Table of Contents
ويعيد تغير المناخ تشكيل البيئات الساحلية في جميع أنحاء العالم، ومن أكثر النتائج التي لم تُبلغ عنها بعد، التملح المستمر في طبقات المياه العذبة التي تقع تحت خطوط السواحل، وتُعد هذه الخزانات الجوفية مصدر مياه الشرب والري والاحتياجات الصناعية لمئات الملايين من الناس، حيث تُهدد مستويات ميكانيكية، وتزداد عواصف الأمطار، وتتحول أنماط مياه الأمطار، ويزيد التوازن الدقيق بين المياه العذبة والمياه الجوفية في هذه.
The Mechanism of Saltwater Intrusion
كما أن تغير المناخ يشكل تهديداً، يساعد على فهم كيف تقاوم طبقات المياه الجوفية الساحلية تطفل المياه المالحة، وتزيد المياه العذبة، وتزيد من ارتفاع سطح الماء العذبة في المناطق التي ترتفع فيها المياه العذبة، وتحافظ على الوصل بين المياه الجوفية، وتزيد من ارتفاع سطح الماء العذبة، وتمتد المياه الجوفية، وتمتد من ارتفاع حراري في المياه العذبة.
وتنظم العلاقة مبدأ غيبين - هيرزبرغ الذي ينص على أنه بالنسبة لكل متر من مستويات رأس المياه العذبة فوق سطح البحر، يوجد حوالي 40 مترا من المياه العذبة تحت سطح البحر قبل المنطقة الانتقالية إلى المياه المالحة، وهذا يعني أن ارتفاعا صغيرا في مستوى البحر أو هبوطا طفيفا في طاولة المياه يمكن أن يؤدي إلى تطفل كبير على المياه المالحة في منطقة المياه العذبة، والمنطقة الانتقالية نفسها ليست حدا حادا بل منطقة مختلطة.
Climate Change Drivers of Aquifer Salinization
وتسهم الجوانب المتعددة لتغير المناخ في زيادة الملوحة في طبقات المياه الجوفية الساحلية، ويتفاعل كل سائق مع الآخرين، مما يخلق آثارا مضاعفة تعجل تدهور نوعية المياه.
مستوى سطح البحر
وقد ارتفع مستوى سطح البحر المتوسط العالمي بنحو ٨-٩ بوصة )٢١-٢٤ سنتيمترا( منذ ١٨٨٠ بوصة، مع ارتفاع معدل الانبعاثات إلى نحو ١,١٣ بوصة )٣,٣ مم( سنويا في آخر عقد، وتشير التوقعات من الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ و ]ملح الانبعاثات[ إلى ارتفاع متوسط في المحيطات والغلاف الجوي )نواة()٢(.
ولا يعمل ارتفاع مستوى سطح البحر بصورة موحدة؛ وقد تؤدي العوامل المحلية مثل التخريب، ودمج الرواسب، واستخراج المياه الجوفية إلى تفاقم آثاره، ففي مدينة جاكرتا الساحلية، إندونيسيا، تسببت ضخ المياه الجوفية وارتفاع مستوى سطح البحر في تسرب المياه المالحة إلى أكثر من 10 كيلومترات داخل الأراضي، مما اضطر السلطات إلى نقل رأس المال.
التغييرات في التمهيد والشحن
ويشهد مشروع نماذج المناخ التي ستشهدها مناطق ساحلية كثيرة أكثر كثافة وإن كانت أقل تواتراً في الأمطار، مما يؤدي إلى تهوية موجات جافة أطول تتراكم من جراء هبوطات شديدة، وهذا النمط يقلل من التغذية الفعالة لطبقات المياه الجوفية الساحلية لأن الأمطار الغزيرة كثيراً ما تتسرب بسرعة بدلاً من التسلل إلى الأرض، وفي فترات الجفاف الطويلة، تهبط مستويات المياه الجوفية، مما يقلل من معدل العائد الهيدرولي الذي يخلف المياه المالحة.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن ارتفاع درجات الحرارة يزيد من التهرب، مما يعني أن المياه التي تسقط تضيع في الجو قبل أن تخترق طبقات المياه الجوفية، وفي المناطق الساحلية القاحلة وشبه القاحلة مثل ساحل البحر الأبيض المتوسط، وأجزاء من كاليفورنيا، وشمال أفريقيا - وهذا الجمع من انخفاض التغذية والتبخر العالي واضح بالفعل في انخفاض مستويات المياه الجوفية وارتفاع الملوحة.
