طرق الكشف عن المياه الجوفية وتحديد أماكن حفر الآبار .. ” قديماً وحديثاً “

كتابة: علا علي آخر تحديث: 30 يوليو 2021 , 01:53

ما هي المياه الجوفية

لا يستطيع البشر الاعتماد على المياه السطحية وحدها للحياة على الأرض، فمنذ آلاف السنين اعتد البشر على المياه الجوفية لتلبي احتياجاتهم، والمياه الجوفية تعتبر كنز لأنها صالحة للشرب والري.

وتتواجد المياه الجوفية عادة بين المسام والشقوق الموجودة في التربة والصخور، وتتجدد المياه الجوفية خلال هطول الأمطار، وتوزع بشكل غير متساو ، وتسمى منطقة المياه الجوفية بالمنطقة المشبعة.

وتسمى المنطقة الموجودة بين سطح الأرض والمياه الجوفية بالمنطقة غير المشبعة ويكون فيها القليل من الماء ، معظمه يكون في فتحات صغيرة من التربة والصخور، أما المناطق الواسعة في تلك المنطقة فتكون مليئة بالهواء بدلًا من الماء، وعادة فإن المياه الموجودة في تلك المنطقة لن تتدفق باتجاه البئر الذي سيتم حفره.

ويستطيع العلماء تحديد مواقع المياه الجوفية باستخدام أساليب وتقنيات مختلفة، حيث قبل الحفر والتنقيب تحديد:

  • موقع المياه الجوفية.
  • عمق المياه.
  • جودة المياه الجوفية وكميتها.

وتعد الصخور هي أهم الأدلة على وجود المياه الجوفية، وتعد التكوينات المجمعة للصخور مثل الحجر الرملي أو الحجر الجيري أو الجرانيت وكذلك الرواسب غير المتماسكة مثل الحصى أو الرمل دلائل على وجود المياه الجوفية.

 فالخزان الجوفي هو أي كتلة صخرية تحتوي على إمدادات مياه صالحة للاستعمال، يجب أن يكون الخزان الجوفي الجيد مساميًا بدرجة كافية للاحتفاظ بالمياه ونفاذًا بدرجة كافية للسماح بإعادة الشحن المستمر للمياه إلى البئر.[1]

طرق الكشف عن المياه الجوفية قديما

الكبح ويسمى ” التنقيب عن الماء”  يعد من أقدم طرق التنقيب عن الماء، فقد استخدمها البشر منذ آلاف السنين، وتسمى تلك الطريقة بالكشف عن الماء ويستخدم فيها عصا أو بندول أو أي أداة مشابهة لتحديد موقع المياه الجوفية.

وهذه الطريقة لا تزال مستخدمة في المناطق البدائية أو المناطق الفقيرة التي لا تمتلك التقنيات الحديثة للكشف عن الماء، ويمكن صنع عصا التنقيب باستخدام مجموعة متنوعة من الأشجار مثل أشجار الخوخ أو الصفصاف، كما يمكن استخدام الأسلاك.

وفي الطريقة القديمة كان المنقب يصنع من عصا الكشف شكل حرف Y ، ويمسكها بكلتا يديه، ثم يرفعها لأعلى ، ويلف في المنطقة ذهابًا وإيابًا، ومن المفترض أنه عندما يمر على موقع الماء تنجذب العصا لأسفل.

وقد كانت تلك الطريقة تنجح في كثير من الحالات، ومع ذلك لا يوجد أي أساس علمي لتلك الطريقة، حتى أن البعض يطلق عليها اسم ” التنجيم عن الماء”، لكن السبب أنه في المناطق التي تهطل فيها الأمطار هناك احتمال كبير لوجود المياه الجوفية في أي مكان يتم الحفر فيه.[2]

الطرق الحديثة للكشف عن المياه الجوفية وتحديد أماكن الآبار

اختلفت طرق الكشف عن المياه الجوفية، اختلافًا كبيرًا، حيث أصبح العلم هو الأساس في البحث عن المياه الجوفية ومن ضمن الطرق الشائعة:

  • الأدلة السطحية (الطبوغرافيا)

والأدلة الأولى على وجود المياه الجوفية هي المناظر الطبيعية السطحية، على سبيل المثال : يعد وجود نباتات محبة للماء مثل الصفصاف علامة على وجود مياه جوفية على عمق ضحل أو متوسط.

ويجب قبل البحث عن المياه أن يتم مسح المنطقة السطحية بكل دقة قبل البدء في دفع تكاليف الحفر، كما يجب إلقاء نظرة أولية على موقع المياه قبل الحفر والاجتماع مع رؤساء القرى ، إجراء مسح مع سكانها لمعرفة مكان حفر الآبار أو أماكن استخدام الينابيع ، والأماكن التي تكون فيها النباتات أكثر خضرة وتبقى خضراء خلال موسم الجفاف.

وحاليا يتم الاعتماد على الصور التي تلتقطها الأقمار الصناعية لمسح النباتات في المناطق التي يراد التنقيب فيها عن الماء.

