الوسم: المياة

تقنيات استكشاف المياة الجوفية

——————————————————————————–

لقد تطور علم الهيدروجيولوجيا في السنوات الماضية باختراع تقنيات لاستكشاف المكامن المائية ( الطبقة الحاملة للمياه ) حيث تمكن العلماء من اختراع العديد من الأجهزة لاستكشاف الطبقات الحاملة للمياه وبالذات في العقدين الماضيين , مع مراعاة النواحي البيئية وتحليلها . فقد استخدمت تقنيات الاستكشاف الجيوفيزيائي للمياه الجوفية أيضا في تتبع حركت المياه الجوفية في أعماق الأرض وفي المناجم السطحية وفي المفاعلات وفي التغذية الاصطناعية للمياه الجوفية والملوثات النووية وأيضا دراسة اثر السدود وخزاناتها وغيرها , حيث ما ذكر أعلاه يؤثر على المياه الجوفية من حيث الكمية والنوعية معا , وفي هذا الموضوع سأتطرق لعدة تقنيات للاستكشاف واستخداماتها في علم الهيدرولوجيا مثل :

إسخدام الصور الجوية والاستشعار .
استخدام الطرق الجيوفيزيائية السطحية والجوفية ونوعها .
1 ـ تحليل الصور الجوية

تستخدم الصور الجوية وخيالات الاستشعار عن بعد في عدة مجالات عمرانية وحضارية وإنسانية وزراعية وفي تقييم الموارد الطبيعية . أيضا تستخدم كمرحلة أولية في استكشاف المياه الجوفية وذلك برسم الخرائط الطبيعية الأساسية ذات المقاييس المختلفة المناسبة في تحليل الصور الجوية الملتقطة لمعرفة التراكيب الجيولوجية من صدوع وطيات وشقوق وكهوف .

وسوف نهتم بتحليل آثار الانكسارات الجيولوجية للبحث عن مصادر المياه الجوفية التي تعد أحد العوامل الناجحة التي يستخدمها الهيدرولوجيين وخصوصا في المناطق ذات التكوينات الجيولوجية الجيرية .

تتركز المياه الجوفية كما نعلم في الفراغات والمناطق ذات الانكسارات الشديدة ( Fracture Zone ) لعدة أنواع من الصخور . ويمكن معرفة هذه الانكسارات من دراسة الظواهر والسمات الخطية ( Linear Feature ) في الصور الجوية وصور الأقمار الصناعية .

2 ـ الطرق السطحية للمسح الجيوفيزيائي

صورة ( 1 ) جهاز المقاومة الكهربائية ثنائي الأبعاد مع الالكترود المستخدم في التوصيل الكهربائي
استخدمت المسوحات الجيوفيزيائية لعدة عقود زمنية في حقول المناجم والنفط وقد اكتشف الهيدرولوجيون مدى النفع الذي تحققه هذه المسوحات في استكشاف المكامن المائية الجوفية للأعماق الضحلة والعميقـــة ( بضع مئات الأمتار تحت سطح الأرض ) , وتستخدم عدة طرق لهذا الغرض وفيما يلي أكثرها شيوعا :

طرق قياس المقاومة الكهربائية ـ صورة ( 1 ) : Direct Current Resistivity
الانكسارات الموجيه السيزيمية : Seismic Refraction
طرق المغناطيسية والجاذبية : Gravity and Magnetic Method
فوائد استخدام الطرق الجيوفيزيائية
تحدد هذه الطرق طبيعة التكوينات الجيولوجية تحت سطح الأرض .
تحديد سمك الطبقات المتماسكة على السطح .
تحديد مستوى وأعماق المياه الجوفية .
التعرف على التراكيب الجيولوجية في باطن الأرض مثل رسوبيات الحصى وطبقات الطين .
تحديد أعماق الصخور التي توجد أسفل المكامن المائية .
رسم الخرائط اللازمة التي تساعد في تحديد مواقع الابار في الحقل دون اللجوء في كل مرة إلى الاستكشاف الجيوفيزيائي المكلف .
2 ـ 1 طريقة المقاومة الكهربائية بالتيار المستمر

هي إحدى الطرق الجيوفيزيائية الكهربائية التي لها نتائج ملموسة وناجحة في استكشاف الطبقات الحاملة للمياه ويستخدم في هذه الطريقة التيار الكهربائي المستمر أو تيار ذو ترددات منخفضة .

