56
106 Chapter 5 : Application of GIS and Remote Sensing in Groundwater Prospecting and Analysis of Observation Well Data 5.1 Introduction Exploitation of groundwater has increased greatly in the last two to three decades in India, particularly for agricultural purposes, because large parts of the country have little access to surface water sources (rivers, lakes and artificial basins). The total area cultivated in India using groundwater has increased from 6.5 million ha (Mha) in 1951 to 35.38 Mha in 1993 (GWREC, 1997). The development of agriculture is a key factor in rural environments. Groundwater is an important source of water supply in the study area; water supply comes mainly from dug wells and from boreholes that are found along major streams and valleys. Selection of well sites for groundwater supply relies heavily on traditional field methods using known water yielding sites as guidelines. In general a systematic approach to groundwater exploration is lacking. A large portion of the country is underlain by hard rock. Groundwater in hard rock aquifers is essentially confined to fractured and/or weathered horizons. Therefore, extensive hydrogeological investigations are required to thoroughly understand groundwater conditions, and improve the agrarian economy of the country, which contributes 46% to the gross national product (Singh 1983). 5.2 Modelling Remote Sensing Data by Use of GIS Remotely sensed data should not be analysed in a vacuum without benefit of other collateral information, such as soils, hydrology, and topography (Price et al., 1994; Ramsey et al., 1995). Unfortunately, many scientist promoting integration of remote sensing and GIS assume that flow of data should be unidirectionalthat is, from the remote sensing system to the GIS. Actually, the backward flow of ancillary data from the GIS to the remotely sensed data is very valuable (Stow, 1993). For example, land cover mapping using remotely sensed data has been significantly

Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

  • Upload
    phamnhi

  • View
    218

  • Download
    5

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

106  

Chapter 5 : Application of GIS and Remote Sensing in Groundwater Prospecting and Analysis of Observation 

Well Data 

5.1 Introduction 

Exploitation  of  groundwater  has  increased  greatly  in  the  last  two  to  three 

decades  in  India,  particularly  for  agricultural  purposes,  because  large  parts  of  the 

country have little access to surface water sources (rivers, lakes and artificial basins). 

The  total area cultivated  in  India using groundwater has  increased  from 6.5 million 

ha  (Mha)  in  1951  to  35.38  Mha  in  1993  (GWREC,  1997).  The  development  of 

agriculture is a key factor in rural environments. 

Groundwater is an important source of water supply in the study area; water 

supply comes mainly from dug wells and from boreholes that are found along major 

streams and valleys. Selection of well sites for groundwater supply relies heavily on 

traditional field methods using known water yielding sites as guidelines. In general a 

systematic  approach  to  groundwater  exploration  is  lacking. A  large  portion of  the 

country  is underlain by hard  rock. Groundwater  in hard  rock aquifers  is essentially 

confined  to  fractured  and/or  weathered  horizons.  Therefore,  extensive 

hydrogeological  investigations are  required  to  thoroughly understand groundwater 

conditions,  and  improve  the  agrarian  economy  of  the  country, which  contributes 

46% to the gross national product (Singh 1983). 

5.2 Modelling Remote Sensing Data by Use of GIS 

Remotely sensed data should not be analysed in a vacuum without benefit of 

other  collateral  information,  such as  soils, hydrology, and  topography  (Price et al., 

1994; Ramsey et al., 1995). Unfortunately, many scientist promoting  integration of 

remote sensing and GIS assume  that  flow of data should be unidirectional‐  that  is, 

from the remote sensing system to the GIS. Actually, the backward flow of ancillary 

data  from  the GIS  to  the  remotely  sensed data  is  very  valuable  (Stow,  1993).  For 

example,  land  cover  mapping  using  remotely  sensed  data  has  been  significantly 

Page 2: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

107  

improved by  incorporating topographic  information from digital terrain models and 

other GIS data (Fraklin ad Wilson, 1992). Remote sensing can benefit from access to 

accurate ancillary  information to  improve classification accuracy and other types of 

modelling (Jensen et al., 1994). 

5.3 Application of Remote Sensing and GIS in Groundwater Studies 

Modern  technologies  such  as  remote  sensing  and  geographic  information 

systems  (GIS)  have  proved  to  be  useful  for  studying  geological,  structural  and 

geomorphological conditions together with conventional surveys.  Integration of the 

two  technologies  has  proven  to  be  an  efficient  tool  in  groundwater  studies 

(Krishnamurthy  et  al.,  1996;  Sander  1997;  Saraf  and  Choudhury,  1998).  Satellite 

images are  increasingly used  in ground water exploration because of their utility  in 

identifying  various  ground  features,  which may  serve  as  either  direct  or  indirect 

indicators of presence of groundwater (Bahuguna et al., 2003 and Das et al., 1997). 

The  Geographic  Information  System  (GIS)  has  emerged  as  a  powerful  tool  in 

analysing and quantifying such multivariate aspects of groundwater occurrence. It is 

very helpful in delineation of groundwater prospect and deficit zones (Carver, 1991). 

 Lithology, lineament, landform, slope, vegetation, groundwater recharge and 

discharge are common features used for many groundwater resource assessments in 

hard rock areas. Remote sensing data provide accurate spatial  information and are 

cost‐effective  compared  with  conventional  methods  of  hydrogeological  surveys. 

Digital enhancement of satellite data  improves maximum extraction of  information 

useful  for groundwater studies. GIS techniques  facilitate  integration and analysis of 

large  volumes  of  data,  whereas  field  studies  help  to  further  validate  results. 

Integrating all these approaches offers a better understanding of features controlling 

groundwater occurrence in hard rock aquifers. 

Groundwater  is by definition  subterranean. Though  aerial photographs  and 

satellite imagery contain information about the uppermost layer of the earth’s crust 

only,  various  studies  have  shown  how  remotely  sensed  data  can  contribute  to 

Page 3: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

108  

hydrogeological investigations (Waters 1989; Krishnamurthy et al., 1996; Lloyd 1999 

and Jackson, 2002). A few studies have attempted to establish relationships between 

remotely  sensed  data  and  data  related  to  groundwater  in  hard  rocks.  In  certain 

cases,  the  imagery  proved  to  contain  features  which  have  a  direct  link  to 

groundwater discharges (Kresic, 1994). In hard rock terrain where water is restricted 

to secondary porosity and thus to weathered zones, fractures and solution openings, 

the  evaluation  of  the  hydrogeological  significance  of  remotely  sensed  lineaments 

(linear features identified as long, narrow, and relatively straight tonal alignments on 

aerial photographs or on  satellites  images) attracted  immediate  attention  and has 

continued to do so  (Knapp et al., 1994; Sander et al., 1996, 1997; Edet et al., 1998 

and Tam et al., 2004). An  interesting method of statistical evaluation of  lineaments 

significance in groundwater exploration has been described by Waters (1989). 

Remote Sensing and Geographic  Information System has become one of the 

leading  tools  in  the  field  of  hydrogeological  science,  which  helps  in  assessing, 

monitoring  and  conserving  groundwater  resources.  It  allows  manipulation  and 

analysis of individual layer of spatial data. It  is used for analysing and modelling the 

interrelationship  between  the  layers.  Remote  sensing  technique  provides  an 

advantage of having access to large coverage, even in inaccessible areas. It is a rapid 

and  cost‐effective  tool  in  producing  valuable  data  on  geology,  geomorphology, 

lineaments,  slope,  etc.,  that  helps  in  deciphering  groundwater  potential  zone.  A 

systematic  integration of these data with follow up of hydrogeological  investigation 

provides rapid and cost‐effective delineation of groundwater potential zones. 

Although  it has been possible  to  integrate  these data visually and delineate 

groundwater potential  zones,  it becomes  time  consuming, difficult  and  introduces 

manual error.  In the recent years digital technique  is used to  integrate various data 

to  delineate  not  only  groundwater  potential  zones  but  also  solve  other  problems 

related  to  groundwater.  These  various data  are prepared  in  the  form of  thematic 

maps  using  geographical  information  system  (GIS)  software  tool.  These  thematic 

maps  are  then  integrated  using  ‘‘Spatial  Analyst’’  tool.  The  ‘‘Spatial  Analyst’’  tool 

with mathematical and Boolyan operators is then used to develop models depending 

Page 4: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

109  

on    the  objectives  of  the  problem  at  hand,  such  as  delineation  of  groundwater 

potential zones. In the recent years many workers such as Teeuw (1995), Shahid and 

Nath (1999), Goyal et al., (1999), Saraf and Choudhary (1998) have used approach of 

remote sensing and GIS  for ground water exploration and  identification of artificial 

recharge  sites.  Jaiswal  et  al.,  (2003)  have  used  GIS  technique  for  generation  of 

groundwater  prospect  zones  towards  rural  development.  Krishnamurthy  et  al., 

(1996); Murthy (2000); Obi Reddy et al., (2000); Pratap et al., (2000); Singh, Prakash 

(2002)  and  Lokesh  and  G.S.  Gopalakrishna  (2005),  have  used  GIS  to  delineate 

groundwater potential  zone.  Srinivasa Rao  and  Jugran  (2003) have applied GIS  for 

processing and interpretation of groundwater quality data.  

5.4 Data used and methodology 

Following data products were used in the study area: 

1) Cartosat ‐1 (PAN data) and Resourcesat (LISS III) Multispectral data. 

2) Survey of India toposheets on 1:50,000 scale. 

3) Field observations 

4) Field observations, Preparing and integrating different thematic layers    

viz., hydrogeomorphlogy,  slope, drainage density,  lineament density, 

DEM, lithology, soil, land use/land cover 

In the present study evaluation of groundwater potential in the area has been 

attempted  by  using  the  satellite  imagery  (Plate  5.1)  and  preparing  the  different 

thematic layers based on the image and integrating the various thematic maps in GIS 

domain.  Thematic  maps  pertaining  to  hydrogeomorphology,  geology,  drainage, 

lineament,  slope  and DEM were  prepared  by  using  LISS  III  plus  PAN merged  data   

coupled with Survey of India topographical sheets on 1: 50,000 scale and Geological 

Survey of India geological map of the study area. 

Page 5: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

110  

5.5 Hydrogeomorphology of the study area 

Automatic  classification  of  geomorphological  land  units mainly  focuses  on 

morphometric  parameters  (Giles  and  Franklin,  1998;  Miliaresis,  2001;  Bue  and 

Stepinski,  2006),  which  can  describe  the  form  of  a  land  surface  in  relation  to 

landform formation processes (Jamieson et al., 2004). 

Based on the satellite imageries of merged IRS of 1C and ID of LISS III  (2001) 

plus PAN data (2001)  and topographic maps, different hydrogeomorphic units of the 

study  area  have  been  mapped  and  are  shown  in  the  Fig.  5.1  The  different 

hydrogeomorphic units have been classified as Linear Ridge (LR), Residual hills (RH), 

Inselberg  (I), Pediment  inselberg  complex  (PIC), Pediments  (P),  Shallow weathered 

pediplains (PPS), Moderately weathered pediplains (PPM) and Valley fills (V).  Based 

on Lillesand and Kiefer (2002), the standard visual interpretation methods have been 

adopted  for  this  classification.  The  basic  interpretation  keys  like  specific  tone, 

texture, size, shape and association have been used.  In the False Colour Composite 

(FCC) of bands 2 3 4,   denudational hills and residual hills exhibit dark green colour, 

inselberg  and  pediment  inselberg  complex  show  dark  green  to  grey,  pediments 

exhibit  grey  to medium  grey,  shallow weathered  pediplains  show  light  green  and 

moderately weathered pediplains and valley fills show light red to dark red colours. 

5.5.1 Residual hills 

These  hills  are  formed  as  a  result  of  complex  erosional  processes 

predominantly by erosion, circum dedundation, weathering and mass wasting (Plate 

5.2). The dip of strata controls the rate of denudation process in these structural hills 

(Sreedevi et al., 2004). 

Residual  hills  are  the  end  products  of  the  process  of  pediplanation, which 

reduces  the original mountain masses  into a  series of  scattered knolls  standing on 

the  pediplains  (Thornbury,  1990).  Residual  hills  (Fig.  5.1)  as  isolated  hillocks with 

moderate  steep  to very  steep  slopes  forming  low  relief  formed due  to differential 

erosion.  The  groundwater  potential  is  very  poor  to  poor  and  acts  as  runoff  zone.

Page 6: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

111  

 

Plate  5.1: Satellite Image of Hunsur Taluk

Page 7: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

112  

 

 Plate  5.2:  Residual hill near Omkareshwara betta 

 

Plate  5.3: Ayyapa Swami temple in Hunsur town on a linear ridge 

Page 8: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

113  

 

Plate  5.44: Linear ridge adjacent to the Uddur Canal 

5.5.2 Linear Ridge 

Linear  ridges are generally,  long  intrusive  features and are emplaces within 

the pre‐existing fractures or where the fluid pressure  is greater enough for them to 

form  their own  fracture during emplacements. Geologically  the  linear  ridges/dykes 

are made up of pyroxene Granulite, Amphibolite, Dolerites and Charnokites. Linear 

ridges mainly the runoff zones and prospects are very poor. General trend of  linear 

ridges  are  seen  in NW‐SE  direction.  A  curvy  –linear  ridge,  (where Ohmkareshwar 

temple is seen) is at the western side of Ramanahalli village and its 851 m height and 

4 km  long  (Plate 5.3). Other  linear  ridges are  located on  south eastern  side of  the 

study area are of less height but more elongated (Plate 5.4). Linear ridges are mainly 

run‐off zones and the prospects are very low. 

5.5.3 Pediment Inselberg Complex 

This  complex  consists  of  small  isolated  island  like  hills  standing  out 

prominently  in  a  domal  form  because  of  their  resistance  to  weathering.  The 

pediments  dotted  with  a  number  of  inselbergs  which  cannot  be  separated  and 

Page 9: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

114  

mapped  as  individual units  are  referred  to  as  Pediment  Inselberg Complex  having 

moderate  to  strong  slope On  FCC,  these  features  look  as  dark  green  to  green  in 

colour with course to medium texture. These are seen mainly  in the North eastern 

part of the study area and also as small patches in the North western part. From the 

groundwater  point  of  view,  these  units  are  poor  to moderate  and  contribute  for 

limited to moderate recharge. 

5.5.4 Pediment 

Pediment  is  a  broad  and  gently  sloping  rock  erosion  surface  of  low  relief 

extending  from the periphery of the debris slope of the hill, until  it meets the next 

geomorphic unit (Plate 5.5).  It  is a clear cut rock surface with or without soil cover, 

which normally encircles a hill. The  low moisture content of this unit gives a bright 

signature  on  the  imagery,  especially  around  the  hill.  Pediments  are  found  in  the 

study area mainly in the northern and western part.  Usually these pediments do not 

favour much  infiltration  and  they  form  run‐off  and  recharge  zones with  poor  to 

moderate groundwater prospects along favourable structural features  like fractures 

and lineaments. 

5.5.5 Shallow Weathered Pediplains 

 These  are  areas  of  gentle  sloping,  and  are  characterized  by  high  porosity, 

permeability  and  infiltration.  They  are  seen  in  the  eastern, western  and  southern 

part of the study area. 

5.5.6 Moderately Weathered Pediplains 

These weathered  zones  are  covered with more  vegetation  (Plate  5.6).  The 

thickness of  the weathered  zones  ranges  from 20–25 m as observed  in  the  casing 

provided to borewells. On the FCC, they exhibit light red to dark red and fine texture. 

