المياه الجوفية: لا تعرف الحدود وأهميتها أكثر مما نتصور؟
أوس ستار الغانمي
2024-09-10 04:58
تعد المياه الجوفية من أهم الموارد الطبيعية التي لا تعرف الحدود الجغرافية، حيث تمتد تحت الأرض عبر مسافات شاسعة متجاوزة الحدود السياسية للدول. تُعتبر هذه المياه شريان الحياة للعديد من المجتمعات، حيث يعتمد عليها ملايين الأشخاص في توفير مياه الشرب وري المحاصيل الزراعية، مما يجعلها عاملاً حيويًا لاستدامة الحياة البشرية والبيئية. ومع ذلك، فإن الأهمية الكبرى لهذه المياه تتجاوز بكثير ما يدركه الكثيرون، فهي تمثل حوالي 30% من إجمالي المياه العذبة المتاحة على كوكب الأرض.
رغم أهميتها الهائلة، تواجه المياه الجوفية خطر الاستنزاف السريع بسبب الطلب المتزايد عليها وتغير المناخ. يُقدر أن معدلات سحب المياه الجوفية تتجاوز بكثير معدلات تجددها الطبيعي، مما يثير مخاوف جدية حول استدامة هذا المورد الحيوي. وبالإضافة إلى ذلك، تشير الدراسات إلى أن ارتفاع درجات حرارة الأرض قد يؤدي إلى زيادة حرارة المياه الجوفية بحلول نهاية القرن، مما قد يؤثر على جودتها ويزيد من تعقيد التحديات المتعلقة بإدارتها.
يبقى السؤال الملح: هل يمكن وقف هذا النزيف المتسارع وحماية المياه الجوفية من الآثار الضارة للتغيرات المناخية؟ يتطلب هذا تحديًا عالميًا يتعاون فيه الجميع لوضع سياسات وإجراءات فعالة لضمان استدامة هذا المورد الحيوي للأجيال القادمة.
المياه الجوفية ليست ضرورية للزراعة وحسب، فهي تلعب أيضا دورًا حاسمًا في حياتنا اليومية. عندما يكون هطول الأمطار في الصيف غير كافٍ، يمكن أن ينخفض منسوب المياه الجوفية. لكن ما هي المياه الجوفية بالضبط؟ وما مدى أهميتها لنا؟
المياه الجوفية هي المياه الموجودة تحت سطح الأرض، وهي تقريبًا موجودة في كل مكان، لكنها في الغالب غير مرئية. الأنهار والبحيرات السطحية تمثل فقط جزءًا صغيرًا من المياه العذبة، في حين أن الجزء الأكبر منها يوجد كمياه جوفية تحت الأرض. حيث تشكل الأخيرة 99 بالمائة من جميع مصادر المياه العذبة على كوكبنا.
تتدفق المياه الجوفية عبر الفراغات في الصخور ومن خلال الشقوق الصخرية وتتسرب عبر التربة، وهي تتواجد كأحواض ضخمة بين الجبال والسهول المنخفضة والمحيطات وكأنها تربط بينها. بعض طبقات المياه الجوفية تقع على عمق بضعة أمتار فقط تحت السطح، بينما توجد مياه جوفية أخرى مخزنة منذ ملايين السنين على أعماق تصل إلى كيلومترين في خزانات مائية ضخمة وشبكات تحت الأرض قد تمتد عبر عدة دول وتغطي مئات الآلاف من الكيلومترات المربعة.
والمياه الجوفية هي الرابط السائل بين مجموعة متنوعة من النظم البيئية مثل الأنهار، والبحيرات، والبحيرات المالحة، والينابيع الطبيعية، وبين المناطق الرطبة والجافة. ولها دور أساسي في دورة المياه، وبالتالي فهي مهمة لكل أشكال الحياة على الكوكب. بشكل عام، توجد كمية كبيرة من المياه الجوفية تكفي لتغطية سطح الأرض بالكامل بطبقة من الماء بسماكة 180 مترًا.
