طبقة المياه الجوفية

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة
رسم تخطيطي لخزان جوفي يوضح المناطق المحصورة، وأوقات انتقال المياه الجوفية ، ونبعًا وبئرًا

الخزان الجوفي هو طبقة تحت الأرض من المواد الحاملة للمياه ، تتكون من صخور نفاذة أو متصدعة، أو من مواد غير متماسكة ( كالحصى أو الرمل أو الطمي ). [ 1 ] وتختلف الخزانات الجوفية اختلافًا كبيرًا في خصائصها. يُطلق على دراسة تدفق المياه في الخزانات الجوفية وتوصيفها اسم الهيدروجيولوجيا . ومن المفاهيم ذات الصلة: الطبقة الكتيمة ، وهي طبقة ذات نفاذية منخفضة على طول الخزان الجوفي، والطبقة العازلة (أو الحاجزة )، وهي منطقة صلبة غير منفذة تقع أسفل الخزان الجوفي أو فوقه، وقد يؤدي ضغطها إلى تكوين خزان جوفي محصور. ويمكن تصنيف الخزانات الجوفية إلى مشبعة وغير مشبعة، وخزانات جوفية وطبقات كتيمة، ومحصورة وغير محصورة، ومتجانسة الخواص وغير متجانسة الخواص، ومسامية ، وكارستية ، ومتصدعة، وعابرة للحدود.

يمكن استخراج المياه الجوفية من طبقات المياه الجوفية بشكل مستدام عن طريق الآبار. تُستخدم هذه المياه الجوفية بشكل رئيسي للأغراض الزراعية، ولكنها تُستخدم أيضًا لأغراض أخرى كالاستخدام المنزلي أو الصناعي. [ 2 ] تُعد المياه الجوفية مصدرًا رئيسيًا للمياه العذبة في العديد من المناطق، على الرغم من أنها قد تُسبب تحديات بيئية مختلفة ، مثل الاستنزاف المفرط (استخراج المياه الجوفية بما يتجاوز معدل إنتاج طبقة المياه الجوفية)، وهبوط الأرض الناتج عن المياه الجوفية ، وتملح المياه الجوفية أو تلوثها .

أصل الكلمة

كلمة aquifer مشتقة من البادئة اللاتينية aqui- ، وهي الشكل المركب من aqua بمعنى "ماء"، واللاحقة -fer ، بمعنى "حامل".

ملكيات

عمق

مقطع عرضي لخزان جوفي. يوضح هذا الرسم التخطيطي خزانين جوفيين بينهما طبقة عازلة (طبقة مانعة للتسرب)، محاطة بطبقة صخرية عازلة ، متصلة بمجرى مائي ( وهو أمر شائع في المناطق الرطبة ). كما يوضح الرسم مستوى المياه الجوفية والمنطقة غير المشبعة .

توجد طبقات المياه الجوفية من قرب سطح الأرض إلى أعماق تتجاوز 9000 متر (30000 قدم) . [ 3 ] ولا تقتصر أهمية الطبقات الأقرب إلى السطح على كونها أكثر عرضة للاستخدام في إمدادات المياه والري، بل إنها أيضاً أكثر عرضة للتغذية من مياه الأمطار المحلية. [ 4 ] وعلى الرغم من أن طبقات المياه الجوفية تُوصف أحياناً بأنها "أنهار أو بحيرات جوفية"، إلا أنها في الواقع صخور مسامية مشبعة بالماء. [ 5 ] 

تضم العديد من المناطق الصحراوية تلالاً أو جبالاً جيرية داخلها أو بالقرب منها، يمكن استغلالها كموارد للمياه الجوفية. [ 6 ] وتحتوي أجزاء من جبال الأطلس في شمال أفريقيا، وسلسلتا لبنان وشرق لبنان بين سوريا ولبنان، والجبل الأخضر في عُمان، وأجزاء من سييرا نيفادا والسلاسل الجبلية المجاورة لها في جنوب غرب الولايات المتحدة ، على طبقات مياه جوفية ضحلة تُستغل مياهها. وقد يؤدي الإفراط في الاستغلال إلى تجاوز الإنتاج المستدام العملي؛ أي يتم استخراج كمية من المياه تفوق قدرة المياه على التجدد.

على طول سواحل بعض الدول، مثل ليبيا وإسرائيل ، أدى ازدياد استخدام المياه المرتبط بالنمو السكاني إلى انخفاض منسوب المياه الجوفية وما ترتب على ذلك من تلوث المياه الجوفية بمياه البحر المالحة. [ 7 ]

في عام 2013، تم اكتشاف خزانات مياه جوفية ضخمة تحتوي على مياه جوفية عذبة تحت الجروف القارية لأستراليا والصين وأمريكا الشمالية وجنوب إفريقيا. وتُقدّر كمية المياه الموجودة فيها بنحو نصف مليون كيلومتر مكعب من المياه "منخفضة الملوحة" التي يُمكن معالجتها اقتصاديًا لتصبح مياه شرب . وقد تشكّلت هذه الخزانات عندما كانت مستويات المحيطات منخفضة، وتسربت مياه الأمطار إلى باطن الأرض في مناطق لم تغمرها المياه إلا بعد انتهاء العصر الجليدي قبل 20,000 عام. ويُقدّر حجم هذه الخزانات بنحو 100 ضعف كمية المياه المستخرجة من خزانات المياه الجوفية الأخرى منذ عام 1900. [ 8 ] [ 9 ]

