طرق جيوفيزيائية وطرق اتخاذ قرار متعددة المعايير لتحديد إمكانات المياه الجوفية في المناطق الساحلية: دراسة من بورتسودان

لماذا يهم العثور على المياه الخفية هنا

في أجزاء واسعة من شرق السودان، الأمطار نادرة، والأنهار جافة لمعظم العام، ويزداد عدد الناس الذين ينتقلون إلى المدن هربًا من الصراع. تعتمد بورتسودان، المدينة الساحلية سريعة النمو على البحر الأحمر، الآن اعتمادًا كبيرًا على المياه الجوفية للشرب والطبخ ودعم الصناعة. ومع ذلك، تُخزَّن هذه المياه في الغالب في شقوق الصخور الصلبة وفي أحزمة ضيقة من الرمل والحصى، مما يجعل العثور عليها عن طريق الحفر وحده صعبًا ومكلفًا. تُظهر هذه الدراسة كيف يمكن لبيانات جاذبية الأرض المأخوذة من الأقمار الصناعية، إلى جانب خرائط ذكية وأدوات قرار، أن تشير إلى الأماكن الأكثر وعدًا للبحث عن آبار جديدة في وحول بورتسودان.

تحدي المياه في مدينة ساحلية جافة

تقع بورتسودان بين تلال البحر الأحمر الشاهقة في الغرب وسهل ساحلي منخفض في الشرق. مع نحو 200 مليمتر فقط من المطر سنويًا وبمعدلات تبخر عالية جدًا، تكاد المياه السطحية تكون منعدمة. يعتمد الناس على المياه الجوفية المخزنة في نوعين رئيسيين من الخزانات تحت السطحية: ترسبات طفيفة ضحلة مكونة من رمال وحصى على طول مجاري الأودية الجافة والسهل الساحلي، وصخور قاعدية متشققة أعمق مصنوعة من مواد بلورية قديمة صلبة. يمكن أن توفر المياه الجوفية الضحلة كميات جيدة من المياه العذبة لكنها عرضة لتسلل مياه البحر المالحة. أمّا الصخور المتشققة، الشائعة في المناطق الداخلية، فتمتلك كميات أقل من الماء ويصعب التنبؤ بها لأن المياه محصورة في شقوق ضيقة ومناطق متحللة.

استخدام الجاذبية لرؤية البُنى تحت الأرض

العديد من الفواصل والشقوق التي توجه المياه الجوفية تقع عميقًا تحت السطح ولا تترك أثراً مرئياً يمكن للأقمار الصناعية أو المجلّين الميدانيين رؤيته بسهولة. لكشفها، لجأ الباحثون إلى بيانات الجاذبية من الأقمار الصناعية، التي تسجل تغيّرات طفيفة في جذب الأرض ناجمة عن اختلافات في كثافة الصخور. بعد تصحيح هذه البيانات عن تأثيرات التضاريس، فصلوا الاتجاهات الخلفية العميقة والناعمة عن الشذوذات السطحية الأشد حدة المرتبطة بالبنى المحلية. من خلال تطبيق عدة مرشحات لاكتشاف الحواف وتقنية تسمى فك التحويل أو الانحلال الإيليري (Euler deconvolution)، تتبعوا شبكات من الشقوق والصدوع الخفية وقدَّروا أعماقها. النتيجة كانت خريطة مفصّلة للخطوط الطولية — مناطق ضيقة وطويلة حيث الصخور مكسرة وقد تكون أكثر قدرة على تخزين ونقل المياه الجوفية.

موازنة العوامل التي تحدد مكان تجمع المياه

لا تستطيع الجاذبية وحدها أن تخبرنا بكمية المياه التي يمكن لموقع أن يحتفظ بها، لذلك جمع الفريق بينها وبين عوامل أخرى تؤثر في تغذية المياه الجوفية. باستخدام طريقة تُسمى عملية التحليل الهرمي التحليلي، طرحوا السؤال: أي الخصائص هي الأكثر أهمية لبناء خزان مائي مفيد؟ تبين أن علم الطبقات (الجيولوجيا) هو العامل الحاسم، خاصة الترسبات الطفيفة السميكة ذات المسامية والنفاذية العالية. كما تم تقييم أنماط هطول الأمطار، وكثافة الشقوق، وترتيب الجداول، واستخدامات الأراضي، والانحدار ورسمها على خرائط. كانت المنحدرات اللطيفة وكثافة الجداول المنخفضة مفضلة لأنها تسمح لمياه الأمطار بالتسرب إلى الأرض بدلاً من الجريان السطحي. اعتبر الغطاء الشجري أكثر ملاءمة من المناطق الحضرية المعبّدة، التي تصرف المياه بسرعة. أُعطِي كل عامل وزنًا رقميًا وجُمعت العوامل في مؤشر واحد يصنّف المشهد إلى إمكانات مياه جوفية منخفضة ومتوسطة أو عالية.

اختبار الخريطة مقابل بيانات تحت السطح الحقيقية

للتحقق من موثوقية خريطتهم، قارن الباحثون نتائجها بنماذج ثنائية الأبعاد للطبقات تحت السطحية مستمدة من نفس بيانات الجاذبية، مدعومة بمعلومات من آبار محلية. أظهرت هذه النماذج مدى سمك الطبقات الطفيفية وكيف يرتفع وينخفض سطح صخور القاعدة الصلبة تحتها. حيث توقعت الخريطة الجديدة إمكانات مياه جوفية عالية — بشكل رئيسي في السهول الساحلية الشرقية وعلى طول الأودية الرئيسية — كشفت استرجاعات الجاذبية عن أحواض عميقة محاطة بالصدوع ومليئة بالرمل والحصى بسماكات تصل إلى أكثر من 25 مترًا، وهي مثالية لتخزين المياه. بالمقابل، المناطق الغربية المصنفة ذات إمكانات منخفضة تطابقت مع وجود غطاء رسوبي رقيق أو منعدم فوق صخور قاعدة وعرة، ما يعني توفر إمدادات صغيرة وغير موثوقة محصورة في الشقوق.

ما يعنيه هذا للآبار المستقبلية والتخطيط

لغير المتخصصين، الخلاصة أن من الممكن إنتاج خريطة احتمالية مياه جوفية موثوقة على مستوى المدينة دون حفر مئات الآبار التجريبية. من خلال دمج بيانات جاذبية الأقمار الصناعية والخرائط الأساسية ووزن شفاف للعوامل التي تُكوّن خزّانًا جيدًا، توضح هذه الدراسة أين ينبغي تركيز الأعمال الميدانية الأكثر تفصيلاً وحفر الآبار حول بورتسودان. تمثل المناطق ذات الإمكانات العالية في السهول الطفيفية الأهداف الأولى الأفضل، بينما قد تحتوي مناطق القاعدة في الغرب على إمدادات محلية لكنها تتطلب فحوصًا ميدانية أكثر دقة خاصة بالموقع. النهج فعّال من حيث التكلفة، وقابل للتكرار، ومناسب لمناطق ساحلية جافة أخرى تواجه ضغوط مياه مماثلة، مما يساعد المخططين على الانتقال من التخمين إلى تطوير مياه جوفية مستند إلى الأدلة.

الاستشهاد: Mohammed, M.A.A., Daoud, A.M.A., Kazem, M.M. et al. Geophysical and multi-criteria decision methods for delineating groundwater potential in coastal terrains: a study from Port Sudan. Sci Rep 16, 5497 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35127-y

الكلمات المفتاحية: المياه الجوفية, بورتسودان, رسم خرائط الجاذبية, الحوض المائي, ندرة المياه