كيفية استكشاف المياة الجوفية

الري , المياة الجوفية , طرق استكشاف المياة الجوفية , كيفية استكشاف ابار المياة الجوفية

لماذا نتعرف على هذا الموضوع ؟

يتم التعرف على طرق أستكشاف المياة الجوفية فى أطار التعرف على كل ما يخص المياة الجوفية حتى يكون لدى المزارع العربى مفهوم صحيح عن تواجد المياة الجوفية و كيفية أستغلالها .
تكثر أسئلة المشتغل بالزراعة و أحيان كثيرة تجدة لا يفصل ما بين المفاهيم الصحيحة و مابين تفكير عفا علية الزمن عندما كان يستعان بالمشعوذين لأكتشاف المياة الجوفية على سبيل المثال .
الماء العذب فى الأرض الجزء الأعظم منة يوجد متجمدا فى المناطق القطبية و المتاح للأستخدام من الماء العذب أما مياة سطحية تتوفر بالأنهار و بحيرات المياة العذبة بنسبة 1 % من المتاح و الذى جزءة الأعظم مياة جوفية بنسبة 99 % و تلك النسب عالمية بمعنى أنها قد تختلف على مستوى المنطقة العربية .
يمر أستكشاف المياة الجوفية بمراحل :

1 - مرحلة البحث التمهيدى . ( أستكشاف أقليمى )

تجرى لتكوين فكرة عن الظروف الجيولوجية و الهيدرولوجية للمنطقة و تعتمد على تجميع و دراسة أى دراسات سابقة للمنطقة و ما جاورها من الناحية الطبوغرافية و الجيولوجية و الجيومورفولوجية و البيدولوجية و الجيوفيزيائية و المناخية و تواجدات المياة السطحية .

2 - مرحلة الدراسات المبدئية . ( بحث نصف تفصيلى للمناطق ذات الأهمية المائية )

دراسات حقلية و معملية يصاحبها حفر آبار قليلة أو متوسطة العمق مع أجراء ضخ تقريبى لمعرفة التركيب الجيولوجى و عمل تحليل كيميائى للمياة و تنتهى هذة الدراسات الى رسم خرائط هيدروجيولوجية بمقياس رسم 1:100000 أو 1:200000 و أحيانا تكون بقياس رسم 1:500000 ( أى أن كل 1 سنتيمتر على الخريطة يمثل 500000 سنتيمتر ( نصف كيلومتر ) على الطبيعة .
3 - مرحلة الدراسات التفصيلية .

تجرى لمساحات محدودة ثبت أهميتها فى الدراسات المبدئية . يتم فيها زيادة كمية الدراسات و التجارب تبعا لغرض الدراسة و طبيعة المنطقة . ينتج عن الدراسة خرائط هيروجيولوجية بمقياس رسم 1:50000 أو 1:25000 أو 1:10000 أو 1:5000 و ذلك على حسب كمية الدراسات التى تتم .

الخرائط الهيدروجيولوجية تحدد أمتداد و عمق و سمك و خواص الطبقة الحاملة للمياة و ظروفها الهيدروجيولوجية و أنتاجيتها كما تحدد خطوط كنتور سطح المياة أو المستوى البيزومترى لها و كذلك نوعية المياة الجوفية و أيضا توقع على الخريطة تواجدات المياة السطحية من أنهار و نهيرات و ترع و مصارف و بحيرات تؤثر فى تغذية الماء الجوفى .

أنواع الدراسات المستخدمة فى أستكشاف المياة الجوفية :

1 - دراسات سطحية :
و تنقسم الى
* دراسات مناخية : كمية المطر - كمية البخرنتح - درجات الحرارة - الضغط الجوى - الرطوبة الجوية و يتم عمل خرائط بذلك و يتم حساب الموازنة المائية .

* دراسات طبوغرافية :

تمهد للدراسات الجيولوجية التى تمهد للدراسات الهيدروجيولوجية . تتم الدراسة الطبوغرافية بأعمال المساحة و الصور الجوية و صور الأقمار الصناعية وبال Gis نظو المعلومات الجغرافية التى تتم بالأتصال بالأقمار الصناعية .

* دراسات جيولوجية سطحية :

هى أولى خطوات الدراسة المبدئية و هى الأساس الذى تبنى علية الدراسة التفصيلية . معرفة ترسيب و تأكل الطبقات و تركيبها الجيولوجى يؤدى لأستنتاج أمتداد الطبقة الحاملة للمياة و يساعد فى تكوين صورة عن الخواص الليثلوجية للطبقات و بالتالى تحديد أحتمال تكوين المياة بتلك الطبقات و تحديد نوعية المياة مبدئيا كما يمكن تحديد المناطق التى يمكن تدفق المياة منها أرتوازيا دون الحاجة لمضخات . الدراسة الأستراتيجرافية و دراسة التاريخ الجيولوجى يساعد فى أكتشاف خزانات أرتوازية على أعماق معينة . تقوم المساحة الجيولوجية برسم خرائط جيولوجية للمنطقة و أيضا قطاعات جيولوجية .

