Hydrogeologic framework and borehole yields in Ghana

Abstract

 In Ghana, 68% of the population live in rural communities, which are scattered and remote. Groundwater is the most feasible source of potable water supply for most of these dispersed and remote settlements. To meet the present and future challenges of population expansion vis-à-vis the observed declining rainfall in most parts of Africa including Ghana, it is necessary to assess, efficiently manage, and utilize the groundwater resources. The objective of this paper is therefore to describe the hydrogeologic framework and analyze borehole yields as part of the groundwater-resources assessment of Ghana. The hydrogeologic units are broadly categorized as: (1) the Basement Complex (crystalline rocks), which underlies about 54% of the country; (2) the Voltaian System, which underlies about 45%; and (3) the Cenozoic, Mesozoic, and Paleozoic sedimentary strata (Coastal Provinces), which underlie the remaining 1% of the country. The Basement Complex and the Coastal Provinces have higher groundwater potential than the Voltaian System. This is particularly significant, because the Basement Complex and the Coastal Provinces underlie the most densely populated areas of the country and can hence be tapped for human use. The average borehole yields of the Basement Complex, the Coastal Provinces and the Voltaian System range from 2.7–12.7, 3.9–15.6, and 6.2–8.5 m3/h, respectively.

Résumé

Au Ghana, 68% de la population vivent dans des collectivités rurales dispersées et éloignées. L'eau souterraine est la source la plus intéressante pour l'alimentation en eau potable de la plupart de ces villages. Afin de faire face au défit actuel et à venir de l'explosion démographique dans un contexte de diminution observée des précipitations dans la plupart des régions d'Afrique, dont le Ghana, il est nécessaire d'évaluer, de gérer et d'exploiter efficacement les ressources en eau souterraine. Le but de ce papier est par conséquent de décrire les conditions hydrogéologiques et d'analyser les rendements des forages, dans le cadre de l'évaluation des ressources en eaux souterraines du Ghana. De façon schématique, on distingue les unités hydrogéologiques suivantes: (1) le complexe du socle (roches cristallines), qui couvre environ 54% du territoire, (2) le système de la Volta, qui couvre environ 45%, et (3) les formations sédimentaires tertiaires, secondaires et primaires (provinces côtières) qui occupent environ 1% du pays. Le complexe du socle et les provinces côtières possèdent un potentiel en eau souterraine plus élevé que le système de la Volta. Ce fait est très significatif, car le complexe du socle et les provinces côtières sont les zones les plus densément peuplées du pays, celles où l'on peut capter de l'eau pour l'alimentation humaine. Les rendements moyens des forages dans le complexe du socle, dans les provinces côtières et dans le système de la Volta sont respectivement de 2.7 à 12.7, 3.9 à 15.6, et 6.2 à 8.5 m3/h.

Resumen

El 68% de la población de Ghana vive en comunidades rurales, generalmente dispersas y remotas. Las aguas subterráneas constituyen la fuente más fiable para el abastecimiento de agua potable a estos asentamientos. Para enfrentarse al aumento de población y a la disminución de la precipitación – observada en la mayor parte de África y, en particular, en Ghana – es imprescindible evaluar, gestionar con eficacia y utilizar los recursos de aguas subterráneas. Dentro del proceso de evaluación de las aguas subterráneas en Ghana, el objetivo de este artículo es describir el marco hidrogeológico y analizar los rendimientos de los sondeos. A grandes trazos, se distinguen tres unidades hidrogeológicas: (1) el Complejo Basal (rocas cristalinas), que ocupa el 54% de la superficie del país; (2) el Sistema de Volta, que abarca un 45%; y (3) los estratos sedimentarios (Provincias Costeras) del Cenozoico, Mesozoico y Paleozoico, en el 1% restante del territorio. El potencial de las aguas subterráneas en el Sistema de Volta es inferior al de las otras dos unidades. Esto es muy importante, ya que las zonas más densamente pobladas del país se situan en el Complejo Basal y las Provincias Costeras, cuyos recursos pueden aprovecharse para abastecimiento humano. Los rendimientos medios de los pozos del Complejo Basal, las Provincias Costeras y el Sistema del Volta son de 2,7–12,7, 3,9–15,6, y 6,2–8,5 m3/h, respectivamente.