ويستخدم جهاز المقاومة الأرضية كما في الصورة ( 1 ) حيث يدفن في الأرض إلكترودات معدنية وإذا كانت التربة جافة تبلل بالماء لتصبح جيدة التوصيل , ويقاس فرق الجهد للأرض عن طريق الكترودين معدنيين آخرين موصلين على سطحها كما في الشكل ( 1 ) وبمعرفة التيار المتنقل فرق الجهد بين الالكترودين نحصل على قيمة المقاومة مواد الأرض ,

وتتغير مقاومة الأرض الكهربائية ( Electrical Resistivity ) من -6 10 ( اوم . م ) لمعدن الجرافيت إلى حوالي +12 10 ( اوم . م ) لصخر الكوارتزيت ويمكن حساب المقاومة كالتالي :

ويوضح الجدول التالي الرموز المستخدمة في حسابات المقاومة الأرضية

الرمز R A L ΔV I
تفسيره المقاومة الأرضية مساحة المقطع طول المسمار فرق الجهد شدة التيار

تقاس المقاومة الكهربائية بـ ( اوم . م ) أو ( أوم . قدم ) وتصمم الأقطاب الأربعة كالآتي :

الرمز A B M , N
تفسيريه ألكترود ذو تيار موجب ألكترود ذو تيار سالب إلكترود الجهد

وهناك طريقتان أساسيتان لتصميم الالكترودات المستخدمة للمقاومة وذلك اعتمادا على المسافة بينهما وهما طريقة ( Wenner ) وطريقة ( Schlumberger ) :

الشكل ( 1 ) طريقة تثبيت الالكترودات حسب
( wenner )
أ ـ طريقة Wenner

بهذه الطريقة تكون المسافات بين الالكترودات متساوية حسب الشكل ( 1 ) عند تثبيتها إلى الأرض حيث AM = MN = NB = a

ب ـ طريقة شلمبرجير Schlumberger Array

تنظم الالكترودات في هذه الطريقة بحيث يكون الكترود الجهد أقرب إلى بعضيهما البعض وحيث المسافة ( AB ) أكبر من المسافة ( MN ) بخمس مرات كما في الشكل ( 2 ) .

يتم قياس المقاومة بطريقتين:

الشكل ( 2 ) طريقة تثبيت الالكترودات حسب
( Schlumberger )
القياس الكهربائي : Electrical Sounding أو هي قياس المقاومة مع العمق .
قياس المقاومة الأفقي : Horizontal Profiling وتتم من خلال تحديد مقطع عرضي لتطبيق المسح الجيوفيزيائي من خلال تحديد نطاقات محددة على الأرض .
وتعتبر طريقة شلمبيرجير هي الطريقة الشائعة الآن من خلال استخدام جهاز المقاومة الأرضية والطبق في استكشاف الدراسات المائية في وزارة البيئة والمياه .

شكل ( 3 ) قطاع ثنائي الأبعاد للمقاومة الأرضية الكهربية الظاهرية المقاسة فى الحقل
وتستخدم الطرق الجيوكهربية في استكشاف لمياه الجوفية لمعرفة إمكانات المياه الجوفية ومناطق المياه العذبة وأيضا معرفة طبقات الطين والحصى ونتوصل في نهاية الدراسة إلى رسم جيولوجي يوضح الخصائص الجيولوجية الطبقة الحاملة للمياه , وأيضا الخصائص الكيميائية للمياه المتواجدة في الطبقة والشكل ( 3 ) يوضح ذلك .

2 ـ 2 ـ الطرق الاهتزازية السيزمية : Seismic Methods

الصورة ( 2 ) يوضح مسارات انتقال الموجه الاهتزازية المنكسرة والموجه المباشرة
تستخدم الطرق السيزيمية في إحداث أمواج اهتزازية تنتقل خلال صخور الأرض وطبقاتها وهذه الطرق شائعة الاستخدام في الهيدروجيولوجيا , وهي مفيدة في تحديد عمق الطبقات وسماكتها وميلها وعمق الطبقة الحاملة للمياه أحيانا و التكوين العام للطبقات , و تستخدم هذه الطرق في الصناعة النفطية بشكل عام ويحدد من خلالها تكوين الطبقات وكذلك الشكل الهندسي لحدود الطبقات والصورة ( 2 ) توضح آلية استخدام هذه التقنية في استكشاف المياه الجوفية .

2 ـ 3 ـ طرق الجاذبية المغناطيسية : Gravity and Magnetic Methods

وتعتبر هذه الطريقة من الطرق الجيوفيزيائية المهمة قياس مجال الجاذبية والمغناطيسية الأرضية وذلك من اجل دراسة تراكيب وتكوينات مواد الأرض ذات الكثافات المغناطيسية المختلفة التي تعتمد على تراكيبها المعدنية , ولقد تطور هذا العلم لخدمة علة الهبيدرولوجيا بهدف تحديد أماكن وجود المياه الجوفية في الأماكن المنخفضة مثل الوديان , والقنوات القديمة , والموارد غير المتماسكة والصخور البلورية ذات المهشمة ( كسور ) كالبازلت وتستخدم هذه التقنية أجهزة عديدة مثل جهاز الجاذبية الأرضية ( Gravimeter ) ,جهاز الكاشف الجوي ( Airborne ) .

وفي الدراسات الهيدروجيولوجية تكون التغيرات المغناطيسية مفيدة لتوضيح مغناطيسية الصخور الجوفية مثل صخور البازلت وهي من المكامن المائية المهمة في الصخور البلورية , لكونها صخور نارية شديدة الانكسارات والشقوق , وذلك بسبب تبريدها المفاجئ وتستخدم هذه التقنية أيضا للتتبع طبقات البازلت مع الصخور غير المغناطيسية .

