المياه الجوفيّة المياه التي توجد تحت سطح الأرض. وهي مصدر مياه الآبار والعديد من الينابيع. وتوفر المياه الجوفية المياه العذبة في العديد من مناطق العالم.
وتتجمع المياه الجوفية أساسًا من الأمطار التي ترشح عبر التربة، كما تتجمع من المياه التي تتسرب إلى باطن الأرض من البُحيرات والبرك. وتستقر المياه في المسامات والشقوق بين الصخور في جوف الأرض، وفي الفراغات بين ذرات الرمل وقطع الحَصْباء. وتُسمى طبقة أو قاعدة مثل هذه المواد المسامية التي تُنتج مقادير مفيدة من المياه الجوفية الطبقة الصخرية المائية. ويتم حفر الآبار إلى الأسفل وصولاً إلى الطبقات الصخرية المائية لسحب المياه الجوفية إلى سطح الأرض.
وينخفض منسوب المياه الجوفية ويُسمى النطاق المائي (المستوى المائي) عندما يتم سحب مياه تزيد عما يمكن استبداله بصورة طبيعية. وفي بعض المناطق ذات الكثافة السكانية العالية أو الأمطار القليلة، ينبغي تغذية مخزون المياه الجوفية (تعبئته) صناعيًا. وكمثال، يمكن إعادة الماء إلى باطن الأرض عبر تغذية خاصة، أو يمكن إعداد حُفَر للسماح لفائض الماء بالتّسرب إلى باطن الأرض. غير أن العديد من مناطق العالم تَستخِدم المياه الجوفية بأسرع من إعادة تعبئة الطبقات الصخرية المائية. ويُسبب هذا الانخفاض في النطاق المائي مشكلات خاصة في المناطق الساحلية، لأن المياه المالحة من المحيطات تتسرب إلى أحواض المياه الجوفية.
ويُعد تلوّثُ المياه الجوفية معضلةً خطيرةً خاصة بالقرب من المدن والمناطق الصناعية. وتنجم الملوثات التي تتسرب إلى الأرض عن المياه السطحية الملوثة، والتسربات من أنابيب الصرف الصحي وأحواض التحليل والانسكاب النفطي والكيميائي. ويمكن أن تتلوث المياه الجوفية أيضًا بالأسمدة الكيميائية والنفايات المشعّة المدفونة.
البئر الارتوازية
بئر تقوم برفع المياه الجوفية إلى السطح دون استخدام مضخة بتوافر مقدار مناسب من الضغط. ويُطلق هذا المصطلح كذلك على آبار المياه بالغة العمق.
البئر الارتوازية كما هي مُبينة في رسم المقطع العرضي، تقوم بنزح الماء من طبقة من الصخر المنفذ والممتلئ بالمياه الجوفية.
إذا لم يصل الماء إلى السطح تحت ضغطه الذاتي، ولكنه احتاج إلى الضخّ، فإنه يصنف على أنه ماء تحت الارتوازي. ويكون أكثر الماء ساخنًا عندما يصل إلى السطح بسبب ما امتصه من حرارة من باطن الأرض أثناء مدة اختزانه الطويلة تحت الأرض. في بعض الأماكن، يكون الماء في حالة غليان عندما يصل إلى السطح. وفي العادة يحتوي على أملاح معدنية. وبعضه يحتوي على قدر كبير من المواد المعدنية، بحيث لا يمكن استعماله لسقاية الماشية. ونادرًا ما تكون المياه الارتوازية متوافرة بكميات كافية لاستخدامها في ري الأرض.
الآبار الارتوازية. ساعدت في اتساع الرقعة الزراعية، وإنتاج القمح والأعلاف في المملكة العربية السعودية.
تُسمى المناطق التي يمكن فيها حفر الآبار الارتوازية بالأحواض الارتوازية. تأتي كلمة ارتوازية من أرتوا، وهي مقاطعة بفرنسا، حيث تم لأول مرة حفر الآبار الارتوازية فيها في القرن الثاني عشر الميلادي.
