A thirty-year artificial recharge experiment in a coastal aquifer in an arid zone: The Teboulba aquifer system (Tunisian Sahel)

With the increased demand for groundwater resulting from fast demographic growth, accelerated urbanization, economic and agricultural activity diversification, and the increase of per capita consumption, ground water resources, in particular in coastal regions, remain relatively low, compared to demand. The groundwater quality and piezometric variations result mainly from intensive exploitation, agricultural activities and the intrusion of seawater. This phenomenon is observed mostly in semi-arid areas, such as the oriental Sahel of Tunisia, where an apparent reduction in rainfall in recent years can be seen. Groundwater becomes overexploited especially as its natural recharge by rainwater does not succeed in maintaining the hydrologic balance. The imbalance between water demand and resources induces the degradation of the water quality. In such a case, the artificial recharge of water-table aquifers by water from dams is a credible alternative to improve the hydrodynamic and physicochemical conditions of the groundwater. Like most coastal aquifers, the Teboulba water-table aquifer is threatened by overexploitation for at least three decades. This threat appears by a considerable piezometric level drop and by water salinisation, due to seawater intrusion. Given this alarming situation, since 1971, artificial recharge through wells with surface water from a dam was tested in order to restore the water levels and to improve water quality. The piezometric and chemical surveys of the Teboulba aquifer permitted one to describe the temporal and spatial piezometric and geochemical conditions of the aquifer and to show the effect of the artificial recharge. Indeed, the artificial recharge undertaken since 1971 made the geochemical and piezometric conditions of the Teboulba aquifer improve. This example is a rare, well-documented case-study of the benefits of artificial recharge in a coastal aquifer, over the long term.

RésuméSuite à l’augmentation de la demande en eau, résultant de l’accroissement démographique, de l’urbanisation accélérée, de la diversification des activités économiques et agricoles, et de l’augmentation de la consommation individuelle, les ressources hydriques souterraines, en particulier dans les régions côtières, restent relativement faibles devant les besoins. Cela fait que les eaux souterraines deviennent de plus en plus sollicitées et surexploitées quand leur alimentation directe par les eaux de pluie n’arrive plus à rétablir un équilibre, parfois aussi compromis par des conditions climatiques difficiles et des sécheresses à répétition. Le déséquilibre entre une alimentation faible et une exploitation intense conduit alors à la dégradation de la qualité des eaux. Dans ce cas, la recharge artificielle des nappes phréatiques par les eaux des barrages constitue une alternative crédible pour améliorer les caractéristiques piézométriques et physicochimiques des eaux souterraines. Comme toutes les nappes littorales, la nappe de Teboulba (Sahel tunisien) se montre, depuis plus de trois décennies, très menacée par la sur-exploitation. Cette menace se manifeste par un abaissement considérable du niveau piézométrique provoquant le tarissement de certains puits et par la salinisation des eaux, due essentiellement à des intrusions d’eau salée. Depuis 1971, cette nappe a fait l’objet d’essais de recharge artificielle par les eaux du barrage de Nebhana, afin de restaurer son équilibre hydrodynamique et d’améliorer la qualité de ses eaux. Le suivi du niveau piézométrique et de la salinité des eaux de la nappe de Teboulba a permis de décrire l’évolution temporelle et spatiale des caractéristiques piézométriques et hydrochimiques de la nappe et de mettre en relief l’effet de la recharge artificielle. En effet, suite aux campagnes de recharge artificielle réalisées depuis 1971, la remontée piézométrique a été considérable et les eaux de la nappe de Teboulba sont devenues relativement moins chargées en sels. Ce cas constitue un exemple rare très documenté de l’effet bénéfique de la recharge artificielle sur une nappe côtière, sur une longue durée.