دراسة هيدروجيولوجية لبئر انتاج وتعبئة مياه طبيعية تجاريا القطاع الصناعى الاول شركة السويس للتنمية الصناعية العين السخنة مدينة السويس مايو-2013

دراسة هيدروجيولوجية لبئر انتاج وتعبئة مياه طبيعية تجاريا

القطاع الصناعى الاول

شركة السويس للتنمية الصناعية

العين السخنة

مدينة السويس

مايو-2013

مجموعة تكنولاب البهاء جروب

عميد دكتور

بهاء بدر الدين محمود

استشارى كيميائى

01229834104

فهرس الموضوعات

خريطة جمهورية مصر العربية
موقع الدراسة
الدراسة الجيومورفيولوجية للمنطقة
هيدروجيوكيمياء و قياس درجة حرارة الخزان للمياه الجوفية الحارة بمنطقة خليج السويس، مصر
المياه
المياه الجوفية
توزيع المياه الجوفية
مميزات المياه الجوفية
التلوث الكيميائى للمياه الجوفية (الباطنية) ومصادره
تتأثر المياة الجوفية فى المناطق الساحلية بمياة البحار أو المحيطات المالحة .
أضرار الضخ الجائر من الأبار الساحلية .
طرق أستكشاف المياة الجوفية
أنواع الدراسات المستخدمة فى أستكشاف المياة الجوفية
دراسات هيدروجيولوجية أثناء الحفر
الدراسات الجيوفيزيقية لإيجاد مناطق جديدة للطاقة الجيوحرارية
الاستكشاف الجيوفيزيائى
آبار المياة الجوفية .
منطقة الدراسة والبيانات المساحية والهيدروجيولوجية الخاصة بالبئر
احداثيات البئر
تحاليل المياه من الدراسة
البيانات الفنيه للبئر
البيانات الخاصة بالارض الموجود بها البئر
التحاليل الجيولوجية لطبقات ارض البئر
مواصفات الجسة
التحليلات الكمية والكيفية لعمليات الرصد الكهربى والاشعاعى
منحنى الجهد الذاتى
منحنى اشعة جاما الطبيعية
التحليل الكمى و الحسابات التقديرية للاملاح والمسامية للطبقات الرملية والغير رملية الحاملة للسوائل
التوصيات بناءا على التحاليل الكمية والكيفية لعمليات الرصد الكهربى والاشعاعى
معدل السحب اليومى من البئر
LITHOLOGICAL DESCREPTION BY STEREO-BINOCULAR MICROSCOPE
SOIL INVESTIGATION BORING LOG
التصميم الفنى للبئر
تحديد طرق حفر البئر
مكان تركيب المصخة بداخل البئر
الغلاف الحصوى للبئر
الخصائص الهيدروجيولوجية للخزان بمنطقة الدراسة
المعاملات الهيدروليكية للخزان الجوفى
النماذج الرياضية التحليلية لتحديد السحب الامن من البئر
مقدار الهبوط داخل البئر الانتاجى/ قيم الهبوط مع الزمن عند مركز البئر المراد ترخيصه/ تاثير البئر الانتاجى على البئر الواقع بالقرب منه/ قيم الهبوط مع الزمن عند البئر الواقع على مسافة 2000 متر من البئر المراد ترخيصه وذلك عند القيم الصغرى والعظمى للخصائص الهيدروليكية/ التوصيات
العمر الأفتراضى لبئر المياة الجوفية
علاقة نوع الطلمبات بالبئر وتاثيره على المخزون الجوفى من المياه
كيفية أختار المضخة التى تركب على البئر
المياه المعدنيه الطبيعية المعبأه والمعده للشرب بجمهورية مصر العربية/ المواصفات القياسية المصرية

خريطة افريقيا للمياه الجوفية

خريطة جمهورية مصر العربية

موقع الدراسة

(شركة السويس للتنمية الصناعية-القطاع الصناعى الاول-العين السخنة-محافظة السويس)

أولا ً: موقع منطقة الدراسة وملامحها العامة

تقع منطقة الدراسة فلكيا ًبين دائرتي عرض 30 َ29° و2 َ30° شمالا ً،وخطي طول 52 َ31° وصفرَ 33° شرقا ً، ويبلغ أقصى امتداد للمنطقة من الشرق إلى الغرب 99كم ، وأقصى طول من الشمال إلى الجنوب 59.4 كم، وتغطي مساحة قدرها 2222.66 كم2، وتتحدد المنطقة من الشرق والغرب بخط كنتور 200م فوق مستوى سطح البحر حيث يحدها شرقا ً أقدام المرتفعات التي يمثلها جبل الراحة وجبل سن بشر، وفي المقابل يحدها غربا ً جبل عتاقة وجبل أم رسيس والكحيلية وهضبة الجلالة البحرية، ومن الشمال بورتوفيق وممر متلة والسويس، ومن الجنوب تتحدد المنطقة بدائرة عرض 30 َ 29° شمالا ًحيث يحدها شرقا ًرأس سدر وغربا ً العين السخنة

وتتميز منطقة الدراسة بتنوع التكوينات الجيولوجية التي يتراوح عمرها الجيولوجي من العصر البرمي وحتى عصري البليستوسين والهولوسين ، كما تظهر بها العديد من الصدوع والطيات ، وقد كان لهذه الصدوع أثر واضح على شبكات الأودية داخل منطقة الدراسة من حيث اتجاهاتها وأعداد المجاري وكثافة التصريف ومعدلات انحداراتها ، كما أدى التنوع الصخري وتأثره بالبنية الجيولوجية والعوامل الخارجية إلى تنوع أشكال السطح وانتشار العديد من الأشكال والظواهر الجيومورفولوجية بمنطقة الدراسة

ويقطع السهل الساحلي للمنطقة مجموعة من الأودية التي تنبع من الهضاب والجبال المرتفعة أهمها وادي عين موسى ووادي لهاطة ووادي سدر ووادي وردان في الشرق ووادي حجول ووادي بدع ووادي غويبة في الغرب كما يتضح من الصورة الفضائية ، أما بالنسبة لخط الشاطئ فهو يتميز بصفة عامة باستقامته في معظم أجزائه مع إحاطته بالجروف البحرية والجونات والألسنة والرؤوس البحرية والسبخات والشعاب المرجانية وغيرها من الأشكال الجيومورفولوجية.

منطقة العين السخنة تقع على خليج السويس وتمتد من منطقة جبل عتاقة شمالاً الى جبل الجلالة البحرية جنوبا.

و هى على مسافة حوالي 140 كيلو مترا من القاهرة ، أو حوالي أكثر بقليل من الساعة بالسيارة ، وتمثل المنطقة مقصداً سياحياً للاستجمام والابتعاد عن الحياة الصاخبة .

وتبعد المنطقة 30 كيلو مترا عن مدينة السويس جنوبا وهى من الناحية الإدارية تابعة لمحافظة السويس .

وتمتد المنطقة لمسافة 80 كيلو مترا على ساحل البحر الأحمر ، بدءاً من الحدود الجنوبية لرأس الأدبية شمالاً وحتى رأس الزعفرانة جنوبا وتقرب العين السخنة من مدينة القاهرة بحيث يمكن تمضية يوم واحد ذهاباً واياباً

الدراسة الجيومورفيولوجية للمنطقة

ثانيا ً: أسباب اختيار الموضوع

يمكن تحديد الأسباب التي كانت وراء اختيار موضوع الدراسة فيما يلي :-

أ)- تمثل منطقة الدراسة أنوية للعديد من مناطق العمران مثل القرى السياحية ومناطق الاستقرار السكني للكثير من الشركات العاملة، لذا كان يجب علينا دراسة تلك المنطقة وتحديد المخاطر والمشكلات الجيومورفولوجية بها لمواكبة هذا التشييد العمراني.

(ب)- تنوع الأشكال الجيومورفولوجية بمنطقة الدراسة كان سبباً رئيسياً لمحاولة التعرف على تلك الظواهر وكيفية نشأتها.

ج)- تتمتع منطقة الدراسة بشبكة مواصلات جيدة ، مما يسهل دراسة الأشكال الجيومورفولوجية دراسة ميدانية مستفيضة.

ء)- كثرة الدراسات السابقة العامة بالمنطقة وتنوعها بين جغرافية عامة واقتصادية وسياحية وجيومورفولوجية وهيدرولوجية .

هـ)- توفر الكثير من المصادر الأولية اللازمة للدراسة من خرائط جيولوجية ، وخرائط طبوغرافية مختلفة المقاييس وصور جوية وفضائية.

و)- تعد منطقة الدراسة من أهم مناطق الجذب السياحي والاستثمار في مصر، وبالتالي إرتفاع جدوى الدراسة في النواحي التطبيقية ، فهي تمثل أحد أهم المناطق التي تتجه إليها أنظار التنمية الإقتصادية في الآونة الأخيرة

ومن ثم فإن الدراسة الجيومورفولوجية تساهم في الكشف عن الخصائص المورفولوجية والمخاطر والمشكلات الطبيعية المرتبطة بها ، والتي تقدم للتخصصات الأكاديمية التطبيقية الأخرى قاعدة بيانات لا يستهان بها لأغراض التخطيط الإقليمي ومختلف نواحي التنمية بالمنطقة.

ثالثا ً:أهداف الدراسة

تهدف الدراسة الحالية إلى تحقيق الأهداف التالية :-

أ)- رسم خريطة جيومورفولوجية للمنطقة والتعرف على العوامل المساهمة في تشكيلها سواء في
الحاضر أو في الماضي.

ب)- مقارنة الأشكال الجيومورفولوجية علي كل من ساحلي الخليج في منطقة الدراسة في محاوله لإبراز دور العوامل التكتونية وما ساهمت به في تشكيل الأشكال الجيومورفولوجية بالمنطقة.

ج)- دراسة بعض المخاطر والمشكلات الجيومورفولوجية التي تتعرض لها منطقة الدراسة ، وتحديد
مواضعها مع تحديد درجة ونوع الخطورة في كل مكان من الأماكن المعرضة للخطر، ورسم خرائط
لتلك الأخطار والتعرف على سبل مواجهتها ووضع بعض المقترحات والحلول لها.

رابعا ً: مصادر الدراسة

- الدراسات السابقة

يمكن تقسيم الدراسات السابقة التي أجريت علي منطقة الدراسة إلي ثلاثة أقسام رئيسية :-

- الدراسات الجيولوجية

وتتمثل هذه الدراسات فيما يلي:-

- دراسة (Hume,1929&1934) ودراسة (Moon,&Sadek,1921&1923) ودراسة (Said,1962&1990) حيث تناولت هذه الدراسات طبوغرافية وجيولوجية خليج السويس وشبه جزيرة سيناء ، والتي تمثل قسما ً كبيرا ً من مساحة منطقة الدراسة.

- دراسة (Wasef, &Azazi,1979) التي تناولت جيولوجية النطاق الشمالي لخليج السويس ودراسة (El-Shazly,&Abd-ElHady,1974) ودراسة (Osman,&,Hassanein,1962) ودراسة (Fathy,1987) التي تناولت تكوينات الميزوزي من حيث توزيعها وخصائصها الليثولوجية وحفرياتها

- دراسة (Shata,1951)&(Kagras,1976) و(Fawzy,&AbdElAal,1981) و (El-Nakkady ,1958) والتي تناولت تكوينات الكاينوزوي خاصة تكوينات عصري الأيوسين والميوسين.

- دراسة (Sadek,1957) التي تناولت دراسة صخور عصر الميوسين في إقيلم خليج السويس.

- دراسة (Barron,1957) و (Garfunkel,&Yousef,1977) التي تناولت الناحية البنيوية لإقليم الدراسة.

- دراسة (Mohamed,1984) التي تناولت تكوينات الزمن الرابع من حيث خصائصها البتروجرافية ومعرفة أنواعها ومصادرها.

- الدراسات الجيومورفولوجية

من أهم هذه الدراسات دراسة لإقليم الساحل الغربي لخليج السويس

( أحمد السيد معتوق،1984)

ودراسة لحوض وادي غويبة (سعيد عبد الرحمن عوض ،1985) ،

ودراسة لمنطقة جنوب غرب السويس فيما بين وادي حجول شمالاً ووادي بدع جنوباً (محمود أبو العينين ، 1987)

وكذلك دراسة لحوض وادي بدع (مجدي تراب ، 1988) ،

ودراسة لإقليم الساحل الشرقي لخليج السويس (حمدينه عبد القادر ،1993)

ودراسة لحوض وادي وردان (محمود أبو العينين ، 1993) .

وكذلك دراسة لحوض وادي سدر (حسين الديب ،1998) ،

ودراسة (محمد حجازي ، 1995) عن الجيومورفولوجية البيئية وتقويم الأراضي لمنطقة شرق خليج السويس.

- الدراسات الجغرافية

وتضم هذه الدراسات ما يلي :-

دراسة (سعد قسطندي ملطي،1968) خليج السويس دراسة إقليمية ،

ودراسة (طارق زكريا ،1993) مناخ شبه جزيرة سيناء والساحل الشرقي لمصر ،

ودراسة (صفي الدين أبو العز،1991) وقد شملت جيومورفولوجية قشرة الأرض ، هذا بالإضافة إلى العديد من الدراسات الجغرافية الأخرى والتي سيرد ذكرها في المتن وقائمة المراجع.

ب)- الخرائط والصور الجوية

- الخرائط الجيولوجية

- مقياس 1 : 500.000 ، يغطي منطقة الدراسة لوحة واحدة ، نشرت أحدث طبعة لها عام 1987م أصدرتها شركة كونكو للبترول .

- مقياس 1 : 250.000 ، الخريطة الجيولوجية لسيناء وتغطي الجانب الشرقي لمنطقة الدراسة في لوحة واحدة نشرت أحدث طبعة لها عام 1994م ، أصدرتها هيئة المساحة الجيولوجية المصرية والمشروعات التعدينية .

- خرائط جيولوجية من الدراسات السابقة حيث تم الاستفادة منها في التعرف على التكوينات الجيولوجية السطحية والبنية الجيولوجية لمنطقة الدراسة .

- الخرائط الطبوغرافية

- مقياس 1: 250.000 ، مسح ، وأصدرتها إدارة المساحة العسكرية.

- مقياس 1: 100.000 ، وأصدرتها إدارة المساحة العسكرية.

- مقياس 1: 500.000 ، مسح ، ومقياس 1 : 100.000 مسح ومقياس1: 50.000 مسح أصدرتها الأدميرالية البريطانية.

- مقياس 1: 50.000 ، ويغطي منطقة الدراسة تسع لوحات أصدرتها إدارة المساحة العسكرية.

- مقياس 1: 25.000 ، تم الاستعانة باثنتي عشرة لوحة منها وأصدرتها إدارة المساحة العسكرية.

- لوحات الفوتوموزايك الجوية

- مقياس 1: 50.000 ، وتم الاستعانة بخمسة لوحات ، مسح م ، أصدرتها إدارة المساحة العسكرية.

- الصور الجوية

- مقياس 1 : 40.000 ، مسح ، أصدرتها إدارة المساحة العسكرية.

