العديد من أنواع التربة في ألمانيا جافة جدًا. وكان هطول الأمطار شحيحًا بالفعل في فصل الربيع، خاصة في شهر مارس.
وحتى هطول الأمطار فوق المتوسط جزئيًا في بعض المناطق خلال شهري أبريل ومايو لم يتمكن من تعويض الرطوبة المفقودة في طبقات التربة العميقة. وهذا ما يظهره مراقب الجفاف الحاليمركز هيلمهولتز للأبحاث البيئية (UFZ).
منعت مدينة ميونيخ بجنوب ألمانيا ملء حمامات السباحة الخاصة وسقي المروج.
في أعقاب موجة حر شديدة في نهاية شهر يونيو/حزيران، بدأت الموجة التالية تشتعل بالفعل في أوروبا، مما يزيد من الضغط على موارد المياه الجوفية المتضائلة.
أي شخص لديه حديقة وخزان مياه يعرف فائدة جمع مياه الأمطار واستخدامها عندما يندر هطول الأمطار. لكن المياه الجوفية تعمل أيضًا كخزان مياه ضخم.
تحتوي المياه الجوفية على ما يقرب من نصف مياه الشرب في العالم، وتتشكل عندما تتسرب المياه إلى الأرض وتتراكم فوق طبقات غير منفذة من الصخور أو الطين في باطن الأرض. غالبًا ما يكون المصدر الوحيد للمياه في المناطق القاحلة.
تنخفض مستويات المياه الجوفية في جميع أنحاء العالم
ويجري حاليا استخراج المياه الجوفية الثمينة بمعدل ثلاثة أضعاف ما كان عليه قبل 50 عاما.
وتتفاقم مشكلة الاستخدام المكثف للمياه بسبب الجفاف المتكرر المرتبط بتغير المناخ. وحتى أثناء هطول الأمطار الغزيرة، لا تستطيع التربة الجافة امتصاص كمية كافية من الماء.
كما يتم رصف المزيد والمزيد من الأراضي، مما يتسبب في جريان مياه الأمطار من السطح بدلاً من التسرب إلى الأرض – مما يعني أنه لا يمكن جمعها للاستخدام خلال فترات الجفاف.
وحتى في البلدان التي تشهد هطول أمطار مرتفعة نسبيا، مثل ألمانيا، تنخفض مستويات المياه الجوفية بشكل كبير، مع حفر الآبار بشكل أعمق فأعمق في بعض المناطق للوصول إلى المياه.
لا يمكن تجديد احتياطيات المياه الجوفية إلا إذا تسربت كمية كافية من الأمطار إلى التربة. لكن الاستغلال المفرط للمياه الجوفية يعني أنه يتم استخراج كميات من المياه أكبر مما يمكن استعادته.
والآن يعتمد أكثر من ملياري شخص و40% من الإنتاج الزراعي العالمي على احتياطيات المياه الجوفية المفرطة في الاستغلال.
تخزين المياه الجوفية المستهدف لمكافحة الجفاف والفيضانات
قام فريق بحثي بقيادة عالم الهيدروجيولوجيا توماس باومان من الجامعة التقنية في ميونيخ بتطوير جهاز “تخزين مياه العواصف الذكي” لمعالجة استنزاف المياه الجوفية.
وقالت ليا أوغستين، وهي عالمة هيدروجيولوجية أخرى تعمل مع باومان: “كانت فكرتنا هي الجمع بين الحماية من الفيضانات والوقاية من الجفاف”.
وتقع المنشأة في منطقة جبلية لزراعة نبات الجنجل على بعد حوالي 60 كيلومترًا (حوالي 40 ميلًا) شمال ميونيخ، حيث تتسبب الأمطار الغزيرة في كثير من الأحيان في حدوث فيضانات، وحيث يتم استنزاف المياه الجوفية بشكل كبير لمياه الشرب والري.
يعمل مشروع تخزين المياه عن طريق تجميع المياه أولاً في حوض الاحتفاظ أثناء هطول الأمطار الغزيرة. ومن ثم يتم تنقيته، وإزالة الملوثات. ثم تتدفق المياه النظيفة عبر الأنابيب إلى ما يسمى بآبار التسلل التي توجهها إلى عمق حوالي 30 مترًا (100 قدم) في الأرض. ومع ارتفاع مستوى المياه الجوفية، يمكن ضخ المياه مرة أخرى عبر الآبار.
المياه الجوفية لا تتبخر
وتعمل العاصمة الناميبية ويندهوك أيضًا على تجديد المياه الجوفية. وتقع المدينة في المرتفعات القاحلة في البلاد حيث تندر هطول الأمطار. وبحلول أواخر الستينيات، كانت المياه الجوفية تعتبر مستغلة بشكل مفرط.
وفي ذلك الوقت، استجابت ويندهوك لتصبح واحدة من أولى المدن في العالم التي تقوم بتحويل مياه الصرف الصحي إلى مياه للشرب.
ومنذ عام 2002، تم استخدام الآبار الترشيحية لتوجيه هذه المياه المعالجة إلى الأرض. كما يتم استخدام المياه التي يتم الحصول عليها من خزانات بعيدة في بعض الأحيان لتجديد المياه الجوفية.