 

 

Page 10: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

115  

 

Plate  5.5: Pediment near Kalakunike and Naganaham 

 

Plate  5.6: Pediplain near Madapura village 

 

Page 11: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

116  

5.5.7 Valley fills 

These units occupy the  lowest reaches  in topography with nearly  level slope 

(Plate  5.7).  These  landforms  are  almost  linear  forms  reflecting  influence  of 

fractures/joints.  The  valley  fills  are  present  along  the  stream  courses  varying  in 

thickness and comprising of both alluvial and colluvial materials ranging in size from 

pebbles, sand, fine silt and other detrital materials resulting  in high  infiltration rate. 

The valley fills have been identified in the study area and are developed in gneisses. 

 

Plate  5.7: Valley Fills near Hanagodu 

 

Geomorphology map of the study area has been prepared by combining the 

different geomorphologic units described above and is shown in Fig. 5.1. 

 

 

 

 

 

Page 12: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

117  

 Figure  5.1: Geomorphology  map of the study area 

 

 

Page 13: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

118  

5.6 Slope Analysis 

Slope  analysis  is  an  important parameter  in  geomorphic  studies.  The  slope 

elements  in  turn,  are  controlled  by  the  climatomorphogenic  process  in  the  study 

area. An understanding of slope distribution is essential, as slope map provides data 

for  planning,  settlement,  mechaniazation  of  agriculture,  reforestation, 

deforestration, planning of engineering     structures, morphoconservation practices, 

etc. 

Slope  is  one  of  the  factors  controlling  the  infiltration  of  groundwater  into 

subsurface; hence an  indicator  for  the  suitability  for groundwater prospect.  In  the 

gentle  slope  area  the  surface  runoff  is  slow  allowing more  time  for  rainwater  to 

percolate, whereas high slope area facilitate high runoff allowing less residence time 

for  rainwater  hence  comparatively  less  infiltration.  Slope  plays  a  key  role  in  the 

groundwater occurrence as  infiltration  is  inversely  related  to  slope. A break  in  the 

slope (i.e. steep slope followed by gentler slope) generally promotes an appreciable 

groundwater infiltration (Saraf et al., 1998). 

In  the present  study,  the  slope  analysis has been  carried out  for  the  study 

area  and  the  topographic  information  has  been  collected  from  Survey  of  India 

topographic maps on 1:50,000 scales in which ground contours of 20 m interval have 

been used  for  the analysis.   From  the TIN model generated  in  the Dem model,  the 

slope map has been prepared using the surface analysis in the 3D analysis of Arcmap 

(9.1 v). The guidelines of All  India Soil and Land Use Survey  (AIS and LUS) on slope 

categories (Vide Soil Survey Manual, IARI, 1971) have been adopted for classification 

of different category of slope (Table 5.1). The maximum and minimum elevations are 

960 m and 740 m respectively. Slope map for the study area has been prepared and 

presented (Fig. 5.2). 

 

 

Page 14: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

119  

Sl.No.  Slope Category  Slope % 

1  Nearly level  0‐1 

2  Very gently sloping  1‐3 

3  Gently sloping  3‐5 

4  Moderately sloping  5‐10 

5  Strong sloping  10‐15 

6  Moderately steep to  15‐35 

7  Very steep slope  > 35 

Table  5.1: Classification of different slope category according Guidelines of All India Soil and Land Use Survey (AIS&LUS) 

5.7 Drainage Density 

Drainage pattern  reflects  the characteristic of  surface as well as  subsurface 

formation. Drainage density  (in  terms of km/km2)  indicates closeness of spacing of 

channels as well as the nature of surface material.   The more the drainage density, 

the higher would be runoff. Thus, the drainage density characterizes the runoff in the 

area or in other words, the quantum of relative rainwater that could have infiltrated. 

Hence  lesser the drainage density, higher  is the probability of recharge or potential 

groundwater  zone.  The  drainage  density  in  the  area  has  been  calculated  after 

digitization  of  the  entire  drainage  basin  pattern which was  discussed  in  detail  in 

chapter 4. Here the drainage density of the study area  is shown  in Fig. 5.3.  It varies 

from 0.91 to 2.45 km/km2. The high drainage density area  indicates  low‐infiltration 

rate whereas the low‐density areas are favourable with high infiltration rate.  

Page 15: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

120  

 

 

Figure  5.2: Slope map of the study area 

 

Page 16: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

121  

 Figure  5.3: Drainage map of the study area 

 

Page 17: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

122  

5.8 Lineament analysis 

Lineaments  like  joints,  fractures  and  faults  are  hydrogeologically  very 

important  and  may  provide  the  pathways  for  groundwater  movement  (Sankar, 

2002).  Presence  of  lineaments may  act  as  a  conduit  for  ground water movement 

which  results  in  increased  secondary  porosity  and  therefore,  can  serve  as 

groundwater prospective  zone  (Obi Reddy et al., 2000).  Lineaments give a  clue  to 

movement  and  storage  of  groundwater  (Subba  et  al.,  2001)  and  therefore  are 

important  guides  for  groundwater  exploration.  Recently,  many  groundwater 

exploration projects made in many different countries have obtained higher success 

rates  when  sites  for  drilling  were  guided  by  lineament  mapping  (Teeuw,  1995). 

Lineaments  are  large  scale  linear  features  which  expresses  itself  in  terms  of 

topography which  is  in  itself  an  expression  of  the  underlying  structural  features. 

From  the  ground water  point  of  view  such  features  includes  valleys  controlled by 

folding,  faulting and  jointing, hill ranges and ridge  lines, abrupt truncation of rocks, 

straight  segments  of  streams  and  right  angled  offsetting  of  stream  courses 

(Ravindran  et  al.,  1995)  as  these  linear  features  are  commonly  associated  with 

dislocation and deformation they provide the pathways for groundwater movements 

(Small, 1970). 

Lineaments  are  important  in  rocks  where  secondary  permeability  and 

porosity dominate  the  intergranular characteristics combine  in  secondary openings 

influencing weathering, soil water and ground water movements. The fracture zones 

forms an interlaced network of high transmissivity and acts as ground water conduits 

in  massive  rocks  in  inter  fractured  areas.  The  lineament  intersection  areas  are 

considered  to  be  good  ground  water  potential  zones.  The  areas  with  higher 

lineament density  and  topographically  low  elevated  grounds  are  considered  to be 

the best aquifer zones. All  the  linear  features  in  the study area are marked on  the 

lineament  map.  These  lineaments  range  between  a  few  kilometres  to  several 

kilometres  in  length  (Fig.  5.4).  The  remote  sensing  techniques  have  given  further 

boost to lineament studies as on a satellite image/aerial photograph. Identification of 

lineaments/linear  features  becomes  quite  easy  because  of  the  synoptic  view, 

Page 18: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

123  

availability  of  data  in  different  spectral  bands  and  receptivity.  Even  lineaments  of 

inaccessible terrains can be mapped and analyzed using remotely sensed data. Dykes 

and ridges also appear as linear features on image but can be segregated from other 

linear features because of the positive relief (Ganesh Raj, 1994). On a satellite image, 

the  lineaments can be easily  identified by visual  interpretation using  tone,  texture, 

pattern and  association  (Gupta, 2003).  It has been  suggested  that  south  India has 

been  subjected  to  certain  epeirogenic  uplifts  since  the  Jurassic  (Vaidyanadhan, 

1962). Lineaments are the main features that control the occurrence of groundwater 

in the study area. Secondary porosity is imparted by joints and fractures in the areas 

of higher lineament density. The lineaments of the study area have been traced from 

the satellite data of  IRS 1C and  ID of ‐LISS  III  imagery plus PAN. A number of mega‐ 

and micro‐lineaments are  identified  from  the  satellite  imagery,  further  checked by 

field studies, and demarcated at a 1:50,000 map scale (Fig. 5.4) 

River Lakshmantirtha  is all along following a fracture zone  in the study area. 

Lakshmantirtha  River  flows  in NE‐SW  direction  and  the  nature  of  the  river  is  this 

sector clearly  indicates the presence of NE‐SW  lineaments. River takes a sharp turn 

near  kirijaji  farm  (Plate  5.8).    The  sharp  bend  of  the  river  is  evidence  of  these 

fractures. 