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

المقدمة

لــــقد اخترت هذا الموضوع لأبين أهم مشكــلات المياه التي يتعرض لها وطننا العربــــي وأعرض قضية ندرة المياه ونوعيتها وهــي أهم القضايا البيئية في الوطن العربـــي لاسيما مع التزايد المطـــرد للمياه بسبب زيادة عدد السكان ..
إن مشكلة المياه في لوطن العربــي ناجمة عن ســوء إدارة استخدام المياه والإسراف الزائد من قبل السكان وتقدر الموارد المائية المتجددة المتاحة في الوطن العربي بحوالي 265مليار م3 في السنة، ويقدّر متوسط نصيب الفرد بحوالي 977م3 في السنة، ومن المتوقع أن يتناقص هذا النصيب إلى أقل من 500م3 في السنة في معظم دول المنطقة بحلول عام 2025. وتُعَدّ أزمة المياه في دول الخليج العربي أكثر حدة بالنظر إلى وقوع دول المجلس الست في منطقة صحراوية جافة وفقيرة، بمواردها المائية وتتمثل مظاهر أزمة المياه في الخليج في الآتي:_

1_ ندرة المصادر الطبيعيــة ..
2_ الاعتماد على الموارد غير التقليديــة ..
3_ جهــود لسد النقــص … ولكن ؟؟
4_ خمس مشروعات لتوفيــر المياه ..
5_ صعــوبات تعرقل التنفيـــذ ..

،، ندرة المصادر الطبيعيــة ،،
بينما تشكل مساحة تلك الدول 18% من مساحة الوطن العربي؛ فإن الأرض المزروعة بها لا تزيد على 2.4% من جملتها في الوطن العربي وقد ساهمت عوامل الموقع والمناخ في أن تكون شبه الجزيرة العربية قاحلة، باستثناء السلاسل الجبلية الساحلية، وبصفة عامة لا يوجد في الجزيرة كلها نهر جارٍ، وإنما يقتصر الأمر على السيول التي تسببها الأمطار الساقطة على السلاسل الجبلية، والتي تتسرب بدورها إلى الأرض لتشكل المياه السطحية والجوفية.وعلى هذا الأساس تنقسم مصادر المياه التقليدية في دول الخليج إلى ثلاثة مصادر أساسية:_
}الأول: المياه السطحية، وهي تجمعات مائية غير ذات قيمة اقتصادية كبرى، منها العيون الموجودة في عُمان، ومجاري السيول الناتجة عن الأمطار الشتوية ، الثاني: مياه الأمطار، التي تسقط في فصل الشتاء. الثالث: المياه الجوفية، ويتفاوت معدلها من قطر لآخر، بل وداخل القطر نفسه{..
،، الاعتماد على الموارد غير التقليديـــة،،
دفعت ندرة مصادر المياه دول الخليج إلى البحث عن موارد مائية غير تقليدية لتأمين احتياجاتها الأساسية، وتتكون هذه الموارد من ثلاثة أنواع:_
1_ تحليه المياه: تحتل الدول العربية المكانة الأولى عالميًّا في إنتاج المياه المحلاة؛ إذ تنتج 70% من إنتاج العالم (4.3 مليار م3 في عام 1996)، وتنتج دول الخليج يوميًّا 8.3 ملايين م3 تمثل 62.4% من الإنتاج العالمي للمياه المحلاة، ويتفاوت اعتماد الدول الست على هذا المصدر؛ فتأتي الإمارات في المقدمة (64.5% من احتياجاتها المائية)، تليها الكويت (63.24%)، وقطر (49.5%)، ثم البحرين (19%)..
2 – مياه الصرف الصحي: تأتي في المرتبة الثانية من حيث الاستعمال، وتستخدم حاليًا في معظم الأقطار العربية لأغراض الزراعة..
ويسهم هذا المصدر بنسبة معقولة من المياه في دول الخليج العربي، وأكثر الدول استخدامًا له السعودية، تليها الإمارات، والكويت، وقطر، وعمان، وأخيرًا البحرين..
3 – مياه الصرف الزراعي المعالجة، وهي مياه تكاد تكون منعدمة..