أهمية المياه الجوفية؟
وغالبًا ما يقارن الخبراء المياه الجوفية بحساب توفير احتياطي للبشرية. حيث أن حوالي نصف مياه الشرب العالمية، و40 بالمائة من احتياجات الزراعة، و30 بالمائة من استهلاك الصناعة يتم توفيرها من خلال المياه الجوفية. وفي المناطق الجافة، تكون المياه الجوفية في كثير من الأحيان المصدر الوحيد للمياه. فالواحات والمناطق المحيطة بها والينابيع الطبيعية هناك تعتمد بالكامل على المياه الجوفية أيضا. وفي بعض مناطق العالم، يعاني الناس من نقص حاد في المياه، لأنهم يستهلكون المياه الجوفية بسرعة أكبر من سرعة تجددها بشكل طبيعي. ويُعد التلوث والإفراط في الاستخدام أكبر التهديدات لمصادر المياه الجوفية والنظم المرتبطة بها وكذلك للمليارات من البشر. ويحدث التلوث عندما تتسرب المواد الكيميائية، والنفايات الصناعية، وبقايا الأسمدة الزراعية، ومياه الصرف الصحي وغيرها إلى باطن الأرض. ووفقًا للأمم المتحدة، فإن المياه الجوفية حول العالم لا تزال في حالة جيدة بشكل عام ويمكن استخدامها دون قلق. ومع ذلك، يختلف الوضع إقليميًا بشكل كبير.
فعلى سبيل المثال، في إسبانيا، وإيران، والصين، والولايات المتحدة تتناقص مستويات المياه الجوفية بمعدل يصل إلى مترين سنويًا، ويُضطر هناك إلى حفر آبار أعمق باستمرار. في المقابل، لا يزال هناك الكثير من المياه تحت الأرض في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، ففي تلك المناطق التي تعاني من الجفاف المتكرر، لا يزال هناك إمكانيات هائلة لاستخدام احتياطيات المياه الجوفية الضخمة لتوفير المياه للناس والزراعة.
كيف يتم إعادة تعبئة خزانات المياه الجوفية؟
يعاد تعبئة المياه الجوفية بشكل أساسي من خلال الأمطار أو ذوبان الثلوج. وبفضل الجاذبية يتسرب الماء إلى التربة ويستغل الشقوق والفراغات ويتجمع في خزانات جوفية. وفيما إذا كان هطول الأمطار فعليا يعيد تعبئة خزانات المياه الجوفية، فإن ذلك يعتمد على كمية وزمن الهطول ونوع التربة. ففي أوروبا على سبيل المثال قد يكون الهطول أكثر في بعض المناطق خلال فصل الصيف. لكن بسبب ارتفاع درجات الحرارة يتبخر قسم كبير من الماء على سطح التربة، بالإضافة إلى أن النباتات تكون أكثر عطشًا في الصيف، وبالتالي لا يصل سوى القليل من الماء إلى الطبقات السفلية. أما في فصل الشتاء فتحتاج النباتات إلى ماء أقل ويقل التبخر، وعلى أساس ذلك تتجدد المياه في خزانات المياه الجوفية بشكل أسرع بالاعتماد على الأمطار. بحسب موقع “DW”.
استنزاف متسارع
في دراسة نشرت حديثا، قام فريق من علماء البيانات والمتخصصين في المياه وخبراء السياسات بتجميع أول مجموعة بيانات عالمية النطاق لمستويات المياه الجوفيّة، ومن خلال تحليل الملايين من قياسات مستوى المياه الجوفيّة في 170 ألف بئر تقع في أكثر من 40 دولة في البلدان التي تشمل نحو 75٪ من عمليات سحب المياه الجوفيّة العالمية، رسم الباحثون خرائط لكيفية تغير مستويات المياه الجوفيّة مع مرور الوقت.
وتوصلت الدراسة إلى نتيجتين رئيسيتين:
ـ الأولى تُظهر أن النضوب السريع للمياه الجوفيّة منتشر على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، وأن معدلات الانخفاض تسارعت على مدى العقود الأربعة الماضية في 30% من طبقات المياه الجوفيّة في العالم.