زيادة نشاط العاصفة وتصاعد العواصف
إن وجود عواصف أكثر كثافة في سطح المحيط، وتدفقات من المياه السطحية في المحيطات، قد يؤدي إلى زيادة حدة الرياح الشديدة وارتفاع عواصف المياه المالحة إلى زيادة كميات كبيرة من المياه المالحة على الحواجز الساحلية وإلى المناطق المنخفضة، وبعد مرور العاصفة، يمكن أن تتسلل المياه المالحة مباشرة إلى طبقة المياه الجوفية، ولا سيما إذا كانت المياه السطحية غير صالحة أو إذا كانت مياه الأمطار غائبة، وفي الأجل القصير، يمكن أن يؤدي إعصار واحد أو إعصار متراكم إلى زيادة المياه الجوفية.
فعلى سبيل المثال، تسبب إعصار كاترينا وهيركان ريتا في عام 2005 في تلوث واسع النطاق للمياه المالحة في أجزاء من لويزيانا وميسيسيبي، وقد استغرق استعادة نوعية المياه في بعض الآبار الضحلة أكثر من عامين، ومع توقع زيادة تواتر عواصف الفئة 4 و 5، ستصبح هذه الأحداث تهديدا متكررا لإمدادات المياه الساحلية.
الاستجابات البشرية التي تُضفي على المشكلة
ومن المفارقات أن بعض تدابير التكيف يمكن أن تسوء ملوحة طبقات المياه الجوفية، ففي حالات الجفاف، كثيرا ما تضخ المجتمعات المحلية المزيد من المياه الجوفية، وتخفض منضدة المياه وترسم في المياه المالحة، وفي المدن الساحلية، يمكن أن تؤدي الآبار العميقة للإمدادات البلدية أو التبريد الصناعي إلى خلق كساد يسحب المياه المالحة إلى مناطق المياه العذبة، وبالتالي فإن تغير المناخ يتداخل مع إدارة المياه البشرية - مما يؤدي إلى الحد من قدرة طبقات المياه الساحلية على التكيف ما لم تصمم التدخلات بعناية.
دراسات الحالة الإقليمية: الملح على الخط الأمامي
شبه جزيرة فلوريدا
وقد يتأثر ارتفاع مستوى سطح البحر في منطقة فلوريدا، حيث يزود مياه الشرب أكثر من ثلاثة ملايين شخص في مقاطعة ميامي - داد، ويصبح مستوى المياه الجوفية سطحياً وغير محصور ومرتفعاً إلى حد كبير، وقد تم توثيق تطفل المياه الجوفية على مسافة تصل إلى ستة أميال في بعض المناطق الواقعة على طول الساحل، ووفقاً لتوقعات
دلتا البنغال
وفي بنغلاديش، تشكل أكبر دلتا نهرية في العالم، توفر طبقات المياه الجوفية الساحلية المياه لأكثر من 30 مليون نسمة، ومع ذلك فإن الملوحة التي يسببها المناخ هنا هي كارثة نوعية المياه والأمن الغذائي، حيث أن ارتفاع مستوى سطح البحر والأعاصير وانخفاض تدفقات الأنهار الجافة يدفع المياه العميقة بالماء المالح، وقد تبين من دراسة أجراها مجلس تنمية المياه في بنغلاديش أن الحدود بين عامي 1975 و 2010 والمياه العذبة في المنطقة الساحلية قد انتقلت إلى مناطق أخرى.
الساحل الأبيض المتوسط
ومن إسبانيا إلى مصر، يواجه حوض البحر الأبيض المتوسط ضغطا شديدا على المياه، وقد أدى الإفراط في الإغراق في الري إلى جانب ارتفاع مستويات سطح البحر إلى دخول المياه المالحة إلى أعماق طبقات المياه الساحلية في كاتالونيا وسقلي ودلتا، وفي دلتا النيل، حيث لا تُعد المياه الجوفية إلا بضعة عشرات من المترات السميكة والمعاد تغذيةها أساسا من خلال تدفق نهر النيل وارتفاع منسوبر إلى أعلى.
آثار ارتفاع معدلات سالينتي في المناطق الساحلية
الآثار على مياه الشرب والصحة البشرية
وتتمثل أهم النتائج المباشرة في فقدان المياه الصالحة للشرب، وتوصي منظمة الصحة العالمية بتركيزات الكلوريد دون 250 ملغم/لتر للذوق والصحة؛ وتتجاوز مستويات العديد من طبقات المياه الجوفية الملوثة 000 1 ملغم/لتر. ويسهم استهلاك مياه عالية الصمود في ارتفاع ضغط الدم، وحجارة الكلى، وقضايا الغازترونية، وفي المجتمعات المحلية التي تعتمد على آبار سطحية، كثيرا ما يكون البديل الوحيد هو الماء المزد أو الإمدادات المنخفضة الدخل.