جهـــود لسد النقــص …. ولكـــن ؟؟

حذرت دراسة علمية حديثة، أعدها "وليد الزباري" مدير برنامج علوم الصحراء والأراضي القاحلة في جامعة الخليج العربي، من أن سكان شبه الجزيرة العربية تضاعفوا خمس مرات في أربعة عقود في ظل ارتفاع الضغط على الموارد المائية بسبب التنمية الاقتصادية، وهو ما انعكس في ارتفاع الطلب على المياه من 6 مليارات م3 عام 1980 إلى 29.7 مليار عام 1995، ويستهلك القطاع الزراعي 85% منها في إطار السعي إلى بلوغ الاكتفاء الذاتي غذائيًّا، ونبهت الدراسة إلى أن دول شبه الجزيرة تعاني حاليًا من عجز في موارد المياه، يقارب 16.4 مليار م3، وإلى أن سد العجز المتزايد سيؤدي في ظل تشبع طاقة التحلية إلى ضخ 30 مليار م3 من الموارد الجوفية؛ مما سيترك آثارًا على التربة والبيئة وتشير الدراسة إلى أن مشكلة المياه في دول الخليج ذات شقين:_

الأول: يتعلق بالضغط على المياه الجوفية؛ بحيث يجري استثمارها بمعدلات تزيد على معدلات التجديد لها..
الثاني: توسيع الاعتماد على المصادر غير التقليدية للمياه، خاصة المياه المحلاة، وهي ذات تكاليف عالية؛ إذ تتراوح تكلفة إنتاج المتر المكعب بين دولار وثلاثة أرباع الدولار..

وتشير الدراسات إلى أن دول الخليج اعتمدت على تحلية مياه البحر، وباتت هذه التقنية توفر ما بين 50 و 90% من مياه الشرب فيها، وأصبحت محطاتها التي تربو على 65 محطة تمثل أحد مفاصل الأمن الوطني لهذه الدول، علمًا بأن كلفة إنشاء المحطة الواحدة لا تقل عن مليار دولار، فيما تقدر كلفة المشاريع المقررة في دول المجلس خلال السنوات الخمس القادمة بـ 7 مليارات دولار، منها 2.9 مليارًا لمحطات تحلية بالسعودية، و2.2 مليارًا في الإمارات، أما بقية المشروعات؛ فموزعة على البحرين والكويت وعمان وقطر، ويطرح الخبراء عددًا من الخيارات أمام دول المجلس للتغلب على مشكلة المياه، أهمها ما يلي:_

1 – خصخصة قطاع المياه: تبنّى هذه الفكرة صندوق النقد والبنك الدوليين، لكن دول الخليج أحجمت عن تبني الفكرة على نطاق واسع؛ لأنها ستنقل عبء السعر الذي سيحدده المستثمر إلى كاهل المستهلك، ويرجع ذلك بشكل أساسي إلى أن نمط "دول الخدمات" ما زال سائدًا في الخليج؛ حيث تتحمل الدول الخليجية ما يتراوح بين 50 – 80% من تكلفة بعض الخدمات مثل الكهرباء والتعليم والصحة والمياه..
لكن بعض الحكومات – في البحرين مثلاً – سمحت مؤخرًا للقطاع الخاص بتنفيذ مشاريع مائية مثل محطات التحلية وإقامة السدود المائية..
2 – تسعير المياه: يرى خبراء دوليون أن أسعار المياه هناك تتسم بالانخفاض الكبير، خاصة بالنسبة للقطاع الزراعي، ويقترحون تعديل أسعار المياه بما يحقق استرداد التكلفة الخاصة بالمعالجة والصيانة، بالإضافة إلى جزء من تكلفة الاستثمار..
3 – الاستفادة من المشروعات الإقليمية: ويتم ذلك من خلال إقامة مشاريع لنقل المياه من مناطق نائية عبر مسافات طويلة بواسطة أنابيب..
،، خمــس مشروعات لتوفيــر المياه ،،
1 – سحب المياه من جبال إيران بواسطة الأنابيب تحت مياه الخليج إلى دول خليجية مجاورة، وفي هذا الإطار تم التوقيع المبدئي على اتفاق بين إيران وقطر، تزود به الأولى الثانية بالمياه العذبة بواسطة أنبوب يصل بين ضفتي الخليج بتكلفة 13 مليار دولار، كما أشارت تقارير مؤخرًا إلى أن هناك خططًا طموحة لإقامة أطول خط أنابيب في العالم لنقل مياه الشرب من إيران إلى الكويت، وأنه من المقرر أن يحمل خط الأنابيب – يصل طوله إلى 45 كم – 200 مليون متر مكعب من المياه من سد "كرخة" في شمال إيران إلى سواحل جنوب الكويت بتكلفة ملياري دولار..
2 – مشروع أنابيب السلام التركي الذي يهدف إلى تزويد بلدان الجزيرة العربية والخليج بالمياه التركية عبر أنبوب ضخم طوله 6500 كم، وهي المسافة بين تركيا ودول الخليج.. ولا شك أن هذا يحقق ملياري دولار عائدات سنوية لتركيا..
3 – سحب مياه نهر السند تحت خليج عمان إلى الإمارات، وإقامة سد ضخم في المنطقة الجبلية لحفظ المياه..
4 – سحب جبال من جليد القطب الجنوبي إلى سواحل الجزيرة العربية..
5 – سحب مياه من السد العالي بمصر على اليابسة، وتحت البحر الأحمر إلى السعودية..
،، صعوبات تعرقل التنفيـــذ،،

