باحثون يبتكرون طريقة رخيصة ودقيقة لاستكشاف المياه الجوفية

طور باحثون من معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT)، طريقة جديدة مع زملائهم الأستراليين الذين كشفوا عنها الآن فى مجلة Geophysicsjournal، والتى يمكن من خلالها استكشاف موارد المياه الجوفية بسهولة أكبر وفعالية من حيث التكلفة مقارنةً بالماضى.

ووفقا لما ذكره موقع "phys" العلمى، فكما أوضحت وكالة البيئة الألمانية، هناك أكثر من 70 % من مياه الشرب تنبع من المياه الجوفية فى ألمانيا وحدها، ويتزايد الإنتاج بسرعة كبيرة فى جميع أنحاء العالم بحيث تتناقص مستويات المياه الجوفية، والجودة تدهور وتواجه مدن بأكملها هبوطاً فى المياه الجوفية، لذلك، من المهم استكشاف الخصائص تحت السطحية لإدارة الموارد بشكل أكثر استدامة.

ويقول الدكتور جابرييل راو من معهد العلوم الجيولوجية التطبيقية (KW): "تتطلب طرق الاختبار الحالية ضخًا نشطًا للمياه من بئر ماء مصممة خصيصًا مع مراقبة مستوى المياه فى آبار أخرى فى المنطقة المجاورة". 

 وسيحتاج شخصان أو ثلاثة إلى إعداد اختبار مضخة والإشراف على القياسات لفترة زمنية طويلة للقيام بذلك.

وهذه الطريقة مكلفة للغاية، ويمكن أن تستمر فى أى مكان من عدة ساعات إلى عدة أشهر حسب الخصائص تحت السطحية، وتكون النتيجة صالحة فقط للموقع الذى تم اختباره. 

وتتنوع طبقات المياه الجوفية بشكل كبير من حيث المساحة، كما أن بناء آبار استخراجية فى كل مكان أمر مكلف جدا.

فيما وضع باحثو معهد كارلسوه للتكنولوجيا بالتعاون مع جامعة نيو ساوث ويلز (UNSW) فى سيدنى وجامعة ديكين فى ملبورن، طريقة جديدة لتقييم المعلومات حول آثار المد والجزر على مستويات المياه الجوفية.

وعلى غرار المد فى المحيط، يتأثر مستوى المياه الجوفية بقوات المد، حيث يؤدى التغير فى الجاذبية إلى الضغط على الصخور المسامية فى باطن الأرض وتسبب تغيرات الضغط القابلة للقياس، وذلك بجانب المد والجزر فى الغلاف الجوى التى تغير الضغط تحت سطح الأرض بشكل دوري. 

ويقول راو: "يمكننا قياس هذا التغيير بتكلفة منخفضة واستخدام إجراءات أقل تعقيدًا، وعدد أقل من الموظفين لتحديد الخصائص تحت السطحية".

ولا يحتاج المهندسون إلى آبار استخراج خاصة لهذا الغرض، لكن يمكنهم وضع مسجل بيانات إلى لضغط المياه عند نقطة قياس للمياه الجوفية التقليدية، ثم يقوم مستشعر الضغط بقياس مستوى المياه الجوفية بانتظام لمدة شهر على الأقل.

 كما أنه باستخدام القياسات، يمكن للباحثين حساب الخواص الفيزيائية للطبقة السفلية وقابلية الضغط وترجمة النتائج إلى الاستخدام المستدام لموارد المياه الجوفية.