Page 19: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

124  

 

Plate  5.5: Lakshmantirtha River taking a sharp westerly turn near Kirijai village 

Page 20: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

125  

 Figure  5.4: Lineament map of the study area  

 

Page 21: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

126  

5.8.1 Rose Diagram 

 In earth sciences, circular diagrams and circular statistics are mostly used for 

orientation distributions (Graham Borradaile, 2003). For representing the orientation 

distribution of the lineaments a rose diagram has been constructed with the help of 

Rozeta software(V.2), (Fig. 5.5 ). A Rose Diagram is used to display the linear features 

for angles ranging from 1 through 180 degrees simultaneously (Davis, 1986). 

The  total  lineament  length of  the study area  is around 354 km. Lineaments 

lengths varied from around 0.14 to 3.78 km, with an average of 1.0 km. Lineaments 

were  grouped  according  to  their  orientation  in  18  classes,  each  one  10° wide.  A 

frequency  rose  diagram  of  lineaments  is  plotted,  from  which  major  lineament 

orientations are revealed. The frequency of orientation of the lineaments is shown in 

Table 5.2. 

Sl. No.  Angle  Frequency 

1  0‐10  25 

2  10‐20  13 

3  20‐30  18 

4  30‐40  13 

5  40‐50  17 

6  50‐60  17 

7  60‐70  15 

8  70‐80  14 

9  80‐90  28 

10  90‐100  10 

11  100‐110  16 

12  110‐120  31 

13  120‐130  20 

14  130‐140  31 

15  140‐150  44 

16  150‐160  30 

17  160‐170  21 

18  170‐180  29 

Table  5.2: Frequency distribution of lineament with respect to their angle 

Page 22: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

127  

The  three  lineament  sets  (NE–SW, NW–SE and  latitudinal) exist all over  the 

Precambrian  region  in  India  although  the  actual  orientation  with  respect  to  the 

azimuth might  differ  from  place  to  place  by  a  few  degrees  (Vaidyanadhan  et  al., 

1971).   As seen in the rose diagram (Fig. 5.5) majority of the lineaments of the study 

area are trending towards NW–SE direction, which is parallel to the faulting of west 

cost  of  India  indicating  these  lineaments  are  syngenetic  and  sympathetic  (Ganesh 

Raj, 1994) 

 

Figure  5.5: Rose Diagram of Lineament of the study area 

 

Page 23: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

128  

 

Figure  5.6: Screen shot of frequency distribution of lineaments in Rozeta software (v.2)  

5.8.2 Lineament density map 

The lineaments present in the study area have varying dimensions. Based on 

the concentration and length of lineaments, a lineament density map was prepared. 

Lineament delineated using satellite  images were converted  into zones of different 

lineament densities, viz. high, moderate,  low  to nil using spatial density analysis  in 

GIS domain (Fig. 5.7).  

The  lineament‐density  map  reveals  the  variations  in  the  potential  for 

obtaining groundwater in the basin. According to Stephen Mabee et al., (1994), from 

Page 24: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

129  

a  study  of  regional‐scale  lineament  analysis  for  fractured  bedrock  aquifers, 

concluded that wells located on or near fracture‐correlated lineaments are generally 

more  transmissive.  High  porosity  and  hydraulic  conductivity  zones  are  associated 

with  lineaments  (Kukillaya  et  al.,  1999;  Subba  Rao  and  Prathap  Reddy  1999; 

Harinarayana et al., 2000; Subba Rao et al., 2001). Mabee et al., (1994) have found 

that  the normalised  transmissivity near  the  lineaments  is high. A good  relationship 

exists between higher  fracture densities and higher well yields  (Magowe and Carr, 

1999). Generally,  it  is expected  that  the  thickness of weathered/fractured  rocks  is 

greater along the  lineaments hence, the  lineaments are assumed to have a control 

on the availability of groundwater.  

Although  lineaments  have  been  identified  throughout  the  area,  from  the 

groundwater prospecting point of view the  lineaments  in the pediplain or valley  fill 

are of importance. Those across the denudational hills (DH), residual hills (RH), in the 

high‐drainage density and high‐slope area or  in the area occupied by clay zones are 

of less significance as there could be high runoff along them and these may act only 

as conduit to transmit infiltrated rain water. 

5.9 DIGITAL ELEVATION MODELING (DEM) 

The  availability of digital  elevation models  (DEMs)  is  critical  for performing 

geometric and radiometric corrections  for terrain on remotely sensed  imagery, and 

allows  the  generation of  contour  lines and  terrain models,  thus providing another 

source of  information  for analysis. A digital elevation model  (DEM)  is a well known 

means  of  representing  any  internal  or  superficial  relief  of  the  Earth  at  any  scale 

where  elevation  differences  yield  relevant  geological  information.  Application  of 

DEM  is  very  useful  in  deciphering  geomorphic  and  structural  features,  especially 

those  of  large‐scale  edifices  and  deposits  which  cannot  be  readily  studied  or 

identified in the field (e.g., Cappadoccia, Turkey: Froger et al., 1998; Socompa, Chile: 

Wadge et al., 1995; Etna, Italy: Favalli et al., 1999). In the present study, an attempt 

has been made to create DEM for the study area by incorporating the following input 

data. 

Page 25: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

130  

 

 

Figure  5.7: Lineament density map of the study area                    

Page 26: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

131  

5.9.1 Spot Height 

Spot height values are the height values of points on the earth’s surface. They 

normally  represent heights above mean  sea  level.   Spot height values of  the study 

area  are  portrayed  on maps with  point  symbols  and  annotation  of  the  numerical 

value spot heights or soundings (Fig. 5.8). 

5.9.2 Contours: Lines 

Contour  lines connect a  series of points of equal elevation and are used  to 

illustrate  topography, or  relief,  on  a map.  They  show  the height  of  ground  above 

Mean Sea Level  (M.S.L.)  in either  feet or metres and  can be drawn at any desired 

interval Imhof (1982).  

5.9.3 Generating DEM for the study area 

For this purpose the contours lines of the topographic maps of the survey of 

India (57D/3, 57D/4, 57D/7 and 57D/8) are digitized keeping a 20 m interval between 

the contour lines. The digitized contours represent elevation between 760 m to 960 

m.  In the  first step, by activating the 3D analysis  in Arc map  (9.1 v)  the  input data, 

contour  lines  and  spot  heights  are  converted  into  TIN models  (Fig.  5.9).  The  TIN 

model is converted into raster model using the tools in Arcmap (9.1 v), (Fig. 5.10). In 

the next step the raster model is exported in to ArcScene (9.1 v) in which the original 

raster  data  set  of  elevation  can  be multiplied  by  integers  to  get  different  height‐

exaggeration.  A DEM is created and the exaggerated view of it is shown in different 

angles  (Fig.  5.11  and  Fig.  5.12).  Varying  sun  azimuths  and  angles  are  input 

parameters  for  the  illumination  process  in  order  that  output  images  can  display 

enhancement on different features.  By observing the 3D view of the DEM it can be 

observed that the  in Fig. 5.11 and Fig. 5.12 blue zones have maximum topographic 

gradient (denudational hill, residual hills and inserberg), green zones have medium to 

gentle gradient (pediment inserberg complex and pediment zone) and the yellow to 

brown  have  very  low  topographic  gradient  (shallow  and  moderately  weathered 

pediplains and valley fills.  

Page 27: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

132  

 

 

Figure  5.8: Contour and spot height if the study area  

Page 28: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

133  

 

 

Figure  5.9: TIN model of the terrain of the study area 

 

 

Page 29: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

134  

 

 Figure  5.10: Raster model of the terrain of the study area 

 

 

Page 30: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

135  

 Figure  5.11: Exaggerated perspective view of DEM of the study area 

 

 Figure  5.12: Exaggerated perspective view of DEM of the study area 

 

 

 

 

Page 31: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

136  

5.10 Land use/land cover 

Land use can be defined as the use of lands by humans, usually with emphasis 

on the functional role of  land  in economic activities. Land use  in an abstraction not 

always directly observable by even the closest inspection. One cannot see the actual 

use of a parcel of  land, only  the physical artifacts of  that use  (Campbell, 2002).  In 

contrast,  land cover,  in  its narrowest sense, often designates only  the vegetations, 

either natural or manmade, on the earth’s surface at a specific time of observation. 

