المياه الجوفية

تُعرّف المياه الجوفية (بالإنجليزية: Groundwater) على أنّها مياه عذبة مصدرها الأساسي مياه الأمطار، وذوبان الكتل الجليدية والثلوج، وتتسرب إلى الطبقات الصخرية السفلية، وتخزن في مسام الصخور، وفراغاتها، والتكوينات الجيولوجية الأخرى، وتُعدّ المورد الأساسي لمياه الأنهار، والينابيع، والبحيرات، والمحيطات، وكذلك الخِلجان.[١]


ما هو الخزان الجوفي

يُعرّف الخزان الجوفي (بالإنجليزية: Aquifer) بأنه عبارة عن كتلة من الصخور ذات المسامية العالية أو كتلة من الرواسب المُشبعة بالماء، إذ يصل الماء إلى هذه الطبقات عن طريق التربة التي تعلوه، وقد يخرج هذا الماء إلى السطح على شكل ينابيع وآبار.[٢]


أنواع الخزانات الجوفية

تقسم الخزانات الجوفية اعتمادًا على الطبقات الصخرية أو الرسوبيات المكوّنة لها إلى نوعين رئيسيين هما:[٢][١]

  • الخزان الجوفي المحصور: الخزان الجوفي المحصور (بالإنجليزية: Confined Aquifer) عبارة عن تجمّع للمياه على أعماق كبيرة في طبقات صخرية محاطة بطبقتين صخريتين من الأعلى والأسفل غير منفذة للماء، وغالبًا ما تكون هذه الطبقات مكونة من الطين الذي يُعدّ من أقل المواد الصخرية نفاذية، وتكون تحت ضغط أكبر نسبيًا من الضغط الجوي، ويقلل وجوده في تكوين الخزان الجوفي من وصول الملوِّثات إلى المياه الجوفية، إذ تتجمع المياه في هذا الخزان في الكسور أو الفراغات الصخرية الموجودة في الجسم الصخري للخزان، ومن الجدير بالذكر أنّ قدرة هذا النوع من الخزانات على استيعاب الماء قليلة جدًا. وهناك نوع خاص من الخزان الجوفي المحصور، وهو:
  • الخزّان الارتوازي: الخزان الارتوازي (بالإنجليزية: Artesian Aquifer) هو نوع خاص من الخزان الجوفي المحصور، ويوجد فوق صخور الأساس لطبقات الخزان الجوفي المحصور، ويتميّز بأنّه قادر على إخراج المياه منه إلى السطح على شكل آبار ارتوازية، وتعود قدرة هذه المياه على الوصول للسطح والتدفق بشكل طبيعي إلى الضغط الكبير الموجود بين هذه الطبقات، حيث أن وجود أي ثقب في جسم الخزان سيؤدي إلى خروج الماء من الضغط المرتفع وانفجارها على السطح.
  • الخزان الجوفي غير المحصور: الخزان الجوفي غير المحصور (بالإنجليزية: Unconfined Aquifer) عبارة عن تجمع للمياه على أعماق قليلة من سطح الأرض فوق طبقات صخرية غير منفذة (مثل الطين) يعلوها طبقة صخرية أو رسوبيات منفذة، أي لا تحتوي على طين، هذا النوع من الخزانات أكثر عرضة للتلوث من الخزانات المحصورة؛ ويعود ذلك إلى سهولة وصول الملوِّثات إليها عن طريق وصول المياه التي تغذيها، ومن الجدير بالذكر أنّ لهذه الخزانات قدرة تخزينية أكبر نسبيًا من القدرة التخزينية للخزانات الجوفية المحصورة. وهناك نوع خاص من الخزان الجوفي غير المحصور، وهو:
  • الخزان الجاثم: الخزان الجاثم (بالإنجليزية: Perched Aquifer) وهو عبارة عن خزان ناتج من انفصال جزء من الخزان الجوفي عن مصدر الخزان الجوفي الرئيس عن طريق تكوّن طبقات صخرية غير منفذة ذات امتداد محدود، وعادة ما يحتوي هذا النوع من الخزانات على كمية محدودة من المياه ولفترة زمنية قصيرة.