يلاحظ على المشاريع الثلاثة الأخيرة، أنها باهظة التكاليف، إلى جانب التأثيرات التي ستتركها على البيئة البحرية، في خط مسارها، كما أنها غير عملية. أما مشروعي إيران وتركيا يهددهما وجود بعض الشوائب في العلاقات الإيرانية الخليجية، وخاصة مع الإمارات بسبب احتلال إيران للجزر الإماراتية الثلاث، وينطوي المشروع التركي على مخاطر تهدد الأمن القومي العربي، لعل أهمها: أن يؤدي اعتماد الدول العربية المعنية – خاصة الخليجية – على مياه المشروع إلى غياب الحافز اللازم لمواصلة مشروعاتها الرامية إلى الاعتماد على الذات في توفير احتياجاتها المائية، كما أنه من الوارد أن يمنح تنفيذ المشروع تركيا وسيلة للضغط على هذه البلدان لمواءمة سياستها بشكل مستمر على نحو يخدم المصالح التركية والغربية بالإضافة إلى ما سبق؛ فإن هناك إشكالات فنية اقتصادية تتمثل في التكاليف المالية العالية والمفترضة لمشاريع سحب المياه؛ إذ إن على هذه المشاريع قطع مسافات طويلة وسط ظروف جغرافية شديدة التنوع، كما أنها تمتد عبر منطقة ملتهبة سياسيًّا باستمرار، وتصل إلى حد الانفجار السياسي في أحايين كثيرة لذا؛ فإن على الدول الخليجية أن تركز جهودها في تنمية مواردها الذاتية من المياه من خلال الاستمرار في سياسة تحلية المياه، والتخلي تدريجيًّا عن بعض سمات دولة الخدمات، عن طريق خصخصة قطاع المياه، واتباع سياسة التسعير، واعتبار المياه سلعة اقتصادية؛ حتى لا تقع تحت رحمة تغير الظروف والأوضاع في منطقة الشرق الأوسط، والتي تفيد المؤشرات أنها ستظل من بين البؤر الساخنة في العالم خلال العقود الأولى من القرن الحالي..

المقترحات و التوصيات

1_ تطوير السياسات المتبعة لتحقيق ترشيد استخدام الموارد المائية المتاحة حالياً، وتنمية المزيد منها من خلال الحد من الفواقد المائية واستغلال ما يتم توفيره في زيادة المساحة المروية والمساهمة في سد الفجوة الغذائية المتزايدة..

2_ وقف استخدام الري التقليدي بالغمر واستخدام طرق الري الحديثة، والالتزام بالتشريعات المائية لتطبيق أساليب الري..

3_ وضع الخطط لترشيد استخدامات المياه الجوفية والاستخدام المتكامل للمياه الجوفية والسطحية..

4_ تنمية واستخدام موارد مائية إضافية من مصادر مائية غير تقليدية من خلال إعادة استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة ، وإعادة استخدام مياه الصرف الزراعي في الري مرة أخرى بعد خلطها بنسب مقبولة من مياه الري الجديدة..

5_ التركيز على دراسة البيئات الملحية والنباتات الطبيعية التي تعيش فيها على تركيزات عالية من الأملاح لإنتاج الأعلاف والزيوت الغذائية..

6_ إضافة إلى ذلك ترشيد استخدام الموارد المائية في المناطق الصناعية والحضرية والسياحية من خلال توعية المواطنين بأهمية كل قطرة مياه ورفع كفاءة العائد الاقتصادي من وحدة المياه المستخدمة بناء على أسس تقنية واقتصادية واجتماعية سليمة
الخاتمة

إن الماء عنصر أساسي وضروري في الحياة وهو المادة التي أودع فيها سبحانه وتعالى سر الوجود حيث جاء في آياته الكريمة:(وجعلنا من الماء كل شيءٍ حي ) ، فالماء من القضايا الخطيرة التي تواجه الوطن العربي خاصة في ظل عدم التوافق بين عرض الماء المتناقص من ناحية وتزايد الطلب عليه من ناحية أخرى ، إن استمرار الوضع على ما هو عليه يشكل إنذاراً بالخطر لا يمكن تجاهله كما لا يمكن حله إلاّ بالعمل على جبهتين معاً فمن جهة على المنظمات غير الحكومية أن تدرك حجم المشكلة وتقدم الحلول الإرشادية لمختلف الشرائح الاجتماعية لضبط استهلاك المياه وتوجيه الفرد لمعرفة دوره في ترشيده.ومن جهة أخرى وهي الأهم البحث عن بدائل للموارد المائية كتحليه مياه البحر واستعمالها كمرادف لمياه الشرب وتدوير مياه الصرف الصحي لاستعمالها في مشاريع الري والزراعة ، إذاً لابد من وضع خطط تنفيذية لتفعيل برامج الإصلاح المائي ووضع الإدارة المتكاملة لموارد المياه في المنطقة العربية موضع التنفيذ من خلال التنمية والحفاظ على مصالح المياه كماً ونوعاً مع تأمين المياه لكل احتياجات المجتمع المدني .

