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L'étude de cas a été entreprise pour évaluer la recharge des eaux souterraines et délimiter les zones potentielles de recharge des eaux souterraines dans le bassin de Saraswati au Gujarat, en Inde. La zone d'étude se trouve dans des conditions semi-arides avec des eaux souterraines surexploitées. L'analyse des précipitations a été effectuée pour connaître l'homogénéité, la normalité et la présence de tendances en organisant les données pluviométriques en différentes séries. L'analyse des tendances a révélé l'absence de tendance dans les séries de précipitations, à l'exception de quelques stations certaines années. Les techniques de télédétection et de SIG ont été utilisées pour évaluer l'état des eaux souterraines et le potentiel de recharge. Le potentiel de recharge des eaux souterraines a été estimé à l'aide de la méthode Thornthwaite-Mathar (T-M) à un taux moyen de 63,9 % des précipitations saisonnières. La recharge nette a été évaluée à l'aide de la méthode de fluctuation des eaux souterraines, qui a révélé une baisse continue. La relation empirique (modèle) entre les précipitations saisonnières et la recharge nette a été développée et validée. La prise de décision multicritères (MCDM) et le processus de hiérarchie analytique (AHP) ont été utilisés pour générer l'indice de potentiel des eaux souterraines (GWPI) afin de délimiter les zones de potentiel des eaux souterraines.