القياسات المائية الحقلية

تعتمد التطبيقات الناجحة للمنهجية المستخدمة في الأبحاث المائية بشكل كبير على دقة القياسات الحقلية, والتجارب المخبرية للوسط, وخواص الجريان.

يمكن أن تتغير خصائص الطبقة المائية ضمن مسافات صغيرة, لذلك تأخذ عدّة قيم, حسب عدد العينات المأخوذة من الحقل, ولكن اتساع حقل الجريان يجعل القيم الوسطية للمعاملات تعطي نتائج مرضية من الناحية العملية, ومن جهة أخرى تحتاج بعض المعاملات أكثر من غيرها إلى دقة وعناية خاصة عند تحديدها.

أي لا بدّ من معرفة حدود الخطأ المسموح به في القياسات التي ستعطي وصفاً دقيقاً, يمثل الحالة المدروسة, وتعطي نتائج صحيحة من الناحية العملية.

ومن الضروري القبول بخطأ في النتائج لا تزيد قيمته على 10%, أما عند اتخاذ القرار لتصميم المنشأة, فيجب ألا تزيد نسبة الخطأ على 5%. عموماً لا توجد حالة مستقرة تماماً في الطبيعة, لذلك يمكن استبدالها بحالة شبه مستقرة.

تتطلب الأعمال الحقلية ذات الكفاءة العالية خبرة شخصية, واعتمادات مالية, ووقتاً كافياً, ويمكن أحياناً أن يحد نقص إحدى هذه المتطلبات من فعالية الأعمال الحقلية, وأفضل الأعمال الحقلية تلك التي يستخدم فيها الحجم الأمثل من هذه المتطلبات لإنجاز هدف معين.

مواقع الآبار الرئيسية

إن جمع معظم المعطيات الحقلية النموذجية من أجل تحديد بارامترات طبقة المياه الجوفية, وتوزع هذه البارامترات إقليمياً, يتطلب اختيار مواقع الآبار الرئيسية وآبار المراقبة بما يتناسب مع افتراضات تتعلق بالأبعاد الهندسية والبنية الجيولوجية وخواص الجريان, التي تفي بالمتطلبات على مساحة كبيرة, ومن أجل تحديد المواقع المناسبة للآبار لا بدّ من الأخذ بالحسبان الاعتبارات الآتية:

1- يجب استكشاف التراكيب الجيولوجية السطحية, وتحت السطحية للمنطقة المدروسة, ومعرفة التتابع الطبقي, والوحدات الليتولوجية, وتعاقب الطبقات الحاملة للمياه الجوفية, والتركيب الجيولوجي التكتوني لها.

2- تحديد الوضع الهيدرولوجي (بحيرة, نهر, المنخفضات السطحية).

3- معرفة تغيرات أعماق الطبقات الحاملة للمياه الجوفية وامتداداتها المساحية, إذا كان ممكناً, باستخدام الطرائق الجيوفيزيائية.

4- تكوين فكرة جيدة عن اتجاهات جريان المياه الجوفية, وتغيرات المنسوب البيزومتري.

5- إجراء تقويم اقتصادي للأعمال المطلوبة.

إن اختيار البئر الرئيسية هو أهم قرار, لأن تحديد مواقع آبار المراقبة يعتمد على موقع البئر الرئيسية. وتفيدنا الإرشادات التالية في اتخاذ هذا القرار:

1. يجب أن يكون امتداد طبقة المياه الجوفية المحيطة بالبئر كبيراً.
2. يجب أن تكون الحدود الجيولوجية والهيدرولوجية غير مخربة ضمن حدود تلك المساحات.
3. يجب أن يكون عمق طبقة المياه الجوفية عند موقع البئر كبيراً, لتأمين عمق اختراق كبير للتوضعات الحاملة للمياه الجوفية التي تغذي البئر.
4. يفضل أن تكون التوضعات الجيولوجية المنتشرة ضمن حدود المساحات الممتدة حول الآبار لها التركيب نفسه, من أجل ضمان صحة الافتراضات المتعلقة بتجانس الطبقة الحاملة للمياه الجوفية وتماثل خواصها.

من الضروري تجنب تداخل منطقة تأثير بئر محفورة سابقاً مع منطقة تأثير البئر الجديدة المقترح حفرها.

قد يكون اختيار موقع البئر في التوضعات الكارستية خادعاً, فإذا بقيت البئر ضمن الجسم الرئيسي للصخور, دون أن تتقاطع مع الشقوق والفراغات, فلن تعطي التصريف اللازم, لذلك فإن أفضل موقع للبئر في التوضعات الكارستية إما عند التشققات أو الكهوف المنحلة, أو في نقطة يتقاطع فيها تشققين أو أكثر.

وإذا لم تكن الشقوق كافية لإعطاء التدفق اللازم, يجب معالجة البئر قبل هجرها باتخاذ التدابير الآتية:

1. حقن حمض كلور الماء لفتح هذه الشقوق, أملاً في زيادة غزارة البئر حتى التصريف المناسب.
2. إجراء تفجير ميكانيكي في الطبقة الحاملة للمياه, لإحداث شقوق اصطناعية, تتصل مع شبكة شقوق طبيعية مفتوحة تحت منسوب الجريان الأساسي, وقد يتحقق ذلك بتعميق البئر, فإذا لم تنجح هذه الإجراءات تهمل هذه البئر وتحفر بئر أخرى.