ملخص التقرير

والمنة العظمى التي انعم
الله بها على بني البشر ، الماء هو النعمة الكبرى فيه أقام حياتهم وقسم أرزاقهم ومنه خلقهم حيث يقول تعالى (وجعلنا من الماء كل شيء حي) ويقول تعالى (أفرأيتم الماء الذي تشربون ، أأنتم أنزلتموه من المزن أم نحن المنزلون) ولقد تناولت في هــذا التقــرير عن مشكلــة الميــاه في الوطن العربــي وتناولت فيه عن الأسباب التي أدت إلــى انخفاض كمية المياه في الوطن العربـــي وقدمت توصيات ومقترحات للحفاظ على نعمة الماء وعدم الإسراف والتبذير فيه لكــي نحيا في المستقبل حياة بدون خوف أو قلق من زوال هذه النعمة ، إن للماء فوائد كثيرة على الكائنات الحية ويجب على جميع الناس بعدم الإسراف في استخدام الماء وضرورة المحافظة عليه خصوصا في الوقت الحالــي من ندرة الميــاه مع تزايد السكـــان من البشـــر

المصادر

http://www.4eco.com

http://www.almyah.com

الفهرس

صفحـــــة الغلاف ………………………………………….. ……. (1) .

المقدمة ………………………………………….. ………………… (2) .

الموضوع ………………………………………….. ………….. (3-6).

المقترحات والتوصيات ………………………………………….. . (7) .

الخاتمة ………………………………………….. ……………….. (8).

ملخص التقرير………… ………………………………………….. (9) .

المصادر والمراجع ………………………………………….. …. (.10).

الفهرس ………………………………………….. …………………(11)

..

م/ن

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ,..

أثر الميـاه الجوفيـة فى تشكيل سطح الأرض

عندمـا تسقط الأمطار تسلك سبيلها عبر الروافد والأنهار والمجارى المائية ليذهب فى نهاية المطاف إلى البحار والمحيطات , غير أن جزءاً منها يتسرب ويغوص فى صخور الأرض عبر الشقوق والفواصل التى قد توجد عادة فى الصخور . وإذا دققنا البحث فى أمر هذا الماء الجوى Meteoric water الذى إنتهى به المطاف إلى باطن الصخور الذى يطلق عليه فى هذه الحالة الماء الباطنى أو الماء الجوفى Underground Water . والذى قد يظهر على السطح مرة أخرى على هيئة ينابيع أو عيون . إذا دققنا البحث سوف نجد أن الماء الجوفى قد صار بعد رحلته ذا نشاط كيميائى . والسبب فى هذا النشاط الكيميائى يرجع إلى أن الماء الجوى قد أذاب بعضاً من غاز ثانى أكسيد الكربون الموجود بطبيعة الحال فى الجو . فمن المعروف أن غاز ثانى أكسيد الكربون قابل للاتحاد بالماء إذ أنهما يكونان مع وجود الأكسجين حمضاً ضعيفاً هو حمض الكربونيك.

هذا بالنسبة للماء الجوى , أما فيما يتعلق بالاحجار الجيرية فهى إحدى أنواع الصخور الرسوبية التى تتميز بهيئتها الطباقية , بمعنى أن الصخور الرسوبية بوجه عام والاحجار الجيرية بوجه خاص تتكون على هيئة طبقات , حيث تكونت وترسبت تلك الطبقات تباعا طبقة إثر طبقة عبر العصور الجيولوجية . وتبعاً لهذا الترسيب المتتالى نشأ نوع من الحدود الفاصلة بين الطبقات يطلق عليه مستويات التطبق أو سطوح الانفصال Bedding planes . ومن الملاحظ على الأحجار الجيرية بالإضافة إلى وجود سطوح الإنفصال , كثرة انتشار الفواصل والشقوق الرأسية على طبقات الأحجار الجيرية .

وإذا كانت الصخور – أيا كان نوعهـا – تتألف من أكثر من معدن , فإن الاحجار الجيرية تتميز بكونها مؤلفة من معدن واحد ، حيث يطلق عليها ؛ صخور وحيدة المعدن Mono-mineralic Rocks ؛ لأنها تحتوى على معدن رئيسى واحد ، هو معدن الكالسيت Calcite الذى يتكون – كيميائيا – من كربونات الكالسيوم ، وهذه من المركبات الكيميائية التى يسهل على الأحماض حتى الضعيفة منها التفاعل معهـا وإذابتهــا.

الكارســـــت Karst :

تعد الصخور الجيرية ، صخورا مثالية يتضح فيها تأثير المياه الجوفية بشكل ملموس ظاهر سواء أكان هذا التأثير على السطح أو ما تحت السطح مما ينتج عنه عدد من الأشكال التى ترتبط إرتباطـا وثيقا بتأثير المياه الجوفية وما يتبع هذا التأثير من عمليات الإذابة وتوسيع الشقوق والفواصل والكسور التى توجد عادة فى الصخور الجيرية .