خصائص الخزان الجوفي

هناك خصائص معينة من الأساسي وجودها في الخزان الجوفي، وهي:[٣]

  • المساميّة: تعرف المسامية (بالإنجليزية: Porosity) على أنّها النسبة بين حجم الفراغات الموجودة في الصخر إلى حجم الصخر الكلي، ويُعبّر عنها بالنسبة المئوية، وتُقسم المساميّة إلى نوعين، هما:
  • مسامية أولية: وهي الفراغات التي تتكون أثناء نشأة الصخر.
  • مساميّة ثانوية: وهي الفراغات التي تتكون بعد نشأة الصخر، وتكون نتيجة للكسور والتصدعات التي تحدث في جسم الصخر.
  • المساميّة الفعالة: المسامية الفعالة (بالإنجليزية: Effective Porosity) وهي نسبة الفراغات التي تسمح بحركة المياه خلالها وتدفقها، ويُعبّر عنها أيضًا بالنسبة المئوية.
  • التصريف النوعي: التصريف النوعي (بالإنجليزية: Specific Yield) هو نسبة المياه التي يتمّ تصريفها من الصخر بعد وصوله إلى حالة الإشباع وبشكل طبيعي تحت تأثير الجاذبية الأرضية إلى حجم الصخر الكلي، وهو مقدار لا وحدة له.
  • الاحتجاز النوعي: يعرف الاحتجاز النوعي (بالإنجليزية: Specific Retention) بأنّه النسبة بين كمية الماء التي يُمكن للصخر الاحتفاظ بها بعد التشبع مقابل تأثير الجاذبية إلى حجم الصخر الكلي، ومن الجدير بالذكر أنّ إضافة العائد المحدد إلى الاحتجاز النوعي يعطي مساميّة التكوين الصخري، وهو مقدار لا وحدة له.
  • معامل التخزين: معامل التخزين (بالإنجليزية: Storage Coefficient) يُساعد على تقدير قدرة الصخر على تخزين الماء أو إطلاقه، كما أنّه يشير إلى كمية الماء الموجودة في الصخر في مساحة محددة، وهو مقدار دون وحدة قياس.
  • التخزين النوعي: يشير التخزين النوعي (بالإنجليزية: Specific Storage) إلى كمية المياه التي يحتفظ بها الصخر أو يطلقها لكل وحدة حجم من الخزان الجوفي وكل وحدة انخفاض في ارتفاع عمود السائل وتقاس باللتر.
  • الموصلية الهيدروليكية: تعرف الموصلية الهيدروليكية (بالإنجليزية: Hydraulic Conductivity) بأنّها قدرة الخزان الجوفي على نقل الماء وتوصيله، وتُقاس بوحدة متر/يوم، وتُعتبر دليل على مسامية الصخر وتخص السائل الذي يمر عبرها.
  • النفاذيّة الجوهرية: تحدد النفاذيّة الجوهرية (بالإنجليزية: Intrinsic Permeability) قدرة الصخر في الخزان الجوفي على نقل أيّ سائل من خلاله، وهي صفة أساسية يجب أن تتوفر في طبقات الخزان الجوفي، وتُقاس بالدارسي.
  • النفاذيّة: النفاذية (بالإنجليزية: Transmissivity) وهي خاصية أخرى تشير إلى قدرة الصخر على توصيل ونقل المياه من خلاله تحت تأثير اختلاف وزن عمود السائل والمنطقة المشبعة، وتُقاس بوحدة المتر المربع/يوم، ومن الجدير بالذكر أنّها ترتبط بعلاقة مباشرة مع المسامية إذ إنّ سماح الصخر للسوائل بالمرور من خلاله تعتمد على وجود المسامات.

المراجع

  1. ^ أ ب Salako Adebayo O and Adepelumi Abraham A, Aquifer, Classification and Characterization, Page 3 4. Edited.
  2. ^ أ ب National Geographic Society (30/7/2019), "Aquifers", national geographic, Retrieved 29/6/2021. Edited.
  3. ↑ Shashank Shekhar (1/10/2017), "Aquifer Properties", Researchgate, Retrieved 30/6/2021. Edited.