ووجد الباحثون أن الاستنزاف كان أكثر حدة في القرن الحادي والعشرين مما كان عليه في العشرين سنة الأخيرة من القرن السابق، خاصة في المناطق الجافة ذات الأراضي الزراعية الشاسعة التي تلقت كميات أقل من الأمطار، ويسلط هذا التسارع الواسع النطاق في انخفاض منسوب المياه
الجوفيّة الضوء على الحاجة الملحة إلى اتخاذ تدابير أكثر فعالية لمعالجة استنزاف المياه الجوفيّة، كما يسلط الضوء على التأثير الكبير لتغير المناخ في تفاقم هذه الظاهرة.
ـ والنتيجة الثانية كشفت عن حالات محددة انعكست فيها اتجاهات النضوب عقب تغيير السياسات، وإدارة تغذية طبقات المياه الجوفيّة، وتحويل المياه السطحية، وأنه من خلال التدخلات في الوقت المناسب، يمكن لهذا المورد المهم أن يتعافى.
وفي نحو 20% من طبقات المياه الجوفيّة التي دُرست، وجد الباحثون أن معدل انخفاض مستويات المياه الجوفيّة في القرن الحادي والعشرين تباطأ مقارنة بالثمانينيات والتسعينيات من القرن الماضي.
منسوب المياه الجوفية
تُعد المياه السطحية والمياه الجوفيّة جزءاً من الدورة الهيدرولوجية، وهي الحركة المستمرة للمياه على سطح الأرض وفوقه وتحته.
ويحدث هطول الأمطار في عدة أشكال بما في ذلك المطر والثلج والبَرَد، وعندما يُبلِّل المطر سطح الأرض، يبدأ الماء بالترشيح إلى الأرض، حيث تعتمد سرعة تسرب المياه إلى التربة على نوع التربة واستخدامات الأرض وشدة العاصفة وطولها.
وتُخزَّن المياه الجوفيّة في المساحات المفتوحة الصغيرة بين الصخور والرمال والتربة والحصى، وذلك في منطقتين:
ـ المنطقة غير المشبعة؛ وهي الموجودة مباشرة تحت سطح الأرض وتحتوي على الماء والهواء في المساحات المفتوحة أو المسام.
ـ المنطقة المشبعة؛ وهي المنطقة التي تمتلئ فيها جميع المسام وكسور الصخور بالماء، وتقع تحت المنطقة غير المشبعة، ويسمى الجزء العلوي من المنطقة المشبعة "منسوب المياه الجوفيّة".
وعندما تمتلئ طبقة المياه الجوفيّة ويلتقي منسوب المياه بسطح الأرض، يمكن أن تظهر المياه المخزنة في طبقة المياه الجوفيّة على سطح الأرض على شكل ينابيع أو تسربات.
آثار الاستنزاف السريع
تُعتبر المياه الجوفيّة مورداً قيّماً في جميع أنحاء العالم، وعندما تكون المياه السطحية -مثل البحيرات والأنهار- نادرة أو لا يمكن الوصول إليها، توفّر المياه الجوفيّة العديد من الاحتياجات المائية للسكان في كل مكان.
ويُعد استنزاف المياه الجوفيّة مشكلة عالمية، حيث تُستخرج كميات من المياه من طبقات المياه الجوفيّة أكثر مما يُعاد تغذيته بواسطة الأمطار والثلوج، ويَترك الاستنزاف السريع لمخزون المياه الجوفيّة آثاراً كبيرة في البيئة والزراعة والإنسان.
ويُعتبر جفاف الآبار من أخطر عواقب الضخ المفرط للمياه الجوفيّة حيث ينخفض المنسوب الذي تكون الأرض تحته مشبعة بالمياه، ومع شح الآبار يفقد الناس والمجتمعات الذين يعتمدون عليها إمكانية الوصول إلى ما قد يكون مصدرهم الوحيد للماء العذب.