وعلى الرغم من وجود هذه الأشكال فى مناطق كثيرة فى العالم إلا أن منطقـة الكارست Karst فى غرب يوغوسلافيا هى من أشهر المناطق التى يتضح فيها تأثير المياه الجوفية على الصخور الجيرية حتى أن كلمـة كارست أصبحت مصطلحا علميا على هذا التأثير بمعنى أن الكارست هى من الظاهرات الجيومورفولوجيـة الناتجة من تأثير المياه الجوفية على الصخور الجيرية فى المناطق المطيرة وفيما يلى أهم ظاهرات الكارست ..

1 – الكهـــوف :
إن الماء الجوفى المحمل بحمض الكربونيك قادر على إذابة الأحجار الجيرية باعتبار أن المكون الرئيسى لها هو كربونات الكالسيوم . وحين يتفاعل الأول مع الأخير فإن الأخير يتحول إلى بيكربونات الكالسيوم وهو من المواد القابلة للذوبان فى الماء .
وهذه المياه حين تتسرب من خلال الشقوق والفواصل الرأسية الموجودة فى طبقات الأحجار الجيرية فإنها تحول الكربونات إلى بيكربونات تذوب فى الماء وسرعان ما تأخذ هذه المادة الجديدة – البيكربونات الذائبة – طريقها مع سريان المياه الباطنية خلال سطوح الإنفصال تاركة وراءهـا فراغاً ما يلبث أن يزيد حجمه قدراً واتساعاً كلما توالى وأستمر تأثير المياه الباطنيـة المحملة بحمض الكربونيك على الأحجار الجيرية . وينتج عن هذا التأثير – عبر الزمن الجيولوجـى – تكون الكهوف والمغارات التى تتفاوت أحجامهـا حسب معدل تأثير حمض الكربونيك زيادةً ونقصانـاً وحسب مستوى المياه الباطنيـة وحسب تركيز الحمض نفسه ، وغير ذلك من العوامل التى تؤثر سلباً أو إيجاباً فى عملية ذوبان الصخور الجيرية.

2 – الصواعد والهـــــوابط :
وبعد تمام تكون الكهف وفى أثناء سريان المياه الباطنية الحاملة لحمض الكربونيك قد يحدث أن ترشح أو تنز نقطة أو بضع نقاط من هذه المياه من سقف الكهف . وقد تظل هذه النقطـة أو تلك النقاط معلقة فى السقف فترة تقصر أو تطول حتى تجف . أى أن بيكربونات الكالسيوم الذائبة تتحول بالتبخير إلى كربونات كالسيوم التىلا تذوب فى الماء . ويرجع السبب فى هذا التحول إلى تطاير غاز ثانى أكسيد الكربون الذى كان بالإضافة إلى الماء سبباً فى تكون البيكربونات الذائبـة .

وعند ترسب الكربونات علـــى سقف الكهـــف تكون فـــى البداية أشبه بالهباءة التى لا تكاد ترى . وتسلك النقاط التالية نفس المسلك السابق من الرشح ثم الجفاف الناتج عن التبخير ثم الترسب على سقف الكهف وهكذا دواليك وعبر آلوف أو ملايين السنين تزداد كمية كربونات الكالسيوم شيئاً فشيئاً على شكل أعمدة مدلاة من سقف الكهف هابطة نحو القاع وهى تلك الأعمدة المسماه بالهوابط Stalactit .

وفى كثير من الأحيان يحدث أن هذه النقاط قد تكون نقاطـا ثقيلـة لا تقوى – لثقلها – على التعلق بسقف الكهف ، فتسقط على القاع ليسرى عليها ما سرى على النقاط المعلقة بالسقف من حيث الجفاف الناتج عن التبخير الذى يؤدى إلى ترسب كربونات الكالسيوم . وبتوالى تساقط مثل هذه النقاط على قاع الكهف وترسب محتواها من الكربونات يرتفع عمود من أرضية الكهف يتلمس طريقه إلى أعلى صاعدا فى إتجاه السقف مكونا الصواعد Stalagmites .

3 – الأسطح الجيريــة المضرســة :
وهـى أسطح الطبقات الجيريـة التى تظهر فيها الثقوب والحزوز الغائرة والأسطح المهلهلـة المشرشرة الناتجـة من عدم إنتظام عمليـة الإذابـة للمياه الحامضيــة . ويطلق على هذه الظاهرة أسماء محليـة فهـى البوجاز Bogaz فى يوغوسلافيا والكارن Karren فى المانيا واللابيـة Lapies فى فرنسا .