تغذية المياه الجوفية

تُعرف عملية تغذية المياه الجوفية ، أو التصريف العميق، أو التسرب العميق، بأنها عملية هيدرولوجية تتحرك فيها المياه من المياه السطحية إلى المياه الجوفية . وتُعدّ التغذية الطريقة الأساسية لدخول المياه إلى طبقة المياه الجوفية. تحدث هذه العملية عادةً في المنطقة غير المشبعة أسفل جذور النباتات ، وغالبًا ما تُعبّر عنها بتدفق المياه إلى سطح منسوب المياه الجوفية . كما تشمل تغذية المياه الجوفية أيضًا انتقال المياه بعيدًا عن منسوب المياه الجوفية إلى المنطقة المشبعة. [ 10 ] تحدث التغذية بشكل طبيعي (من خلال دورة المياه ) ومن خلال عمليات بشرية (مثل "التغذية الاصطناعية للمياه الجوفية")، حيث يتم توجيه مياه الأمطار و/أو المياه المُعالجة إلى باطن الأرض.

تصنيف

الطبقة الكتيمة هي منطقة داخل الأرض تحد من تدفق المياه الجوفية من طبقة مائية إلى أخرى. ويمكن أحيانًا تسمية الطبقة الكتيمة، إذا كانت غير منفذة تمامًا، بالطبقة العازلة أو الحاجزة . تتكون الطبقات الكتيمة من طبقات من الطين أو الصخور غير المسامية ذات النفاذية الهيدروليكية المنخفضة .

الدهون المشبعة مقابل الدهون غير المشبعة

توجد المياه الجوفية في كل نقطة تقريبًا من باطن الأرض الضحل بدرجات متفاوتة، مع العلم أن طبقات المياه الجوفية لا تحتوي بالضرورة على مياه عذبة . يمكن تقسيم قشرة الأرض إلى منطقتين: المنطقة المشبعة أو المنطقة الفرياتية (مثل طبقات المياه الجوفية، والطبقات الكتيمة، وما إلى ذلك)، حيث تمتلئ جميع الفراغات المتاحة بالماء، والمنطقة غير المشبعة (وتسمى أيضًا المنطقة غير المشبعة )، حيث لا تزال هناك جيوب هوائية تحتوي على بعض الماء، ولكنها قابلة للامتلاء بالمزيد منه.

يعني مصطلح "مشبع" أن ضغط الماء أعلى من الضغط الجوي (أي أن ضغطه المقاس أكبر من الصفر). ويُعرَّف مستوى الماء الجوفي بأنه السطح الذي يتساوى فيه ضغط الماء مع الضغط الجوي (حيث يكون الضغط المقاس مساوياً للصفر).

تحدث ظروف عدم التشبع فوق مستوى الماء الجوفي، حيث يكون ضغط الماء سالبًا (لا يمكن أن يكون الضغط المطلق سالبًا أبدًا، ولكن يمكن أن يكون الضغط المقاس سالبًا)، ويكون الماء الذي يملأ مسام طبقة المياه الجوفية جزئيًا تحت تأثير الشد . يُحفظ محتوى الماء في المنطقة غير المشبعة بفعل قوى الالتصاق السطحية ، ويرتفع فوق مستوى الماء الجوفي ( خط تساوي الضغط المقاس الصفري ) بفعل الخاصية الشعرية ليشبع منطقة صغيرة فوق سطح الماء الجوفي ( الهامش الشعري ) عند ضغط أقل من الضغط الجوي. يُسمى هذا التشبع بالتشبع الشد، وهو يختلف عن التشبع بناءً على محتوى الماء. يقل محتوى الماء في الهامش الشعري مع ازدياد المسافة من سطح الماء الجوفي. يعتمد الضغط الشعري على حجم مسام التربة. في التربة الرملية ذات المسام الأكبر، يكون الضغط أقل منه في التربة الطينية ذات المسام الأصغر. يبلغ الارتفاع الشعري الطبيعي في التربة الطينية أقل من 1.8 متر (6 أقدام)، ولكنه يمكن أن يتراوح بين 0.3 و 10 أمتار (1 و 33 قدمًا) . [ 11 ]    

تعتمد الخاصية الشعرية لارتفاع الماء في أنبوب صغير القطر على نفس العملية الفيزيائية. أما منسوب المياه الجوفية فهو المستوى الذي سيرتفع إليه الماء في أنبوب كبير القطر (مثل البئر) يمتد إلى طبقة المياه الجوفية ويكون مفتوحًا للغلاف الجوي.

طبقات المياه الجوفية مقابل الطبقات الكتيمة

تُعد طبقات المياه الجوفية عادةً مناطق مشبعة تحت سطح الأرض تنتج كمية من المياه ذات جدوى اقتصادية للبئر أو النبع (على سبيل المثال، غالبًا ما تشكل الرمال والحصى أو الصخور المتصدعة مواد جيدة لطبقات المياه الجوفية).

الطبقة الكتيمة هي منطقة داخل الأرض تحد من تدفق المياه الجوفية من طبقة مائية إلى أخرى. [ 12 ] تُسمى الطبقة الكتيمة غير المنفذة تمامًا بالطبقة العازلة أو الحاجز المائي . تتكون الطبقات الكتيمة من طبقات من الطين أو الصخور غير المسامية ذات النفاذية الهيدروليكية المنخفضة .

في المناطق الجبلية، وخاصةً بالقرب من الأنهار، تتكون الخزانات الجوفية الرئيسية عادةً من رواسب طميية غير متماسكة ، أي طبقات أفقية من المواد التي ترسبت بفعل العمليات المائية كالأنهار والجداول. وتظهر هذه الطبقات في المقطع العرضي على شكل طبقات متناوبة من مواد خشنة وناعمة. تميل المواد الخشنة، نظرًا للطاقة العالية اللازمة لنقلها، إلى التواجد بالقرب من مصدرها، مثل سفوح الجبال أو الأنهار، بينما تنتقل المواد الناعمة لمسافات أبعد، إلى الأجزاء الأكثر انبساطًا من الحوض أو مناطق الفيضانات - والتي تُسمى أحيانًا منطقة الضغط. ونظرًا لوجود رواسب ناعمة أقل بالقرب من المصدر، فإن هذه الخزانات الجوفية، المعروفة أيضًا بمنطقة ما قبل الحوض، غالبًا ما تكون غير محصورة أو متصلة هيدروليكيًا بسطح الأرض.

محصور مقابل غير محصور

لا يوجد حاجز غير منفذ فوق الخزان الجوفي غير المحصور مباشرةً، مما يسمح بارتفاع مستوى المياه استجابةً للتغذية. أما الخزان الجوفي المحصور، فيوجد فوقه حاجز غير منفذ يمنع ارتفاع مستوى المياه فيه. وقد يكون الخزان الجوفي في الوحدة الجيولوجية نفسها محصورًا في منطقة وغير محصور في منطقة أخرى. تُسمى الخزانات الجوفية غير المحصورة أحيانًا بخزانات المياه الجوفية السطحية أو الخزانات الجوفية الحرة ، لأن حدها العلوي هو مستوى المياه الجوفية السطحية (انظر خزان بيسكاين الجوفي ). عادةً (ولكن ليس دائمًا) يكون الخزان الجوفي الأقل عمقًا في موقع معين غير محصور، أي أنه لا توجد طبقة عازلة (طبقة كتيمة) بينه وبين السطح. ويشير مصطلح "المعلق" إلى المياه الجوفية المتراكمة فوق طبقة أو وحدة ذات نفاذية منخفضة، مثل طبقة الطين. يُستخدم هذا المصطلح عمومًا للإشارة إلى منطقة محلية صغيرة من المياه الجوفية تقع على ارتفاع أعلى من طبقة المياه الجوفية الإقليمية الواسعة. ويكمن الفرق بين طبقات المياه الجوفية المرتفعة وغير المرتفعة في حجمها (المنخفضة أصغر حجمًا). أما طبقات المياه الجوفية المرتفعة فهي تلك التي تعلوها طبقة عازلة، غالبًا ما تتكون من الطين. وقد توفر هذه الطبقة العازلة بعض الحماية من التلوث السطحي.

إذا لم يكن التمييز بين المياه الجوفية المحصورة وغير المحصورة واضحًا جيولوجيًا (أي إذا لم يكن معروفًا ما إذا كانت هناك طبقة عازلة واضحة، أو إذا كانت الجيولوجيا أكثر تعقيدًا، مثل طبقة المياه الجوفية المتصدعة في الصخور الأساسية)، فيمكن استخدام قيمة التخزينية المُستخرجة من اختبار طبقة المياه الجوفية لتحديدها (مع العلم أنه ينبغي تفسير نتائج اختبارات طبقات المياه الجوفية غير المحصورة بشكل مختلف عن تلك الخاصة بالطبقات المحصورة). تتميز طبقات المياه الجوفية المحصورة بقيم تخزينية منخفضة جدًا (أقل بكثير من 0.01، وقد تصل إلى 10) .-5 )، مما يعني أن الخزان الجوفي يخزن الماء باستخدام آليتي تمدد مصفوفة الخزان وانضغاطية الماء، وهما عادةً كميات صغيرة جدًا. أما الخزانات الجوفية غير المحصورة، فلها قدرة تخزين (تُسمى عادةً الإنتاجية النوعية ) أكبر من 0.01 (1% من الحجم الكلي)؛ وهي تُطلق الماء من التخزين عن طريق تصريف مسام الخزان، مُطلقةً كميات كبيرة نسبيًا من الماء (تصل إلى مسامية التصريف لمادة الخزان، أو الحد الأدنى لمحتوى الماء الحجمي ).

متجانس الخواص مقابل غير متجانس الخواص

في طبقات المياه الجوفية المتجانسة أو طبقات المياه الجوفية، تكون الموصلية الهيدروليكية (K) متساوية للتدفق في جميع الاتجاهات، بينما في الظروف غير المتجانسة تختلف، لا سيما في الاتجاه الأفقي (Kh) والاتجاه الرأسي (Kv).

تعمل طبقات المياه الجوفية شبه المحصورة التي تحتوي على طبقة واحدة أو أكثر من طبقات العزل المائي كنظام غير متجانس، حتى عندما تكون الطبقات المنفصلة متجانسة، لأن قيم Kh و Kv المركبة مختلفة (انظر النفاذية الهيدروليكية والمقاومة الهيدروليكية ).

عند حساب التدفق إلى المصارف [ 13 ] أو التدفق إلى الآبار [ 14 ] في طبقة المياه الجوفية، يجب مراعاة التباين الخواص خشية أن يكون التصميم الناتج لنظام الصرف خاطئًا.