(1) تتنوع التكوينات الجيولوجية بمنطقة الدراسة التي ترجع إلى الزمن الجيولوجي القديم وتتمثل في تكوينات البرمي والكربوني ، وتكوينات الزمن الجيولوجي المتوسط حيث تتمثل في تكوينات الترياسي والجوراسي والكريتاسي ، وتكوينات الزمن الجيولوجي الثالث من حقبة الحياه الحديثة تتمثل في تكوينات الباليوسين والايوسين والأوليجوسين والميوسين والبلايوسين وتكوينات الزمن الجيولوجي الرابع من حقبة الحياة الحديثة وتتمثل في تكوينات الهولوسين والبلايوستوسين وبذلك يتضح تأثر المنطقة بكل الأزمنة الجيولوجية ، أيضاً لعبت الصدوع والطيات دوراً هاما ً في تشكيل مظاهر السطح حيث يعد خليج السويس امتداداً طبيعياً لأخدود البحر الأحمر .

(2) يتميز سطح منطقة الدراسة بعدة سمات طبيعية ساهمت في تشكيل المنطقة وتكوين العديد من الظاهرات الجيومورفولوجية ، ومن أهم هذه السمات شدة انحدار السطح في الجانب الغربي من منطقة الدراسة وارتفاع مناسيبه وانتشار الجبال والتلال به ، وفي المقابل إستواء السطح وتدني المناسيب في الجانب الشرقي من المنطقة ، وقد أثر ذلك على توزيع بعض الأشكال بالمنطقة كالسبخات والنباك والكثبان الرملية والشعاب المرجانية.

(3) تبين وجود مجموعة من العمليات الجيومورفولوجية المؤثرة على تشكيل ظاهرات السطح وكذلك المخاطر والمشكلات الجيومورفولوجية بالمنطقة ، وتنقسم هذه العمليات إلى عمليات بحرية وأخرى قارية متباينة في خصائصها ومدى تأثيرها على المنطقة .

(4) تتنوع أشكال السطح نظراً لاختلاف الظروف المناخية الحالية بالمنطقة عنها في الماضي بالإضافة إلى العوامل والعمليات الجيومورفولوجية التي تتعرض لها المنطقة وتنقسم إلى أشكال ناتجة عن عمليات النحت وأشكال ناتجة عن عمليات الإرساب .

هيدروجيوكيمياء و قياس درجة حرارة الخزان للمياه الجوفية الحارة بمنطقة خليج السويس، مصر

تمت دراسة التركيب الكيميائى ونظائر الأكسجين، والهيدروجين، والوضع الجيولوجى للنظام الأرضي الحار بمنطقة خليج السويس، مصر، لتقييم نشأة المكونات الذائبة ودرجات حرارة الخزان الجوفي.

وتوضح الخصائص الكيميائية للمياه الحارة التي تخرج من الينابيع والآبار الارتوازية المتدفقة بمنطقة خليج السويس أنه توجد مجموعتان:

تشمل الأولى المياه الحارة بحمام فرعون، ولها ملوحة تتعدى 10000 مجم/لتر، ودرجة حرارة تصريف تصل إلى 70ºم، وسحنة هيدروكيميائية Na-Cl،

وتشمل المجموعة الأخرى المياه الحارة التي تخرج عند حمام موسى، والعين السخنة والآبار الارتوازية الضحلة المتدفقة في منطقتي عيون موسى ورأس سدر.

حيث تتميز بقيم ملوحة أقل من 10000 مجم/لتر ودرجة حرارة تصريف تتراوح من 32.5 إلى 72ºم، ونوعيات مياه Na-Mg-Ca-Cl (حمام موسى) و Na-Cl-SO4 (العين السخنة) وNa-Ca-Cl (بئر-2 عيون موسى و بئر-2 رأس سدر).

ويوضح التمثيل البياني باستخدام الأيونات الرئيسية والفرعية وجود اختلاط بسيط مع مياه البحر، ليكون من المحتمل أنه مصدر المكونات الذائبة.

بينما تكون عمليات التفاعل بين المياه والصخور هي المصدر الرئيسي للمكونات الذائبة، حيث تم استنتاج ذلك من غنى المياه الحارة بالكالسيوم والبيكربونات، نتيجة إذابة معادن الكربونات.

وتتميز المياه الحارة عند حمام فرعون وبئر-2 برأس سدر، بأعلى درجات حرارة تصريف وتركيزات SiO2 التي تدل على أن المياه الحارة الصاعدة في منطقة حمام فرعون تختلط بدرجة بسيطة بمياه باردة.

ووجد أن المياه الحارة بمنطقة الدراسة فقيرة في محتوى 18O, 2H وتقع على خط المياه الجوفية العالمي، وتحت خط المياه الجوفية المحلية فى شرق البحر المتوسط حيث تتراوح قيمة d-excess بين 3.42 و10.6٪ الذي يشبه المياه الجوفية بخزان الحجر الرملي النوبي بوسط سيناء والصحراء الغربية، مما يدل على نشأة مشتركة.

وهذا يدل على أن هذه المياه هي مياه جوفية قديمة قامت بتغذية وطرد المياه المالحة المتبقية في الخزان النوبي تحت ظروف مناخية مختلفة عن الظروف الحالية. ووجد أن كل المياه الحارة بمنطقة الدراسة غير مشبعة بالنسبة لمعادن الكبريتات (الجبس والأنهيدريت) ومشبعة أو تقريبًا في حالة اتزان بالنسبة للأراجونيت، والكالسيت، والدولوميت، مما يدل على وجود هذه المعادن بالخزان.

ووجد أيضًا أن كل المياه الحارة مشبعة أو تقريبًا في حالة اتزان بالنسبة للكوارتز والكالسيدوني، ويدل على حالة الاتزان بين المياه وخزان من الحجر الرملي الخالي من الجبس والأنهيدريت مع قليل من معادن الكربونات.

وتتراوح درجات حرارة الخزان الجوفي المحسوبة بالمقاييس المختلفة بين 13.0 و 190.5ºم. وقد أعطت مقاييس Na/K وNa-K-Ca أقصى درجات حرارة للخزان الجوفي (190.5-135ºم) بينما أعطت مقاييس Na-K-Ca-Mg و Mg/Li أقل درجات حرارة (45.9-13.0ºم). وقد أعطى مقياس الكوارتز أفضل درجات حرارة مقبولة للخزان الجوفي (104.5-61.5ºم).

وتتميز منطقتي حمام فرعون ورأس سدر بأعلى درجات حرارة للخزان الجوفي وهذا متوافق مع تدرج الحرارة الارضي العالي الذي يصل إلى 48ºم

المياه

المياه الجارية أو السطحية، هى المياه التى تسقط على سطح الأرض وتجرى على السطح على شكل أودية أو أنهار أو جداول، تتبع غالباً التضاريس المكونّة لسطح الأرض، والمطر هو المصدر الرئيسى لهذه المياه السطحية ويطلق على المياه الجوفية اسم المياه تحت السطحية، وهى المياه التى تنفذ من سطح الأرض إلى جوفها من خلال التربة والصخور، ويعرف السطح العلوى لهذه المياه بمستوى التشبع أو مستوى المياه الأرضية ومستوى المياه الأرضية ليس مستقيماً ولكن يتأثر بشكل التراكيب الأرضية والتضاريس وغالباً تتجه هذه المياه نحو البحر.

تشكل المياه الجوفية حوالى 24% من إجمالى المياه العذبة، وما يقرب من 0.6% من حجم المياه الموجودة على الكرة الأرضية، وبهذا تكون المياه الجوفية أكبر مستودع للمياه العذبة على الأرض.

ويمكن حصر مصادر التلوث الكيميائى للمياه الجوفية فى النقاط التالية: العمليات الزراعية، مياه المجارى والبيارات، آبار الحقن، التخلص السطحى من النفايات وظاهرة تداخل المياه المالحة.

وتقصر هذه الظاهرة على مناطق المياه الجوفية القريبة من البحار والمحيطات أو فى بعض الآبار السطحية بالمناطق الداخلية، إذ يؤدى السحب المستمر للمياه العذبة الجوفية من تلك المناطق إلى تسرب المياه المالحة من البحر أو الأعماق إليها.

وبمرور الوقت تصير المياه الجوفية مالحة بعد أن كانت عذبة، وعليه تصبح غير صالحة للشرب أو للاستخدامات الأخرى.

إن من الواجب المحافظة على هذا المورد الهام وعدم تلويث المصادر المائية بالنفايات أو المخلفات بجميع أنواعها.

وملاحظة مستويات السحب ومستويات المياه المتوفرة وعدم السماح مطلقاً بأن يزيد معدل الاستهلاك عن الكمية الموجودة فى الخزان المائى حتى لا يسبب ذلك مشاكل بيئية مثل الانخسافات الأرضية.

إن الهدف الهام من عمليات تقنين الماء هو المحافظة عليه لمقابلة العجز المتوقع مع الزيادة السكانية والتطوّر الصناعى الذى نشهده فى مجتمعاتنا

المياه الجوفية

نظراً لأن البحار تحتوى على كمية هائلة من المياه تعادل 1.4 بليون كيلو متر مكعب، فقد أوهم هذا الرقم الكثيرين بأن المحيطات لديها مقدرة هائلة على تخفيف كل ما يلقى فيها من نفايات.

وعلى هذا نظر إلى المحيطات على أنها مستودع لا نهائى لمخلفات الإنسان الشخصية والصناعية. وقد يكون هذا صحيحاً لو قدر لهذه النفايات أن تنتشر بالتساوى فى أجزاء المحيط كافة، ولكن الحادث هو العكس، إذ أن النفايات تتجمع فى أماكن دون الأخرى، وخاصة فى المناطق الشاطئية نتيجة للظروف البيئية والطبيعية التى تؤثر فى البحار

فالمناطق الشاطئية هى أهم مناطق المحيط، إذ أن 60% من البشر يعيشون بالقرب من الشواطئ أو على بعد كيلو مترات منها، وأن حوالى 90% من البروتين البحرى يأتى من تلك المناطق. كما أن نصف احتياطى العالم من الهيدروكربونات موجود فى المناطق الشاطئية التى تعتبر المكان المفضل للتوسع العمرانى والصناعى والزراعى والتجارى والترفيهى، ومصدراً هاماً للثروة السمكية.

ومع هذا فهذه المناطق هى الأكثر تعرضاً لسوء استخدام الإنسان، أو أنه لا ينظر إليها على أنها نظام بيئى معقد ومتزن بل يستغل عناصرها كل على حدة

تعتبر المياه الجوفية أفضل من المياه السطحية لخلوها من الجراثيم والكائنات الحية الدقيقة ولتركيبها الكيميائى الثابت، ولكن مع استغلال الإنسان السيئ لبيئته وعدم الالتزام بالقوانين التى تحمى هذه الثروة الطبيعية والهامة، بدأت المياه تتلوث بطرق شتى مثل المجارى والنفايات، مما أدى إلى زيادة الكائنات الحية الدقيقة والطفيليات وانتشار الأوبئة.

بالإضافة إلى ارتفاع التكلفة لتنقية هذه المياه لكى يصبح فى مقدور الإنسان استخدامها. تشكل المياه الجوفية حوالى 24% من إجمالى المياه العذبة، وما يقرب من 0.6% من حجم المياه الموجودة على الكرة الأرضية، وبهذا تكون المياه الجوفية أكبر مستودع للمياه العذبة على الأرض.

وتنشأ المياه الجوفية من مصادر متعددة أهمها:

مصادر المياه الجوفية

مياه الإمطار : وهي المصدر الرئيسي وتسمى المياه الجوية لأنها تكونت من تكثف بخار الماء في الجو

مياه الصهير: هي المياه تحت سطحية حبست في مسامات وشقوق أثناء تحرك المواد المصهورة إلى أعلى

مياه مقرونه : هي مياه عذبة ومالحه ترجع نشأتها إلى اختزانها في الصخور الرسوبية أثناء عملية تكونها

مياه الأمطار: وتعتبر المصدر الرئيسى للمياه الجوفية؛ حيث تتخلل الصخور السطحية، وتختزن فى مسامها وشقوقها وفواصلها.

مياه الأنهار والبحيرات: حيث تتسرب إلى خزان المياه الجوفى الموجود بجوار هذه المناطق. المياه التى تخزن فى الصخور الرسوبية أثناء عمليات ترسيبها والتى لم تخرج منها كلية أثناء تماسك هذه الصخور وتحولها من رسوبيات إلى صخور رسوبية.

المياه الجوفية الناتجة من النشاط البركانى، حيث ينجم عن هذا النشاط مياه ساخنة تحتوى على بعض المعادن.

مياه البحار والمحيطات: نتيجة تسربها إلى خزان الماء الجوفى، وغالباً ما يحدث ذلك فى المناطق الساحلية.
وتعتبر المياه الجوفية المورد الوحيد للمياه فى الكثير من بلدان العالم الصحراوية،

المياه الجوفية :

هي المياه التي تسربت من خلال التربة إلى الأسفل لتملأ الفراغات والمسامات والشقوق في الصخور تحت سطح الأرض

- انواع خزانات المياه الجوفية

الخزان الجوفي الحر
Unconfined Aquifer

ويحد هذا الخزان طبقة صماء من أسفله أما أعلاه متصلاً اتصالاً مباشراً بالضغط الجوى ويحده المستوى المائي الأرضي من أعلاه وتتصل هذه الطبقة اتصالا وثيقا بسطح الأرض حيث تتأثر بمياه الري والأمطار

الخزان الجوفي المحصور

Confined Aquifer

ويحد الطبقات الحاملة للمياه من أسفل ومن أعلى طبقات صماء غير منفذة للمياه وبهذا تكون المياه داخل الخزان تحت ضغط كبير وتكون بهذا معزولة عن المياه السطحية ومصدر هذه المياه عادة يكون بعيداً جداً.

وإذا كان الضغط البيزومترى لهذه الطبقات أعلا من سطح الأرض قيل عن الخزان بأنه خزان ارتوازي

Artesian Aquiferوالآبار الارتوازية تندفع منها المياه دون الحاجة لاستخدام مضخات ويوجد مثل هذه الخزانات بالصحارى المصرية مثل الوادي الجديد

الخزان شبه المحصور

Semi Confined Aquifer

وفيه إحدى الطبقات التي تحده من أعلى أو من أسفل ذات نفاذية ضئيلة ومنه تتسرب المياه إلى الطبقات الخارجية أو اليها

الخزان الجوفي المعزول

Perched Water

وهو نتيجة للتراكيب الجيولوجية وتوجد ارتفاعات وانخفاضات في الطبقات غير المنفذة فعند الانخفاضات تحتجز المياه الجوفية وفى هذه الحالة يكون الخزان الجوفي محدود وغير متصل بأي خزانات أخرى ومصدرها عادة أما سطحي أو نتيجة للتسرب البطئ من خزانات أخرى تحته.

الخزان الأثري

Connate Water

- وهذه المياه الجوفية عادة تكون محتجزة لحظة تكوين الصخور أو منذ إنشائها وهذه المياه عادة ليس لها أي اتصال أو مصادر خارجية

الدراسات الهيدرو جيولوجية للخزانات الجوفية

المياه الجارية أو السطحية، هى المياه التى تسقط على سطح الأرض وتجرى على السطح على شكل أودية أو أنهار أو جداول، تتبع غالباً التضاريس المكونّة لسطح الأرض، والمطر هو المصدر الرئيسى لهذه المياه السطحية ويطلق على المياه الجوفية اسم المياه تحت السطحية، وهى المياه التى تنفذ من سطح الأرض إلى جوفها من خلال التربة والصخور، ويعرف السطح العلوى لهذه المياه بمستوى التشبع أو مستوى المياه الأرضية ومستوى المياه الأرضية ليس مستقيماً ولكن يتأثر بشكل التراكيب الأرضية والتضاريس وغالباً تتجه هذه المياه نحو البحر.