وبالإضافة إلى الآثار الصحية، فإن ارتفاع الملوحة يُقرع السباكة والهياكل الأساسية للمياه، ويقلص عمر الأنابيب والمضخات، ويزيد من تكاليف الصيانة، وتواجه مرافق المياه الصغيرة في المناطق الساحلية الإفلاس عندما يجب أن تُنشئ محطات تُعَطَّم بالأشعة لم تكن جزءا من خططها الأصلية.
الآثار الزراعية والأمنية الغذائية
فالزراعة المروية في السهول الساحلية شديدة الحساسية لملوحة المياه، ومعظم المحاصيل الأساسية (الزر والذرة والخضر) تعاني من انخفاض في المحاصيل عندما يتجاوز مياه الري 000 1 ميكروسي/سم، وهو ما يُقدر أن يكون 640 ملغم/لتر) ويقلل الإجهاد الناجم عن الملح من حرق البذور والنمو الجذري، وتراكم المغذيات.
الاضطرابات الإيكولوجية
وترتبط طبقات المياه الجوفية الساحلية بالآفات والأراضي الرطبة والبيئات البحرية القريبة من الشاطئ، وعندما ينخفض تصريف المياه العذبة من طبقة المياه الجوفية بسبب انخفاض جداول المياه واقتحام المياه المالحة، فإن التدرج في المياه العذبة الذي يدعم الموائل المائية الساحلية قد تغير، كما أن المانغروف، والمآسي المالحة، وأسرة الصخور البحرية يمكن أن تهجر أو تستبدلها مجتمعات محلية أقل إنتاجية.
رصد ونموذج سلامة الأسلاك
وتتوقف الإدارة الفعالة على المعلومات الدقيقة في الوقت المناسب عن موقع وتنقل واجهة المياه المالحة، وتستخدم الرصد التقليدي شبكات آبار المراقبة التي تقاس فيها بصورة دورية السمية الكهربائية وتركيزات الكلوريد، وهذا النهج يوفر بيانات مرجعية ولكنه قد يفتقد إلى التغاير المكاني، وفي السنوات الأخيرة، ثبت أن الأساليب الجيوفيزيائية مثل الدراسات الاستقصائية للكهرباء المغناطيسية ذات الوقت، والتصوير المقاومة لها مفيدة في رسم خرائط النطاق السباكي الثلاثي الأبعاد.
ويتزايد تطبيق الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل لرصد الانحدار الأرضي وارتفاع مستوى سطح البحر، بل وحتى التغييرات في تخزين المياه الجوفية من خلال بعثة " استرداد الجاذبية " و " استكشاف المناخ " ، غير أن الكشف المباشر عن ملوحة سطح الأرض لا يزال صعبا، بل إن الباحثين يستخدمون مزيجا من البيانات الساتلية مع نماذج رقمية لكيماط التسلل الخفية.
وهناك نماذج عديدة مثل وزارة الدفاع والتدفقات المائية التي تحتوي على مجموعة من حزمة مياه المجاري المائية التي تحفز تدفق المياه الجوفية ونقل الملح، وهذه النماذج أساسية لتوقع السيناريوهات المستقبلية في ظل ظروف مختلفة من المناخ والضخ، فعلى سبيل المثال، يوفر مركز تقييم الموارد المائية الجوفية الدولي أدوات وبيانات للتقييم العالمي لضعف طبقة المياه الجوفية الساحلية.
استراتيجيات الإدارة والتكيُّف
تدابير جانب الطلب: الحد من استخراج المياه الجوفية
وتتمثل أكثر الطرق فعالية لوقف تطفل المياه المالحة في خفض كمية المياه العذبة المضخة من طبقات المياه الجوفية الضعيفة، ويمكن تحقيق ذلك من خلال حفظ المياه، وتكنولوجيات الري ذات الكفاءة المائية (ري التلقيح، ومستشعرات رطب التربة)، واعتماد مصادر بديلة للمياه مثل المياه المستعملة المعاد تدويرها أو مياه البحر المسيل، وفي كثير من المدن الساحلية، أدى ارتفاع معدل التسعير وحملات التوعية العامة إلى انخفاض كبير في استخدام المياه في كل كبدة تتراوح بين 15 و30 في المائة.