البِئْر
فتحة عميقة في جوف الأرض يستخرج منها سائل. وآبار الماء هي الأكثر شيوعًا كما أن آبار النفط والغاز الطبيعي أيضًا شائعة. وتستخدم شركات التعدين أيضًا الآبار لإزالة الأملاح والكبريت من أعماق الأرض، حيث تضخ بخارًا إلى أسفل أو ماءً ساخنًا لإزالة هذه المواد.
أنواع آبار المياه. تُستخدم الآبار لاستجلاب الماء من الأرض. وقد تحُفر أو تدفع أو تثقب أو تخرق في الأرض. يمكن أن تُشَيَّد آبار الحفر بآلات يدوية أو آلية تصل إلى عمق 15م وتتميز بأكبر قطر لآبار المياه. تتكون آبار الدفع من سلسلة من الأنابيب ذات طرف مدبب يُدفع في الأرض حتى عمق 15م. آبار الثقب التي تُنشأ بأدوات تسمى مثاقيب قد تصل إلى 30م من العمق. الآبار الاختراقية تُنشأ بآلات حفر خاصة وتصل إلى عمق 300م.
آبار الماء
تسمى المياه التحتية التي تنساب في الآبار المياه الجوفية. يأتي هذا الماء من الأمطار التي تخللت الأرض وتحركت ببطء لأسفل حتى وصلت إلى خزان المياه الجوفية، وهي منطقة من التربة والصخور مشبعة بالماء. ويسمى أعلى هذا النطاق مستوى الماء، وهو المستوى الذي تصل إليه المياه في بئر لم تضخ بعد.
وقد يقع مستوى الماء في المناطق الرطبة قريبًا من السطح ويمكن الوصول إليه بالحفر. وعادة ما تحاط البئر المحفورة بالطوب أو الأحجار، أو الخرسانة الإسمنتية ليُحافَظ على جوانبها من الانهيار.
وفي الأماكن الجافة قد يكون مستوى الماء على عمق مئات الأمتار، وهنا يصبح من الضروري حفر بئر وإنزال أنابيب. وعادة ما تستعمل مضخات تدار بمحركات لاستخراج الماء من الآبار العميقة.
وفي بعض المناطق تنساب المياه الجوفية لأسفل على منحدرات التلال والجبال تحت طبقة صماء من الطين أو الطَّفْل. يخرج الماء المضغوط تلقائيًًا من الآبار المحفورة في هذه الطبقات في الوديان. ويكون الضغط قويًا في هذه الآبار المسماة الآبار الارتوازية الانسيابية لحد يجعل الماء ينساب دون ضخ.
ومازال العديد من الناس يعتمدون على الآبار في إمدادهم بالماء خاصة في المناطق الريفية كما تحصل العديد من المدن على مياهها من الآبار، حيث يكون الماء الجوفي عادة نقيًا لأن التربة تعمل عمل المرشِّح الجيد.وغالباً تحوي معادن مذابة، والبئر التي يخرج منها ماء به نسبة عالية من المعادن تسمى البئر المعدنية.
ويجب أن تُختار آبار المياه بحيث لا تجمع سمومًا أو ميكروبات مرضية. كما يجب أن تبعد البئر على الأقل 30م عن البالوعة ويجب أن لا تقع أبدًا تجاه مجرى مياه الصرف. والماء المأخوذ من بئر حفرت في طبقات حجر الجير قد يكون خطرًا لأن الماء يجري خلال شقوق ومغارات في الحجر الجيري بدون أن يرشح. من المهم أيضًا ألا يُصَرَّف الماء السطحي في البئر.
آبار النفط والغاز الطبيعي
النفط والغاز الطبيعي كلاهما أخف من الماء. ومن أجل هذا فإنهما عادة ما يطفوان عاليًا ويتسرَّبان من الأرض. لكن النفط والغاز يزحفان تحت طبقات سميكة من الصخور في مساحات تسمى بِركًَا. تخترق الآبار أعماق الأرض لتصل إلى هذه البرك وتأتي بالنفط والغاز إلى السطح. يتم البحث عن أماكن النفط والغاز بعمل آبار وحفر عشوائية في مناطق ما للبحث عن برك جديدة، بينما تحفر البئر المنتجة في حقل مؤكد.
وحفر آبار النفط والغاز علم غاية في التقدم، والعاملون الذين يحفرون آباراً عميقة يجب أن يحصلوا على تدريب وخبرة لسنوات عديدة. فبئر نفط عميقة تُكلِّف الكثير حتى تحفر.
مواقع الآبار
يستلزم تحديد مواقع الآبار أيضًا درجة عالية من التدريب. لذا يجب أن يكون الجيولوجيون والمهندسون قادرين على تعيين مواقع الكميات الكبيرة من النفط أو الماء وأن يحددوا معدلات استخراج هذه المواد من الأرض و الكمية التي يمكن استخراجها بدون تدمير الموارد الطبيعية. ويستعمل العلماء والمهندسون اليوم معدات حديثة مثل مرسمات الزلازل ليحددوا الرواسب تحت السطحية.
اليَنْبوع
مصدر طبيعي للماء ينبع من الأرض، حيث تتسرب مياه الأمطار ومياه الثلوج الذائبة إلى الأرض، وترشح خلال مسام وشقوق التربة، ثم منها إلى الطبقات الصخرية، ويصل الماء في النهاية إلى طبقة لايستطيع المرور منها. ويسمى هذا الماء المحتجز تحت الأرض المياه الجوفية وربما تتسبب الجاذبية الأرضية في دفع الماء إلى أعلى حتى يجد منفذًا إلى السطح مكونًا ينبوعًا.
الينبوع يتكون عندما تجد المياه الجوفية أو مياه الأمطار والثلوج المتسربة إلى الأرض ـ طريقًا إلى السطح. فعندما يصل الماء إلى مستوى الأرض فإنه يتدفق إلى الخارج. وتوجد الينابيع غالبًا عند شق أو قناة في الأرض.
وتوجد الينابيع في الجبال والتلال والأودية. وغالبا ماتوجد أسفل صخرة أو منحدر أو حيث يوجد شق أو أخدود يؤدي إلى السطح.
وتوجد أكبر الينابيع في مناطق الحجر الجيري، حيث يسيل الماء تحت الأرض في قنوات على شكل كهوف وتصل مثل هذه القنوات إلى السطح وتتدفق منها كميات كبيرة من المياه خارجة من باطن الأرض.
وتتوقف درجة حرارة الينبوع على درجة حرارة التربة أو الصخور التي يتدفق من خلالها الماء. فالمياه الجوفية التي تجري قريبا من السطح، ربما تحدث ينابيع أكثر دفئًا في الصيف عنها في الشتاء، بينما الينابيع التي تأتي من مناطق أكثر عمقا لاتتأثر بدرجة حرارة السطح وتكون باردة دائما.
ولكن في الأعماق البعيدة عن سطح الأرض تكون جميع الصخور حارة، وفي المناطق البركانية ربما تقع الصخور الحارة قريبا من السطح. ونتيجة لذلك فإن مياه الينابيع التي تتدفق من أعماق الأرض البعيدة، أو التي تأتي من مناطق بركانية تكون غالبا حارة.
وتحتوي ينابيع كثيرة على معادن، تسببت المياه الجارية في إذابتها من الصخور. وهذه الينابيع تعرف بالينابيع المعدنية. وهناك اعتقاد سائد يفيد أن هذه الينابيع قادرة على تخفيف الأمراض المزمنة. وكان هذا الاعتقاد سببا في جعلها معروفة بوصفها منتجعات صحية. وتوجد مثل هذه الينابيع الصحية في كل من الأحساء بالمملكة العربية السعودية وماعين بالأردن وفاس بالمغرب، بالإضافة إلى باث في إنجلترا ولوردز في فرنسا وفيسبادن في ألمانيا وغيرها من الأماكن.
إعداد : أمانى إسماعيل
المصدر :
http://mousou3a.educdz.com/0/084535_1.htm
