Groundwater Management Approach at KFUPM Campus Using Numerical Simulation

Abstract

إن عملية استخراج المياه الجوفية في البيئة الصحراوية هي سكين ذو حدين: فهي تؤدي إلى انخفاض منسوب المياه وزيادة في الملوحة. تلبي المياه الجوفية أكثر من 90% من الطلب على المياه في جامعة الملك فهد للبترول والمعادن. وقد أدى التطور السريع وتزايد عدد السكان في الجامعة خلال العقود الثلاثة الماضية إلى زيادة كبيرة في استهلاك المياه للاستخدامات المنزلية، وري المسطحات الخضراء، فضلا عن خدمات الصرف الصحي. ونتيجة لذلك، ازداد ضخ المياه الجوفية من مكمن أم الرضمة المائي المحلي مما أدى إلى انخفاض في منسوب المياه وزيادة في الملوحة. وركزت هذه الدراسة على التقويم الكمي والنوعي لموارد المياه الجوفية في حرم جامعة الملك فهد للبترول والمعادن، وتقييم استدامة المكمن المائي تحت بدائل ضخ على المدى الطويل. واستخدمت تقنية المحاكاة العددية لتقييم الآثار المترتبة على زيادة معدلات الضخ على السطح البيزومتري في مكمن أم الرضمة المائي، وجرى توقع مستويات الجهدية المستقبلية. وتم تطوير ومعايرة نموذج تدفق المياه الجوفية للمنطقة. وجرى عمل المحاكاة لخمسة وأربعون (45) عاماً، من 1967 وحتى 2010م. وأشارت النتائج إلى ارتفاع كمية السحب من المياه بما مجموعه 2.4 مليون متر مكعب في 1967 حتى وصل إلى 13.9 مليون متر مكعب في عام 2010، وهو ما يمثل زيادة بحوالي 480%، مع انخفاض في مستوى المياه بلغ متوسطه حوالي 8.5 م. وتم صياغة خطط لثلاث بدائل للتطوير ، وجرى تحليلها لتوقع الاستجابة المستقبلية باستخدام النموذج المعاير لفترة تخطيط من 2011 إلى 2030. وأظهرت النتائج أن خطة البديل الثاني، التي تفترض تدابير المحافظة، هي الافضل على المدى الطويل لاستدامة موارد المياه الجوفية في المنطقة. وبعد ذلك تم تطوير نموذج انتقال المذابات من نموذج التدفق وجرى معايرته من أجل توقع مستويات الأملاح الذائبة الكلية في مكمن أم الرضمة في المستقبل في منطقة الدراسة. وجرى استخدام النموذج المعاير أيضاً لتوقع مستويات الأملاح الذائبة الكلية في المكمن المائي لأفق تخطيط لمدة 20 عاماً (من 2011 - 2030) في إطار البدائل المحددة للضخ. وأظهرت النتائج أن البديل الثاني، الذي يفترض تدابير المحافظة، هو أفضل السبل لحماية مستوى ملوحة في مورد المياه الجوفية في المنطقة. تم جمع عينات من المياه الجوفية من ثماني آبار في منطقة الدراسة، وجرى تحليلها للكشف عن تركيبها الكيميائي والمحتوى البكتيري. وتبين من التحليل أن جميع عينات المياه الجوفية التي تم جمعها متماثلة في بصمتها الكيميائية والتي يمكن تصنيفها على أنها مياه قلوية مع سيادة كبريتات- كلوريد. وكشفت التحاليل الكيميائية أن الكاتيون (Na+K) هو السائد. وأن ترتيب وفرة من الأنيونات هو CL-> SO42-> HCO3. وكشفت التقييمات الهيدروكيميائية بالمقارنة مع المعايير الدولية والمحلية، فضلا عن تصنيفات الأخطار الهيدروكيميائية أن المياه الجوفية في منطقة الدراسة غير صالحة للشرب وأغراض الري. هذا وكشفت أيضاً أن نسبة الملوحة هي موضع الاهتمام الرئيسي في المياه الجوفية لمنطقة الدراسة. تسلط النتائج التي قدمت في هذه الدراسة الضوء على الحاجة إلى إعطاء أولوية الاهتمام للإدارة المستدامة للمياه الجوفية، والحفاظ على نوعية المياه الجوفية في كل المناطق الجافة وشبه الجافة.