Physicochemical characterization of the unconfined water-table aquifer of the Fez-Meknes basin

Laboratory of Geoengineering and environment, Department of Geology, Faculty of Sciences, Moulay Ismail University, B.P11201, Zitoune, Meknès, Morocco

Abstract

This paper aims to determine the hydrogeochemical characteristics of the Fez-Meknes free water table thought the monitoring of the physicochemical analyses of nine samples during the year of 2013, 2016, and 2019. This water table, which circulates in the plio-quaternary formations, is generally supplied by rainfall infiltration, irrigation water returns and also the lateral inflow of the unconfined liasic water table of the Middle Atlas Tabular. Analyses were performed for electrical conductivity (EC), potential hydrogen (pH), temperature and major elements: Cl^-, NO3^-, SO₄^2-, Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, HCO₃⁻, K⁺. The results of the projection of the samples on the Piper diagram for the three companies showed a hydrochemical carbonate, calcic and magnesian facies for the majority of the samples with the exception of samples 1161/15 and 352/21 for the year 2013. Then, to understand the origin of the mineralization, as well as the processes related to the dissolution of the carbonate country rock, a principal component analysis (PCA) was performed.

Résumé

La présente étude a été menée sur l’analyse des paramètres physico-chimiques durant les années 2013, 2016, et 2019, afin de déterminer les caractéristiques hydrogéochimiques des eaux souterraines de la nappe libre du bassin Fès-Meknès. Celle-ci circule essentiellement dans les formations lacustres du Plio-Villafranchien. Elle est généralement alimentée par infiltration pluviale, par le retour des eaux d’irrigation et par l’influence des apports latéraux de l’eau à partir de la nappe liasique libre du Causse moyen atlasique. Les paramètres physico-chimiques à propos desquels les analyses des eaux souterraines ont été portées sont les ions majeurs Cl^-, NO^3-, SO₄²⁻, Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, HCO^3-, K⁺, la conductivité électrique, le pH et la température. Le suivi de leur évolution par leur projection sur le diagramme de Piper, a permis de mettre en évidence une stabilité de leur faciès chimique carbonaté calcique et magnésien. En parallèle, une analyse statistique basée sur la méthode ACP a permis de visualiser simultanément les corrélations entre les paramètres physico-chimiques étudiés et de comprendre les processus qui peuvent être à l’origine de la minéralisation, et qui sont essentiellement liés probablement à la dissolution de l’encaissant carbonaté.