4 – الحفر الغائرة وبالوعات الإذابــة :
تعتبر الحفر الوعائيـة Sink Holes أو بالوعات الإذابة Dolines من أكثر ظاهرات الكارست انتشاراً فى العالم وهى تنشأ نتيجة لتسرب المياه الحامضية من خلال الفواصل وإذابتها لمكونات الصخر ومن أهم أشكال هذه الحفر :

أ ) بالوعـات الإذابــة Solution Sink Holes : ويتكون هذا النمط من البالوعات نتيجة لعملية الإذابة على سطح الأرض وتكوين بعض الحفر الدائرية التى تتسع شيئاً فشيئاً مع استمرار عملية الذوبان وقد تتلاحم هذه الحفر مع بعضها البعض مكونة منخفضات أكثر إتساعا ويطلق عليها فى هذه الحالة إسم بالوعة الإذابة المركبة Compound Sink Holes.
ب ) الحفر الطوليـــة كبيرة الحجـم : وهى عبارة عن حفر طوليــة الشكل كبيرة الحجم ذات جوانب شديدة الإنحدار ويطلق على هذه الحفر الطولية إسم محلى يوغوسلافى هـو بولجـى Polje .

أنواع الميـاه الجوفيــة :

1 – الآبار الارتوازيــة Atresian Wells:
ويكثر حفرها فى المناطق الجافة وشبه الجافة إلى أن يصل الحفر إلى الطبقة الحاوية للماء الجوفى والذى يختلف مستواه من مكان لآخر ومن فصل مناخـى لآخر . ويتوقف حجم الماء المتجمع فى البئر ومعدل ضخه إلى السطح على سرعـة انسياب الماء إليه وعلى سمك الطبقة الحاوية للماء ثم على المدد الذى يستمد منهـــا .

2 – الينابيـــــع Springs :
وهى مناطق ينخفض سطحها عن مستوى الماء الجوفى فى الأرض المحيطة بها ومن ثم يندفع الماء على سطحها تلقائيا . وقد يتدفق الماء بصورة منتظمة أو متقطعـة على فترات ، غزيرا أو ضئيلا . كما قد يمثل المنابع العليا لبعض الأنهار كما هو الحال فى كثير من أنهار لبنان وفى نهر العاصى الذى يبدأ رحلته من ينابيع شمال بعلبك ثم يتجـه شمالا إلى أن يلتقى بالبحر المتوسط بعد رحلـة 571 كم .
ومما يساعد على كثرة الينابيع درجـة ميل الطبقات التى تؤدى فى بعض المواقع إلى تكوين حافات صخرية صماء فى إتجاه ميل الطبقات ومن ثم إلى تجمع المياه أمامهـا وإندفاعهـا غزيرة إلى السطح ، وكذلك كثرة الشقوق Cracks والفواصل Joints وتتابع مسامية الصخور مع توفر طبقة صماء لحجر الماء أمامهـا ورفع منسوبـه ، ثو وجود السدود الرأسية Dykes من الحجر النارى الذى يعمل أيضا على حجز الماء ورفع منسوبـه .

3 – الفــورات الحارة Geysers :
فمع انتشارها فى كثير من القارات وفى مختلف العروض إلا أنها تكثر فى المناطق التى تعلو تيارات الحمل فى القشرة الأرضية كما فى هاواى وأيسلنده ، وفى مناطق الحدود بين ألواح القشرة الأرضيـة ، وفى مناطق الضعف بهـا كما فى نيوزيلاندا .

وكما يكون مصدر مائهـا – وهذا هو الغالب – هو ماء المطر الذى يتسرب بعضـه تحت سطح الأرض ويذيب بعض الأملاح التى ترفع من درجـة حرارتـه ، قد يكون مصدر مائهـا الصهير نفسه والغازات المتكثفة التى تتصاعد من منطقـة الوشاح وهو مصدر يرفع كثيرا من درجـة حرارة الماء . وعلى كل فإن درجة حرارة ماء الفورات تتوقف على مدى العمق الذى تبدأ منه وعلى كمية الأملاح الذائبة فيه . وبينما يكون بعضهـا فى درجة حرارة الجسم ومما يحتمله الإنسان قد يتعدى بعضها درجة غليان الماء بكثير .

وكثيرا ما يتصاعد مع الماء بعض الرواسب وكربونات الكالسيوم وغيرهـا من الأملاح الذائبـة . وقد يؤدى تراكمهـا على السطح بعد جفاف الماء من حولها بسبب البخر أو التسرب أو انقطاع التدفق إلى تكوين مخاريط ضئيلـة الحجم مكونة صخورا جيرية تعرف بالجيزيريت Geyserite .

الظاهرات الناتجـة عـن المياه الجوفيــة :
يأتى معظم الماء المتسرب إلى جوف القشرة الأرضية من الأمطـار المتساقطـة والثلوج الذائبـة ومن المياه الجارية ومن المحيطات والبحار المجاورة . وبينما يظهر بعض هذا الماس الجوفى على سطح الأرض فى بعض المواقع – حيث يمكن الانتفاع به – نتيجـة لحركة المياه فى الطبقة الحاوية له ودرجـة ميلهـا ثم بعد هذه الطبقة عن سطح الأرض . قد يقتصر فعل الحالات تعمل المياه الجوفية على خلق بعض الظاهرات الجيومورفولوجيـة والتى من أهمها الآبار والينابيع

إعداد الدكتور : مصطفى يعقوب

في المرفقات