توزيع المياه الجوفية

توجد في الجزء العلوي من القشرة الأرضية والذي يعرف بمنطقة الشق الصخري

أقسام منطقة الشق الصخري

نطاق التهوية : معظمه هواء مع نسبه قليله من الماء

وينقسم نطاق التهوية الى

حزام ماء التربة : التي ينمو به النبات

الحزام المتوسط : يتحرك الماء إلى أسفل بفعل الجاذبية

حزام الخاصية الشعرية: يرتفع الماء إلى أعلى عكس الجاذبية

نطاق التشبع : أسفل نطاق التهوية ويكون مملوء كليا بالماء وتسمى المياه الأرضية. يصل سمكه إلي مئات الإقدام

تعرف السطح العلوي نطاق التشبع باسم منسوب الماء الأرضي.. ويأخذ الماء شكله تضاريس المنطقة

الجزء الصخري السفلي المشبع تماما ً بالماء يعرف باسم الخزان الصخري ويضم الآبار الينابيع

العمل الجيولوجي للمياه الأرضية :

كيميائي وميكانيكي

نشاط كيميائي: ينحصر النشاط الجيولوجي للمياه في الناحية الكيميائية لاختلاطها المستمر بالمعادن ولان الماء بطبيعته يسبب تغيرات كيميائية

ينقسم النشاط الكيميائي للمياه الجوفية إلى ثلاث أقسام

الذوبان:تذوب المعادن والصخور لاحتوائها على ثاني أكسيد الكربون

تكون كهوف ، حفر الغائرة ، تلال منعزلة ، الأنهار الأرضية

الإحلال : تحل المواد المعدنية محل المواد العضوية

الترسب : ترسب المعادن المذابة نتيجة فقدان ثاني أكسيد الكربون ،انخفاض درجة الحرارة ،التبخر الكامل للمياه والتفاعل بين الايونات المحاليل

تكون الحجرالرملي الحديدي ، الحجر الرملي السيليسي ، العروق المعدنية ، هابط وصواعد

مميزات المياه الجوفية

تتميز المياه الجوفية بمجموعة من المميزات أهمها: المياه الجوفية نقية وخالية من الميكروبات فى معظم الأحيان نظراً لأنها أقل عرضة للتلوث بنفايات المصانع ومياه المجارى ... وغيرها من مصادر التلوث.

تخزين المياه تحت سطح الأرض يقلل نسبة الفاقد بسبب البخر الذى تعانى منه المياه السطحية كالأنهار والبحيرات. خزانات المياه الجوفية مأمونة ولا تتعرض لأخطار الفيضانات والزلازل، ولا تتأثر بطول الزمن، كما أن المساحات التى تشغلها يمكن استغلالها فى الزراعة.

تمتاز الخزانات الأرضية بضخامة مخزنها من المياه، فهى تمثل احتياطياً هائلاً من المياه يمكن الاستفادة منه عندما تشح المياه فى الموارد السطحية. استعمال المياه الجوفية لأغراض الرى أقل تكلفة من استعمال المياه السطحية فى كثير من الأحيان، وذلك لأن الطبقة الحاملة للمياه تعمل كشبكة توزيع تجعل بالإمكان حفر الآبار وتوفير المياه فى الموقع المراد استعمالها فيه

التلوث الكيميائى للمياه الجوفية (الباطنية) ومصادره

من المعتقد أن هذا الأمر لا يقل أهمية عن تلوث المياه السطحية، ويجب أن يحظى بعناية واهتمام بالغين، حيث توجد مناطق كثيرة تعتمد اعتماداً كلياً على المياه الجوفية فى الشرب والاستخدامات الطبيعية الأخرى – فصهاريج المياه، والمضخات (الطلمبات) المنتشرة هنا وهناك ما هى إلا وسائل رفع لهذه المياه من باطن الأرض ... وكلنا يشرب من هذه المياه .. الخ

قديماً قبل تعدد الملوثات وازدهارها كان تلوث المياه الباطنية بالكيماويات شيئاً لا يذكر نظراً لقلة الملوثات الكيماوية وتحلل الكثير منها بسرعة وعدم إعطائها الفرصة لتتخلل مسام التربة وتصل إلى المياه الجوفية وتلوثها – كما أن التربة السطحية كانت تساعد بدرجة ما فى إزالة بعض الملوثات من المياه السطحية قبل تسللها إلى باطن الأرض وذلك عن طريق الادمصاص أى التصاق جزيئات المواد الملوثة بحبيبات التربة السطحية، أو بعزلها عن طريق عمليات الترشيح، أو بالتبادل الأيونى.

ولكن الآن ازدادت المواد الكيماوية والسموم الاقتصادية وتنوعت بدرجة خيالية وانتشرت فى كل أرجاء المعمورة، واخترقت كل الحواجز، وأصبحت مقدرة التربة على تنقية المياه وحجز ما بها من ملوثات محدودة

ويمكن حصر مصادر التلوث الكيميائى للمياه الجوفية فى النقاط التالية

العمليات الزراعية

حيث يلجأ الكثير من المزارعين إلى إضافة كميات كبيرة من الأسمدة الكيماوية والمبيدات الحشرية بهدف زيادة المحصول، وبالطبع فإن الكمية الزائدة من هذه المواد الكيماوية تذوب فى المياه السطحية وتتخلل مسام التربة إلى أن تصل إلى المياه الجوفية وتلوثها

مياه المجارى والبيارات

المجارى معروفة ويقصد بها شبكات الصرف الصحى، حيث توجد مواسير ضخمة تمر فيها المخلفات المتنوعة، وفى كثير من الحالات تصب هذه المواسير فى مصارف أو قنوات إما مكشوفة أو مغطاة، وقد تمتد هذه المصارف أو القنوات لمسافات طويلة قبل الوصول إلى محطات المعالجة "إذا كانت هناك محطات معالجة

أما البيارات: عبارة عن حفر فى باطن الأرض بأعماق متفاوتة، تستعمل للتخلص من الفضلات والمياه المستعملة، وتكثر فى القرى وبعض المدن.

فقد تتسرب بعض المواد العضوية المتحللة والمواد الكيماوية من هذه المصارف أو البيارات إلى المياه الجوفية وتلوثها.

وكثيراً ما نجد طلمبات رفع المياه بالقرب من البيارات، وهذا أمر خطير خاصة إذا استعملت تلك المياه للشرب. وفى بعض الأماكن توجد بيارات لتخزين المياه النقية. أن عملية التخزين بهذه الطريقة تصبح سيئة للغاية إذا لم تراع فيها احتياطات شديدة، فهناك الكثير من الكائنات الدقيقة التى لا تجد أى صعوبة تذكر فى الوصول إلى تلك البيارات وحيث إن الماء وسط ممتاز لتكاثر تلك الكائنات

ظاهرة تداخل المياه المالحة

وتقصر هذه الظاهرة على مناطق المياه الجوفية القريبة من البحار والمحيطات أو فى بعض الآبار السطحية بالمناطق الداخلية، إذ يؤدى السحب المستمر للمياه العذبة الجوفية من تلك المناطق إلى تسرب المياه المالحة من البحر أو الأعماق إليها.

نتيجة هبوط أو انخفاض منسوب اليماه الجوفية ونقص التغذية وبالتالي تؤدي الى زيادة نسبة ملوحة المياه الجوفية

تداخل مياه البحر المالحة

المياه الجوفية العذبة في المناطق الشاطئية تطفو فوق سطح المياه المالحة اذ أن المياه المالحة أثقل من العذبة وكثافتها النسبية تساوي 1.025

تكون هذه في حالة اتزان هايدروستاتيكي ، وفي حالة الاتزان الهايدروديناميكي يكون هناك تبادل بين المياه المالحة والمياه العذبة ، وهذا الاتزان يبدأ في الاختلال عندما يبدأ الضخ ويسبب ارتفاعاً في سطح المياه المالحة

وبمرور الوقت تصير المياه الجوفية مالحة بعد أن كانت عذبة، وعليه تصبح غير صالحة للشرب أو للاستخدامات الأخرى

تتأثر المياة الجوفية فى المناطق الساحلية بمياة البحار أو المحيطات المالحة .

وجود مياة جوفية عذبة قريبة من ساحل البحر و فى نفس الوقت توجد مياة جوفية مالحة تبتعد أكثر عن الساحل و على عمق أكبر ؟

يفصل السؤال بين شيئين هما تواجد المياة و صلاحية المياة و هذا صحيح أذ يمكن تواجد مياة جوفية مالحة فى أماكن بعيدة عن البحار داخل القارات لكن كيف يتواجد ماء جوفى عذب قرب الساحل مباشرة ؟

هذا أيضا ممكن الحدوث لكن عند أستغلال تلك المياة العذبة يلزم الحذر فى تلك الحالة من تداخل المياة المالحة .

و لتفسير عذوبة تلك المياة بالساحل الشمالى سنجد أنها مياة سطحية ليست قديمة يقدر عمرها بالأيام و السنين تكونت بتأثير تساقط الأمطار المحلية التى يقدر متوسطها بمقدار 150 ملليمتر سنويا أذن فكميات هذة المياة محدودة و يعنى هذا أن التوسع فى حفر آبار كثيرة فى تلك الطبقة الحاملة لهذة المياة سوف لا يؤدى فقط الى جفاف الآبار نتيجة السحب الزائد بل أن السحب الجائر سيؤدى الى تمليح مياة الآبار .

تتواجد المياة الجوفية فى طبقات حاملة تكون من الرمل أو الحصى يتواجد الماء فى المسام التى بينها أو تكون الطبقات الحاملة من الحجر الجيرى أو الحجر الطينى أو الجرانيت تحتوى الماء بداخل الشقوق المتكونة بها .

المياة الجوفية فى الطبيعة تكون متصلة بالمياة السطحية سواء كانت أنهار و بحيرات مياة عذبة أو كانت محيطات و بحار و بحيرات مالحة .

فى المناطق الساحلية يحدث أتصال المياة الجوفية العذبة بمياة البحر المالحة . تصب المياة الجوفية العذبة فى البحر الذى يعتبر منطقة صرف طبيعى للمياة الجوفية .

يحدث تغلغل لمياة البحر المالحة فى مسام و شقوق طبقات الأرض الساحلية و تتواجد بذلك مياة جوفية مالحة سيكون سطحها العلوى أسفل المياة الجوفية العذبة فى حالة تواجدها .

فى الحقيقة لا يتكون سطح أنفصال مباشر بين الماء العذب و الماء المالح الذى أسفلة بل توجد طبقة مختلطة من الماء العذب و الماء المالح بين المائين .

أضرار الضخ الجائر من الأبار الساحلية .

ما الذى يحدث عند الضخ من البئر ؟

يتحرك الماء الجوفى من كل مكان فى أتجاة مضخه البئر و تسمى حركة المياة الجوفية هذة بالسريان الشعاعى و يحدث أيضا هبوط فى مستوى السطح الماء الجوفى و الذى كان علية قبل عملية الضخ و يكون شكل هذا الهبوط على شكل قمع مركزة فى البئر .

فى حالة الضخ الزائد سيسحب البئر الماء المالح المتواجد أسفل الماء العذب . فى الحالة الطبيعية تكون الطبقة الحاملة للمياة الجوفية ممتلئة بالمياة على كامل سعتها التخزينية و تسمى لذلك تلك الطبقة بنطاق التشبع أى أن كل مسامها أو شقوقها مشبعة بالماء و ليس بها هواء و تتلقى الطبقة الحاملة تغذية من ماء المطر أو الماء السطحى و يتحرك الماء الجوفى لكن بسرعة بطيئة نحو منطقة الصرف الطبيعى للخزان الجوفى و هى غالبا البحار و المحيطات و عند تطوير خزان جوفى بحفر أبار فية ستختلف المعادلة الطبيعية التى يتساوى فيها كم التغذية بالمياة مع كم صرف المياة حيث سيتم سحب جزء من الماء الجوفى بمضخات الأبار وسوف يتلقى الخزان جزء من هذا الماء مرة ثانية عندما تصرفة الأرض المنزرعة على ماء الأبار و فى النهاية سيحدث أنخفاض لمستوى الماء الجوفى نتيجة الضخ من الأبار بمعنى نقص كمية المياة المخزنة بالطبقة الحاملة لمياة الخزان الجوفى و سيؤدى الضخ الجاءر بالمناطق الساحلية لنقص مستوى الماء الجوفى العذب مما يؤدى الى أن تضخ الآبار مياة مالحة .

يمكننا أحداث تأثير عكسى لمنع تلوث آبار المناطق الساحلية بالماء المالح .

يتم فى هذة الحالة حفر آبار تغذية بالماء العذب فى المناطق الساحلية . آبار التغذية لا تسحب ماء من الخزان الجوفى بل على العكس هى تضخ فية ماء عذب أى أنها عملية تغذية صناعية للخزان الجوفى بالماء العذب بهدف زيادة كمية الماء المخزن بة و منع تدخل المياة المالحة و أقتحامها لمناطق الماء العذب للطبقات الحاملة للماء الجوفى قرب السواحل الناشئ عن نقص الماء العذب مع الضخ من الآبار و مثال لتلك التغذية الصناعية موجود بولاية كاليفورنيا الأمريكية عبر شبكة آبار تغذية لتؤمن ضخ ماء جوفى عذب يعتمد علية سكان هذا الساحل فى منازلهم

الوضع الأمثل لأستغلال الماء الجوفى هو ما يكون مبنى على دراسة تواجد هذا الماء .

تقوم هيئة المساحة الجيولوجية بعمل خريطة للطبقات الحاملة للمياة على أختلاف أنواعها تبين أمتدادها و عمقها .

هناك ما يعرف بالميزانية المائية و هى فى أبسط صورها يكون حجم الماء المتساقط بالمطر فى منطقة جافة مساويا لحجم الماء المتبخر و الذى ينتحة النبات مضافا ألية حجم الماء المتغلغل بداخل التربة و هو ما يمثل حجم تغذية الخزان الجوفى .

تقوم الجهات المسئولة بحفر آبار مراقبة تجهز بمستشعرات تعمل بوسائل فيزيائية و مغناطيسية للوقوف على حجم الماء بالخزان الجوفى كما يتم أنشاء شبكة أرصاد جوية تغطى المناطق ذات الأهمية لتخدم فى حساب الميزانية المائية للمنطقة .

فى الآبار ذات المياة القديمة غير المتجددة التى لا تتلقى تغذية بالمطر ستكفى دراسة رصد كميات مياة تللك الخزانات و تقدير حجمها .

فى النهاية ستقول لنا الدراسات أين نحفر البئر و كم يمكن أن يكون مقادر تصرفة من المياة و ستحدد الدراسات عدد الآبار بالمناطق المختلفة و المسافة بينها حيث يوجد تأثير متبادل بين الآبار عند الضخ سيكون سلبيا و مضرا لو توجد بئر فى منطقة تأثير بئر مجاور و ستحدد الدراسة كذلك المساحة من الأرض التى يمكن زراعتها على المياة الجوفية بل ستحدد عدد سنين هذا الأستغلال الزراعى فى حالة أعتمادة على خزان مياة جوفى قديم غير متجدد تكونت مياههة فى عصور جيولوجية كانت غيها منطقة تغذية هذا الخزان تتلقى مطرا متساقطا و لم يعد حالها اليوم كذلك و أصبحت جافة .