In a much broader sense,  land cover designates the visible evidence of  land use, to 

include both vegetative and non vegetative  features.  In  this meaning, sense  forest, 

powered  land,  urban  structures  all  constitute  land  cover.  Whereas  land  use  in 

concrete, and therefore is subject to direct observation 

Discrimination of different land use/land cover classes is feasible using multi‐

spectral  data  from  satellites with  its  synoptic  coverages  near  real  time,  base  line 

information and its relative economy over other methods of survey. The technique of 

remote sensing has been widely applied by various workers  in  India and abroad for 

land use/ land cover studies (Gautam and Narayanan; 1983; Sharma et al., 1984; Jain 

1992;  Shreedhara  et  al.,  1992  and  Surendra  Singh  et  al.,  1993).  Using  remotely 

sensed data,  the accurate assessment of existing  land use/land cover patterns and 

their spatial extent  in the study area  is essential for conservation and management 

of water and natural resources. 

5.10.1 Details of Land use/Land Cover classes and spatial distribution of the area       

In  the present  study,  the  land use  /  land  cover maps were prepared using 

satellite images on 1:50,000 scale in conjunction with collateral data like topographic 

maps on the same scale (Fig. 5.13). The four main  land use /  land cover classes  like 

built‐up  land  (settlements), agricultural  land,  forest  , wastelands and water bodies 

were delineated based on the image characteristics like tone, texture, shape, colour, 

association,  background,  etc.,  based  on  standard  visual  interpretation  techniques 

suggested by Lillesand and Kiefer (2002). 

Page 32: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

137  

5.10.1.1  Build up land (Settlements) 

Built‐up  Land  is  comprised of areas of  intensive use with much of  the  land 

covered  by  structures.  Included  in  this  category  are  cities,  towns,  villages,  strip 

developments along highways, transportation, power, and communications facilities, 

etc.  

5.10.1.2 Agricultural land 

It is defined as the land primarily used for farming and for production of food, 

fiber, and other commercial and horticultural crops. It includes crop land, fallow and 

agricultural plantations.The crops which are grown in the region include crops grown 

either in kharif or rabi or double crop (Kharif and Rabi) seasons. Most of the double 

cropped areas are  found  in command areas  like major  tanks, either side of stream 

where deep clay  loamy to clayed soil patches  found. The double crop area consists 

mainly of paddy, ragi and groundnut. The agricultural plantations prominently seen 

in the study area during ground truth verification was mostly of coconut plantation. 

Fallow land too consists of a small portion of the agricultural land, which is taken up 

for  cultivation  but  is  temporarily  allowed  to  rest,  un‐cropped  for  one  or  more 

seasons. 

5.10.1.3 Forest: 

It  is  an  area  (within  the  notified  forest  boundary)  bearing  an  association 

predominantly of trees and other vegetation types capable of producing timber and 

other  forest  produce.  This  class  is  distributed  in  the  south,  south‐west,  east  and 

central parts of the study area (Fig. 5.13). The sub‐classes under this class have been 

identified and described. 

5.10.1.4 Scrub forest 

It is described as a forest where the vegetative density is less than 20 % of the 

canopy cover. It is the result of both biotic and abiotic influences. Scrub is a stunted 

tree or bush/ shrub. 

Page 33: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

138  

5.10.1.5  Forest plantation 

It is described as an area of trees of species of forestry importance and raised 

on notified  forestlands.  This  sub‐class  consists mainly  of  Eucalyptus plantations  as 

observed during field visit. 

5.10.1.6  Wasteland 

It  is  described  as  degraded  land,  which  is  deteriorating  due  to  lack  of 

appropriate water and soil management or an account of natural causes, which can 

be brought under vegetative cover with reasonable effort. Stony wastes are classified 

under the waste land and are defined as the rock exposures of varying lithology often 

barren  and  devoid  of  soil  cover  and  vegetation.  They  occur  amidst  forest  hills  as 

openings  or  scattered  as  isolated  exposures  or  loose  fragments  of  boulders  or  as 

sheet rocks on plateau and plains, in the study area. 

5.10.1.7  Water body 

Water body is an area of impounded water, aerial in extent and often with a 

regulated  flow of water.  It  includes man‐made  lakes  /  tanks besides natural  lakes, 

rivers, streams and canals. 

5.10.1.8 Streams 

These  are  the  natural  course  of  flowing  water  on  the  land  along  definite 

channels. They include a small stream to a big river and its branches. These may be 

perennial or non‐perennial. The small streams are observed in the study area which 

is finally joining the Lakshmantirtha River. 

5.10.1.9 Tanks 

Tanks  are  the  natural  or man‐made  enclosed water  body with  a  regulated 

flow of water. These features are medium/smaller in aerial extent when compared to 

reservoirs with  limited use. Based on  the observations on  the  satellite  image  in all 

the three seasons, tanks may be differentiated into tank dry and tank water spread. 

Page 34: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

139  

 

Figure  5.13: Land use/Land cover of the study area  

 

Page 35: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

140  

5.11 Lithology and Soil map 

Lithology  and  soil  thematic  layers  have  been  prepared  and  discussed  in 

chapter  2.  These  two  thematic  maps  have  been  considered  for  preparing  the 

groundwater prospecting map.  

5.12 Groundwater prospecting 

The integration of various thematic maps describing favourable groundwater 

zones,  into  a  single  groundwater potential map has been  carried out  through  the 

application of GIS. It requires mainly three steps. 

1. Spatial database building 

2. Spatial data analysis and 

3. Data integration. 

5.12.1 Spatial data base building 

The tools provided in Arc Catalogue have been used to create the scheme for 

feature data sets, tables, geometric networks and other items inside the database. 

5.12.2 Spatial Data analysis 

It  is  an  analytical  technique  associated  with  the  study  of  locations  of 

geographic phenomena  together with  their  spatial dimension  and  their  associated 

attributes  (like  table  analysis,  classification,  polygon  classification  and  weight 

classification). The various thematic maps as described above have been converted 

into  raster  form considering cell width as 100 m  to achieve considerable accuracy. 

These were then reclassified and assigned suitable weight following the patterns as 

used  by  Srinivasa  Rao  and  Jugran  (2003); Musa  K.A  (2000);  Krishnamurthy  et  al., 

(1996) and Saraf and Choudhary (1998). These are given in Table 5.3. 

Page 36: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

141  

 

Hydrogeomorphology 

Categories Wheightage 

assigned 

Residual Hills  1 

Linear Ridge  1 

Dyke Ridge  1

Pediment Iselberg Complex  1 

Dissected Pediment  2 

Pediplain shallow weathered  3 

Pediplain moderately weathered  4 

Valley fills  5 

Lithology

Massive Gneiss  1

Charnokites  1 

Amphibolites  1 

Dolerite Dykes  1 

Weathered Gneiss  3 

Soil

Clay  1

Fine sandy clay  2 

Gravel clay‐silty, clay‐clay  2 

Coarse sandy clay‐clay  3 

Fine sandy clay loam  3 

Sandy loam‐sandy clay  3 

Coarse sandy clay  4

Slope 

0‐1 %  4 

1‐3 %  3 

3‐5 %  2 

5‐10 %  1 

Page 37: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

142  

10‐15 %  1

15‐35 %  1 

>35 %  1 

Drainage Density 

Low density/Coarse texture (0‐1 km/km²)  4 

Medium density/Medium texture(1‐2 km/km²)  2 

High density/High texture (2‐4 km/km²) 1

Very high density/Superfine texture(4‐6 Km/km²)  1 

Lineament Density 

High  3 

Medium  2 

Low  1 

Relief

740‐780  5

780‐820  4 

820‐860  3 

860‐900  2 

900‐960  1 

Land use/land Cover

Settlement  1

Waste land  2 

Forest  3 

Scrub  4 

Agriculture  5 

Water Body  6 

Table  5.3: Different parameters considered for groundwater prospects evaluation and their class weights  

 

 

Page 38: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

143  

5.12.3 Data integration 

Each thematic map such as geology, geomorphology, lithology, soil, drainage 

density, lineament, slope, DEM and land use/land cover provides certain clue for the 

occurrence of groundwater. In order to get all this information unified, it is essential 

to  integrate  these  data  with  appropriate  factors.  Although,  it  is  possible  to 

superimpose  this  information manually,  it  is  time  consuming and error may occur. 