كما يهدد جفاف الآبار إنتاج المحاصيل، إذ يُعتبر نضوب المياه الجوفيّة أحد أكبر التهديدات للزراعة المروية العالمية، لأنها توفر ما يقرب من نصف المياه المستخدمة للري على مستوى العالم.
كما أن استنزاف المياه الجوفيّة وانخفاض مستواها يخلّف أثراً اقتصادياً كبيراً، فقد يضطر مالك البئر إلى زيادة عمقه أو حفر بئر جديدة، ومع زيادة عمق البئر يمكن أن يصبح استخراج الماء باهظ الكلفة مع استخدام مضخات أكبر، وبالتالي تزداد الحاجة إلى المزيد من الطاقة لتشغيل المضخة.
ويهدد استنزاف المياه الجوفيّة أيضاً نوعية المياه بسبب التلوث الناجم عن تسرب المياه المالحة. وفي ظل الظروف الطبيعية تميل الحدود بين المياه العذبة والمياه المالحة في باطن الأرض إلى أن تكون مستقرة نسبياً، لكن الضخ الكثيف يمكن أن يتسبب بهجرة المياه المالحة إلى الأعلى وتلويث إمدادات المياه العذبة.
وعلى الرغم من أن المياه الجوفيّة تعتبر مصدراً مهماً لتغذية الأنهار والبحيرات وتجديد مواردها، فإن انخفاض مستويات المياه الجوفيّة يؤدي إلى عكس هذا التدفق والتسبب بتسرب مياه الأنهار إلى باطن الأرض، والتقليل من إمدادات المياه في اتجاه مجرى النهر، وبالتالي تتأثر البيئة ويتهدد التنوع الحيوي والثروة السمكية في مجرى النهر وعلى جانبيه.
كما يمكن أن يؤدي انخفاض منسوب المياه الجوفيّة بسبب الضخ المفرط أيضاً، إلى هبوط الأرض وزيادة مخاطر الفيضانات بعشرات المدن الساحلية في جميع أنحاء العالم، وإتلاف البنى التحتية.
ويهدد جفاف الآبار وشح المياه المجتمعات الزراعية ويدفع الكثير من أفرادها إلى مغادرة قراهم والنزوح نحو المدن، وبالتالي زيادة الضغط على الموارد المائية وموارد الطاقة في المجتمعات الجديدة.
الوقاية والحلول
مع النهج الحالي في التعامل مع المياه الجوفيّة فإن العالم يتجه نحو الكارثة، لكنْ يمكن للحكومات اتخاذ إجراءات ورسم سياسات تُعاكس هذا الاتجاه، واتباع أساليب التخطيط الإستراتيجي والتكيفي على نطاق واسع لإدارة ما لديها بشكل أكثر فعالية وتقليل الاستثمارات التي يتعين عليها القيام بها لمنع الأزمة من أن تصبح حقيقة واقعة.
ومع إعطاء الأولوية للإدارة الفعالة للمياه في المناطق المعرضة للخطر، لا بد من العمل بشكل أكثر استباقا لتضمين هذا النهج في المناطق الأقل عرضة للخطر قبل أن تصبح الندرة أمراً حتمياً.
وللتعامل مع الاستغلال المفرط للمياه الجوفيّة، ينبغي تحديد أقصى عمق للحفر في كل منطقة، وتقنين حفر آبار جديدة وفقاً للوضع الجيولوجي فيها، واتباع سياسات زراعية لتحديد دورة المحاصيل، وزراعة المحاصيل ذات الاستهلاك المنخفض للمياه في المناطق غير الغنية بالمياه الجوفيّة.
فعلى سبيل المثال، تشير الدراسة التي أشرنا إليها إلى أن استنزاف المياه الجوفيّة في السعودية قد تباطأ في طبقة المياه الجوفيّة هذا القرن، وقد يعود سبب ذلك إلى الخطوات التي نفذتها المملكة في سياستها الزراعية في العقود الأخيرة للحد من هدر المياه، مثل حظر زراعة بعض المحاصيل التي تستهلك الكثير من المياه.