صورة تبين أتصال المياة الجوفية بالمياة السطحية العذبة أو المالحة فى الطبيعة

صورة تبين تواجدات الماء العذب و الماء المالح بالمناطق الساحلية

توضح الصورة خزانين مياة جوفى الأعلى حر السطح أسفلة طبقة كتيمة غير للماء لونها بنفسجى و فى أقصى أعلاة نطاق التهوية أو يسمى نطاق عدم التشبع المبين باللون الأصفر و هو لا يحتوى ماء جوفى و يظهر الماء العذب باللون الرمادى و الماء المالح باللون الأزرق الغامق و بين المائين ماء خليط من عذب و مالح باللون الأزرق الفاتح .

يظهر بأسفل الرسم خزان مياة حبيسة أرتوازى تعلوة الطبقة الكتيمة بنفسجية اللون و أسفلة طبقة كتيمة أو صخور القاعدة لا تظهر بالرسم . الأسهم السوداء تشير لأتجاة حركة الماء الجوفى نحو البحر كمنطقة صرف طبيعى و نلاحظ فى حركة المياة المالحة أنها تأتى من البحر ثم تصرف ألية مرة ثانية كما يبين السهم الملتف المن البحر و ألية الموجود على الماء المالح .

مستوى الهبوط فى سطح المياة الجوفية الناشئ عن الضخ من البئر و هو الفرق بين مستوى سطح الماء الجوفى الأستاتيكى قبل الضخ يبينة اللون الأزرق الفاتح و سطح الماء الجوفى بعد الضخ يبينة اللون الأزرق الغامق و المسافة بينها يمثلها السهم الأسود داخل البئر تبين مقادر الهبوط .

شكل يبين تأثير التطوير الحادث فى خزان جوفى نتيجة حفر آبار تضخ مياهة .

المربع الأزرق أسفل يسار الشكل يمثل الطبقة الحاملة ممتلئة بالمياة و السهم الداخل أليها يمثل تغذيتها بالماء و السهم الخارج منها يمثل صرفها لمائها . و المربع الثانى بالأسفل و الى اليمين يمثل نفس الطبقة الحاملة بعد حفر بئر يضخ من مائها و نلاحظ نقص كمية المياة المخزنة بمقادر ما يمثلة اللون الأصفر و هو ناتج عن ضخ الماء من البئر الممثل بالسهم الذى يخرج من الطبقة متجها لأعلى و نرى الى يسارة سهما قادما من أعلى متجها لداخل الطبقة يبين تغذيتها بماء الصرف الزراعى .

الشكل الأعلى يبين تواجد المياة الجوفية الغذبة و المياة الجوفية المالحة فى المناطق الساحلية و الشكل الذى أسفلة يبين كيف أن الضخ الجائر من بئر جوفى ساحلى يمكن أن يؤدى الى ضخ مياة مالحة من البئر لأنة أدى الى طغيان الماء المالح على الماء العذب .

فأن الطبقة الحاملة للمياة تمتد لأسفل بعمق يتوقف على سمكها كما يمكن أن تكون هناك عدة طبقات حاملة للمياة يعلو بعضها البعض فى منطقة واحدة و لا سبيل لمعرفة هذا ألا بالدرسات الخاصة بالمياة الجوفية أو أن تجرب الحفر فتجد ماء أو لا تجد و حتى فى حالة تواجدة ستحتاج لتكوين فكرة عن كميتة فالسطحى منة يكون من تغذية الأمطار المحلية أو من تغذية الأنهار للماء الجوفى ليست ثابتة المقدار طوال العام بل و يحدث العكس بأن يغذى الماء الجوفى النهر و ترسم الدراسات حركة المياة هذة فيما يسمى هيدروجراف البئر.

طرق أستكشاف المياة الجوفية:

مقدمة :

الماء العذب فى الأرض الجزء الأعظم منة يوجد متجمدا فى المناطق القطبية و المتاح للأستخدام من الماء العذب أما مياة سطحية تتوفر بالأنهار و بحيرات المياة العذبة بنسبة 1 % من المتاح و الذى جزءة الأعظم مياة جوفية بنسبة 99 % و تلك النسب عالمية بمعنى أنها قد تختلف على مستوى المنطقة العربية

يمر أستكشاف المياة الجوفية بمراحل :

- مرحلة البحث التمهيدى :

تجرى لتكوين فكرة عن الظروف الجيولوجية و الهيدرولوجية للمنطقة و تعتمد على تجميع و دراسة أى دراسات سابقة للمنطقة و ما جاورها من الناحية الطبوغرافية و الجيولوجية و الجيومورفولوجية و البيدولوجية و الجيوفيزيائية و المناخية و تواجدات المياة السطحية .

- مرحلة الدراسات المبدئية :

بحث نصف تفصيلى للمناطق ذات الأهمية المائية

- مرحلة الدراسات التفصيلية :

تجرى لمساحات محدودة ثبت أهميتها فى الدراسات المبدئية . يتم فيها زيادة كمية الدراسات و التجارب تبعا لغرض الدراسة و طبيعة المنطقة .

ينتج عن الدراسة خرائط هيروجيولوجية بمقياس رسم 1:50000 أو 1:25000 أو 1:10000 أو 1:5000

الخرائط الهيدروجيولوجية تحدد أمتداد و عمق و سمك و خواص الطبقة الحاملة للمياة و ظروفها الهيدروجيولوجية و أنتاجيتها كما تحدد خطوط كنتور سطح المياة أو المستوى البيزومترى لها و كذلك نوعية المياة الجوفية و أيضا توقع على الخريطة تواجدات المياة السطحية من أنهار و نهيرات و ترع و مصارف و بحيرات تؤثر فى تغذية الماء الجوفى

أنواع الدراسات المستخدمة فى أستكشاف المياة الجوفية :

و تنقسم الى

* دراسات مناخية :

كمية المطر - كمية البخر- درجات الحرارة - الضغط الجوى - الرطوبة الجوية و يتم عمل خرائط بذلك و يتم حساب الموازنة المائية

* دراسات طبوغرافية :

تمهد للدراسات الجيولوجية التى تمهد للدراسات الهيدروجيولوجية . تتم الدراسة الطبوغرافية بأعمال المساحة و الصور الجوية و صور الأقمار الصناعية وبال gis نظم المعلومات الجغرافية التى تتم بالأتصال بالأقمار الصناعية .

* دراسات جيولوجية سطحية :

هى أولى خطوات الدراسة المبدئية و هى الأساس الذى تبنى علية الدراسة التفصيلية . معرفة ترسيب و تأكل الطبقات و تركيبها الجيولوجى يؤدى لأستنتاج أمتداد الطبقة الحاملة للمياة و يساعد فى تكوين صورة عن الخواص الليثلوجية للطبقات و بالتالى تحديد أحتمال تكوين المياة بتلك الطبقات و تحديد نوعية المياة مبدئيا كما يمكن تحديد المناطق التى يمكن تدفق المياة منها أرتوازيا دون الحاجة لمضخات .

الدراسة الأستراتيجرافية و دراسة التاريخ الجيولوجى يساعد فى أكتشاف خزانات أرتوازية على أعماق معينة تقوم المساحة الجيولوجية برسم خرائط جيولوجية للمنطقة و أيضا قطاعات جيولوجية .

- دراسات تحت سطحية :

تتم هذة الدراسات من على سطح الأرض و من خلال آبار أختبارية يتم حفرها و هى تبدأ مع بداية عملية الحفر بفحص ناتج حفر طبقات الأرض أولا بأول و تنقسم تلك الدراسات الى:

* دراسات جيولوجية تحت سطحية .
* دراسات جيوفيزيائية .
* دراسات هيدروجيولوجية .

- الدراسات الجيولوجية تحت السطحية :

تتم على فتات الصخور المحفورة على كل عمق 1 -2 أو 3 - 5 متر و تتم على عينات أسطوانية تؤخذ على حسب الحاجة أليها و هذة الدراسات تنتهى الى رسم خرائط ليثولوجية تحت سطحية تبين التكوين الليثولوجى لطبقات الأعمار الجيولوجية المختلفة و رسم خرائط تركيبية كنتورية تبين تضاريس و أنكسارات و ألتواءات الطبقات مختلفة الأعمار و رسم خرائط سمك الطبقات خاصة الحاملة للمياة و العازلة و رسم خرائط السمك الصافى لطبقة الرمال و الحجر الرملى و رسم خرائط جيولوجية تركيبية للقاع الصخرى أسفل الطبقات الرسوبية و غالبا يكون من صخور نارية أو متحولة و ترسم هذة الخريطة بمقارنة المسح الجيوفيزيائى مع تحليل عينات ناتج حفر الآبار الأختبارية .

- دراسات هيدروجيولوجية أثناء الحفر

و تدرس الظواهر الأتية:

- ظهور و ثبات سطح المياة فى البئر .

و تسهل معرفة الوصول لسطح الماء عند أستخدام محلول الطفلة ( يستخدم مع الحفارات الرحوية لتشحيم و تبريد أجزاء الحفر و تدعيم جدران البئر و المساعد فى نزح ناتج الحفر و هو يدفع فى دورة من فوق سطح الأرض و يعود لدفعة مرة أخرى و تكون لة لزوجة تضبط معمليا )

كما يمكن تحديد سمك طبقة الماء التى يخترقها البئر حيث تقل خلالها لزوجة محلول الطفلة و يخرج مختلطا بالمياة و لو كانت الطبقة تحمل ماء أرتوازى ضغطة عالى فقد يحدث أندفاع لمحلول الطفلة الى خارج البئر و فى هذة الحالة يقاس مستوى سطح المياة بالمانومتر ( المانومتر هو جهاز قياس الضغط و الآبار الحبيسة و شبة الحبيسة يكون لها مستوى بيزومترى حيث يرتفع مستوى الماء داخل البئر و قد يكون الضغط البيزومترى كافى لضخ الماء من البئر بدون الحاجة لمضخة

- درجة فقدان محلول الطفلة فى البئر .لها دلالات على الطبقات التى يخترقها الحفر

- ملاحظة درجة حرارة و كيميائية محلول الطفلة .

عند أختراق البئر للماء تنخفض درجة حرارة محلول الطفلة و يجب أختبارها مرة كل 30 دقيقة من الحفر أما كيميائيا فتختبر دوريا عينات من المحلول فى معمل حقلى بسيط فى منطقة الحفر .

- ملاحظة الهبوط المفاجئ لعمود الحفر .

نتيجة وجود فجوات بها طين أو رمال رخوة و أحيانا ماء .

- ملاحظة خروج غازات من البئر .

قد توجد مختلطة مع الماء و تحديد كميتها و نوعها و لو تقريبيا يفيد عمليات البحث و الحسابات الهيدرولوجية

الدراسات الجيوفيزيقية لإيجاد مناطق جديدة للطاقة الجيوحرارية

الطاقة الجيوحرارية

تتكون او تنتج من داخل مركز الارض ( core) ، والموجود على بعد حوالى 4000 ميل داخل الكرة الارضية تحت سطح الارض. ومن المعلوم ان مركز الكرة الارضية يتكون من حديد صلب محاط بصخور فى حالة انصهار وفى درجة حرارة عالية (mantle)

. ايضا درجة الحرارة العالية المنبعثة من الارض قد يكون مصدرها ناتج من تحلل العناصر المشعة وهذه العملية تتم طبيعية فى جميع صخور القشرة احد مكونات الكرة الارضية ( Earth crust) والتى يتواجد بها عناصر مشعة.

لوحظ ان معظم وأهم مناطق الطاقة الجيوحرارية تتواجد حول حواف الالواح القارية.

This figure is showing the Earth's crust, mantle, and core. Top right: a section through the crust and the uppermost mantle.

Schematic map showing World pattern of plates, oceanic ridges,oceanic trenches, subduction zones, and geothermal fields.

Arrows show the direction of movement of the plates towards the subduction zones.

(1) Geothermal fields producing electricity;
(2) mid-oceanic ridges crossed by transform faults (long transversal fractures);
(3) subduction zones, where the subducting plate bends downwards and melts in the asthenosphere.

تواجد الحمم البركانية وعيون الماء الساخنة وبعض الظواهر الطبيعية الحرارية تشير الي وايضا تأكد ان داخلالارض به طاقة حرارية كبيرة .

من الاستخدامات المهمة للطاقة الجيوحرارية انتاج الطاقة الكهربائية وكذلك التدفئةالمباشرة للمنازل.

تشير بعض الشواهد على تواجد الطاقة الجيوحرارية بجمهورية مصر العربية

وهى متمثلة فى عين حلوان الكبريتية الموجودة شرق نهر النيل وجنوب القاهرة فى وسط منطقة حلوان

عيون الماء الساخنة الموجودة فى منطقة الصحراء الغربية فى الواحات الداخلة والفرافرة والواحات البحرية،

العين السخنة بخليج السويس

وفى منطقة شبه جزيرة سيناء بمنطقة حمام فرعون وعيون موسى وحمام موسى.

الاستكشاف الجيوفيزيائى

باستخدام الطرق السيزمية والجاذبية والمغناطيسية يمكن ان تعطى معلومات مهمة عن شكل وحجم وعمق وبعض الخصائص الهامة للتراكيب الجيولوجية والتي لها تأثير مباشر على امكانية تكوين وتواجد الخزان الحامل للمياه الساخنة ولكن لا تعطى دليل مباشر على ان هذا التركيب الجيولوجي يحتوى على الماء الساخن والذى هو الهدف الاساسى للاستكشاف الجيوفيزيقى للطاقة الجيوحرارية حيث يتم التاكد من تحديد تواجد المياه الساخنة اولا فى مرحلة الاستكشاف الجيوفيزيقى التفصيلى قبل تحديد اماكن حفر الابار الاستكشافية الاختبارية.

المعلومات التى تحدد تواجد المياه الساخنة فى التراكيب الجيولوجية التحت سطحية المناسبة يمكن
ان نحصل عليها من الاستكشاف الجيوفيزيقى التفصيلى باستخدام القياسات الجيوكهربية،
الكهرومغناطيسية والمسح الجيوفيزيقى بقياس درجة الحرارة القريبة من سطح الارض وهذه
الطرق اكثر الطرق الجيوفيزيقية التى يمكن ان تحدد تواجد او عدم تواجد المياه الساخنة
فى التراكيب الجيولوجية التحت سطحية.

Schematic map showing Schlumberger Apparent
Receptivity of Rotokawa Geothermal Field

Pseudo-Section of apparent electric receptivity
Along a survey line.

Schematic Geoelectric Section Along
a Survey Line

This figure is showing shallow-temperature profile
Over a granite intrusion in contact with limestone.

Schematic map showing the temperature
an nomalies indicating faults with circulating
ground water.

This figure is showing the temperature
geothermal gradients and the lithology

- الدراسات الهيدرولوجية بعد إتمام الحفر .

عبارة عن تجارب أختبارية و عمليات أرصاد مختلفة على لمجموعة الآبار التى تم تصميمها و حفرها :-

-عمليات الضخ التجريبى:-

تتم على عدة آبار منفردة أو على بئر رئيسى مع ملاحظة الهبوط فى آبار ملاحظة قريبة . تفيد فى تحديد : قياس الهبوط و تحديد المعاملات الهيروليكية للصخور مثل معامل النفاذية و معامل الناقلية و خلافة

- عمليات الرصد الدورية :

تجرى على مجموعة آبار أختبارية مختارة موزعة على المنطقة التى يجرى فيها البحث . الغرض منها معرفة و تسجيل التغيرات دوريا خلال فترة زمنية كبيرة و هى تفيد فى التنبؤ بالتغيرات المستقبليى .