مسامي، أو كارستي، أو متصدع

لإدارة الخزان الجوفي بشكل سليم، لا بد من فهم خصائصه. يجب معرفة العديد من الخصائص للتنبؤ بكيفية استجابة الخزان الجوفي لهطول الأمطار والجفاف والضخ والتلوث . تشمل الاعتبارات مكان وكمية المياه التي تدخل المياه الجوفية من الأمطار وذوبان الثلوج، وسرعة واتجاه جريان المياه الجوفية، وكمية المياه الخارجة من الأرض على شكل ينابيع. يمكن استخدام النماذج الحاسوبية لاختبار مدى دقة تطابق فهم خصائص الخزان الجوفي مع أدائه الفعلي. [ 15 ] : 192-193، 233-237. تُلزم اللوائح البيئية المواقع التي تحتوي على مصادر تلوث محتملة بإثبات توصيف خصائصها الهيدرولوجية . [ 15 ] : 3

مسامي

يؤدي تسرب الماء ببطء من الحجر الرملي المسامي ذي اللون البني الفاتح عند ملامسته للصخر الزيتي الرمادي غير المنفذ إلى نمو منعش للنباتات الخضراء في الصحراء.
يتسرب الماء ببطء من خلال المسامات الموجودة بين حبيبات الرمل في طبقات المياه الجوفية المسامية

توجد الخزانات الجوفية المسامية عادةً في الرمال والحجر الرملي . وتعتمد خصائصها على بيئة الترسيب الرسوبية وعملية التصلب الطبيعي اللاحقة لحبيبات الرمل. وتتحكم البيئة التي ترسب فيها الجسم الرملي في اتجاه حبيبات الرمل، والتغيرات الأفقية والرأسية، وتوزيع طبقات الصخر الزيتي. حتى طبقات الصخر الزيتي الرقيقة تُشكل حواجز مهمة أمام تدفق المياه الجوفية. وتؤثر جميع هذه العوامل على مسامية ونفاذية الخزانات الجوفية الرملية. [ 16 ] : 413

تتميز الرواسب الرملية المتكونة في البيئات البحرية الضحلة وبيئات الكثبان الرملية التي تحركها الرياح بنفاذية متوسطة إلى عالية، بينما تتميز الرواسب الرملية المتكونة في بيئات الأنهار بنفاذية منخفضة إلى متوسطة. [ 16 ] : 418. تدخل مياه الأمطار وذوبان الثلوج إلى المياه الجوفية عندما يكون الخزان الجوفي قريبًا من السطح. يمكن تحديد اتجاهات تدفق المياه الجوفية من خرائط قياس الجهد السطحي لمستويات المياه في الآبار والينابيع. يمكن استخدام اختبارات الخزان الجوفي واختبارات الآبار مع معادلات تدفق قانون دارسي لتحديد قدرة الخزان الجوفي المسامي على نقل المياه. [ 15 ] : 177-184

يُتيح تحليل هذا النوع من المعلومات على منطقة ما تحديد كمية المياه التي يُمكن ضخها دون استنزافها، وكيفية انتقال التلوث. [ 15 ] : 233 في طبقات المياه الجوفية المسامية، تتدفق المياه الجوفية ببطء عبر المسامات بين حبيبات الرمل. ويُعتبر معدل تدفق المياه الجوفية البالغ 0.3 متر/يوم (قدم واحد في اليوم) معدلًا مرتفعًا بالنسبة لطبقات المياه الجوفية المسامية، [ 17 ] كما يتضح من تسرب المياه ببطء من الحجر الرملي في الصورة المرفقة على اليسار.

تُعدّ المسامية عاملاً مهماً، لكنها وحدها لا تُحدّد قدرة الصخر على العمل كخزان جوفي. تُعتبر مناطق مصائد الدكن ، وهي تكوينات بركانية بازلتية في غرب وسط الهند، أمثلةً على تكوينات صخرية ذات مسامية عالية ونفاذية منخفضة، مما يجعلها خزانات جوفية ضعيفة. وبالمثل، فإن مجموعة الطباشير ( الطباشيري العلوي ) ذات المسامية الدقيقة في جنوب شرق إنجلترا، على الرغم من مساميتها العالية نسبياً، إلا أنها تتميز بنفاذية منخفضة بين الحبيبات، ويعود سبب خصائصها الجيدة في إنتاج المياه في الغالب إلى التصدع والتشقق الدقيقين.

كارست

عدة أشخاص في قارب صغير على نهر داخل كهف.
يمكن أن تشكل المياه الموجودة في طبقات المياه الجوفية الكارستية أنهاراً جوفية .

تتشكل طبقات المياه الجوفية الكارستية عادةً في الحجر الجيري . تتسرب المياه السطحية المحتوية على حمض الكربونيك الطبيعي إلى شقوق صغيرة في الحجر الجيري. يعمل هذا الحمض على إذابة الحجر الجيري تدريجيًا، مما يؤدي إلى توسع الشقوق. تسمح الشقوق المتوسعة بدخول كمية أكبر من المياه، مما يؤدي إلى اتساع الفتحات تدريجيًا. تخزن الفتحات الصغيرة الوفيرة كمية كبيرة من المياه. تشكل الفتحات الأكبر نظامًا من القنوات التي تصرف المياه من طبقة المياه الجوفية إلى الينابيع. [ 18 ]

يتطلب توصيف طبقات المياه الجوفية الكارستية استكشافًا ميدانيًا لتحديد مواقع البالوعات، والجيوب ، والجداول الغائرة ، والينابيع ، بالإضافة إلى دراسة الخرائط الجيولوجية . [ 19 ] : 4 إن الطرق الهيدروجيولوجية التقليدية، مثل اختبارات طبقات المياه الجوفية ورسم الخرائط البوتنسيومترية، غير كافية لتوصيف تعقيد طبقات المياه الجوفية الكارستية. لذا، يجب استكمال هذه الطرق التقليدية بتتبع الصبغات ، وقياس تدفقات الينابيع، وتحليل التركيب الكيميائي للمياه. [ 20 ] وقد أظهرت نتائج تتبع الصبغات التي أجرتها هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية أن نماذج المياه الجوفية التقليدية التي تفترض توزيعًا منتظمًا للمسامية غير قابلة للتطبيق على طبقات المياه الجوفية الكارستية. [ 21 ]