Therefore,  this  information  is  integrated  through  the  application  of  GIS.  Various 

thematic maps are reclassified on the basis of weight assigned and brought into the 

‘‘Raster  Calculator’’  function  of  Spatial  Analysis  tool  for  integration.  A  simple 

arithmetical  model  has  been  adopted  to  integrate  various  thematic  maps  by 

averaging the weight. The overlay analysis allows a linear combination of weights of 

each thematic map with the individual capability value with respect to groundwater 

potential. 

The formula of the groundwater potential model (GP) is shown as below: 

GP = Hg + Lt +Sl + S+ Dd+ Ld + Te + Lu 

Where; Hg = Hydrogeomorphology 

Lt= lithology (geology), 

Sl= Soil 

S=Slope 

Dd drainage density 

Ld= lineament density, 

Te= topography elevation (relief) and  

Lu = land use 

The  final map  has  been  categorized  into  five  zones,  from  groundwater  potential 

point of  view;  Excellent, Good, Good‐Moderate, Poor  and Poor‐Nil  (Run‐off  zone).  

The  groundwater  potential map  thus  derived  is  shown  in  Fig.  5.14.  The  extent  of 

various zones in terms of percentage of area is shown in Table 5.4. 

Page 39: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

144  

 

Figure  5.14: Groundwater prospect map of the study area  

 

 

Page 40: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

145  

Sl. No.  Prospective zone Area in Km² Percentage 

1  Excellent  50.72  8.09 

2  Good  150.63  24.03 

3  Good‐Moderate  300.18  47.89 

4  Poor  52.42  8.33 

5  Poor‐Nil(Run‐off zone)  72.82  11.61 

Table  5.4: Result showing potential zone without integrating yield layer

Good‐moderate  groundwater  prospect  dominates  the  area  and  occupies 

47.89% of  the  total area. The next zone  to good‐moderate  is  the good zone which 

occupies about 24.03% of  the area. The excellent prospect zone  is only marked by 

8.09 % of the total area and only a small part of the studied area is occupied by these 

landforms. Areas with poor prospects constitute 8.33% of the total study area; and 

the poor‐Nil is about 11.61 %. In this area the groundwater prospects is very nil since 

this  area  does  not  favour much  infiltration  and  it  is  basically  a  run‐off  zone.  It  is 

imperative that ground resources are deficient in the hilly regions and in the runoff‐

zones which together occupy almost 20% of the total area. Hence these areas should 

be taken up for water resource management with development of water harvesting 

structures. 

5.13 Water Level Analysis 

Any anomaly in the atmosphere will have impacts on every component of the 

whole hydrologic cycle  (Loaiciga et al., 1996). The groundwater  is  the  invisible and 

ultimate  indicator  of  the  atmospheric  anomalies  in  the  hydrologic  cycle.  The 

occurrence  of  drought  and  heavy  precipitation  are  the  most  important  climatic 

extremes having both short and  long‐term  impacts on the groundwater availability. 

These  impacts  include  changes  in groundwater  recharge  resulting  from  the erratic 

behaviour of the annual and seasonal distribution of precipitation and temperature; 

changes  in  evapotranspiration  resulting  from  changes  in  vegetation;  and  possible 

increased  demands  for  groundwater  as  a  backup  source  of  water  supply  (Alley, 

2001). However, the link between climate variability and the groundwater response 

Page 41: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

146  

is more complicated than that with the surface water regime. Its dynamics is rather a 

stable system, and responds slowly with a time lag to climate variability. Further, the 

diverse aquifer characteristics respond differently to the surface stresses (Chen et al., 

2004; Environment Canada, 2004). During the past few years, India has experienced 

extreme  weather  events  such  as  droughts,  floods  and  cyclones more  frequently. 

However, the effect of drought is more pronounced given the quantum of economic 

and environmental  losses. Drought  in the year 2002 was one of the severest  in the 

history of  India which affected 56% of  the geographical area and  the  livelihoods of 

300  million  people  in  18  states  (Samra,  2004).  The  groundwater  level  declined 

significantly, which will  take  years  to  recharge  and  recover  in many  parts  of  the 

country. The groundwater in all the rock formations occurs in unconfined and semi‐

confined aquifers (Raju et. al., 1994). The permeabilities of all the formations depend 

on  secondary porosity, except  for alluvium where  the porous material  (gravel  and 

sand) is highly permeable. 

Identifying  the  rainfall‐water  level  relationship  is  very  important  for  the 

efficient management  of  the  water  resources  and  for  undertaking  precautionary 

measures  to prevent potential natural disasters  (Dimitriou and Zacharias Ierotheos, 

2006). In fact interpretation of water  level data of borewell also helps to determine 

the  relationship  of  the  productivity  of  the  borewells  and  their  proximity  to  the 

lineament. So  if  there  is a positive  correlation between  the  lineament density and 

yield of  the borewell,  then  the  locations of  lineaments  could be useful  in  locating 

zones of high productivity in the aquifer, and areas of high recharge potential in the 

unsaturated zone of the aquifer. 

In  this  study  an  attempt  has  been made  to  identify  the  groundwater  level 

trend  to  know  the  type  and  amount  of  thrust  of  extreme  climate  events  in 

conjunction with anthropogenic pressure on the groundwater resources of the study 

area, using non‐parametric statistical methods. Before this the spatial distribution of 

pre‐monsoon  and  post‐monsoon  of water  level  and  grid  deviation  of water  table 

have  been  discussed.  The  groundwater  level  data  of  the  national  hydrograph 

network stations during the period 1990–2007 collected from Central Ground Water 

Page 42: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

147  

Board and Department of Mines and Geology, Bangalore, are used for the analysis. 

The water level data of the observation wells are shown in Table 5.5.The descriptive 

statistics for the both pre and post‐monsoon seasons have been shown in Table 5.6 

and Table 5.7. Based on these data the box plot for both the seasons is presented in 

Fig.  5.15  and  Fig.  5.16.  In  descriptive  statistics,  a  box  plot  is  a  convenient way  of 

graphically depicting groups of numerical data through their five‐number summaries 

(the  smallest  observation  (sample  minimum),  lower  quartile  (Q1),  median  (Q2), 

upper quartile (Q3), and largest observation (sample maximum). As clearly indicated 

in  both  the  figures  (Fig.  5.15  and  Fig.  5.16)  ground water  level  decreases  in  pre‐

monsoon where there is no occurrence of rainfall and just after monsoon the water 

level  depth  decreases  and  the  recharge  begins  with  the  onset  of monsoon.  The 

Udavepu,  Somanahalli  and  Comibatore  colony  (post  monsoon)  observation  wells 

show  a  larger  variation  of  the water  level when  compared  to  the  other  stations. 

Another  important  significant  variation  is  in  the  year  2002.  Almost  in  all  the 

observation  wells  of  both  the  seasons  the  groundwater  level  has  reached  its 

minimum  level during  this  year where  in  the graph  it has been  represented as an 

outlier data. 