تتم عمليات الرصد الأتية :

1- رصد مستوى سطح المياة :

يتم فى بئر لم يضخ لفترة طويلة و يجب أيقاف ضخ الآبار المجاورة . تتم دوريا كل يوم أو كل عشرة أيام أو كل شهر على الأكثر .

2- تسجيل درجة حرارة المياة :

بواسطة ترمومتر خاص تقاس درجة حرارة مياة الآبار الأختبارية دوريا مع قياس درجة حرارة الهواء عند سطح الأرض للمقارنة و تسجل النتائج

3- كيميائية المياة الجوفية :

تؤخذ عينات دورية كل شهر و أحيانا كل 3 شهور يجرى عليها تحليل كيميائى مختصر . بعض مكونات يتم تحليلها فى موقع البئر مباشرة مثل البيكربونات

وعلى هذه الدراسة الهيدروجيولوجية البيئية المتقدمة نعين التالى:-

1- تحديد طرق حفر البئر
2- غلاف البئر
3- مصافى البئر
4- تحديد طول غلاف البئر وطول المصافى
5- مكان تركيب المضخة داخل البئر
6- الغلاف الحصوى للبئر
7- فترة تطوير البئر
8- العمر الافتراضى للبئر
9- نوع الطلمبات المستخدة للبئر
10- انواع المضخات المستخدمة للبئر

-آبار المياة الجوفية .

يوجد ما يسمى ( الطبقة الحاملة للماء الجوفى ) و هى طبقة التربة التى يتواجد الماء الجوفى فى مسامها التى بين حبيبات التربة و يحدها من أسفل طبقة كتيمة من تربة غير منفذة للماء و قد يتواجد الماء فى عدة طبقات يعلوها بعضها الأخر .

( مستوى سطح ماء الخزان الجوفى ) و يكون على عمق يقدر بمسافة أبتعادة عن سطح الأرض . المسافة ما بين مستوى سطح مياة الخزان الجوفى و سطح الطبقة الكتيمة غبر المنفذة للماء الجوفى تسمى ( سمك الطبقة الحاملة للماء الجوفى

العمر الأفتراضى لبئر المياة الجوفية :

يقدر العمر الأفتراضى للبئر المحفور بطريقة سليمة و مطابقة للمواصفات بمقدار 25 سنة و لكن يمكن أن يمتد عمر البئر لأطول من ذلك .

و على العكس فأن البئر المحفور بطريفة غير سليمة فقد يكون عمرة 10 سنوات أو 5 بل هناك بئر لا يعمل ألا 2 -3 سنة .

حفر بئر جيد يعمر بحسب عمرة الأفتراضى أكثر أقتصادا من حفر بئرين رخيصين رديئين خلال نفس العمر .

من وجهه نظر الميكانيكا يوجد ما يسمى بالنظام الهيدروليكى و يتكون من خزان ( ريزرفوار ) للسائل و مضخه و مرشحات لحفظ السائل من التلوث و توجد وسائل أستفادة من الطافة الهيدروليكية .

الخزان يكون معرض للهواء الجوى و السائل بة يكون تحت تأثير الضغط الجوى و قوة الجاذبية الأرضية و تنطبق هذة المواصفات على خزان المياة الجوفية حر السطح .

الحالة الثانية للخزان أن يكون معزولا عن الهواء الجوى و يكون تحت ضغط من مصدر ضغط أو تحت الضغط الهيدروليكى للسائل نفسة و ذلك ما ينطبق على خزان المياة الجوفية المحصورة ( أو تسمى أيضا الحبيسة ) و تكون المياة فيها تحت ضغط أكبر من الضغط الجوى وهو الضغط الهيدروليكى للماء و يسمى أيضا الضغط البيزومترى حيث ان الضغوط فى كلا النوعين من الخزانات تؤثر فى دخول الماء للطلمبة .

ملحوظة :

الأهمية الأكبر لضغط الماء داخل الخزان الجوفى تتمثل فى حركة الماء الجوفى التى تسمى السريان .

المرشحات تحمى من التلوث لكن الوسيلة المستخدمة لمنع تلوث الماء الجوفى هى ( القاطع (الذى ينشأ حول غلاف البئر من سطح الأرض و حتى عمق مناسب لقطع الماء السطحى بما يمكن أن يحملة من ملوثات و منع وصولة الى الماء الجوفى .

هذة القواطع العازلة تشيد بالأسمنت مثل الخرسانة لكن بدون زلط أو تشييد من معادن الطين و المستخدم منها هنا هو البنتونيت .

سطح الماء الجوفى يكون على أعماق تختلف تحت سطح الأرض و يزيد هذا العمق عند ضخ ماء من البئر و هو ما يسمى الهبوط ( درو داون ) .

فنتيجة عمل المضخة يحدث سريان للماء الجوفى غى أتجاة البئر شكلة شعاعى أى يتجة الماء من جميع الأنحاء نحو مركز البئر و لأسفل يمسافة معينة تختلف فيأخذ سطح الماء فى الهبوط لأسفل على شكل قمع يسمى مخروط الهبوط تكون قمتة فى مركز البئر أى فى نقطة على محورة الطولى .

وتزداد قدرة البئر الإنتاجية من المياه في السهول الحصوية بزيادة

سمك العدسة الصخرية

طول العدسة

قرب موقع البئر من منطقة التغذية المائية

قلة استهلاك ماء البئر

اولا/ منطقة الدراسة والبيانات المساحية والهيدروجيولوجية الخاصة بالبئر

عدد الابار الموجودة بالمنطقة الصناعية بالعين السخنة

عدد (2) بئر مياه بأرض الشركة المصرية للصناعات الأساسية " ايبك " بمنطقة العين السخنة
عدد (2) بئر صرف بأرض الشركة المصرية للصناعات الأساسية " ايبك " بمنطقة العين السخنة
عدد (5) آبار بأرض الشركة المصرية للاسمدة بمنطقة العين السخنة
عدد (2) آبار صرف وبيزومترات بأرض الشركة المصرية للاسمدة بمنطقة العين السخنة
عدد (2) بئر بأرض الشركة المصرية للهيدروكربون بمنطقة العين السخنة

عدد البيزومترات للابار فى منطقة العين السخنة

عدد (4) بيزومتر"بئر ملاحظة " لشركة السويس للتنمية الصناعية
عدد (2 وبيزومترات بأرض الشركة المصرية للاسمدة بمنطقة العين السخنة

احداثيات البئر

تشير احداثيات البئر المبينة فى الجدول رقم (1) والواقع على الخريطة الطبوغرافية فى الشكل رقم(1) الى ان البئر المراد ترخيصه الخاص بشركة المهندس /يحيى ابوجبل لاستغلاله كمصدر لانتاج وتعبئة المياه الطبيعية تجاريا ويقع فى منطقة شركة السويس للتنمية الصناعية بالقطاع الصناعى الاول

جدول رقم (1)احداثيات لبئر المراد ترخيصه
رقم البئر شرقيات شماليات
3 32-15-463 29-38-544

وقد اشارت الاستطلاعات الجوفية الى ان الارض بمنطقة البئر هى ارض رملية جيرية جديدة وان البئر كان ممكن استخدامه للصناعة وللرى

كما اشارت التحاليل الطبيعية والكيميائية ان مياه البئر صالحة للشرب والاستعمال الادمى من حيث الخواص الطبيعية كالاس الهيدروجينى واللون والطعم والرائحة ودرجة الملوحة والتوصيلية الكهربية والخواص الكيميائية كنسبة الاملاح الذائبة ونسب الحديد والمنجنيز والصوديوم والكالسيوم والماغنسيوم وكذلك الخواص البكترو بيولوجية كالطحالب والبكتريا القولونية والباسيلية كما هو موضح بالجداول التالية (جدول رقم 2)

جدول رقم (2)تحاليل المياه من الدراسة

مسلسل التحليل النتيجة مجم/لتر الطبيعى
1 الاملاح الذائبة 600
2 التوصيلية الكهربية 937
3 الاس الهيدروجينى 7.6
4 الكربونات -----
5 البيكربونات 3
6 الكلوريدات 5
7 الكبريتات 3

8 الكالسيوم 3
9 الماغنسيوم 2
10 الصوديوم 6
11 البوتاسيوم 0.9
12 كربونات الصوديوم ----
13 نسبة الصوديوم الممتزة 3
14 العسر الكلى 231
15 الرائحة لايوجد
16 اللون لايوجد
17 القوام نقى وواضح
18 البكتريا بطريقة الاطباق 1 سى اف يو/مل 10 سى اف يو /مل
19 الكوليفورم لايوجد/100 مل سالب
20 البيولوجى (بيزودومونس-ايروجينيس) سالب سالب
21 البيولوجى (ستاف كوكس-ايرويس) سالب سالب
22 البيولوجى ( انتيروكوكس) سالب سالب
23 البروتوزوا سالب سالب

وعلى هذا يوضح (الجدول رقم 3) البيانات الفنية للبئر المراد ترخيصه بينما يوضح (الجدول رقم 4) بيانات الارض الموجود بها البئر وتشير البيانات ان عمق البئر=200 متر وان طول المصافى= 146.5 ويبلغ عمق سطح المياه الجوفية الاستاتيكى=44.5 متر من سطح الارض

وقد اشارت المعاينة الواقعيةالى وجود بئر جوفى اخر بالمنطقة يقع على مسافة 2000 متر من البئر المراد ترخيصه

جدول رقم 3 (البيانات الفنيه للبئر)
العمق الكلى (متر) 200 متر
قطر المواسير (بوصة) 8 بوصة
طول المصافى (متر) 146.5 متر
التصرف الحالى (متر مكعب/ساعة) ----------
عمق المياه الاستاتيكى (متر) 44.5متر
درجة الملوحة (مجم/لتر) 3696 مجم/لتر
المسافة لاقرب بئر مجاور (متر) 2000 متر

جدول رقم 4(البيانات الخاصة بالارض الموجود بها البئر)
نوع الارض جديدة
نوع التربة رملية جيرية
المساحة المقامة لحرم البئر 8100 متر مربع

جدول رقم (5)التحاليل الجيولوجية لطبقات ارض البئر
DESCRIPTION DEPTH/METER NO
ALLUVIAL DEPOSITS 0-3 1
SEDIMENTRY ROCK OF DOLOMITE,GRAVIL AND SAND 3-7 2
CALCARCOUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE WITH TRACES OF GRAVIL 7-34 3
CALCAROUS ROCK OF LIMESTONE 34-67 4
CALCAROUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE WITH INTERCALATION OF THICK LAYERS OF CLAY 67-76 5
LIGHT BROWN HARD CLAY 76-85 6
CALCAROUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE 85-94 7
LIGHT BROWN HARD CLAY 94-100 8
CALCAROUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE 100-107 9
LIGHT BROWN HARD CLAY 107-115 10
CALCAROUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE WITH INTERCALATION OF THICK LAYERS OF CLAY 115-127 11
LIGHT BROWN HARD CLAY 127-150 12
CALCAROUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE 150-160 13
CALCAROUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE WITH INTERCALATION OF THICK LAYERS OF CLAY 160-170 14
LIGHT BROWN HARD CLAY 170-180 15

تم حفر الجسة الاستكشافية بقطر 8.5 بوصة حتى العمق 180 مترا اسفل منسوب سطح الارض وتم اخذ العينات وتصنيفها ورسم قطاع جيولوجى بكامل طول الجسة.

تم اجراء الرصد الكهربائى والاشعاعى داخل الجسة وحتى العمق 180 متر.

ومن نتائج الجسة يتضح تواجد المياه الجوفية المنتجة عند عمق 50 متر تقريبا من منسوب سطح الارض وتتراوح الملوحة المقدرة فى الجزء العلوى عند العمق 55 متر فى حدود 1000 جزء فى المليون وتزداد الملوحة عند العمق 65 مترا الى 1600 جزء فى المليون ثم تزداد الى 2400 عند العمق 75 مترا ثم تزداد الى 3000 عند العمق 120 مترا ثم تزداد الى 4500 عند العمق 180 مترا مع العلم ان نسب الملوحة المقدرة فى التقرير والمستنتجة من الرصد الكهربائى هى اعلى من معدلاتها الطبيعية فى باطن الارض والعبرة بنتائج تحاليل المياه

بعد اجراء التسجيلات الجيوفيزيقية لتحديد مواصفات الجسة للتحقق من:

التصنيف للتتابع الصخرى للطبقات
تحديد نوعية الخزانات والسوائل الموجودة
تقدير نسب الملوحة والمسامية للطبقات الرسوبية المختلفة

مواصفات الجسة

مسلسل البيان النتيجة
1 عمق الجسة 180 متر
2 قطر الحفر 8.5 بوصة
3 نوعية سائل الحفر بنتونايت
4 مقاومة سائل الحفر 0.4 اوم
5 ملوحة مياه سائل الحفر/سائل الحفر 300/1500 مجم/لتر

التحليلات الكمية والكيفية لعمليات الرصد الكهربى والاشعاعى

مسلسل العمق بالمتر التحليل
1 0-15 متر قراءات متعددة لمستوى سوائل الحفر والطبقات السطحية ونوعيتها
2 15-50 مقاومة عالية حوالى 300/65 اوم.متر لطبقات منفذة متماسكة لسوائل ومسامية قليلة حجرية جيرية
3 50-80 مقاومة عالية الى معتدلة تتراوح مابين 50-75/20-35 اوم.متر لطبقات منفذة حجرية جيرية لمسامية عالية وملوحة عالية
4 80-100 مقاومة عالية جدا 360 اوم متر معكوسة لطبقات شديدة التماسك حجرية جيرية
5 100-120 مقاومة قليلة الى معتدلة مابين 20-200/16-70 اوم.متر لطبقات متماسكة منفذة وغير منفذة فى احيان اخرى لملوحة ومسامية عالية
6 120-150 مقاومة معتدلة معكوسة احيانا لطبقات غير منفذة ومنفذة حجرية جيرية لملوحة ومسامية عالية
7 150-180 مقاومة معتدلة الى عالية معكوسة احيانا لطبقات غير منفذة ومنفذة جيرية حجرية لملوحة ومسامية عالية

ويتضح من الجدول السابق ان الارض رملية حجرية جيرية متدرجة لها خزان جوفى مغلق ذات مسامية عالية للطبقات المنفذة والغير منفذة مع الرسوبيات الجيرية الحجرية العليا الكبيرة والمتوسطة السماحية لمرور السوائل التحت سطحية

منحنى الجهد الذاتى

مسلسل العمق بالمتر التحليل
1 0-50 قيمة انحراف سالب متوسط معكوس لطبقات منفذة لمسامية معتدلة
2 50-100 قيمة انحراف سالب متوسط لطبقات منفذة لمسامية وملوحة معتدلة
3 100-150 قيمة انحراف سالب قليلة لطبقات ذات ملوحة ومسامية عالية
4 150-180 قيمة انحراف متعادل الى قليل عالى لطبقات منفذة وغير منفذة لمسامية وملوحة عالية

ويتضح من الجدول السابق:

1-توجد طبقات منفذة حجرية متوسطة النفاذية للسوائل
2-توجد طبقات كاملة ذات حبيبات دقيقة معتدلة المسامية من العمق المطلوب الى اعلى السطح
3-انحراف المنحنى السالب من متوسط الى عالى معكوس احيانا دليل على تواجد املاح عالية ذائبة للسوائل علاوة على تواجد الحجر الجيرى الزائد فى معدلاته من 50-180 متر عمق
4-قيمة الانحراف تعتبر متعادلة بين الطبقات المنفذة والغير منفذة المتداخلة حتى العمق المطلوب

منحنى اشعة جاما الطبيعية

مسلسل العمق بالمتر التحليل
1 0-15 قيمة متوسطة لرواسب حجرية جيرية وركام صخرى
2 15-75 قيمة قليلة لطبقات حجرية جيرية يقيمة عالية لطبقات طين مع حجر جيرىة قليلة
3 75-85 قيمة عالية لطبقات حجر جيرى مع طين ورمال متتابعة قليلة
4 85-95 قيمة قليلة لطبقات حجر جيرى
5 95-100 قيمة عالية لطبقات طين مع تتابع حجر جيرى
6 100-110 قيمة قليلة لطبقات حجر جيرى
7 110-115 قيمة عالية لطبقات طين مع حجر جيرى متتابع
8 115-130 قيمة قليلة لطبقات حجر جيرى ورملى قليل
9 130-150 قيمة عالية لطبقات طين مع حجر جيرى متتابع
10 150-180 قيمة قليلة لطبقات حجر جيرى ورملى قليل

ويتضح من الجدول السابق تواجد الطبقات الطينية من المنفذة المختلفة كبير الى دقيق الحبيبات واماكن التداخلات بين هذه الطبقات

تواجد الطبقات الاخرى الرسوبية الغير رملية بنسبة اقل من الطينية

تواجد الطبقات الرملية والجيرية الغالب على التتابع الموجود

التحليل الكمى

الحسابات التقديرية للاملاح والمسامية للطبقات الرملية والغير رملية الحاملة للسوائل
مسلسل العمق بالمتر حساب الملوحة من منحنى
Gear heart/ppm حساب الملوحة من منحنى
Robertson geology./ppm متوسط حساب الملوحة
1 55 1050 1000 1025
2 65 6200 6000 6100
3 75 2240 2300 2270
4 85 3130 3200 3165
5 95 2830 2900 2865
6 115 5600 5200 5400
7 125 5000 5100 5500
8 135 5500 5700 5600
9 145 4500 4300 4400
10 155 3500 3600 3550
11 165 3000 3300 3150
12 175 4500 4700 4600

يتضح من الجدول السابق ان متوسط نسبة الملوحة بناءا على المنحنيات والحسابات التقديرية للاملاح والمسامية للطبقات الرملية والغير رملية المتداخلة والحاملة للسوائل=(3969 مجم/لتر) فى حالة الثبات بمعدل 12% للطبقات المسامية حتى نهاية الجسة

التوصيات بناءا على التحاليل الكمية والكيفية لعمليات الرصد الكهربى والاشعاعى

1-التتابعات الجيولوجية من الرسوبيات الصخرية الجيرية على طول العمق المحفور مع تداخلات الطبقات الطينية المتتابعة بعد العمق 80 متر وحتى نهاية الجسه

2-مستوى الماء الساكن يظهر بوضوح عند العمق 50 مترا من سطح الارض وهو متاثر بالمصادر الجوفية الموجودة.

3-ملوحة السوائل الموجودة عالية حوالى 3969 مجم/لتر وفى حالة الثبات لملح كلوريد الصوديوم كمعبر عن الملوحة كمؤثر فى هذه الطبقات فى مثل هذه الظروف الجيولوجية والترسيبية ومسامية الطبقات=12%.

4-طبقات الحاملة للسوائل الجوفية على هذا الوضع تعتبر متوسطة القدرة مع معتدلة السماحية وارتفاع الملوحة للسوائل الموجودة بها ويوصى بها للاستعمال المستمر المعتدل الغير جائر.

5-التصرف الامن من البئر هو 25 متر مكعب / ساعة ويجب ان لايزيد التصرف عن ذلك لتجنب المشاكل الناتجة من زيادة الهبوط ويرجع ذلك الى ضعف قدرة الطبقات الحاملة للمياه لوجود تداخلات كثيرة من الشرائح الطينية تظهر من العمق 70 متر

2-معدل السحب اليومى من البئر

يقدر معدل السحب اليومى من الابار الجوفية بحوالى( 100 متر مكعب/ساعة/بئر) ويتم تشغيل الابار الجوفية تحت الانشاء فى انتاج المياه المحلاة لعدم توافر المياه السطحية وبناءا على الدراسات الهيدروجيولوجية بالمنطقة وجد ان معدل السحب اليومى للابار بالمنطقة =18-25 متر مكعب / ساعة =432-600 متر مكعب/يوم وتقدر المساحة المقامة عليها المصنع 13125 متر مربع= تقريبا 3.1 فدان وبافتراض ان معدل الاستهلاك السنوى للفدان 14000 متر مكعب مياه لذا فان معدل الاستهلاك السنوى للمساحة الموجود بها البئر لن تزيد عن 43750 متر مكعب فى حالة استخدام البئر 20 ساعه /يوم في انتاج المياه المحلاه وذلك فى حالة عدم توافر المياه السطحية

بينما من الدراسات الفنية والاقتصادية للمشروع ان الانتاج = 7000 زجاجة /ساعة/600 مل/16 ساعة=67.2متر مكعب /يوم +7000 زجاجة /ساعة/1500مل/8ساعات=84 متر مكعب/يوم +540 قارورة /ساعة/19لتر/8ساعات=82 متر مكعب/يوم=(67.2+84+82=233.2متر مكعب/يوم)

LITHOLOGICAL DESCREPTION BY STEREO-BINOCULAR MICROSCOPE

DESCRIPTION DEPTH
/METER NO
ROCK FRAGMENT
COARSE TO MEDIUM QUARTEZ SAND OCCASIONALLY FINE,POORLY SORTED,SUB ROUNDED,COLORLESS,OFF WHITE,LIMESTONE,WHITE CHALKY,SOFT 0-30 1
LIMESTONE
OFF WHITE,CREAMY WHITE,MACROCRYSTALLINE,SOFT WITH SAND IN PART,OFF WHITE,.COARSE 30-55 2
LIMESTONE
OFF WHITE,CHALKY,HARD,MACROCRYSTALLINE,HARD,MACROCRYSTALLINE,SLIT IN PART 55-85 3
LIMESTONE
WHITE,OFF WHITE,CHALKY,MACROCRYSTALLINE,HARD,WITH CLAY BROWN,STICKY,SOFT 85-100 4
CLAY
BROWN TO GRAY,HARD,STICKY WITH LIMESTONE,MACROCRYSTALLINE,CHALKY,HARD 100-125 5
LIMESTONE
WHITE,OFF WHITE,CHALKY,MACROCRYSTALLINE,HARD,WITH CLAY BROWN,STICKY,SOFT 125-150 6
CLAY
BROWN TO GRAY,HARD,STICKY WITH LIMESTONE,MACROCRYSTALLINE,CHALKY,HARD 150-180 7

SOIL INVESTIGATION BORING LOG
DESCRIPTION DEPTH/METER NO
ALLUVIAL DEPOSITS 0-3 1
SEDIMENTRY ROCK OF DOLOMITE,GRAVIL AND SAND 3-7 2
CALCARCOUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE WITH TRACES OF GRAVIL 7-34 3
CALCAROUS ROCK OF LIMESTONE 34-67 4
CALCAROUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE WITH INTERCALATION OF THICK LAYERS OF CLAY 67-76 5
LIGHT BROWN HARD CLAY 76-85 6
CALCAROUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE 85-94 7
LIGHT BROWN HARD CLAY 94-100 8
CALCAROUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE 100-107 9
LIGHT BROWN HARD CLAY 107-115 10
CALCAROUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE WITH INTERCALATION OF THICK LAYERS OF CLAY 115-127 11
LIGHT BROWN HARD CLAY 127-150 12
CALCAROUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE 150-160 13
CALCAROUS ROCK OF LIME AND DOLOMITE WITH INTERCALATION OF THICK LAYERS OF CLAY 160-170 14
LIGHT BROWN HARD CLAY 170-180 15

وان استخدام البئر للشرب تجاريا سوف يجعل معدل السحب اليومى حوالى 9.7 متر مكعب/ساعة فان معدل السحب اليومى يقدر بحوالى 233.2 متر مكعب/يوم ويكون معدل السحب السنوى حوالى 76956 متر مكعب/سنه.

ونظرا لطلب استخدام البئر لمياه الشرب المعباة تجاريا يتم حساب الهبوط فى الخزان بافتراض ان عدد ساعات التشغيل حوالى 20 ساعة يوميا وعلى مدار العام وبمعدل حوالى 9.7 متر مكعب/ ساعة مع مراعاة إن الهبوط في الضغوط ظاهرة تتأثر بظروف كل منطقة بل كل بئر وأن معدل الاستعاضة لكمية المياه المسحوبة سوف يكون سريعا ويؤكد ذلك علي عظم كمية المياه المخزونة بمستودع الحجر الرملي الشاطئى والمتداخل مع منطق الخزان الجوفى لدلتا النيل والتى يتوسطها منطقة الدراسة بالمقارنة بكمية المياه المسحوبة منه من هذا المنطلق فإن تدفق المياه في إتجاه منطقة سحب تعني أن المياه متجددة من خلال تحركها أفقيا‏

وبحساب ان الحسابات النظرية لتحديد كمية المياه بالبئر والزمن اللازم لاستنزافها وهو المتراوح بين 10-15 سنة فيكون البئر محل الدراسة قادر ان يعمل بكفاءة قبل استنزافه تماما لفترة زمنيه=30-40 سنة

التصميم الفنى للبئر

بناءا على الطبقات المتبادلة الرملية المتدرجة الاحجام والتى يتخللها بعض من العدسات الطينية قليلة السمك

شكل رقم (2) الطبقات التبادلة الرملية المتدرجة الاحجام المتخللها العدسات الطينية قليلة السمك

شكل رقم ( )البئر عند تركيبه فى العمق المطلوب

تحديد طرق حفر البئر

يحفر البئر بأستخدام حفار دقاق أو حفار رحوى للأبار الأعمق و الأقل قطرا .

يكون البئر كامل الأختراق عندما بصل الحفر الى نهاية الطبقة الحاملة السفلى أو يكون غير كامل الأختراق .
أذ ا عمق البئر يتحدد بمستوى سطح الماء الجوفى و كذلك بسمك الطبقة الحاملة

مستوى سطح الماء الجوفى قبل الضخ يسمى المستوى الأستاتيكى و عند تشغيل الضخ من البئر يحدث ما يسمى بالهبوط أذ يحدث هبوط فى سطح الماء الجوفى المستوى على شكل مخروط مقلوب قاعدتة لأعلى و قمتة بداخل غلاف البئر و يكون مثدار الهبوط مساويا للمسافة بين سطح الماء قبل الضخ و سطح الماء بعد الضخ أى المسافة بين قاعدة و قمة مخروط الهبوط.

يحفر البئر بأقطار مختلفة قد تكون 4 بوصة أو 6 أو 8 أو 10 أو 12 بوصة يزيد الضخ بنسبة 5% بين قطر و الذى يلية لكن هذة الزيادة المنتظمة ليست قاعدة فبئر قطرة 18 بوصة سيزبد كمية الماء الذى يضخة بمقدار 8% عن قطر 12 بوصة لذلك فرفع أنتاجية البئر أعتمادا على زيادة قطرة ستكون زيادة طفيفة .

غلاف البئر :

يغلف جدار البئر من الداخل بأنبوب معدنى أو بلاستيك مصمت يسمى غلاف البئر ( كيسنج ) فائدة تدعيم جدران البئر و يعمل أيضا كأنبوب لنقل الماء الذى يضخة البئر .

مصافى البئر :

غلاف البئر لا يغلف كامل عمق البئر لكنة يصل و لابد الى مسافة محددة بعدها تركب المصافى و هى عبارة عن أنبوب من نفس خامة أنبوب الغلاف و لها نفس قطرة لكنها تختلف فى كون جدار الأنبوب بة فتحات تختلف فى الشكل أغضلها نوع البريدج سموتد و هو عبارة عن فتحات طولية متقاربة و عموما فأن هذة الفتحات كلما زادت نسبة مساحتها الى مساحة سطح أنبوب المصافى الكلية كلما زاد تصرف ماء البئر و كان ذلك أفضل و العكس يحدث عندما تقل مساحة فتحات المصافى كلما قل تصرف البئر الى أن يصل لحد أن مساحة فتحات المصافى تقل عن 5% من مساحة سطح المصافى الكلية فتتجة أنتاجية البئر للتدهور .

طول المصافى الكلى أيضا يؤثر فى أنتاجية البئر فكلما زاد طول المصافى كلما زاد تصرف البئر و ذلك ببساطة لأن المصافى هى الجزء الذى بة فتحات تسمح بدخول الماء الى البئر . مصافى بطول 25 متر تكون جيدة و مناسبة و يمكن زيادة طول المصافى لكن هذة الزيادة فى طول المصافى ليست بلا حدود بل هناك عوامل تحدد طول غلاف البئر و الى أين ينتهى بداية من سطح الأرض ليبداء تركيب المصافى من حيث أنتهى الغلاف و الى نهاية عمق البئر .

كيف نحدد كلا من طول غلاف البئر و طول المصافى ؟

يبدأ الغلاف من عند بداية البئر عند سطح الأرض و يمتد فى البئر لأسفل حتى يصل الى سطح الماء الأستاتيكى قبل الضخ و يواصل أمتداد لما بعد ذلك و حتى يصل لمستوى الهبوط لسطح ماء البئر بعد الضخ و لا يتوقف عند هذا الحد بل يمتد بعدها لمسافة 5 - 10 متر كمسافة أمان للهبوط تركب عندها مضخة الأعماق التى يجب أن تكون مركبة بداخل غلاف البئر المصمت عديم الفتحات و ألا حدث ما يسمى شلالات المياة بداخل البئر و تقلل كفاءة البئر مسببة مشاكل لذلك يمتد الغلاف الى مسافة أمان أهرى طولها 10 متر تِؤمن وجود المضخة بداخل غلاف البئر المصمت بعيدا عن المصافى ذات الفتحات التى يدخل منها الماء الى البئر و بعد هذا الحد ينتهى الغلاف و يبدأ تركيب المصافى التى تمتد حتى نهاية المسافة التى يخترقها البئر .

مكان تركيب المصخة بداخل البئر :

تركب المضخة داخل غلاف البئر و تحت مستوى الهبوط بمسافة أمان قدرها 10 متر و فوق المصافى بمسافة أمان قدرها 10 متر . و فى هذا المثال ستكون المضخة بداخل غلاف البئر على عمق 60 متر تحت سطح الأرض و فوق مصافى البئر بمسافة أمان قدرها 10 متر .

طول غلاف البئر = مستوى سطح ماء البئر الأستاتيكى قبل الضخ + مسافة الهبوط + مسافة أمان لمسافة الهبوط + مسافة أمان لضمان وجود المضخة تحت مستوى الهبوط و فوق مستوى المصافى
طول المصافى = 53 متر

و تبدأ المصافى من عند نهاية الغلاف على عمق 200 متر تحت سطح الأرض و لمسافة 53 متر و يكون بذلك عمق البئر الكلى هو = 147متر غلاف + 53 متر مصافى = 200 متر .