يتشكل التراصف الخطي للمعالم السطحية، مثل أجزاء الجداول المستقيمة والبالوعات، على طول مسارات التصدع . ويزيد تحديد موقع البئر في مسار تصدع أو تقاطع مسارات التصدع من احتمالية الحصول على إنتاجية جيدة من المياه. [ 22 ] قد تكون الفراغات في طبقات المياه الجوفية الكارستية كبيرة بما يكفي لإحداث انهيار مدمر أو هبوط في سطح الأرض، مما قد يؤدي إلى إطلاق كارثي للملوثات. [ 15 ] : 3-4. معدل تدفق المياه الجوفية في طبقات المياه الجوفية الكارستية أسرع بكثير منه في طبقات المياه الجوفية المسامية، كما هو موضح في الصورة المرفقة على اليسار. على سبيل المثال، في طبقة بارتون سبرينغز إدواردز المائية، قاس تتبع الصبغة معدلات تدفق المياه الجوفية الكارستية من 0.5 إلى 7 أميال في اليوم (0.8 إلى 11.3  كم/يوم). [ 23 ] تجعل معدلات تدفق المياه الجوفية السريعة طبقات المياه الجوفية الكارستية أكثر حساسية لتلوث المياه الجوفية من طبقات المياه الجوفية المسامية. [ 19 ] : 1

في الحالة القصوى، قد توجد المياه الجوفية في الأنهار الجوفية (مثل الكهوف الموجودة أسفل التضاريس الكارستية ).

متصدع

إذا كانت وحدة صخرية ذات مسامية منخفضة متصدعة للغاية، فيمكنها أيضًا أن تشكل طبقة مياه جوفية جيدة (عن طريق تدفق الشقوق )، بشرط أن يكون للصخر موصلية هيدروليكية كافية لتسهيل حركة المياه.

خريطة لأهم طبقات المياه الجوفية في الولايات المتحدة حسب نوع الصخور

تحت الماء

كشفت تقنيات الاستشعار عن بُعد في عام 2015 وأخذ العينات المباشرة في عام 2025 عن وجود خزان جوفي من المياه العذبة قبالة سواحل نانتوكيت ، يمتد على الأرجح من نيوجيرسي إلى مين، ما يجعله أحد أكبر خزانات المياه الجوفية العذبة في الولايات المتحدة. وقد يُمثل هذا الخزان مياه ذوبان جليدية كانت تغطيها أرض جافة، ثم غمرتها مياه البحر نتيجة ارتفاع منسوب المياه بسبب انحسار الأنهار الجليدية في العصر الهولوسيني . أو قد يكون هذا الخزان مُحافظًا على تدفقات مياه جوفية طويلة الأمد على طول الساحل الشرقي للولايات المتحدة، وبالتالي يُعاد تغذيته حتى اليوم من خلال هطول الأمطار على الأراضي الساحلية. [ 24 ]

استخدام الإنسان للمياه الجوفية

سيزداد الاعتماد على المياه الجوفية، ويعود ذلك أساسًا إلى تزايد الطلب على المياه من جميع القطاعات، بالإضافة إلى تزايد تباين أنماط هطول الأمطار . [ 25 ] ويختلف الاستخدام الآمن للمياه الجوفية اختلافًا كبيرًا باختلاف العناصر الموجودة فيها وحالات استخدامها، مع وجود اختلافات كبيرة بين استهلاكها من قبل البشر والماشية والمحاصيل المختلفة. [ 26 ]

تشمل التحديات التي تواجه استخدام المياه الجوفية ما يلي: الاستنزاف المفرط (استخراج المياه الجوفية بما يتجاوز إنتاج التوازن للخزان الجوفي)، وهبوط الأرض المرتبط بالمياه الجوفية ، وتحول المياه الجوفية إلى مياه مالحة، وتلوث المياه الجوفية .

حسب البلد أو القارة

تم العثور على سمندل تكساس الأعمى في طبقة إدواردز المائية

أفريقيا

يُعدّ استنزاف طبقات المياه الجوفية مشكلة في بعض المناطق، لا سيما في شمال أفريقيا ، ومن الأمثلة على ذلك مشروع النهر الصناعي الكبير في ليبيا . ومع ذلك، فقد ساهمت الأساليب الحديثة لإدارة المياه الجوفية، مثل التغذية الاصطناعية وحقن المياه السطحية خلال فترات الأمطار الموسمية، في إطالة عمر العديد من طبقات المياه الجوفية العذبة، وخاصة في الولايات المتحدة.

أستراليا

يُعد حوض المياه الجوفية العظيم الواقع في أستراليا، بلا منازع، أكبر خزان للمياه الجوفية في العالم (يبلغ مساحته أكثر من 1.7 مليون كيلومتر مربع أو 0.66 مليون ميل مربع ). [ 27 ] ويلعب دورًا كبيرًا في إمدادات المياه لولاية كوينزلاند ، وبعض المناطق النائية في جنوب أستراليا ، ومعظم الإقليم الشمالي . [ 28 ]     