والميزة هي أن كمية أقل بكثير من المياه تتبخر تحت الأرض مقارنة بالخزانات المفتوحة، مما يسمح بالاحتفاظ بشكل أفضل بموارد المياه الشحيحة.
تعتمد كاليفورنيا على تخزين المياه الجوفية
ويجري تطوير المزيد والمزيد من تقنيات معالجة المياه الجوفية، والتي تُعرف أحيانًا باسم إعادة تغذية طبقات المياه الجوفية المُدارة، في جميع أنحاء العالم.
وتشمل هذه الإجراءات إعادة توجيه مياه الأمطار الزائدة أو مياه الفيضانات إلى خنادق أو أحواض كبيرة قبل أن تتسرب ببطء إلى الأرض. وهذه الطريقة أقل تكلفة من الأنظمة التقنية ولكنها تتطلب مساحة كبيرة. كما يستغرق وصول المياه إلى طبقة المياه الجوفية وقتًا أطول.
توجد أحواض التسرب هذه في العديد من المواقع حول العالم، بما في ذلك على طول نهر سان غابرييل في منطقة العاصمة لوس أنجلوس.
تنظر ولاية كاليفورنيا الأمريكية المنكوبة بالجفاف إلى إعادة تغذية طبقة المياه الجوفية باعتبارها استراتيجية رئيسية للتعامل مع الظواهر الجوية المتطرفة المرتبطة بالمناخ، وفقًا لوكالة المياه بالولاية. وفي عام 2023 وحده، تم حقن أكثر من 4.1 مليون فدان قدم من المياه – أي ما يعادل أكثر من 5 مليارات متر مكعب – في طبقات المياه الجوفية، حسبما ذكرت الوكالة لـ DW.
– غمر الحقول لزيادة المياه الجوفية
والخيار الآخر هو الفيضانات المستهدفة للأراضي الزراعية عندما تهدد الأمطار الغزيرة، مما يسمح بالتقاط مياه الفيضانات وتوجيهها إلى المياه الجوفية. الميزة: يمكن الاستمرار في استخدام الأرض للزراعة بعد تسرب المياه.
وبما أن الأراضي الزراعية والمراعي تمثل حوالي 40% من مساحة الأراضي في العالم، فإن هذه الطريقة تتمتع بإمكانيات كبيرة. ومع ذلك، فإنه يعمل فقط في ظل ظروف معينة.
لا ينبغي أن تتضرر النباتات. علاوة على ذلك، يجب ألا تدخل أي ملوثات أو مسببات أمراض من مياه الفيضانات إلى المياه الجوفية، مما يجعل التنفيذ صعبا.
ترميم النهر يجدد مستويات المياه الجوفية
ويمكن للطبيعة نفسها أن تساعد أيضًا. عندما يتم استعادة الأنهار، فإنها تتوسع. ويمكنها بعد ذلك الانتشار أثناء الفيضانات، مما يؤدي إلى إنشاء قنوات وبرك جانبية ضحلة.
وهي تلتقط مياه الفيضانات، والتي يتسرب بعضها أيضًا إلى الأرض. تقوم الكائنات الحية الدقيقة في السهول الفيضية أيضًا بتصفية المياه، مما يعني أن العملية تعمل على تجديد المياه الجوفية وتنقيتها.
وفي الوقت نفسه، ينخفض خطر الأضرار الناجمة عن الفيضانات.
حصاد المياه الجوفية مباشرة من الأنهار أو البحيرات
في ألمانيا، غالبا ما يتم الحصول على مياه الشرب بشكل غير مباشر من الأنهار من خلال عملية تعرف باسم ترشيح البنوك.
وهنا، يتم ضخ المياه الجوفية من الآبار الواقعة بالقرب من الأنهار أو البحيرات، مما يخلق فراغا. ثم تتدفق المياه من النهر لتحل محلها. أثناء مروره عبر الأرض، يتم تصفيته بشكل طبيعي. يوفر نظام الترشيح البنكي أكثر من نصف مياه الشرب في برلين.
تقوم سدود التسلل أيضًا بتوجيه مياه النهر إلى المياه الجوفية. هذه هي الهياكل الموجودة في قاع النهر والتي تقلل من سرعة التدفق، أو تسد النهر مؤقتًا. عندما يتدفق الماء ببطء أكثر، يمكن أن يتسرب المزيد منه إلى الأرض.
وفي المناطق القاحلة مثل كينيا، يتم إنشاء ما يسمى بالسدود الرملية الصغيرة في عدة نقاط على طول مجرى النهر. وهي مصممة للاحتفاظ بالرمال التي تحملها الأنهار خلال موسم الأمطار. وتعمل طبقة الرمال الناتجة عند السدود بمثابة طبقة مياه جوفية إضافية، مما يزيد من تصفية المياه أثناء تسربها عبر الفجوات الموجودة في الرمال إلى المياه الجوفية.
ومن خلال الآبار في اتجاه مجرى النهر، يتم بعد ذلك سحب المياه الجوفية حتى خلال مواسم الجفاف. وهنا أيضًا، يؤدي تخزين المياه الجوفية إلى خسارة أقل بكثير من خلال التبخر مقارنةً بالتخزين فوق سطح الأرض. وهذا يفيد البشر والحيوانات والنباتات، التي تتعافى عندما يرتفع منسوب المياه الجوفية.
تمت كتابة هذه المقالة في الأصل باللغة الألمانية.