ملحوظة:

برغم وجود عوامل تؤثر على مسافة الهبوط منها قطر البئر و قطر قاعدة مخروط الهبوط و تصرف البئر و تأثير الآبار المجاورة التى بجب حساب المسافة بينها على أساس تأثير الهبوط عند السحب من بئر على الآبار المجاورة كما يؤثر تصرف البئر على الهبوط ألا أن الفيصل يكون للضخ التجريبى لذا يستفاد من وجود أبار قريبة محفورة فى ذلك كما أن دراسات المياة الجوفية فى منطقة ما و شركات حفر الآبار عندما تعمل فى منطقة تقوم بحفر آبار أختبارية لعمل الدراسات الأستكشافية لتقدير سمك الطبقة الحاملة و المساحة التى تمتد خلالها الطبقة الحاملة و تقدير كمية مياة الخزان الجوفى و تحديد معدلات السحب منها و المساحة التى يمكن زراعتها على ماءها و الفترة الزمنية لهذا الأستغلال الزراعى فى حالة الخزانات الجوفية غير متجددة التغذية و هو شأن معظم خزانات المنطقة العربية الجافة و تفيد الآبار الأستكشافية فى الحصول على عينات مياة لتحديد صلاحية المياة للزراعة و الصناعة و للشرب فى الأستخدام المنزلى من فوائد الآبار الأستكشافية أيضا تحديد مقدار الهبوط فى البئر عند الضخ و تحديد مسافة الأمان التى تقل عنها المسافة بين أى بئرين بالمنطقة .

الغلاف الحصوى للبئر :

يكون حفر البئر ذو قطر أكبر من قطر غلاف و مصافى البئر بحيث يوزع حولهما و بالتساوى غلاف حصوى سمكة لا يقل عن 3 بوصة و لا يزيد عن 8 بوصة .

أهمية هذا الغلاف تكون فى عملة كمرشح لحماية البئر من دخول الرمال فية و ضخ الرمال و تزداد أهميتة عندما تكون الطبقة الحاملة للمياة رملية أو بها حبيبات رمل ناعم كثيرة .

الرمال الداخلة للبئر ستضخ و لن تلحظها بعينيك لأن لونها فاتح و لصغر حجمها النسبى و هى تسبب ضررا لريش مروحة الطلمبة كما أنها ستتراكم بالبئر و ستسبب أنخفاض كفاءة البئر عامة .

يحسب حجم حصوات الغلاف الحصوى على أساس تحليل عينة من الطبقة الحاملة للمياة بالمنخل لتحديد حجم حبيبات العينة و النسبة المؤية لكل حجم من أحجام الحبيبات بالعينة و بناء على ذلك يحدد حجم حبات غلاف البئر الحصوى التى يضم أضافتها ببطء و أستمرار حول الغلاف و المصافى بواسطة القيسون و هو ماسورة قطرها بأتساع حفر البئر .

تطوير البئر :

و هو يعرف أيضا بأسم تنفيض البئر أو بأسم تنظيف البئر . يفيد التنفيض فى تنظيف البئر و تسليك مسام الغلاف الحصوى حول البئر و ترتيب الحبات مما يسبب فى رفع كفاءة البئر و تجرى هذة العملية لفائدتها بعد حفر البئر كما تجرى بعد ذلك لاحقا بغرض أعمل صيانة البئر و المحافظة على كفائتة . يتم تنفيض البئر بأحكام أغلاق فتحة البئر العلوية بغطاء ينفذ عبرة و من خلالة هواء مضغوط بواسطة ضاغط للهواء ( كومبريسور )

الخصائص الهيدروجيولوجية للخزان بمنطقة الدراسة

--التتابع الطيفى لمنطقة الدراسة

اولا/ طبقة الطين السطحية

تغطى طبقة الطين السطحية معظم اراضى الدلتا وهى عبارة عن طبقتين الاولى وهى الطبقة العليا والتى تتكون من الطين قليل النفاذية وبسمك 10 متر اما الطبقة الثانية فهى تتكون من الرمل الطينى وبسمك قليل فى معظم اراضى الدلتا وبحد اقصى 10 متر وتعتبر درجة النفاذية لهذه الطبقة اعلى بكثير من نفاذية الطبقة الطينية الاولى

ثانيا/ الطبقة الحاملة للمياه الجوفية

وتقع مباشرة تحت الطبقة الطينية الساحلية وتتكون من ترسيبات من الرمل والحصى والزلط المتدرج ويتخللها احيانا عدسات طينية محدودة السمك والانتشار والتى تكونت خلال العصر البلايستوسينى المطير وتختلف الرواسب من موقع الى اخر حيث يتراوح سمكها بين 10-25 متر حيث تعتبر هذه المنطقة بمثابة الخزان الرئيسى لدلتا نهر النيل والذى يمتد من القاهرة جنوبا حتى حدود البحر الابيض المتوسط شمالا اما الجهة الشرقية فيحد الخزان قناة السويس ويمتد الخزان غربا الى ان يتلاشى

الشكل رقم (8 ) خريطة كنتورية لمنسوب السطح السفلى للخزان الجوفى بدلتا النيل

إعداد الخرائط الكنتورية

يعتمد إعداد الخرائط الكنتورية على تحديد إرتفاعات نقاط مختارة في المنطقة المراد عمل خريطة لها

... تعرف هذه النقاط بنقاط المناسيب

نقطة المنسوب : نقطة مسجل إرتفاعها من منسوب سطح البحر ويكون موجبا إذا كانت أعلى سطح البحر ويكون سالبا إذا كانت أدنى من مستوى سطح البحر.

خطوات إعداد الخريطة الكنتورية:

- تحديد نقاط المناسيب للمنطقة المراد رسم خريطة لها .

- عمل شبكية للمنطقة عن طريق نقاط المناسيب

- توصيل نقاط المناسيب ذات الارتفاع الواحد للحصول على خطوط كنتور.

- تبين أشكال خطوط الكنتور وارتفاعاتها تضاريس المنطقة .

خط الكنتور:

خط وهمي يمر بنقاط لها نفس الأرتفاع بالنسبة لسطح البحر , وينحدر سطح الارض عموديا على خطوط الكنتور وفي اتجاه خط الكنتور الأقل .

مواصفات خطوط الكنتور :

- لا تتقاطع لأن كل خط يمثل ارتفاع مختلف عن الأخر

- تكرار قيم الكنتور يعني انعكاس الأنحدار.

- تقارب الخطوط يعني شدة الإنحدار .. تساوي المسافات بين الخطوط يعني إنحدار منتظم .

- قد يتلاقى طرفي خط الكنتور ليكون خط مغلق... قد يظهر المنحنى كاملا في الخريطة إذا كانت المساحة التي يمثلها صغيرة وقد لايظهر سوى جزء منه إذا كانت المساحة كبيرة.

ثالثا/ الطبقة الجيرية

وتقع مباشرة تحت الطبقة الحاملة للمياه وهى تحد الخزان الجوفى من اسفل وتتكون من رواسب من الطين والسلت والرواسب الجيرية والطفلة وتنتمى الى عصرى البليوسين والميوسين وهذه الرواسب متماسكة ومندمجة وغير منفذة او ضعيفة النفاذية جدا

-- المعاملات الهيدروليكية للخزان الجوفى

تم تحديد الخصائص الهيدروليكية للخزان الجوفى من خلال الدراسات التى قام بها مكتب التصميمات والاستشارات الهندسية والبيئية وقد اشارت النتائج الى ان طبقة الطين السطحية التى تعلو الخزان الرئيسى ذات نفاذية رأسية تتراوح بين 1-5 مم/اليوم مما يشير الى حدوث تغذية رأسية للخزان الجوفى من مياه الرى السطحى اما بالنسبة لقيمة معامل النفاذية الافقية لهذه الطبقة فتتراوح بين 50-500 مم/اليوم

اما بالنسبة للخزان الجوفى الرئيسى فقد اشارت الدراسات الى ان سمك الخزان يتراوح مابين 150 متر عند راس الدلتا ويزيد السمك كلما اتجهنا شمالا ليصل الى اكثر من 1000 متر كما تشير نتائج السحب الى ان معامل النفاذية يتراوح مابين 50م/اليوم فى الجنوب ويتزايد تدريجيا ليصل الى 100 متر/اليوم فى اتجاه الشمال والشرق وكذلك بالنسبة لقيمة معامل التخزين فتقدر بحوالى 0.20 متر/اليوم

مسلسل ﻧﻮﻉ ﺍﳌﺎﺩﺓ ﻣﻌﺎﻣﻞ ﺍﻟﺘﻮﺻﻴﻞ ﺍﳍﻴﺪﺭﻭﻟﻴﻜﻲ(ﻣﺘﺮ/ﻳﻮﻡ)

1 ﺣﺼﻰ ﺧﺸﻦ ١٥٠
2 ﺣﺼﻰ ﻣﺘﻮﺳﻂ ٢٧٠
3 ﺣﺼﻰ ﻧﺎﻋﻢ ٤٥٠
4 ﺭﻣﻞ ﺧﺸﻦ ٤٥
5 ﺭﻣﻞ ﻣﺘﻮﺳﻂ ١٢
6 ﺭﻣﻞ ﻧﺎﻋﻢ ٢.٥
7 ﺳﻠﺖ (ﻏﺮﻳﻦ) ٠.٠٨
8 ﺣﺠﺮ ﺭﻣﻠﻲ ﻧﺎﻋﻢ ٠.٢
9 ﺣﺠﺮ ﺭﻣﻠﻲ ﻣﺘﻮﺳﻂ ٣.١
10 ﺣﺠﺮ ﺟﲑﻱ ٠.٩٤
11 ﺩﻭﳌﺎﻳﺖ ٠.٠٠١
12 ﻛﺜﻴﺐ ﺭﻣﻠﻲ ٢٠
13 ﺭﺍﺳﺐ ﻃﻔﻠﻲ ٠.٠٨
14 ﻣﺎﺩﺓ ﻋﻀﻮﻳﺔ ٥.٧
15 طين ٠.٠٠٠٢
16 ﺻﺨﺮ ﻣﻨﻔﻠﻖ (ﻣﺘﻔﺘﺖ) ٠.٢
17 ﺻﺨﺮ ﻣﻘﻄﻊ ﺷﺮﺍﺋﺤﻲ ٠.٠٠٠٠٨
18 ﻃﲔ ﻗﺎﺱ ﻓﻴﻪ ﺣﺠﺮ ﻭﺣﺼﻰ ﻭﻏﺎﻟﺒﻴﺘﻪ ﺭﻣﻞ ٠.٤٩
19 ﻃﲔ ﺻﻠﺐ ﻓﻴﻪ ﺣﺠﺮ ﻭﺣﺺ ﻭﻏﺎﻟﺒﻴﺘﻪ ﺣﺼﻰ ٣٠
20 ﺣﺠﺮ ﻣﺴﺎﻣﻲ ﺭﻛﺎﻣﻲ ٠.٢
21 ﺣﺠﺮ ﺍﻟﺒﺎﺯﻟﺖ ﺍﻟﱪﻛﺎﱐ ٠.٠١
22 ﺣﺠﺮ ﺍﳉﺎﺑﺮﻭ ﺍﳌﺘﺂﻛﻞ ٠.٢
23 ﺣﺠﺮ ﺍﳉﺮﺍﻧﻴﺖ ﺍﳌﺘﺂﻛﻞ ١.٤

الشكل رقم (9 ) الخريطة الهيدروجيولوجية عند منطقة الدراسة لتحديد المنسوب الاستاتيكى لسطح المياه الجوفية وسمك الخزان الجوفى

-- نسبة الاملاح الذائبة

تشير نتائج التحاليل الكيميائية والطبيعية والقياسات الى نسبة الاملاح الذائبة فى المياه الجوفية تبلغ 3696 مجم/لتر

قيم مواصفات المياه الجوفية

مسلسل ﺍﳋﺎﺻﻴﺔ
ﺍﻟﻮﺣﺪﺍﺕ ﺍﻟﻌﺎﳌﻴﺔ ﺍﻟﻮﺣﺪﺍﺕ ﺍﻹﻧﻜﻠﻴﺰﻳﺔ

1 ﺩﺭﺟﺔ ﺍﳊﺮﺍﺭﺓ ١٥ ﻡ° ٦٠ ﺩﺭﺟﺔ ﻓﻬرنهايت

2 ﺍﻟﻮﺯﻥ ﺍﻟﻨﻮﻋﻲ ٣ ٩.٨١ ﻛﻴﻠﻮ ﻧﻴﻮﺗﻦ/ﻡ
26.4 ﻗﺪﻡ/ﺑﺎﻭﻧﺪ

3 ﺍﻟﻜﺜﺎﻓﺔ ١٠٠٠ ﻛﺠﻢ/ﻡ ١.٩٤ 3 ﻗﺪﻡ/ﺳﻠﺞ

4 ﺍﻟﻠﺰﻭﺟﺔ ﺍﻟﺪﻳﻨﺎﻣﻴﻜﻴﺔ 1.15x10-3نيوتن ث/م2 2.3x15-5باوند ث/قدم2
5 ﺍﻟﻠﺰﻭﺟﺔ ﺍﻟﻜﻴﻤﺎﺗﻴﻜﻴﺔ 1.15x10-6م2ث 1.21x15-5قدم2/ث

-- النماذج الرياضية التحليلية لتحديد السحب الامن من البئر

يتم حساب مقدار الهبوط فى الخزان الجوفى مع الزمن باستخدام الطرق التحليلية البسيطة والتى تفترض ان الخزان الجوفى غير محدود ومتجانس فى الخواص الهيدروليكية وتعتبر معادلة (تايس) احد هذه الطرق الفعالة حيث يتم حساب مقدار الهبوط فى سطح المياه مع الزمن عند اى نقطه تقع على مسافة من بئر السحب حسب المعادلة التالية:-

S=Q/4(3.14)T .W(U)
U=R3 S/4Tt

S=مقدار الهبوط فى سطح المياه
t=الزمن
Q=معدل السحب من البئر
R= المسافة بين اى نقطه من بئر السحب
W(U)= معامل تايس
T= معامل التوصيل

وقد تم تطبيق هذه المعادلة لحساب مقدار الهبوط مع الزمن عند مركز البئر المراد ترخيصه وعلى بعد 2000 متر من اقرب بئر انتاجى منه مع الاخذ فى الاعتبار الخصائص الهيدروليكية للخزان الجوفى وهى:-

ونظرا لاجراء تجربة السحب على البئر موضوع الدراسة لذا سيتم تطبيق المعادلة الرياضية لحساب مقدار الهبوط عند القيمة الصغرى والعظمى لمعامل النفاذية ومعامل التخزين

معدل السحب من البئر=25 متر مكعب/ساعة

معدل السحب من البئر الواقع على بعد 2000 متر=25 متر مكعب/ساعة

عدد ساعات التشغيل اليومى=24 ساعة/يوم

قيمة معامل النفاذية (K)= 70-100 متر/يوم

طول المصافى=165 متر

معامل الناقلية =9515-13612.5متر مربع/اليوم

قيمة معامل التخزين=0.55-1.21

مقدار الهبوط داخل البئر الانتاجى:-

ان تشغيل البئر الانتاجى والبئر المجاور له فى نفس الوقت يمثلان الحالة الحرجة لمقدار الهبوط فى الخزان
حيث يتضح ان مقدار الهبوط فى البئر الانتاجى يتزايد مع الزمن ويصل الى حالة الاستقرار بقيمة 0.55-0.80 متر للقيم الصغرى والعظمى للخصائص الهيروليكية على الترتيب