كندا

تُعرف الكتل الرملية المتقطعة في قاعدة تكوين ماكموري بمنطقة رمال أثاباسكا النفطية شمال شرق ألبرتا ، كندا، باسم طبقات المياه الجوفية الرملية القاعدية (BWS) . [ 29 ] وهي مشبعة بالماء، ومحصورة أسفل رمال غير منفذة مشبعة بالبيتومين ، تُستغل لاستخراج البيتومين لإنتاج النفط الخام الاصطناعي . وتكون هذه الطبقات مالحة عندما تكون عميقة وتتغذى من تكوينات ديفونية تحتها ، بينما تكون غير مالحة عندما تكون ضحلة وتتغذى من المياه السطحية . وعادةً ما تُشكل طبقات المياه الجوفية الرملية القاعدية تحديات لاستخراج البيتومين، سواءً عن طريق التعدين السطحي أو الطرق الموضعية مثل تصريف الجاذبية بمساعدة البخار (SAGD)، وفي بعض المناطق تُستهدف بحقن المياه العادمة. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]

أمريكا الجنوبية

يُعد خزان غواراني الجوفي ، الواقع تحت سطح الأرجنتين والبرازيل وباراغواي وأوروغواي ، أحد أكبر أنظمة الخزانات الجوفية في العالم، ومصدرًا هامًا للمياه العذبة . [ 33 ] سُمي الخزان نسبةً إلى شعب غواراني ، ويغطي مساحة 1,200,000 كيلومتر مربع (460,000 ميل مربع ) ، بحجم يبلغ حوالي 40,000 كيلومتر مكعب (9,600 ميل مكعب ) ، وسماكة تتراوح بين 50 و800 متر (160 و2,620 قدمًا) ، وعمق أقصى يبلغ حوالي 1,800 متر (5,900 قدم) .          

الولايات المتحدة

يُعدّ خزان أوغالالا الجوفي في وسط الولايات المتحدة أحد أكبر الخزانات الجوفية في العالم، إلا أنه يتعرض للاستنزاف السريع في بعض المناطق نتيجةً لتزايد الاستخدام البلدي واستمرار الاستخدام الزراعي. [ 34 ] يحتوي هذا الخزان الجوفي الضخم، الذي يمتد تحت أجزاء من ثماني ولايات، بشكل أساسي على مياه أحفورية تعود إلى العصر الجليدي الأخير . ويُقدّر معدل التغذية السنوي، في المناطق الأكثر جفافًا من الخزان، بنحو 10% فقط من إجمالي السحب السنوي. ووفقًا لتقرير صادر عن هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) عام 2013، فإنّ الاستنزاف بين عامي 2001 و2008، شاملًا، يُمثّل حوالي 32% من إجمالي الاستنزاف التراكمي خلال القرن العشرين بأكمله. [ 35 ]

في الولايات المتحدة، تشمل أكبر مستهلكي المياه الجوفية الري الزراعي واستخراج النفط والفحم. [ 36 ] " تسارع الاستنزاف التراكمي الإجمالي للمياه الجوفية في الولايات المتحدة في أواخر الأربعينيات من القرن الماضي، واستمر بمعدل خطي ثابت تقريبًا حتى نهاية القرن. وبالإضافة إلى العواقب البيئية المعروفة على نطاق واسع، يؤثر استنزاف المياه الجوفية سلبًا على استدامة إمدادات المياه الجوفية على المدى الطويل، مما يعيق تلبية احتياجات البلاد من المياه." [ 35 ]

