Hydrochemical characteristics of groundwater in the Ummbadda member, Omdurman area, Khartoum State, Sudan.

Abstract

ABSTRACT

The study area lies in Omdurman town which bounded by latitude (15° 33ʹ – 15° 37ʹ) and longitudes (32° 21ʹ – 32° 30ʹ), which constitutes part of northern Khartoum basin. The study has been conducted on Ummbadda member to investigate groundwater quality for domestic and irrigation uses and to study hydrochemical evolution (mechanism and process), in addition to calculate aquifer hydraulic parameter and determine groundwater recharge zones. Evaluation of lithological logs and groundwater characteristics revealed that, the main water bearing strata occur at a depth between 550 to 1000ft. Aquifers system in the study area are characterized by their confining nature, considerable thickness and confined by mudstone. Flow net analysis of the aquifer indicated that the general flow direction of groundwater is to the south west and the main recharge area is the Nile. Pumping test data analysis indicate that there is slight variation in storage coefficient within the aquifer but generally indicates confining condition and their variation may be due to geological and structural setting in the basin. Physio-chemical parameter such as (pH, TDS, and EC…etc.) in addition to the major ions conveniently used to assess groundwater quality indicate suitability for human exploitation based on the WHO guideline for potable water. Many factors were used to identify the suitability of groundwater for irrigation purposes such as (SAR, SP, RSC, MAR, KR, and PI) and the results generally indicate that the water is suitable for irregular purpose. In addition, majority of samples fall within the field of good to excellent water class. The water type in the area is calcium bicarbonate, which characterized by the alkalis exceed alkalis earth and mixed type. The processes controlling the groundwater quality have been found to be an ion exchange process deduced from negative chloro-alkaline indices which supported the result from Durov diagram except one samples, which has positive, value that indicates normal ion exchange. Depending on Gibbs plot, water rock interactions is main process in the study area in addition to reduction process control the concentration of sulphate in the study area. الخلاصـــــــــــــــــــــــة تناولت الدراسة هيدروكيميائية منطقة امدرمان الواقعة بين دائرتي عرض (15° 33ʹ – 15° 37ʹ) و خطي طول (32° 21ʹ – 32° 30ʹ) والممثلة للجزء الشمالي من حوض الخرطوم الرسوبي. أجريت الدراسة الحالية للمياه الجوفية في عضو امبده لمعرفة نوعية المياه وصلاحيتها للاستخدامات المختلفة (المنزلية-الزراعية) وفقا للمعايير العالمية, كما ركزت الدراسة على معرفة التطور الهيدروكيميائي من خلال العمليات التي تحدث اثناء حركة المياه في الخزان الجوفي بالإضافة لحساب قيم المعاملات الهيدروليكية و تحديد نطاقات التغذية. الدراسة التفصيلية للقطاعات الصخرية تؤكد وجود طبقة حاملة للمياه الجوفية تقع في أعماق تتراوح بين 550 الى حوالي 1000 قدم محصورة بين طبقتين من الطين والتي تمثل ظروف خزان جوفي محصور. تحليل شبكات الجريان يشير الى ان التصريف العام في اتجاه الجنوب الغربي كما ان الخزان يتغذى تغذية مباشرة من النيل الذي يمثل مناطق جهد هيدروليكي عالي. اعتمدت عملية تقييم نوعية المياه الجوفية في منطقة الدراسة لأغراض الشرب على مجموعة من المعاملات الفيزيوكيميائية مثل الاس الهيدروجيني و مجموع الاملاح الذائبة و غيرهما, بالإضافة لمجموعة الايونات الذائبة و مقارنتها بمعايير منظمة الصحة العالمية و التي اشارت الى ان المياه صالحة لأغراض الشرب, كما تم حساب عدد من المعاملات الخاصة بصلاحية المياه لأغراض الري مثل نسبة امتصاص الصوديوم و غيرها و التي اشارت في مجموعها الى ان المياه صالحة لأغراض الزراعة. استخدمت عدة طرق لتصنيف المياه والتي اشارت الى ان المياه يغلب عليها طابع بيكربونات الكالسيوم بالإضافة الى نوع خليط (mixed type). العمليات المتحكمة في نوعية المياه تشير الى تأثير عملية التبادل الايوني حيث يمثل العملية الرئيسة في توزيع الايونات في منطقة الدراسة بالإضافة الى تأثير عملية تجوية السليكات وذوبات الكربونات. توزيع الكبريتات يتأثر بصورة مباشرة بعمليات الاختزال التي تحدث في إتجاه الجريان.