la catégorie de haute restriction. Cet indice simple utilise les plus importants paramètres qui évaluent la qualité de l’eau d’irrigation pour la gestion.

Mots-clés:

• salinité,
• sodicité,
• indice de la qualité de l’eau,
• alcalinité résiduelle,
• plaine de la Mina