يُعدّ خزان إدواردز الجوفي [ 37 ] في وسط تكساس مثالاً على خزانات المياه الجوفية الكربوناتية الهامة والمستدامة . لطالما وفّر هذا الخزان مياهًا عالية الجودة لما يقرب من مليوني نسمة، ولا يزال ممتلئًا حتى اليوم بفضل التغذية الهائلة من عدد من الجداول والأنهار والبحيرات في المنطقة . ويتمثل الخطر الرئيسي الذي يهدد هذا المورد في التوسع العمراني البشري في مناطق التغذية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "الطبقات المائية الجوفية" . education.nationalgeographic.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2025-10-06 .
  2. ↑ "المياه الجوفية: موردنا الخفي الأكثر قيمة" . منظمة الحفاظ على الطبيعة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2025-10-06 .
  3. ↑ "الخزانات الجوفية والمياه الجوفية" . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية . ...أكثر من 30,000 قدم. ومع ذلك، في المتوسط، تقل مسامية ونفاذية الصخور مع ازدياد عمقها تحت سطح الأرض؛ حيث تُغلق المسامات والشقوق في الصخور على أعماق كبيرة أو يتقلص حجمها بشكل كبير بسبب وزن الصخور التي تعلوها.
  4. ↑ "كيفية تواجد المياه الجوفية" . pubs.usgs.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2025-10-06 .
  5. ↑ "الطبقات المائية الجوفية" . الجمعية الجغرافية الوطنية . 30 يوليو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 سبتمبر 2021 .
  6. ↑ "أنواع الخزانات الجوفية: الخزانات الكتيمة، والخزانات شبه الكتيمة، والخزانات المانعة للمياه، ومواقع الخزانات الجوفية - جغرافية موارد المياه" . ebooks.inflibnet.ac.in . تاريخ الاسترجاع: 27-06-2024 .
  7. ↑ "العلاقة بين النمو السكاني وندرة المياه" . مركز الإعلام السكاني . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2025-10-06 .
  8. ↑ «توجد احتياطيات هائلة من المياه العذبة تحت قاع المحيط» . Gizmag.com. ١١ ديسمبر ٢٠١٣. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٥ ديسمبر ٢٠١٣ .
  9. ↑ بوست، في إي إيه؛ غروين، جيه؛ كوي، إتش؛ بيرسون، إم؛ جي، إس؛ إدموندز، دبليو إم (2013). "احتياطيات المياه الجوفية العذبة البحرية كظاهرة عالمية". مجلة نيتشر . 504 (7478): 71-78 . رمز Bibcode : 2013Natur.504...71P . doi : 10.1038/nature12858 . PMID 24305150. S2CID 4468578 .  
  10. ↑ فريز، آر إيه؛ تشيري، جيه إيه (1979). المياه الجوفية . برنتيس هول. ISBN 978-0-13-365312-0. OCLC 643719314 . تمت زيارة هذا الموقع من الرابط التالي: http://hydrogeologistswithoutborders.org/wordpress/1979-english/ ، وتمت أرشفته بتاريخ 6 أبريل 2020 على موقع Wayback Machine.
  11. ↑ "الخصائص المورفولوجية لرطوبة التربة" . Ces.ncsu.edu. مؤرشف من الأصل في 9 أغسطس 2010. تم الاطلاع عليه في 6 سبتمبر 2010 .
  12. ↑ "فهم الطبقات الكتيمة والطبقات غير الكتيمة | مبادرة المياه المتصلة بجامعة نيو ساوث ويلز" . www.connectedwaters.unsw.edu.au . تاريخ الاسترجاع: 7 ديسمبر 2022 .
  13. ↑ موازنة الطاقة لتدفق المياه الجوفية المطبقة على الصرف تحت السطحي في التربة غير المتجانسة بواسطة أنابيب أو خنادق ذات مقاومة دخول . المعهد الدولي لاستصلاح الأراضي وتحسينها (ILRI)، فاغينينغين، هولندا. متاح على الإنترنت .مؤرشف بتاريخ 19 فبراير 2009 على موقع Wayback Machine . يستند هذا البحث إلى: RJ Oosterbaan، J. Boonstra، وKVGK Rao، 1996، بعنوان "موازنة الطاقة لتدفق المياه الجوفية". نُشر في: VPSingh وB.Kumar (محرران)، هيدرولوجيا المياه الجوفية، الصفحات 153-160، المجلد 2 من وقائع المؤتمر الدولي للهيدرولوجيا وموارد المياه، نيودلهي، الهند، 1993. دار نشر كلوير الأكاديمية، دوردريخت، هولندا. رقم ISBN 978-0-7923-3651-8. متصل  :يمكن تنزيل برنامج "EnDrain" ذي الصلة من  :أو من  :
  14. ↑ المعهد الدولي لاستصلاح الأراضي وتحسينها (2000)، تصريف المياه الجوفية بواسطة الآبار الأنبوبية: معادلات تباعد الآبار للآبار المخترقة كليًا وجزئيًا في طبقات المياه الجوفية المتجانسة أو الطبقية مع أو بدون تباين الخواص ومقاومة الدخول ، 9 صفحات. المبادئ المستخدمة في نموذج "WellDrain". المعهد الدولي لاستصلاح الأراضي وتحسينها (ILRI)، فاغينينغين، هولندا. متاح على الإنترنت .قم بتنزيل برنامج "WellDrain" من  :أو من  :
  15. 1 2 3 4 5 أسعد، فخري؛ لامورو، فيليب؛ هيوز، ترافيس (2004). الأساليب الميدانية للجيولوجيين وعلماء المياه الجوفية . برلين، ألمانيا: سبرينغر-فيرلاغ برلين هايدلبرغ. doi : 10.1007/978-3-662-05438-3 . ISBN 978-3-540-40882-6.
  16. 1 2 بيتيجون، فرانسيس؛ بوتر، بول؛ سيفر، ريموند (1987). الرمل والحجر الرملي . نيويورك: سبرينغر ساينس + بيزنس ميديا. doi : 10.1007/978-1-4612-1066-5 . ISBN 978-0-387-96350-1.
  17. ↑ آلي، ويليام؛ رايلي ، توماس؛ فرانك، أو. (1999). استدامة موارد المياه الجوفية . منشور رقم 1186. دنفر، كولورادو: هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. ص 8. doi : 10.3133/cir1186 . ISBN  978-0-607-93040-5.
  18. ↑ دريبرودت، وولفغانغ (1988). العمليات في الأنظمة الكارستية: الفيزياء والكيمياء والجيولوجيا . سلسلة سبرينغر في البيئة الفيزيائية. المجلد 4. برلين: سبرينغر. الصفحات 2-3 . doi : 10.1007/978-3-642-83352-6 . ISBN   978-3-642-83354-0.