إعادة شحن المعدات التي يديرها
أما التغذية الفهائية فتشمل توجيه المياه السطحية الزائدة من الأنهار، أو مياه الأمطار، أو معالجة مياه الفضلات إلى طبقة المياه الجوفية لرفع طاولة المياه والحفاظ على حاجز هدروليكي ضد المياه المالحة، كما أن مشاريع إعادة تغذية طبقات المياه الجوفية المجهزة قد نفذت بنجاح في مقاطعة أورانج، كاليفورنيا، حيث تحرق منطقة المياه المياه المياه المياه المياه المياه المياه المياه المتجددة في سلسلة من آبار الحقن التي تشكل حاجزاً هدراً.
الحاجز المادي وسدود التراب
وثمة نهج آخر يتمثل في بناء حواجز مادية تعوق حركة المياه المالحة داخل الأراضي، حيث يتم بناء السدود السطحية المملوءة بالطين أو الخرسانة عبر مسار تدفق مياه الأمطار، وتجبر هذه السدود المياه العذبة على التدفق فوقها أو حولها، وتحافظ على طاولة مياه أعلى على جانب المياه العذبة، وفي اليابان وقبرص، نجحت السدود تحت سطح الأرض في تخفيض تسرب المياه المالحة في طبقات المياه الساحلية الصغيرة.
وبدلاً من ذلك، يمكن لأبواب استخراج المياه الجوفية التي توضع بالقرب من الساحل أن تضخ المياه المالحة قبل أن تختلط مع عدسات المياه العذبة، ويمكن إزالة المياه المستخرجة واستخدامها أو إعادة تصريفها إلى المحيط، وتُستخدم استراتيجية " البئر المستنقع " هذه في أجزاء من جنوب فلوريدا والشرق الأوسط، وتحتاج إلى رصد دقيق لتجنب الإفراط في الإغراق الذي من شأنه أن يزيد من التطفل.
الاستجابات السياساتية والمؤسسية
ولا يمكن أن تنجح الحلول التقنية وحدها دون دعم السياسات، فالأطر المتكاملة لإدارة المناطق الساحلية التي تنسق تخطيط استخدام الأراضي وتخصيص المياه والتكيف مع المناخ هي أطر حاسمة، مثل الحد من التصاريح الجديدة في المناطق المعرضة لخطر التسلل، وتتطلب تقييمات للأثر بالنسبة لمشاريع البنية التحتية الكبيرة القريبة من الساحل، وقد أدرجت دول كثيرة حماية طبقات المياه الجوفية الساحلية في مساهماتها المحددة وطنيا بموجب اتفاق باريس، مما يربط أمن المياه بالتخفيف من حدة المناخ.
والتعاون عبر الحدود ضروري أيضا لأن العديد من طبقات المياه الجوفية الساحلية تعبر الحدود السياسية - على سبيل المثال، أو غوراني أوكيفر في أمريكا الجنوبية أو معقل نوبيان ساندستون في شمال أفريقيا، وسيؤكد تغير المناخ على هذه الموارد المشتركة، ويلزم إبرام اتفاقات بشأن الإنقاذ والرصد على نحو منصف لتجنب نشوب النزاعات.
الخلاصة والتوقعات المستقبلية
ولم يعد تقييم آثار تغير المناخ على مستويات ملوحة طبقة المياه الجوفية الساحلية عملية نظرية، وتؤكد القياسات التي أجريت من مئات المواقع في جميع أنحاء العالم أن الوصلات البينية للمياه العذبة تتحول إلى داخل الأراضي بمعدلات متسارعة، وفي حين أن مستوى السائقين - سطح البحر يرتفع ويتغير ويغذي العواصف الأقوى - العالمية، يجب أن تصمم الاستجابات المحلية وفقا للظروف الهيدروجيولوجية، والاحتياجات المجتمعية، والموارد المتاحة.
إن الجمع بين خفض الطلب، وإعادة التغذية المنظمة، والحواجز المادية، يوفر مجموعة أدوات يمكن أن تكون بطيئة أو حتى عكسية في حالات كثيرة، غير أن التكيف في أكثر الدلتا والجزر الصغيرة ضعفا قد يتطلب في نهاية المطاف نقلها أو تحليتها على نطاق واسع، إذ إن إدماج إدارة المياه الجوفية في خطط التكيف مع المناخ ومعالجة طبقات المياه الجوفية الساحلية باعتبارها هياكل أساسية حيوية ستكون أساسية لحماية مستقبل المياه لملايين الناس.