5.13.1 Spatial distribution of water level data of the study area 

Inverse  Distance Weight  method  (IDW),  which  was  described  in  detail  in 

chapter 3, is used to show the spatial distribution of water level for both the seasons 

(Fig. 517 and Fig. 5.18). By observing both the  figures  it  is understood   the eastern 

part of the study area in both the pre‐monsoon and post‐monsoon seasons shows  a 

more  drawdown  of water  level  compare  to  its western  side.    Another  significant 

observation made  was  the  seasonal  fluctuation  of  water  level.  The  groundwater 

levels of  the network observation wells are very  sensitive  to  the monsoon  rainfall, 

and any irregularity in rainfall directly influences the groundwater levels. The south‐

west monsoon  contributes  the major  portion  of  the  annual  rainfall which  in  turn 

recharges the groundwater. This  is the reason why during post‐monsoon the water 

levels of the observation wells have  increased compare to the pre‐monsoon where 

decline  of  water  level  in  the  observation  wells  were  noticed.

Page 43: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

148  

Name Years

Considered

Pre‐monsoon

Post‐monsoon

pre –monsoon 

AMSL 

post –monsoon 

AMSL AMSL 

avg. of seasons (amsl)=xi 

x grid 

deviation 

Kamagowdanahalli

(dug well) 1990‐2007  12.36  9.03  787.64  790.97  800.00 795.48  800.61  ‐5.13 

Hunsur ( borewel) 1990‐2007 7.59  6.65  773.49  774.43  781.08 777.75  800.61  ‐22.86

Goudegere (dug well)

1990‐2007  9.42  6.82  799.37  801.97  808.79 805.38  800.61  4.77 

Kattemalavadi (dug well)

1990‐2007  10.79  8.52  771.15  773.42  781.94 777.68  800.61  ‐22.93 

Somanahalli (bore well)

1990‐2007  17.82  16.93  774.01  774.92  791.18 783.05  800.61  ‐17.56 

Coimbatore 

Colony(bore well) 1990‐2007  12.25  9.49  787.75  790.51  800.00 795.26  800.61  ‐5.35 

Karnakuppe  1990‐2007  4.93  1.68  835.07  838.32  840.00 839.16  800.61  38.55 

Chikka Hunsur  1990‐2007 11.53  7.46  790.45  794.52  801.97 798.25  800.61  ‐2.36

Udavepura  1990‐2007  13.22  6.74  826.78  833.26  840.00 836.63  800.61  36.02 

Hanagodu  1990‐2007  7.50  4.65  794.39  797.24  801.89 799.57  800.61  ‐1.04 

Gowdegere  1990‐2007 5.55  3.00  794.45  797.00  800.00 798.50  800.61  ‐2.11

Table  5.5: Water Level data of pre and post monsoon of observation wells of the study area

Page 44: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

149  

N Minimum Maximum Mean Std. Deviation Variance

Kamagowdanahalli 18 10.58 15.20 12.3650 1.08870 1.185

Karnakuppe 18 2.70 8.30 4.9289 1.42899 2.042

Chikka Hunsur 18 6.13 15.50 11.5283 2.51246 6.312

Udavepura 18 8.25 19.38 13.2228 3.08126 9.494

Hunsur 18 6.82 9.06 7.5906 .63036 .397

Gaudegere 18 3.69 9.22 5.5489 1.54576 2.389

Hanagodu 18 4.89 11.26 7.5033 1.72264 2.967

Gaudeger Dug well 18 6.80 13.50 9.4222 1.70396 2.903

Kattemalavadi 18 8.91 13.35 10.7911 1.19074 1.418

Somanahalli 18 14.33 22.80 17.4778 2.80580 7.872

Coimbatore colony 18 9.90 15.15 12.2522 1.40220 1.966

Valid N (listwise) 18

Table  5.6: Descriptive statistics of  water level data of pre‐monsoon 

 

Figure  5.15: Box plot for pre‐monsoon water level data 

Page 45: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

150  

N Minimum Maximum Mean Std. Deviation Variance

Kamagowdanahalli 18 7.10 12.40 9.0333 1.30879 1.713

Karnakuppe 18 .83 3.22 1.6761 .67865 .461

Chikka Hunsur 18 4.26 11.10 7.4556 1.68062 2.824

Udavepura 18 2.20 19.13 6.7394 5.26057 27.674

Hunsur 18 4.60 8.18 6.6539 1.10605 1.223

Gaudegere 18 .63 7.90 3.0000 1.81594 3.298

Hanagodu 18 2.64 8.34 4.6456 1.62364 2.636

Gaudegere Dug well 18 4.45 9.38 6.8161 1.41057 1.990

Kattemalavadi 18 5.70 11.60 8.5150 1.66090 2.759

Somanahalli 18 12.31 22.41 16.3967 3.48162 12.122

Coimbatore colony 18 4.65 14.00 9.4856 2.81780 7.940

Valid N (listwise) 18

Table  5.7: Descriptive statistics of  water level data of post‐monsoon 

 Figure  5.16: Box plot for post‐monsoon water level data  

Page 46: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

151  

 Figure  5.17:Spatial distribution of water level during pre‐monsoon 

 

 

 

Page 47: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

152  

 Figure  5.18: Spatial distribution of water level during post‐monsoon 

 

Page 48: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

153  

5.13.2 Grid Deviation Water Table 

Grid  deviation  method  applied  in  other  quantitative  studies  appears  to 

provide a more convenient form of representation of hydrogeological variables (Saha 

and Chakravarthy, 1963). To evaluate  the  recharge‐discharge  zones  this method  is 

widely  adopted  (Narasimha  Prasad,  1984;  Balasubramanian,  1986;  Subramanian, 

1994;  Sakthimurugan,  1967  and  Harinarayanan,  2000).  It  is  objective,  more 

informative and brings out more sharply the regional trend by eliminating the  local 

interference (Biswas and Chaterjee, 1967). Grid deviation water tables for the study 

area have been prepared by using the following methodology. 

1. Bimonthly water levels, measured below ground level have been recalculated 

to water level altitude Above Mean Sea Level (AMSL). 

2.  An  average  elevation  of  water  table  for  each  observation  well  has  been 

computed for the months from January to December 

3. Annual average water level of each well has been computed. This is called the 

well average. 

4. Using  the  well  average  of  wells,  a  zonal  average  has  been  computed  for 

watershed and it is called the grid average. 

5. The deviation of values between well averages and  the grid average  for all 

wells have been computed. 

6. The  deviation  can  be  used  to  prepare  a  thematic  contour map  called  grid 

deviation groundwater table map. 

The grid deviation water  level and well average of  the area  is presented  in 

Table 5.5. The grid deviation water table map of the study area is given in Fig. 5.19. 

The positive zones are recharge zones and negative zones are discharge zones, and 

are  lying  nearer  to  confluence  point.  The  wide  spacing  of  contours  and  the 

disposition  in  discharge  is  suggestive  of  flat  to  gentle  hydraulic  gradient  of water 

table and moderate permeability of the formation. It is found that the area under the 

discharge  is more  that  the  recharge  zone.  The normal  groundwater potentiality  is 

expected  to  be  higher  in  the  discharge  zones  than  the  recharge  zones 

(Balasubramanian, 1986). 

Page 49: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

154  

 

Figure  5.19: Grid deviation map of the study area 

 

Page 50: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

155  

5.14 Statistical analysis of water­level data of borewell/openwell of the study area 

It  has  been  observed  during  the  last  five  decades  that,  percentage 

groundwater utilizations have almost doubled. There are arguments  that extensive 

rice  and  wheat  growth  has  encouraged  the  people  to  extract  more  and  more 

groundwater causing decline  in  the water  table. The declining water  table  reduces 

runoff due  to base  flow  and hence  the  inflow  to  a wetland  (Sanjay  k.  Jain  et.  al., 

2008,).  For detecting  the  trend  in  changes of  the water  level data  statistical  trend 

analysis is performed. 