الجدول رقم( 6) قيم الهبوط مع الزمن عند مركز البئر المراد ترخيصه
الزمن(سنوات) 5 10 15 20
معامل التوصيل
9515 متر مربع/يوم 0.75 0.77 0.80 0.82
معامل التوصيل
13612متر مربع/يوم 0.52 0.54 0.56 0.58

تاثير البئر الانتاجى على البئر الواقع بالقرب منه

لدراسة تاثير البئر الانتاجى على البئر المجاور له تم استخدام معادلة تايس لحساب مقدار الهبوط عند البئر الذى يقع على مسافة 2000 متر. حيث افترض ان هناك احتمالية التغير فى معامل الناقلية ومعامل التخزين كما سبق ذكره اتضح ان البئر المراد ترخيصه يؤثر على البئر المجاور له بمقدار يتراوح مابين 0.14-0.22 متر ويدلل ذلك ان البئر المراد ترخيصه يؤثر على البئر المجاور له ولكن بقيم صغيرة جدا لاتؤدى الى استنزاف المخزون

وجدير بالذكر ان تاثير مصدر الرى السطحى من الترع والرشح من مياه الرى الزائدة لم يؤخذ فى الاعتبار عند حساب مقدار الهبوط ومن ثم فان مقدار الهبوط المحسوب بهذه المعادلة فى الجانب الامن وان الهبوط الحقيقى سوف يكون اقل من ذلك

مقدار الهبوط مع الزمن عند البئر الواقع على مسافة 2000 متر من البئر الانتاجى المراد ترخيصه بناءا على قيم الخصائص الهيدروليكية المختلفة

قيم الهبوط مع الزمن عند البئر الواقع على مسافة 2000 متر من البئر المراد ترخيصه وذلك عند القيم الصغرى والعظمى للخصائص الهيدروليكية

الزمن (سنوات) 5 10 15 20
معامل التوصيل
9515 متر مربع/يوم 0.18 0.20 0.21 0.22
معامل التوصيل
13612 متر مربع/يوم 0.11 0.13 0.13 0.14

ولتحديد معدل السحب الامن من البئر المراد ترخيصه بحيث لايؤثر على البئر الواقع بالقرب منه تم استخدام نفس المعادلة لحساب مقدار الهبوط عند البئر المجاور بعد 20 عام من التشغيل المستمر وكانت النتائج كما هو موضح فيما يلى:-

العلاقة بين تصرف البئر الانتاجى ومقدار الهبوط بعد 20 سنه عند موقع البئر الواقع بالقرب من البئر المراد ترخيصه

علاقة معدل التغذية مع الزمن.

الخلاصة

بناءا على تطبيق معادلة تايس الرياضية التحليلية لحساب مقدار الهبوط عند مركز البئر الانتاجى المراد ترخيصه وكذلك عند موقع البئر المجاور له.

اشارت النتائج ان:-

1- مقدار الهبوط داخل البئر الانتاجى= 0.55-0.80 متر
(وذلك عند تشغيل البئر والبئر المجاور له بمعدلات (22-25 متر مكعب/اليوم )بالترتيب ولمدة 20 سنه)

2-يؤثر البئر الانتاجى المراد ترخيصه على البئر المجاور له وذلك عند مقدار نسبة هبوط تتراوح مقدارها مابين 0.14-0.22متر

وبناءا على ان المقنن المائى للفدان بالمنطقة=6 متر مكعب/يوم فان كميه المياه للمساحة المنزرعة يجب ان لاتزيد عن 12-17متر مكعب/يوم ومن العلاقة المبينة بالشكل ( 12) يتضح ان البئر المراد ترخيصه يؤثر على البئر المجاور بنسبة هبوط مقدارها=0.005 متر وهذه نسبة منخفضة جدا للتائير على مخزون المياه

التوصيات
نوصى بان البئر المراد ترخيصه ملائم جدا للنشاط المطلوب ترخيص البئر له(ترخيص البئر لمياه الشرب المعباه تجاريا) بحيث لايوجد اى مشاكل هيدرو جيولوجية بالمنطقة المقام عليها النشاط او اى تاثير على البئر المجاور له او على المخزون المائى الجوفى الموجود بالمنطقة

العمر الأفتراضى لبئر المياة الجوفية :

يقدر العمر الأفتراضى للبئر المحفور بطريقة سليمة و مطابقة للمواصفات بمقدار 25 سنة و لكن يمكن أن يمتد عمر البئر لأطول من ذلك . و على العكس فأن البئر المحفور بطريفة غير سليمة فقد يكون عمرة 10 سنوات أو 5 بل هناك بئر لا يعمل ألا 2 -3 سنة . حفر بئر جيد يعمر بحسب عمرة الأفتراضى أكثر أقتصادا من حفر بئرين رخيصين رديئين خلال نفس العمر .

من وجهه نظر الميكانيكا يوجد ما يسمى بالنظام الهيدروليكى و يتكون من خزان ( ريزرفوار ) للسائل و مضخه و مرشحات لحفظ السائل من التلوث و توجد وسائل أستفادة من الطافة الهيدروليكية .

الخزان يكون معرض للهواء الجوى و السائل بة يكون تحت تأثير الضغط الجوى و قوة الجاذبية الأرضية و تنطبق هذة المواصفات على خزان المياة الجوفية حر السطح .

الحالة الثانية للخزان أن يكون معزولا عن الهواء الجوى و يكون تحت ضغط من مصدر ضغط أو تحت الضغط الهيدروليكى للسائل نفسة و ذلك ما ينطبق على خزان المياة الجوفية المحصورة ( أو تسمى أيضا الحبيسة ) و تكون المياة فيها تحت ضغط أكبر من الضغط الجوى وهو الضغط الهيدروليكى للماء و يسمى أيضا الضغط البيزومترى حيث ان الضغوط فى كلا النوعين من الخزانات تؤثر فى دخول الماء للطلمبة .

مخروط التغذية في الخزانات الجوفية المحصورة.

مخروط التغذية في الخزانات الجوفية غير المحصورة.

ملحوظة :

الأهمية الأكبر لضغط الماء داخل الخزان الجوفى تتمثل فى حركة الماء الجوفى التى تسمى السريان .

المرشحات تحمى من التلوث لكن الوسيلة المستخدمة لمنع تلوث الماء الجوفى هى ( القاطع (الذى ينشأ حول غلاف البئر من سطح الأرض و حتى عمق مناسب لقطع الماء السطحى بما يمكن أن يحملة من ملوثات و منع وصولة الى الماء الجوفى .

هذة القواطع العازلة تشيد بالأسمنت مثل الخرسانة لكن بدون زلط أو تشييد من معادن الطين و المستخدم منها هنا هو البنتونيت .

سطح الماء الجوفى يكون على أعماق تختلف تحت سطح الأرض و يزيد هذا العمق عند ضخ ماء من البئر و هو ما يسمى الهبوط ( درو داون ) . فنتيجة عمل المضخة يحدث سريان للماء الجوفى غى أتجاة البئر شكلة شعاعى أى يتجة الماء من جميع الأنحاء نحو مركز البئر و لأسفل يمسافة معينة تختلف فيأخذ سطح الماء فى الهبوط لأسفل على شكل قمع يسمى مخروط الهبوط تكون قمتة فى مركز البئر أى فى نقطة على محورة الطولى .

علاقة نوع الطلمبات بالبئر وتاثيره على المخزون الجوفى من المياه:-

من اهم انواع الطلمبات التى تعمل على رفع آبار مياة البئر هما من النوع التوربينى يتم وضعهم بداخل البئر فى وسط المياة و تحت مستوى الهبوط المتوقع الناشيئ عن الضخ من البئر بل تكون المضخة تحت هذا المستوى بمسافة أمان ما بين 5 الى 10 متر و بداخل غلاف البئر ( كيسنج ) و الجزء من البئر المسمى بالمصافى (فلتر )

و هو مثل الغلاف لكنة مثقب بفتحات لا تقل مساحة سطحها عن 5 % من أجمالى مساحة سطح المصافى و هى الجزء الوحيد الذى يدخل الماء منة الى البئر لذلك يزيد نفاذ الماء لداخل البئر بزيادة كل من طول و قطر المصافى مما يكون لة الأثر فى زيادة تصرف البئر أضافة الى أمكانيات المضخة على التصرف لكن يبقى العامل الأكثر حسما فى تصرف البئر محكوما بالخواص الطبيعية ( الفيزيائية ) للطبقة الحاملة للمياة فلو كانت من صخور جيرية يوجد الماء بين شقوقها فهى فليلة النفاذية ( يمكن حدوث ذلك فى الصخر الطينى أو الجرانتى غير المنفذ عادة و أحيانا يحتوى شقوق لظروف جيولوجية كونت الشقوق بنفاذية أقل من صخور الحجر الجيرى )

, أما الحجر الرملى المكون من حبيبات رمل و زلط فمسامة أوسع و نفاذيتة أكبر كما توجد خاصية أخرى غير النفاذية تسمى الناقلية و الناقلية تخص حركة الماء لأعلى نحو سطح الأرض . أذن تتحكم الناقلية فى أنتاجية البئر و معها النفاذية و كذلك تصرف المضخة و طول المصافى و نسبة فتحاتها و قطر البئر و مستوى الماء قبل الضخ و مستوى الهبوط .

نعود الى نوعى المضخة التوربينة المعلقتين بالبئر . احداهما محورية هى طويلة المحور و هو من الصلب غير القابل للصدأ يمتد حتى خارج البئر . غلاف البئر لا ينتهى عند سطح الأرض بل يعلوة بمسافة ما بين 30 و 60 سنتيمتر و يكون فوقة جزء تابع للمضخة يسمى رأس التصريف و منة يخرج الماء المنتج من البئر .

و يبرز محور أدارة الطلمبة من أعلاة ليركب فوقة مباشرة محرك كهربائى يديرة أو يدار بمحرك ميكانيكى يتصل بة عادة بواسطة صندوق تروس أو ربما سير .

النوع الثانى من الطلمبات يسمى المضخة الغاطسة و فيها يكون مركبا أسفل المضخة محرك كهربائى يدير المضخة و يخرج منة كابل تغذيتة بالكهرباء يصل الى خارج البئر حيث يوجد مصدر تيار المدينة أو مولد قدرة كهربائية .

المضخة التوربينية الغاطسة الكهربائية أو المحورية تعطى ضغطا يتراوح بين 1 الى 2 ضغط جوى أى رفع يتراوح ما بين 10 و 20 متر ماء .

كيفية أختار المضخة التى تركب على البئر ؟

يتم أختيار المضخة بناء على أربعة أختيارات هى:

- التصرف المطلوب:-

و هو يعنى حجم الماء المطلوب ضخة من البئر مقدرا بالمتر المكعب فى الساعة أو مقدرا باللتر فى الدقيقة .

-ضغط الماء المطلوب:

مقدار بطول عمود المياة ( واتر هيد ) مقاسا بالمتر أو بالرطل على البوصة المربعة ( بى أس أى فى النظام الأتجليزى يقابلة كيلوجرام على السنتيمتر المربع فى النظام الفرنسى

-قدرة محرك المضخة

مقدرة بالحصان الميكانيكى ( هورس باور ) أو الكيلو وات ساعة و هو يساوى 0,74 حصان ميكانيكى .

- كفاءة الطلمبة:

و أحسن حالاتها تكون أكبر من 70 % و كفاءة الطلمبة يحددها المصنع المنتج لها و تكون عادة فى شكل رسم بيانى المحور السينى ( أكس ) الأفقى يكون علية التصرفات المختلفة للطلمبة و المحور الصادى ( واى ) الرأسى الى اليسار يكون علية الضغط .

بقى أن نعلم أن تصرف المضخة و ضغطها يتناسابان فيمابينهما تناسبا عكسيا أى أنة كلما زاد تصرف المضخة قل ضغطها و العكس صحيح فكلما زاد ضغط المضخة قل تصرفها
.
أما القدرة المحركة فهى تتناسب مع كل من الضغط و التصرف تناسبا طرديا فكلمل زاد التصرف زادت القدرة المحركة المطلوبة و كلما زاد الضغط أيضا زادت القدرة و العكس صحيح فكلما قل كل من الضغط و التصرف قلت القدرة .

التوصيات

ان البئر المزمع انشاؤه لانتاج و لتعبئة المياه الطبيعية تجاريا لصالح شركة ابوجبل فى القطاع الصناعى الاول-مدينة العين السخنة-محافظة السويس صالح لانتاج المياه الطبيعية حيث ان مواصفات مياهه الطبيعية والكيميائية والبيولوجية والبكتريولوجية والاشعاعية صالحة تماما وخالية من الملوثات البيولوجية والبكتريولوجية والاشعاعية

ان نسبة الملوحة الموجودة تعادل 3969 مجم/لتر وان كمية الاملاح الذائبة تعادل 600 مجم/لتر ممايسهل معالجته تماما بوجود محطة التحلية والتنقية والمعالجة للمياه والموجودة بخط الانتاج الاتوماتيكى لانتاج وتعبئة المياه الطبيعية

انه تم مراعاة حرم البئر حسب القوانين والمواصفات الصحة والبيئة وانه فى منطقة 8100 متر مربع بحيث يكون القطر 45 مترا من كل اتجاه مع مراعاة ترك حرم للمصنع من كل الاتجاهات ايضا

ان المنطقة لاتعانى من امتزاج اى من تصريفات لمياه الصرف الصحى اوالصناعى مع المياه الجوفية الموجودة بالمنطقة ممايعنى ان المياه الجوفية نقية تماما من الملوثات البيولوجية والبكتريولوجية والاشعاعية والمبيدات وقد ظهر هذا جليا من الدراسة الهيدروجيولوجية القائمة والمقدمة لسيادتكم

ان المنطقة المقامة بها المصنع تبعد مسافة 6-8 كيلو متر عن مياه البحر المالح مما يعنى ان ظاهرة امتزاج المياه المالحة مع المياه الجوفية فى منطقة البئر لاتتعدى نسبة 10-15% ممايؤدى الى نجاح الضخ من البئر بمواصفات ممتازة للمياه لمدة تزيد عن 30 سنة

ولسيادتكم جزيل الشكر

عميد دكتور

بهاء بدر الدين محمود

استشارى كيميائى

» دراسة هيدروجيولوجية لانشاء بئر جوفى لانتاج وتعبئة مياه طبيعية ومعدنية على عمق 250 متر بالمنطقة المقابلة للمنطقة الصناعية الثانية ببلبيس (طريق بلبيس-العاشر من رمضان)
» عملية جسات وحفر بئر بالمنطقة الصناعية الاولى-العين السخنة-لمصنع انتاج وتعبئة المياه الطبيعية-مجموعة تكنولاب البهاء جروب
» دراسة جدوى اقتصادية فنية لمشروع مصنع انتاج وتعبئة المباه الطبيعية تجاريا مقدم لهيئة التنمية الصناعية
» دراسة هيدروجيولوجية بيئية لترخيص بئر مياه جوفية صالح لتعبئة مياه الشرب تجاريا
» دراسة جدوى متكاملة لانشاء مصنع انتاج وتعبئة المياه الطبيعية تجاريا من الابار الجوفية بمنطقة صناهية بالبحر الاحمر