Groundwater flow model of the northern part of the Lushnja aquifer in Albania

Abstract

The western part of Albania along the Adriatic Sea is bordered by coastal lowlands that are underlain by gravel deposits of Quaternary age. These deposits comprise very permeable and laterally extensive aquifers that contain large quantities of good quality groundwater that can be exploited by means of inducing infiltration from rivers. In west-central Albania, the Lushnja plain is underlain by such an aquifer (the Lushnja aquifer), which is bounded on the north by the Shkumbin River, on the west and east by the Divjaka and Dushku hills, and on the south by the Patosi hills and the Seman River. A numerical model using the finite difference method with an implicit solution technique was used for the first time in Albania to simulate groundwater flow in the northern part of the Lushnja aquifer. During the calibration process, for existing conditions, the recharge from the Shkumbin River was determined to be 0.090 m³s⁻¹. Other inflows to the aquifer in the model totalled 0.066 m³ s⁻¹The flow rate of exploitation wells in the town of Dushku was determined to be 0.125 m³ s⁻¹ as a calibration parameter, and the pumping rate of other wells totalled 0.031 m³ s⁻¹. In the calibrated model, the transmissivity of the aquifer ranged from 0.0029 to 0.041 m²s⁻¹, and the leakance of the riverbed (i.e. the vertical hydraulic conductivity/thickness of the riverbed) of the Shkumbin River ranged from 1.1 x 10⁻⁶ to 3.5 x 10⁻⁶ s⁻¹. After the model was calibrated, it was used to simulate the potentiometric surface that would result due to pumping 0.565 m³ s⁻¹ from exploitation wells proposed for the city of Lushnja and for local needs.

Résumé

La partie Ouest de l'Albanie, le long de la mer Adriatique, est bordée par les basses terres de la côte qui couvrent des dépôts de graviers d'âge quaternaire. Ces dépôts sont des aquifères très perméables et de grande extension latérale qui contiennent d'importantes quantités d'eaux souterraines de bonne qualité qui peuvent être exploitées en provoquant l'infiltration de l'eau des rivières. Dans le Centre Ouest de l'Albanie, la plaine de Lushnja se trouve au dessus d'un tel aquifère, l'aquifère de la Lushnja, qui est limité au Nord par la rivière de Shkumbin, à l'Ouest et à l'Est par les collines de Divjaka et de Dushku et au Sud par les collines de Patosi et par la rivière de Seman. Un modèle numérique utilisant la méthode des différences finies avec solution implicite a été utilisé pour la première fois en Albanie pour simuler l'écoulement des eaux souterraines dans la partie Nord de l'aquifère de Lushnja. Pendant la phase de calage, pour les conditions actuelles, la recharge de la rivière Shkumbin a été estimée à 0.090 m³ s⁻¹. Les autres apports à l'aquifère représentés dans le modèle totalisent 0.066 m³ s⁻¹. Le débit d'exploitation des puits de la ville de Dushku considéré comme un paramètre de calage a été estimé à 0.125 m³ s⁻¹, et le débit de pompage des autres puits totalise 0.031 m³ s⁻¹. Dans le modèle qui a été calé, la transmissivité de l'aquifère varie de 0.0029 à 0.041 m² s⁻¹, et le drainage du lit de la rivière de Shkumbin (conductivité hydraulique verticale/épaisseur du lit de la rivière) varie de 1.1 x 10⁻⁶ à 3.5 x 10⁻⁶ s⁻¹. Après que le modèle ait été calé, il a été utilisé pour simuler la surface piézométrique résultant d'un pompage de 0.565 m³ s⁻¹ des puits d'exploitation proposés pour alimenter la ville de Lushnja et les besoins locaux.