Délimitation de sites appropriés pour la recharge des eaux souterraines en fonction du potentiel des eaux souterraines avec l'approche RS, SIG et AHP pour le bassin versant de Mand du bassin de Mahanadi

Aug 12, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 9860 (2023) Citer cet article

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La gestion des eaux souterraines nécessite une approche systématique car elle est cruciale pour la viabilité à long terme des moyens de subsistance et des économies régionales partout dans le monde. Il y a une gestion insuffisante des eaux souterraines et des difficultés dans les plans de stockage en raison de l'augmentation de la population, de l'urbanisation rapide et du changement climatique, ainsi que de l'imprévisibilité de la fréquence et de l'intensité des précipitations. L'exploration des eaux souterraines à l'aide de données de télédétection (RS) et de systèmes d'information géographique (SIG) est devenue une avancée majeure dans la recherche sur les eaux souterraines, contribuant à l'évaluation, à la surveillance et à la conservation des ressources en eaux souterraines. La région d'étude est le bassin versant du Mand du bassin de Mahanadi, couvrant 5332,07 km2 et est située entre 21°42′15.525″N et 23°4′19.746″N de latitude et 82°50′54.503″E et 83°36′1.295″ E longitude à Chhattisgarh, Inde. La recherche comprend la génération de cartes thématiques, la délimitation des zones potentielles des eaux souterraines et la recommandation de structures pour une recharge efficace et réussie des eaux souterraines en utilisant RS et SIG. Les zones potentielles des eaux souterraines (GPZ) ont été identifiées avec neuf couches thématiques à l'aide de la méthode RS, SIG et de l'analyse décisionnelle multicritère (MCDA). Le processus de hiérarchie analytique (AHP) de Satty a été utilisé pour classer les neuf paramètres choisis. La carte générée des GPZ indique des régions avec un potentiel en eaux souterraines très faible, faible à moyen, moyen à élevé et très élevé, couvrant respectivement 962,44 km2, 2019,92 km2, 969,19 km2 et 1380,42 km2 de la région d'étude. La carte des GPZ s'est avérée très précise par rapport à la carte des fluctuations des eaux souterraines et elle est utilisée pour gérer les ressources en eaux souterraines dans le bassin versant du Mand. Le ruissellement de la zone d’étude peut être absorbé par la capacité de stockage souterraine informatique, ce qui augmentera les niveaux des eaux souterraines dans les GPZ faibles et faibles à moyennes. Selon les résultats de l'étude, diverses structures de recharge des eaux souterraines telles que des étangs agricoles, des barrages de contrôle et des réservoirs de percolation ont été suggérées dans des endroits appropriés du bassin versant du Mand pour améliorer les conditions des eaux souterraines et répondre à la pénurie de ressources en eau pour l'agriculture et l'usage domestique. Cette étude démontre que l'intégration du SIG peut fournir une plate-forme efficace et efficiente pour l'analyse convergente de divers ensembles de données pour la gestion et la planification des eaux souterraines.

Les eaux souterraines constituent une ressource naturelle essentielle pour un approvisionnement efficace et rentable en eau industrielle, agricole et domestique dans les zones urbaines et rurales. De ce fait, il est crucial pour la santé humaine ainsi que pour la santé de plusieurs écosystèmes aquatiques et terrestres. Environ 36 % des eaux souterraines sont extraites pour la consommation résidentielle, 42 % sont utilisées pour la production agricole et 27 % sont utilisées à des fins industrielles à l’échelle mondiale1. Plus de 50 % de la demande en eau des zones résidentielles urbaines et 85 % de la demande en eau des zones rurales sont actuellement satisfaites par les ressources en eaux souterraines en Inde, l'irrigation représentant 92 % de l'extraction des eaux souterraines2.

Les eaux souterraines étant une ressource naturelle non renouvelable qui ne peut pas être directement observée, elle doit être surveillée et évaluée correctement pour éviter la surexploitation. Le manque de gestion efficace des ressources en eau entraîne des problèmes de qualité de l’eau, d’intrusion d’eau salée, de baisse du niveau d’eau et d’autres conflits hydrogéologiques et géoenvironnementaux3,4,5.

En raison de la perte d’une quantité importante d’eau de pluie par ruissellement de surface, le problème des eaux souterraines s’aggrave en raison d’un déséquilibre entre la recharge des eaux souterraines et leur exploitation6,7. Si les actions essentielles ne sont pas mises en œuvre en temps opportun, l’Inde sera confrontée à une grave crise de l’eau dans plusieurs de ses États, y compris dans la zone d’étude actuelle, et sera au bord d’une grave catastrophe hydrique à l’avenir8. En conséquence, la nécessité d’une gestion et d’un développement à long terme des ressources en eaux souterraines basés sur un ruissellement de surface excédentaire est apparue9,10,11. L'identification des GPZ au sein du bassin versant est essentielle pour atteindre ces objectifs. Les GPZ peuvent être identifiées de deux manières : par des approches traditionnelles basées sur des dossiers et par des techniques de modélisation ou de soft computing.