2 - دراسات تحت سطحية :

تتم هذة الدراسات من على سطح الأرض و من خلال آبار أختبارية يتم حفرها و هى تبدأ مع بداية عملية الحفر بفحص ناتج حفر طبقات الأرض أولا بأول و تنقسم تلك الدراسات الى :

* دراسات جيولوجية تحت سطحية .

* دراسات جيوفيزيائية .

* دراسات هيرولوجية .

- الدراسات الجيولوجية تحت السطحية :

تتم على فتات الصخور المحفورة على كل عمق 1 -2 أو 3 - 5 متر و تتم على عينات أسطوانية تؤخذ على حسب الحاجة أليها و هذة الدراسات تنتهى الى رسم خرائط ليثولوجية تحت سطحية تبين التكوين الليثولوجى لطبقات الأعمار الجيولوجية المختلفة و رسم خرائط تركيبية كنتورية تبين تضاريس و أنكسارات و ألتواءات الطبقات مختلفة الأعمار و رسم خرائط سمك الطبقات خاصة الحاملة للمياة و العازلة و رسم خرائط السمك الصافى لطبقة الرمال و الحجر الرملى و رسم خرائط جيولوجية تركيبية للقاع الصخرى أسفل الطبقات الرسوبية و غالبا يكون من صخور نارية أو متحولة و ترسم هذة الخريطة بمقارنة المسح الجيوفيزيائى مع تحليل عينات ناتج حفر الآبار الأختبارية .

- الدراسات الجيوفيزيائية :

تدرس الخواص الطبيعية للصخور مثل الكثافة و المغناطيسية و المرونة و الخواص الأشعاعية و درجة مقاومة التيار الكهربى و درجة توصيل الصوت و خلافة .و هى تنقسم الى قسمين :
# مسح جيوفيزيائى يجرى فوق سطح الأرض لأختبار الطبقات التى فى الأعماق و هو ينقسم الى أربعة طرق :

= طرق سيزمولوجية :

بطريقة الموجات المنعكسة و طريقة الموجات المنكسرة لمعرفة شكل و عمق الطبقات و الطريقة تزداد أهميتها فى التنقيب عن النفط .

= طرق مغناطيسية :

أعتمادا على الخواص المغناطيسية للخر يتم رصد الأنحراف المغناطيسى من على سطح الأرض أو من طائرة تطير على أﻻرتفاع منخفض لتحديد شكل الطبقات و معرفة التركيب المعدنى للصخور .

= طرق الجاذبية الأرضية :

تعتمد الطرق الجرافيمترية هذة على تعيين وزن كتلة معينة بدقة فى نقاط مختلفة على الأرض و هى تفيد فى حساب سمك الطبقات الرسوبية .
الطرق المغناطيسية و الطرق الجرافيمترية أستخدمتا فى تحديد شكل القاع الصخرى لمنطقة الوادى الجديد بالصحراء الغربية لمصر . هذة الطرق من المسح تعتبر طرق غير مباشرة .



= طرق كهربية :

هذة هى أهم طرق الدراسة الجيوفيزيائية الأربعة . تعتمد الطريقة على أختلاف المقاومة الكهربية للصخور تبعا لنوعها و كثافتها و حجم و شكل مسام الصخور . تفيد هذة الطريقة غى تحديد مواقع ينابيع المياة المعدنية و تحديد عمق المياة الجوفية حرة السطح و تحديد مناطق المياة العذبة داخل المناطق المشبعة بالمياة المالحة خاصة فى المناطق الجافة و مثال ذلك ما تم فعلا لتحديد عدسات المياة العذبة العائمة على طبقات المياة المالحة فى كل من الساحل الشمالى الغربى و سيناء بمصر كما تفيد الطرق الكهربية فى تحديد المناطق عالية النفاذية خاصة فى طبقات الحصى و الرمل و كذلك تستخدم لتحديد سمك طبقات الحصى و الرمل الحاملة للماء الجوفى و أيضا تستخدم الطرق الكهربية لتحديد عمق و وضع الطبقات ذات التشقاقات العالية لأهميتها كمناطق ذات أحتمالت مائية كبيرة .