كما أنه من المفيد في هذا الصدد الاعتماد على نهج الاقتصاد الدائري، مثل تحويل تدفقات الأنهار الزائدة خلال السنوات الرطبة إلى "مواقف مائية"، والتي تسمح للمياه بالترشيح إلى طبقة المياه الجوفيّة لاستخدامها في سنوات الجفاف، وإعادة استخدام مياه الصرف الصحي بعد معالجتها وتحويلها إلى مياه صرف عالية الجودة يمكنها تجديد وإعادة تغذية طبقة المياه الجوفيّة وإعادة استخدامها في الزراعة لتخفيف ضخ المزيد من المياه الجوفيّة. بحسب موقع “الجزيرة نت”.
توقع بارتفاع حرارة المياه الجوفية بمقدار 2.1 درجة مئوية بحلول نهاية القرن
يتوقع علماء التربة والمناخ أن يرتفع متوسط درجة حرارة المياه الجوفية بحلول عام 2100، بمقدار 2.1 درجة مقارنة بما كانت عليه في بداية القرن الـ 21.
تشير مجلة Nature Geoscience، إلى أنه وفقا للعلماء سيكون لهذا الارتفاع في درجة الحرارة تأثير خطير على الموارد المائية والنشاط الحيوي لكائنات التربة.
ويقول العلماء: "تحتوي التربة على أكبر كمية من المياه العذبة على وجه الأرض، ما يجعل المياه الجوفية ضرورية لبقاء الحياة عليها. وتظهر حساباتنا أن درجات حرارة المياه الجوفية سترتفع بمقدار 2.1 درجة مئوية بحلول عام 2100. ونتيجة لذلك، بحلول نهاية القرن سيعيش حوالي 588 مليون شخص في مناطق لا يمكن فيها استهلاك المياه الجوفية بسبب الارتفاع الحاد في درجات الحرارة".
وتوصل العلماء إلى هذه الاستنتاجات من دراستهم لكيفية تأثير ظاهرة الاحتباس الحراري على نقل الحرارة داخل الطبقات العليا من التربة، وكذلك في المياه الجوفية. ومن أجل ذلك درسوا وحللوا كيفية تغير متوسط درجات حرارة طبقات المياه الجوفية العالمية خلال أعوام 2000-2020.
وقد استخدم العلماء هذه النتائج في تطوير نموذج مناخي عالمي يسمح بتتبع عملية تراكم الطاقة الحرارية في التربة وتحديد كيفية تغير درجة حرارتها مع زيادة الاحترار العالمي. وباستخدام هذا النموذج، احتسبوا كيفية تغير درجات حرارة التربة والمياه الجوفية بحلول نهاية القرن، اعتمادا على مدى فعالية البشرية في مكافحة تغير المناخ.
وأظهرت حسابات العلماء أن متوسط درجة حرارة الطبقة العليا من المياه الجوفية سيرتفع بمقدار 2.1 درجة مئوية بحلول نهاية القرن إذا خفضت البشرية بشكل فعال حجم غازات الدفيئة المنبعثة، وبمقدار 3.5 درجة مئوية إذا زادت الانبعاثات بالمستوى الحالي. وستعمل كلتا الزيادتين على تسريع عملية التمثيل الغذائي لميكروبات التربة بشكل كبير، وكذلك تسريع دخول أيونات المعادن الثقيلة وغيرها من الملوثات الخطيرة المحتملة إلى المياه الجوفية.
وبالإضافة إلى ذلك، أظهرت حسابات العلماء أن متوسط درجة حرارة المياه الجوفية سيرتفع في العديد من المناطق الاستوائية في العالم بما فيها أجزاء من إفريقيا والشرق الأوسط وغرب أستراليا، إلى 34 درجة مئوية أو أكثر. ووفقا لهم، سيعقد هذا بشكل كبير إمكانية حصول 588 مليون شخص سيعيشون في هذه المناطق من العالم في نهاية القرن، على مياه عذبة صالحة للشرب. بحسب موقع “RT”.