المياه الجوفية في المملكة العربية السعودية

تقوم فكرة الدرس على دراسة المياه الجوفية في المملكة العربية السعودية، باعتبارها أحد أهم أشكال الغلاف المائي الأرضي الموجودة في مسام وفجوات الصخور تحت سطح الأرض. تتكون المياه الجوفية نتيجة تسرب مياه الأمطار إلى الطبقات السطحية، وتعتمد كميتها على مسامية الصخر ونفاذيته. تحتوي المملكة على تكويناتها الجيولوجية الرئيسية في الرف العربي التي تغطي نحو 70 بالمئة من مساحتها وتضم مخزونات ضخمة مثل تكوين الساق والمنجور والوسيع، بينما يضم الدرع العربي صخورا نارية ومتحولة ذات مخزون محدود. يتطلب استخراج هذه المياه آبارا عادية أو ارتوازية، ويواجه أخطار التلوث الضار مثل مياه الصرف والملوثات الكيميائية كالزرنيخ، إضافة إلى الاستنزاف الجائر الذي يؤدي إلى الخسف وانخفاض مستواها.

الفكرة الأساسية

تدور فكرة الدرس حول المياه الجوفية في المملكة العربية السعودية وكيفية تكونها وتخزينها في باطن الأرض وتوزيعها الجيولوجي. انظر إلى الصخور تحت قدميك: ليست صلبة تماما كما تظن، بل تحتوي على مسام وفجوات تتجمع فيها المياه لتشكل غلافا مائيا أرضيا يعد المصدر الرئيس للمياه في المملكة.

الشرح

تتكون المياه الجوفية عندما تتسرب مياه الأمطار من سطح الأرض إلى باطنها. تعتمد هذه العملية على خاصيتين أساسيتين للصخر: المسامية، وهي نسبة حجم الفراغ في الصخر إلى حجم الصخر الكلي، والنفاذية، وهي قدرة الصخر على السماح للسوائل بالتسرب من خلاله. كلما كانت الفراغات أكبر والمسامية عالية، سهل تسرب المياه وتكون مخزون جوفي جيد.

تنقسم الطبقات الحاملة للمياه إلى أنواع عدة:

• الطبقات المحصورات: وهي طبقة محصورة من الأعلى ومن الأسفل بطبقة صماء غير منفسحة، ويكون الماء فيها تحت ضغط مرتفع.
• الطبقات غير المحصورة: وهي خزانات تكون المياه فيها محصورة بطبقة صماء من الأسفل فقط.
• الطبقات المعلقة: وهي طبقات معلقة في التربة لمسافات معينة تجتمع في مساماتها المياه.

توجد في المملكة العربية السعودية تكويناتها الجيولوجية الرئيسية في الرف العربي الذي يغطي نحو 70 بالمئة من مساحة المملكة، ويضم صخوراً رسوبية تحوي كميات كبيرة من المياه مثل تكوين الساق، وتكوين الوجيد، وتكوين تبوك، وتكوين المنجور، وتكوين البياض، وتكوين الوسيع، وتكوين أم رضمة، وتكوين الدمام، وتكوين النيوجين. في المقابل، يضم الدرع العربي صخوراً نارية ومتحولة ذات مخازن محدودة للمياه.

نستخرج هذه المياه عبر الآبار العادية والآبار الارتوازية أو من خلال الينابيع. أما مصادر المياه الجوفية فتشمل الماء الجوفي من الدورة المائية، والماء الأحفوري وهو الماء المحفوظ في الصخور الرسوبية أثناء تكونها وتصلبها، والماء الصهاري وهو الماء المشتق أثناء تبلور وانفصال الصخور النارية.

مثال محلول خطوة بخطوة

إذا كان لديك تكوين صخري رسوبي في الرف العربي يمتد على مساحة واسعة تبلغ 65000 كيلومتر مربع، وتبلغ مسامية صخوره نسبة عالية تسمح بتسرب المياه بحرية، ولدينا هطول أمطار تاريخية خزنت كميات هائلة من المياه في هذا التكوين:

• الخطوة الأولى: حدد نوع التكوين الصخري وموقعه وخصائصه. الصخور الرسوبية الرملية المتماسكة ذات النفاذية العالية تسمح بتخزين كميات ضخمة من المياه.
• الخطوة الثانية: احسب أو استنتج الأثر الاقتصادي والمائي. هذا التكوين يمثل خزانا جوفيا رئيسيا يعتمد عليه الإنسان في الشرب والزراعة، مثل تكوين الساق الذي يغذي مناطق تبوك والقصيم وحائل.
• الخطوة الثالثة: اربط التخزين بطريقة الاستخراج. نظراً لوجود طبقات محصورات أو ضغط جوي مختلف، تتدفق المياه إلى الآبار الارتوازية أو العيون ذاتياً أو بواسطة آلات الحفر.

أخطاء شائعة

• الاعتقاد بأن المياه الجوفية متوفرة بنفس الكثافة في أي مكان بالمملكة، بينما الواقع يفرق تماماً بين الرف العربي الذي يحوي مخازن ضخمة والدرع العربي الذي يحوي مخازن محدودة.
• الظن بأن المياه الجوفية تتجدد بالكامل من الأمطار الحالية التي تشهدها المملكة، والصحيح أن الجزء الأكبر منها عبارة عن مياه أحفورية خزنت في عصور مطيرة قديمة.
• الخلط بين مسامية الصخر ونفاذيته؛ فالمسامية هي حجم الفراغات الكلي بينما النفاذية هي قدرة الصخر على تمرير السوائل من خلاله.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

• السؤال الأول: ما السبب الرئيسي لوجود التكوينات الحاملة للمياه بكميات ضخمة في الرف العربي رغم معدلات الأمطار الحالية المتدنية؟ الإجابة: يرجع ذلك إلى مرور المملكة بعصور مطيرة قديمة أدت إلى تخزين كميات ضخمة من المياه في طبقات الصخور الرسوبية.
• السؤال الثاني: أي الخزانين المائيين أكثر عرضة للتلوث المحلي: الخزان المحصور أم الخزان غير المحصور؟ الإجابة: الخزان غير المحصور، لأن الخزانات المحصورة تتميز بوجود طبقة عازلة تحميها بينما الخزانات غير المحصورة لا توجد بها طبقة عازلة تعزلها عن الملوثات السطحية.