# رصد جيوفيزيائى داخل الآبار و يجرى داخل الآبار بعد حفرها و يتم بعدة طرق :

= الرصد الكهربى فى الآبار :

بطريقة رصد الجهد التلقائى فى الآبار المغلفة أو بطريقة رصد المقاومة الكهربية فى الآبار الغير مغلفة و تفيد فى دراسة تتابع الصخور ( ليثولوجى ) و التمييز بين الطبقات الحاملة للماء العذب و الماء المالح التى يخترقها البئر و تحديد عمق المناطق المبطنة بالقواسين ( المغلفة ) من البئر و كذلك تحديد عمق الجزء المتآكل أو المنهار من القواسين كما يمكن تحديد المقاومة النوعية للطبقات التى يخترقها البئر . و توجد طريقة للرصد الدقيق جدا بالميكرولوج و خصائصة تحديد سمك الطبقات التى يخترقها البئر خاصة الطبقات دقيقة السمك و تحديد الحدود بين الطبقات حتى بين الطبقات دقيقة السمك و تحديد المسامية و النفاذية لطبقات الأرض و تحديد الفجوات داخل البئر و هذة الطريقة شائع الأعتماد عليها و يمكن بواستطها قياس أى تغيير بسيط فى قطر البئر يصل الى نصف ملليمتر ( 0.125 بوصة ) .

= الرصد الأشعاعى داخل الآبار و ينقسم لنوعين اساسين :

رصد أشعة جاما . تنبعث طبيعيا من الصخور و تستعمل هذة الطريقة لتحديد طبقات الطفلة التى يصعبتمييزها و تحديد سمكها حتى لو كانت مالحة .
الرصد النيوترونى . يتم بقذف الصخور بالنيوترونات . و تستعمل فى تحديد الطبقات فى الأبار المغلفة و الغير مغلفة و هى الأدق فى تحديد مسامية الصخور و تفيد فى تحديد الطبقات المتماسكة و المضغوطة و معرفة الجزء من البئر المغلف بالمصافى ذات الفتحات .
= الرصد الحرارى داخل البئر . عامة ترتفع درجة الحرارة 1 درجة مؤية مع كل 30 متر ( 100 قدم ) عمق لكن نوع الصخور يؤثر و وجود ماء أو غاز يخفض درجة الحرار عن معدلة أو يرتفع نتيجة تفاعلات نارية جوفية :
يستعمل الرصد الحرارى فى مقارنة نتائجة مع نتائج الرصد الكهربى و يمكنة تحديد أرتفاع الأسمنت لو وضع فى البئر و يمكنةتحديد مناطق فقد محلول الطفلة المستخدم مع الحفارات الرحوية .
= رصد قطر البئر و يتم بجهاز معاييرة ( كاليبر ) يركب مع الميكرولوج المستخدم للرصد الكهربى :
و يستخدم فى التقدير الدقيق للتغيير فى قطر البئر على الأعماق المختلفة و معرفة بيانات الطبقات على حسب طريقة الحفر حبث يزيد قطر الحفر فى الطبقات غير المتماسكة عند أستخدام حفارات روية بينما يزيد هذا القطر عند أستخدام الحفار الدقاق لو وجدت طبقة صلبة أسفل الطبقة الغير متماسكة و يتساوى قطر الحفر طبقا لقطر بنطة الحفر فى الطبقات الصلبة عامة .

- الدراسات الهيدرو جيولوجية :

تتم على آبار أختبارية تحفر خصيصا و على الآبار الأنتاجية الموجودة بالمنطقة و هى تنقسم لقسمين :

# دراسات هيدروجيولوجية أثناء الحفر و تدرس الظواهر الأتية :

= ظهور و ثبات سطح المياة فى البئر . و تسهل معرفة الوصول لسطح الماء عند أستخدام محلول الطفلة ( يستخدم مع الحفارات الرحوية لتشحيم و تبريد أجزاء الحفر و تدعيم جدران البئر و المساعد فى نزح ناتج الحفر و هو يدفع فى دورة من فوق سطح الأرض و يعود لدفعة مرة أخرى و تكون لة لزوجة تضبط معمليا ) كما يمكن تحديد سمك طبقة الماء التى يخترقها البئر حيث تقل خلالها لزوجة محلول الطفلة و يخرج مختلطا بالمياة و لو كانت الطبقة تحمل ماء أرتوازى ضغطة عالى فقد يحدث أندفاع لمحلول الطفلة الى خارج البئر و فى هذة الحالة يقاس مستوى سطح المياة بالمانومتر ( المانومتر هو جهاز قياس الضغط و الآبار الحبيسة و شبة الحبيسة يكون لها مستوى بيزومترى حيث يرتفع مستوى الماء داخل البئر و قد يكون الضغط البيزومترى كافى لضخ الماء من البئر بدون الحاجة لمضخة ) .
= درجة فقدان محلول الطفلة فى البئر .لها دلالات على الطبقات التى يخترقها الحفر .