5.14.1 Non­parametric test for trend detection 

Recently,  the Mann–Kendall  non‐parametric  statistical  procedure  given  by 

Mann (1945) and Kendall (1975) has been extensively used to assess the significance 

of  monotone  trends  in  hydro‐meteorological  time  series  such  as  precipitation, 

temperature and stream flow (Gan, 1998; Zhang et al., 2001; Burn and Elnur, 2002; 

Xu et al., 2003 and Yang et al., 2004). The non‐parametric statistical tests are flexible, 

and can handle the  idiosyncrasies of data  like presence of missing values, censored 

data, seasonality and highly skewed data. This test was  later on modified by Helsel 

and Frans (2006) to form the Regional Kendall (RK) test for trend. In this form, trends 

at numerous locations within a region are tested to determine whether the direction 

of  trend  is  consistent  across  the entire  region.  Like  the  Seasonal  Kendall  test,  the 

Regional Kendall test  is an “intrablock” test  (Van Belle, G. and Hughes,  J. P., 1984). 

Test  statistics are computed on each block of data  separately, and  the overall  test 

combines the individual test statistics so that no cross‐block comparisons are made. 

For the Regional Kendall test, the blocking factor is location. If some locations exhibit 

an upward trend while others exhibit a downward trend, their S statistics will cancel 

out, and no consistent trend in the same direction across the locations will be found. 

The  Regional  Kendall  test  looks  for  consistency  in  the  direction  of  trend  at  each 

location,  and  tests whether  there  is  evidence  for  a  general  trend  in  a  consistent 

direction  throughout  the  region. The Regional Kendall  test  substitutes  location  for 

season and computes the equivalent of the Seasonal Kendall test. For computing the 

Page 51: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

156  

Regional Kendal  test,  the water  level data of  the  study area was processed on  the 

computer  coded  program  developed  by  USGS  (2005).  The  performance  of  this 

program was explained  in detail when Mann‐Kendal and Seasonal Kendal  test was 

explained. In this program the third format (itype = 3) produces the Regional Kendall 

(RK) test. 

5.14.2 Output of Regional Kendal Test of Water Level Data of Pre and Post­monsoon (1990­2007) 

The  regional  Kendal  test was  performed  on  pre  and  post‐monsoon  water 

table data. Normally, the groundwater  levels are recorded four times  in a year such 

as the pre‐monsoon, monsoon), post‐monsoon and irrigation periods. The unit of the 

groundwater  level records  is meter below ground  level (m.b.g.l). The pre‐ and post‐

monsoon monitoring occasions are more  important as they reflect the  influence of 

both natural and anthropogenic  intervention more accurately.   The out puts of  the 

regional Kendal test are presented in the following Tables 5.8 and 5.9. 

 

 

   Regional Kendall Test for Trend  US Geological Survey, 2005 

   Data set:  Pre‐monsoon‐ Regional Kendal test, input type 3            

   The record is 18 years at 11 locations beginning in year 1990. 

    The tau correlation coefficient is  0.136 

     S =    224.     z =   2.585     p =  0.0097 

   The estimated median trend throughout the region during years 1990      

    through 2007 is: 

    Change in Y = 0.5000E‐01 per year. 

Table  5.8: Regional Kendal test output of pre‐monsoon 

Page 52: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

157  

           Regional Kendall Test for Trend  US Geological Survey, 2005 

Data set:  Post‐monsoon‐ Regional Kendal test, input type 3            

The record is 18 years at 11 locations    beginning in year 1990. 

The tau correlation coefficient is 0.128 

     S =    211.     z =   2.432     p =  0.0150 

The estimated median trend throughout the region during years 1990 

through 2007 is: 

 Change in Y = 0.5359E‐01 per year. 

Table  5.9: Regional Kendal test output of post‐monsoon 

5.14.3 Interpretation of Trend Analysis of Water Level Data 

In  both  the  tests,  the  level  of  significance  was  tested  at  0.05  or  5%. 

Comparing this value to the p values obtained by the software in both the tests it can 

be said indicates that in both the output files the p value is smaller than 0.05. By this 

the Null hypothesis which states that there is no trend gets rejected.  The application 

of this has resulted in the identification of trend direction of the groundwater levels 

in  the  study area.   As  the groundwater  levels are  recorded  in m.b.g.l.  (i.e., meters 

below ground level), the positive p value indicate a drop in the water table. Hence, a 

positive trend  indicates the decline of water  level. As each monitoring well reflects 

the groundwater dynamics of  the surrounding area, each trend value gives an  idea 

about the water table fluctuation of that area over years. 

Scatter diagrams plotted for all the 11 stations of both the pre‐monsoon and 

post‐monsoon seasons (Fig. 5.21 and Fig. 5.22) indicate an upward positive trend for 

majority of the wells and reveals decline of water levels for these observation wells.  

Page 53: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

158  

 

 

 

 

 

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Kamagowdanahalli

0246810

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Karnakuppe

0

5

10

15

20

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Chikka Hunsur

0510152025

1985 1990 1995 2000 2005 2010mbgl

year

Udavepur

02468

10

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Hunsur

02468

10

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Gawdegere

0

5

10

15

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Hanagodu

0.00

5.00

10.00

15.00

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Gawdegere(Dug‐well)

Page 54: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

159  

 

 

Figure  5.20: Scatter plot of water level data of pre‐ monsoon water level data 

 

 

 

0.00

5.00

10.00

15.00

1985 1990 1995 2000 2005 2010mbgl

year

Kattemalavadi

0510152025

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Somanahalli

0

5

10

15

20

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Coimbatore colony

0.00

5.00

10.00

15.00

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Kamagowdanahalli

0

1

2

3

4

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Karnakuppe

0

5

10

15

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Chikka Hunsur

0510152025

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Udavepura

Page 55: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

160  

 

 

 

 Figure  5.21: Scatter plot of water level data of post‐ monsoon water level data 

0246810

1985 1990 1995 2000 2005 2010mbgl

year

Hunsur

0246810

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Gawdegere

0246810

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Hanagodu

0.002.004.006.008.00

10.00

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Gawdegere(Dug‐well)

0.00

5.00

10.00

15.00

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Kattemalavadi

0510152025

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Somanahalli

0

5

10

15

1985 1990 1995 2000 2005 2010

mbgl

year

Coimbatore colony

Page 56: Chapter 5 Application of GIS and Remote Sensing in ...shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/15901/13/13_chapter 5.pdf · Groundwater Prospecting and Analysis of ... systematic

161  

The  monitoring  stations  showing  groundwater  level  decline  in  terms  of 

positive trends were more in number than the stations showing negative trends. The 

advantage of adopting the Regional Kendall test is that it looks for consistency in the 

direction of trend at each location, and tests whether there is evidence for a general 

trend  in  a  consistent  direction  throughout  the  region.  Patterns  at  an  individual 

location occurring in the same direction as the regional trend provide some evidence 

toward a significant regional trend, even if there is insufficient evidence of trend for 

that  one  location.  So  it  can  be  said  that  the  overall  trend  of  the  region  shows  a 

decline in the water level. The decline of the water level of the observation wells can 

be attributed to the variation of the rainfall. In chapter 3 it was discussed that there 

was a slight downward trend in the amount of rainfall received in the study area.  

To link climate variables with groundwater levels, the weather station should 

exist  in  the  recharge  zone  of  the  observation well  (Van  der  Kamp  and Maathuis, 

1991; Chen et al., 2002). But,  for a  large‐scale groundwater‐monitoring network  it 

may not be possible. However,  the groundwater  level data  itself provides a direct 

means of measuring the overall impacts of both natural and anthropogenic changes 

to groundwater resources (Taylor and Alley, 2001). Such kind of a condition was seen 

in  the  study  area where  all  the  gauge  stations were  not  close  to  the mentoring 

stations. For example  in 2002 due  to drought condition a deficit amount of rainfall 

was observed when compared  to  the normal rainfall, due  to which  the water  level 

dropped significantly. This study shows that the groundwater  levels of the network 

observation wells are very sensitive to the monsoon rainfall, and any  irregularity  in 

rainfall  influences  the  groundwater  levels.  Another  important  reason  which  has 

contributed  to  dipping  of  the  groundwater  levels  is  the  increased  anthropogenic 

activities and increase in demand which puts a stress on the water level and revealed 

that the recharge is not significant enough to balance the groundwater discharge due 

to the anthropogenic and natural processes.