  19. 1 2 تايلور، تشارلز (1997). تحديد أحواض المياه الجوفية ومناطق التغذية لينابيع إمدادات المياه البلدية في نظام طبقة المياه الجوفية الكارستية في منطقة إليزابيث تاون، شمال كنتاكي (ملف PDF) . تقرير تحقيقات موارد المياه 96-4254. دنفر، كولورادو: هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. doi : 10.3133/wri964254 .
  20. ↑ تايلور، تشارلز؛ غرين، إيرل (2008). "الخصائص الهيدروجيولوجية والأساليب المستخدمة في دراسة هيدرولوجيا الكارست." (ملف PDF) . التقنيات الميدانية لتقدير تدفقات المياه بين المياه السطحية والمياه الجوفية . التقنيات والأساليب 4-D2. هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. ص 107. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 2 نوفمبر 2008. 
  21. ↑ رينكن، ر.؛ كانينغهام، ك.؛ زيغنرسكي، م.؛ واكر، م.؛ شابيرو، أ.؛ هارفي، ر.؛ ميتج، د.؛ أوزبورن، س.؛ رايان، ج. (نوفمبر 2005). "تقييم مدى تأثر حقل آبار بلدية بالتلوث في طبقة مياه جوفية كارستية". علوم الأرض البيئية والهندسية . 11 (4). GeoScienceWorld: 320. Bibcode : 2005EEGeo..11..319R . CiteSeerX 10.1.1.372.1559 . doi : 10.2113/11.4.319 . 
  22. ↑ فيتر، تشارلز (1988). علم المياه التطبيقي . كولومبوس، أوهايو: ميريل. ص 294-295 . ISBN  978-0-675-20887-1.
  23. ↑ سكانلون، بريدجيت ؛ مايس، روبرت؛ باريت، مايكل؛ سميث، برايان (2003). "هل يمكننا محاكاة تدفق المياه الجوفية الإقليمي في نظام كارستي باستخدام نماذج الوسائط المسامية المكافئة؟ دراسة حالة، طبقة المياه الجوفية في بارتون سبرينغز إدواردز، الولايات المتحدة الأمريكية". مجلة الهيدرولوجيا . 276 ( 1-4 ). إلسيفير ساينس: 142. Bibcode : 2003JHyd..276..137S . doi : 10.1016/S0022-1694(03)00064-7 . S2CID 16046040 . 
  24. ↑ كالفن وودوارد؛ كارولين كاستر؛ رودريك نغوي (5 سبتمبر 2025). "علماء يستخرجون مياه عذبة "سرية" تحت المحيط، مما يبعث الأمل في عالم متعطش للمياه" . أسوشيتد برس.
  25. ↑ الأمم المتحدة (2022) تقرير الأمم المتحدة العالمي لتنمية المياه 2022: المياه الجوفية: إظهار ما هو غير مرئي . اليونسكو، باريس. نُقل النص من هذا المصدر، وهو متاح بموجب ترخيص Creative Commons Attribution 3.0 International.
  26. ^ لانتر ، أليك م. سفيتانوف، راشيل. شيتوري، لاهيري؛ شرشير، ابراهيم. أرو، موسى نيوتونجلو؛ رينجيرا، هارون؛ وارسنجر، ديفيد م. (2024). "تعظيم استخلاص المياه من التناضح العكسي لإعادة استخدام المياه المالحة في الزراعة في كينيا" . إدارة المياه الزراعية . 298 108855. بيب كود : 2024AgWM..29808855L . دوى : 10.1016/j.agwat.2024.108855 .
  27. ↑ "حوض المياه الجوفية العظيم" (ملف PDF) . حقائق: سلسلة المياه . وزارة الموارد الطبيعية والمياه في كوينزلاند. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 13 نوفمبر 2006. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يناير 2007 .
  28. ↑ أستراليا، علوم الأرض (22 ديسمبر 2015). "استكشاف أكبر مورد للمياه الجوفية في أستراليا" . هيئة علوم الأرض الأسترالية . تاريخ الاسترجاع: 6 أكتوبر 2025 .
  29. ↑ مشروع منجم جوسلين الشمالي: تقييم الأثر البيئي - الهيدرولوجيا (ملف PDF) (تقرير). إدمونتون ، ألبرتا: دير كريك إنرجي. ديسمبر 2005. ص 4. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 2 ديسمبر 2013. 
  30. ↑ بارسون، د.، باتشو، س.، وإسلينجر، ب. 2001. أنظمة التدفق في مجموعة مانفيل في منطقة أثاباسكا الشرقية الوسطى وآثارها على عمليات التصريف بالجاذبية بمساعدة البخار (SAGD) لإنتاج البيتومين في الموقع. نشرة الجيولوجيا البترولية الكندية، المجلد 49، العدد 3، الصفحات 376-392.
  31. ↑ غريفيث، ماري؛ ووينيلوفيتش، دان (أبريل 2003). النفط والمياه المضطربة: الحد من تأثير صناعة النفط والغاز على موارد المياه في ألبرتا (ملف PDF) (تقرير). إدمونتون، ألبرتا: معهد بيمبينا. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 15 ديسمبر 2013.
  32. ↑ FMFN (يونيو 2012). مراجعة فورت مكاي لطلب الترخيص المتكامل لمشروع منجم فرونتير للرمال النفطية التابع لشركة تيك ريسورسز المحدودة (ملف PDF) (تقرير). أمة فورت مكاي الأولى. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 20 يونيو 2013.
  33. ↑ بريتين، جون (22 يونيو 2015). "الوكالة الدولية للطاقة الذرية: ربط العلوم النووية بالدبلوماسية" . العلوم والدبلوماسية .
  34. ↑ رودس، إدوارد سي؛ بيروتو-بالديفيسو، همبرتو إل؛ تانر، إيفان بي؛ أنغيرر، جاي بي؛ فوكس، ويليام إي. (2023-03-01). "تراجع منسوب المياه الجوفية في أوغالالا والدور المستقبلي لعلم المراعي في السهول العليا لأمريكا الشمالية" . علم بيئة وإدارة المراعي . 87 : 83-96 . doi : 10.1016/j.rama.2022.12.002 . ISSN 1550-7424 . 
  35. 1 2 كونيكو، ليونارد ف. استنزاف المياه الجوفية في الولايات المتحدة (1900-2008) (ملف PDF) (تقرير). تقرير التحقيقات العلمية. ريستون، فرجينيا : وزارة الداخلية الأمريكية، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. ص 63. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 15-06-2013. 
  36. ↑ زابارينكو، ديبورا (20 مايو 2013). "تسارع انخفاض مستويات المياه الجوفية في الولايات المتحدة: هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية" . رويترز . واشنطن العاصمة.
  37. ↑ "هيئة طبقة المياه الجوفية إدواردز" . Edwardsaquifer.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 ديسمبر 2013 .