= ملاحظة درجة حرارة و كيميائية محلول الطفلة .عند أختراق البئر للماء تنخفض درجة حرارة محلول الطفلة و يجب أختبارها مرة كل 30 دقيقة من الحفر أما كيميائيا فتختبر دوريا عينات من المحلول فى معمل حقلى بسيط فى منطقة الحفر .

= ملاحظة الهبوط المفاجئ لعمود الحفر .نتيجة وجود فجوات بها طين أو رمال رخوة و أحيانا ماء .

= ملاحظة خروج غازات من البئر .قد توجد مختلطة مع الماء و تحديد كميتها و نوعها و لو تقريبيا يفيد عمليات البحث و الحسابات الهيدرولوجية .

# الدراسات الهيدرولوجية بعد إتمام الحفر . عبارة عن تجارب أختبارية و عمليات أرصاد مختلفة على لمجموعة الآبار التى تم تصميمها و حفرها :

= عمليات الضخ التجريبى :
تتم على عدة آبار منفردة أو على بئر رئيسى مع ملاحظة الهبوط فى آبار ملاحظة قريبة . تفيد فى تحديد : قياس الهبوط و تحديد المعاملات الهيروليكية للصخور مثل معامل النفاذية و معامل الناقلية و خلافة .
= عمليات الرصد الدورية :
تجرى على مجموعة آبار أختبارية مختارة موزعة على المنطقة التى يجرى فيها البحث . الغرض منها معرفة و تسجيل التغيرات دوريا خلال فترة زمنية كبيرة و هى تفيد فى التنبؤ بالتغيرات المستقبليى . تتم عمليات الرصد الأتية :
1 - رصد مستوى سطح المياة : يتم فى بئر لم يضخ لفترة طويلة و يجب أيقاف ضخ الآبار المجاورة . تتم دوريا كل يوم أو كل عشرة أيام أو كل شهر على الأكثر .
2 - تسجيل درجة حرارة المياة : بواسطة ترمومتر خاص تقاس درجة حرارة مياة الآبار الأختبارية دوريا مع قياس درجة حرارة الهواء عند سطح الأرض للمقارنة و تسجل النتائج .
3 - كيميائية المياة الجوفية : تؤخذ عينات دورية كل شهر و أحيانا كل 3 شهور يجرى عليها تحليل كيميائى مختصر . بعض مكونات يتم تحليلها فى موقع البئر مباشرة مثل البيكربونات .

***** الخلاصة :

1 - مما سبق أمكننا التعرف على كيفية معرفة مكونات و طبيعة و خصائص الطبقات الحاملة للمياة الجوفية . الفائدة من ذلك أن نعرف أن السبيل الوحيد لمعرفة تلك البيانات هو الدراسة . لا تتوقع أمكانية أن يعرف أى شخص تلك البيانات بدون دراسة .

2 - من معرفتنا لنوعية دراسات المياة الجوفية سنكتشف أنها تحتاج لمجهود قومى فى أنجازها و لا بديل لهذا و ثانيا فحتى تكون الدراسة مفيدة للمزارع أو المستثمر فلابد من أجراء الدراسات التفصيلية حتى تتاح كل البيانات و المعلومات اللازمة بالضرورة لأتخاذ القرار بحفر بئر .

رأيت بعينى مثال لدراسة قامت بها جهه مسؤلة كبيرة عن منطقة ما و يمكننا وصف هذة الدراسة بأنها ( سلق بيض يعنى أى كلام ) فالدراسة لا يعدو وصفها بحث تمهيدى تم من داخل المكاتب من خلال الدراسات السابقة للمنطقة و معلومات الآبار المحفورة فعلا مع دراسات مناخية من خلال عمق المطر المعروف بالمنطقة و بالتالى حساب كمية المياة الجوفية السطحية المتجمعة من المطر سنويا طبقا لمعادلة الموازنة المائية . و جهه الدراسة معذورة فالمنطقة أساسا فقيرة فى ثروتها المائية فعلا ثم أن هذة الدراسات مكلفة جدا و لا يمكن لفرد أو شركة صغيرة أوجمعية زراعية أن تمولها . أذا الحل هو ددعم الجهات المعنية بالتمويل و الباحثين و العاملين من قبل الدولة للقيام بواجبهم . المفارقة أن التوصية فى الدراسة التى أتكلم عنها كانت توصى بعدم حفر آبار لندرة الأمطار و قلة ماءها المتجمع فى الآبار السطحية و لما كانت الجهه الطالبة لهذة الدراسة هى جمعية تعاونية لأستصلاح الأرضى فقد أخفت هذا التقرير فى سابع أرض و لم تطلع علية أحد حتى تبيع الأراضى و وقع التقرير فى يدى بالصدفة .

منتهى الرووعة ،،
ارتقب المزيد من مشاركتك