الادارة الهندسية

الانشاءات

الطرق والمواصلات

الموارد المائية

هندسة الجيوتكنك

المياه الجوفية Groundwater

المؤلف: أ.د. عصام محمد عبد الماجد +د. عباس عبد الله ابراهيم

المصدر: هيدرولوجيا

الجزء والصفحة:

2023-02-07

1225

تمثل المياه الجوفية ذلك الجزء من المياه المحجوز في الخزان الجوفي المسامي، والناتج من تسرب وتخلخل مياه الأمطار إلى التربة والطبقات السفلي. ومن المصادر المهمة للمياه الجوفية تسرب مياه الأمطار أو المياه السطحية إلى المخزون الجوفي، والتغذية الصناعية لزيادة المخزون الجوفي، والتسرب من الخزانات وشبكات المياه وأحواض التحليل وغيرها من المنشآت وتسرب مياه الري والبحيرات أو الآبار المثقوبة التي تستخدم للتخلص من الفضلات السائلة والمياه العادمة. ومن أهم العوامل المؤثرة على زيادة المخزون الجوفي خواص الماء (مثل: الكثافة، واللزوجة ) وخواص الوسط الذي تنساب من خلاله المياه (مثل: المسامية، والنفاذية ) والشروط الحدودية. ومن الطبيعي الاعتماد على المياه الجوفية لاسيما وتمثل مصدر مياه جيد خاصة من النواحي البكتريولوجية، كما ويقل تأثير التغيرات الموسمية علي كمياتها. تتواجد المياه الجوفية في المكونات الجيولوجية التي لها خاصية النفاذية permeability وتعرف بالطبقات الحاملة للمياه aquifers ولها مكونات تسمح بحركة محسوسة للمياه من خلالها. ويمكن تقسيم الماء الجوفي طبقاً لمصادره إلى:

1- ماء جوي Meteoric water وهذا يتعلق بالمياه في الغلاف الجوي.

2- ماء وليد (صهير) Juvenile water ويعبر عن مياه صهيرية تخرج إلى سطح الأرض مع مقذوفات البراكين.

3- ماء متجدد Rejuvenated water ويعبر عن الماء المستخرج مؤقتاً من الدورة الطبيعية (بفعل التجوية) ثم عاد إليها (بوساطة التحول والانضغاط).

4- ماء حبيس Connate water عند حدوث الانخفاض العظيم في قشرة الأرض تمتلئ مسامات الصخور الرسوبية بالماء المالح. وعند رفع الصخور تخرج المياه العذبة لتحل محل الماء المالح. وعادة تزداد ملحية الماء الحبيس أكثر من مياه البحار نسبة لإذابة مواد معدنية أخرى عبر الحقب الزمنية الطويلة.

كما يمكن تقسيم المياه الجوفية على حسب فتحات الصخور على النحو التالي:

1- مياه مسامية Pore water حيث أن المسامات فيها عبارة عن فتحات في الصخور الرسوبية والمواد الحبيبية الأخرى. وهذه المسامات في حجم شعيرات مرتبطة مع بعضها مما يسمح معه بتطبيق قانون دارسي عليها.

2- ماء شقوق أو ماء صدعي Fissure or fault water وتحدث التشققات والتصدعات في الصخور الرسوبية الكثيفة التبلور ويمكن أن يكون للتشققات الرئيسة حجم أكبر من الشعيرات أما التشققات الفرعية فيكون لها حجم الشعيرات. ويمكن أحياناً تطبيق قانون دارسي عليها.

3- ماء فتحات كبيرة أنبوبية أو متكيفة Large tubular or cavernous openings water يختص بالفتحات الكبيرة الحجر الجيري (وتسمي المياه متكيفة أو كارست : منطقة أحجار جيرية ذات مجار جوفية ) وأحياناً في الصخور البركانية؛ وعادة يكون دفق الماء مضطرباً.

يمكن تقسيم الخزانات الجوفية إلى مسامية ومتشققة وكارست (جيرية). ومن أمثلة الخزانات الجوفية المسامية Pore aquifers الخزانات في الرمل والحصى. ومن خواص هذه الخزانات وجود مسامات صغيرة بها، لتنساب المياه خلالها بسرعات تتراوح بين بضع سنتيمترات في اليوم إلى بضع أمتار في اليوم، وعادة تكون أقل من 40 م /يوم.

أما الخزانات الجوفية المتشققة Fissured aquifers فتختص بمجموعة من تشققات وتصدعات وأنابيب طبيعية ناتجة من جراء عوامل ميكانيكية على الصخور أو انكماشها أثناء عمليات تبريد الصخور البركانية. وتتراوح سرعة الماء فيها بين متر على اليوم إلى 8 كيلومتر /يوم.

تتكون الخزانات الجوفية الكارست (الجيرية) Karstic aquifers في الحجر الجيري والدلوميت حيث تقوم المياه بعمل كهوف عند إذابتها للصخور، وعامة تعلو فيها سرعات الماء التي ربما وصلت إلى 30 كيلومتر /يوم. تضم مناطق تواجد المياه الجوفية التالي :

1- تكوين دقيق المسام Aquichude: تكوين غير نفاذ يمكن أن يمتص الماء لكنه لا يسمح بتمريره بكميات وافرة تغذي نهر أو بئر تغذية محسوسة (طين صلصال).

2- تكوين غير منفذ (كتيم) Aguifuge : تكوين ليس به مسامات متصلة ومن ثم لا يمكنه امتصاص أو توصيل الماء (حجر القرانيت الصلب).

3- منطقة التهوية ( المياه المعلقة غير المشبعة) :Aeration zone, zone of suspended water unsaturated zone هذه المنطقة قريبة من سطح الأرض حيث أن المسامات ممتلئة جزئياً بالماء وجزئياً بالهواء؛ وتسمى المياه في هذه المنطقة بالمياه المعلقة أو ( مياه رطوبة التربة) soil moisture.

4- منطقة التشبع saturation zone : هذه المنطقة توجد تحت منطقة المياه المعلقة حيث كل المسامات ممتلئة بالمياه وتسمى المياه في هذه المنطقة بالمياه الأرضية أو الجوفية.

5- سطح المياه الجوفية : مياه أرضية حرة؛ مياه غير ارتوازية : هو السطح الذي يفصل بين منطقة التهوية ومنطقة التشبع والضغط على هذا السطح جوي عندما تكون كتلة المياه الأرضية غير محصورة بتكوين غير منفذ في أعلاها ويسمى أيضاً بالسطح غير الارتوازي.

يوضح الشكل 1 المناطق المختلفة المذكورة.