  • الطرق الجيوفيزيائية للكشف عن المياه

وهذه  هي الآن الطرق الرئيسية للتحقيق والكشف عن طبقات المياه الجوفية، وتعتمد الطريقة الجيوفيزيائية المستخدمة بشكل أساسي على السياق الجيولوجي.

خلال تلك الطريقة يسعى الباحثين لدراسة الخصائص الفيزيائية للتربة وعلى وجه الخصوص خصائصها الكهربائية، فغالبًا ما تكون طبقات المياه الجوفية محاصرة بين طبقات الصخور،

وبوجه عام توصل جميع الصخور كمية معينة من الكهرباء ، لكن قدرتها على التوصيل والمقاومة تختلف وفقًا لنوعها: سواء الصخور المدمجة أو الصخور الجافة أو الصخور المكسورة أو الصخور الرطبة أو الهياكل النفاذة ، أو الهياكل غير المنفذة.

وبالتالي تعتمد هذه الطرق على قدرة التربة أو الصخور على توصيل الكهرباء وقياس الموصلية أو المقاومة الكهربية للصخور، ومن هذه القياسات ، يتم استنتاج وتحديد نوع طبقة المياه الجوفية وحجمها وجودتها ، أو ربما يتم افتراض وجود المياه في تلك المنطقة فقط ، وكميتها المحتملة.

ويمكن استخدام طريقتين مختلفتين للكشف عن  وجود المياه بتلك الطريقة وهما:

الطريقة الأولي: قياس المقاومة الكهربائية باستخدام التيار المباشر

هذه هي الطريقة الأكثر استخدامًا لأنها مناسبة لأكبر عدد من الأماكن، وتتم عن طريق  إرسال تيار مباشر إلى بنية جيولوجية في موقع معين وقد تتراوح قوة التيار بين 50 إلى 400 فولت اعتمادًا على المقاومة – الموصلية، ويتم ذلك  باستخدام قطبين A و B.

 لكن عند تطبيق تلك الطريقة يجب ألا تكون المنطقة التي تم فحصها كبيرة جدًا ويجب أن تكون مسطحة نسبيًا وخالية من المباني التي قد تسبب تداخلًا وتجعل من المستحيل وجود خطوط AB بالطول المطلوب والذي يجب أن يكون أكثر من 300 متر

الطريقة الثانية طرق قياس هذا التفاعل بالوسائل المغناطيسية

وهذه الطريقة تعد أسهل في التنفيذ ، وتقيس هذه الطرق الإشارات الكهرومغناطيسية بسبب ظاهرة الحث المغناطيسي، فهي لا تحتاج إلى أي اتصال بالأرض وبالتالي لا تستخدم فيها أقطاب كهربائية. إنها تجعل من الممكن قياس تفاعل التربة مع الإثارة الكهرومغناطيسية، ومع ذلك ، لا يمكن استخدامها في جميع أنواع الأراضي أو طبقات المياه الجوفية التي يزيد عمقها عن 20 مترًا ، أو حتى أقل من ذلك، لذلك يبدو أن استخدامها قد تضاءل.

  • طريقة النظائر

هذه الطريقة مفيدة بشكل أساسي لتتبع تدفق المياه وتقدير عمر المياه الجوفية،حيث تستطيع تحديد عمر  المياه المخزنة في التكوينات الجيولوجية لفترات تتراوح من حوالي 1000 إلى مليون سنة.

ويعد الكشف عن عمر المياه الجوفية أمر هام لأن المياه الحديثة قد تحتوي على الكثير من الملوثات والمواد الكيميائية مثل النترات والمذيبات الصناعية، وهذه المواد قد لا تكون موجودة في المياه القديمة.[3]

والأساس في تلك الطريقة هو أن الطبقة السطحية تتجدد عن طريق تسرب المياه عبر منطقة التدفق ، حيث يكون الخزان الجوفي معرض للسطح، ويمكن أن تعطي التحقيقات باستخدام طريقة النظائر في كثير من الأحيان مؤشرات مفيدة في حالة وجود تسرب للمياه.

ويمكن اكتشافها وتقييمها من خلال تحليل الاختلافات في محتوى النظائر في التربة االرطبة الموجودة  فوق منطقة التشبع.

وأكثر النظائر استخدامًا للبحث عن المياه الجوفية هي التريتيوم والديوتيريوم والأكسجين 18 والكربون، كما يمكن تحديد المياه الجوفية التي تتراوح أعمارها بين 1000 إلى 30 ألف سنة باستخدام نظائر مثل الهيليوم-4 والتي يتم إنتاجها من خلال تحلل اليورانيوم والثوريوم في المواد الصلبة داخل الخزان الجوفي.

وهذه الطرق الحديثة توفر الكثير من الوقت والمال، وتزيد من احتمالات العثور على المياه في أماكن الحفر، وعادة ما يتم اختيار الطريقة المناسبة حسب الخصائص الهيدروجيولوجية للأرض التي يتم البحث فيها.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق