RECHARGE MECHANISMS FOR THE QUATERNARY
AND THE MIOCENE AQUIFERS, EAST CAIRO
DISTRICT, EGYPT, USING CONVENTIONAL
AND NON-CONVENTIONAL TECHNIQUES*

AL-GAMAL, S.A.⁽¹⁾, KORANY, E.A.⁽²⁾, AWAD, S.A.⁽²⁾, AHMED, M.A.⁽¹⁾
and ABDEL WAHAB, S.⁽¹⁾

(1) Siting and Environmental Dept., National Centre for Nuclear Safety and Radiation Control, Egyptian Atomic Energy Authority and (2) Geology Dept., Faculty of Science, Ain Shams University, Egypt.

Key words: Recharge mechanism, Hydrogeology, Water quality, Environmental isotopes.

دراسة آلية شحن الخزان الرباعى وخزان الميوسين بمنطقة شرق القاهرة
بمصر باستخدام التقنيات التقليدية والغير تقليدية

سمير أنور الجمل و عزت على قرنى و سمير أحمد عوض و منى عباس أحمد
و صلاح عبد الوهاب السيد

خلاصـــة

تتميز منطقة الدراسة (شرق القاهرة) بوجود خزانين للمياه الجوفية هما خزانى الرباعى والميوسين اللذين يتواجدان بالتتابع فى اتصال هيدروليكى عبر أنظمة التصدع المنتشرة بالمنطقة.

أوضحت الدراسة أن مياه خزان الرباعى هى مياه عذبة ذات تركيب نظائرى غنى بالأكسجين -18 والديوتيريوم والتريتيوم مما يدل على أنها حديثة وتمثل مياه ترعة الإسماعيلية مصدراً هاماً لشحنها. أما مياه خزان الميوسين فهى مياه عميقة مالحة ذات تركيب نظائرى فقير فى محتوى الأكسجين-18 والديوتيريوم والتريتيوم مما يدل على أنها مياه قديمة شحنت فى الأزمنة المطيرة السابقة خلال العصور الجيولوجية القديمة ذات المناخ المختلف عما هو موجود حالياً.

أظهرت الدراسات الهيدروجيوكيميائية والنظائرية وجود منطقة خلط بين خزانى الرباعى والميوسين خلال التصدعات المختلفة مما أدى إلى وجود اتصال هيدروليكى بين الخزانين تسبب فيه أيضا وجود منطقة سحب جائر للمياه فى مناسيبها المختلفة حتى أدنى منسوب لها وهو 9 متر فوق سطح البحر كما أن مياه منطقه الخلط هذه هى مياه أسنة ذات تركيب نظائرى متوسط نتيجة للخلط بين مياه خزان الرباعى الحديثة ومياه خزان الميوسين القديمة.

ABSTRACT

The main water bearing formations in the studied area (East Cairo District) are represented by the Quaternary and the Miocene aquifers. The present study aims to study the recharge mechanisms of the two aquifers using an integrated approach which implies the application of multidisciplinary techniques; the hydrogeological, hydrogeochemical and isotopic techniques. The different proportions constituting the groundwater of each aquifer were recognized. Hydraulic connection between the Quaternary and the Miocene aquifers was proved. Solid criteria that confirm mixing mechanism were established.

The major part of the Quaternary aquifer showed an enriched δ values (from + 1.71 ‰ to 5.89 ‰ for δ¹⁸O and from +9.0 ‰ to +30.08 ‰ for δD) compared with those of the Miocene aquifer (from -6.19‰ to -7.55‰ for δ¹⁸O and from - 48.42 ‰ to -59.07 ‰ for δD). Two water sources are found to recharge the Quaternary and Miocene aquifers in particular in the faulted zone located between Belbies and the Tenth of Ramadan City, Egypt. The first source is the present day meteoric water and the second one is the paleo groundwater. The paleo groundwater, which is highly depleted in heavy isotopes, when mixed with the present day meteoric water, which is relatively enriched in δ values, yielded water of a moderate isotopic signature (from +1.56‰ to -4.51‰ for δ¹⁸O and from +6.19 ‰ to -35.23 ‰ for δD). In the faulted zone, the results of isotopes analysis reflected the following; the Quaternary aquifer receives a contribution from the Miocene aquifer that amounts approximately to 39% averagely, while the Miocene aquifer receives a contribution from the present day meteoric water that amounts to about 50% .