تقييم متكامل لملاءمة مياه الجوفية للري باستخدام مؤشرات كيمياء المياه ومؤشر جودة ماء الري (IWQI) في أكسوم، تيغراي، إثيوبيا

لماذا تهم المياه الجيدة للمزارعين

في المناطق الجافة وشبه الجافة، يعتمد المزارعون غالباً على الآبار بدلاً من الأنهار لزراعة محاصيلهم. لكن ليست كل مياه الجوف متساوية الفائدة: إذا احتوت على قدر كبير من الملح فقد تضر بالتربة تدريجياً وتقلل المحاصيل. تبحث هذه الدراسة في مياه الجوف حول المدينة التاريخية أكسوم في شمال إثيوبيا وتطرح سؤالاً بسيطاً وضرورياً: هل مياه الآبار المحلية آمنة للاستخدام في الري على المدى الطويل؟

الخلفية: مزارع على أرض بركانية عطشى

تقع أكسوم ومحيطها في منظر طبيعي بركاني وعر من تلال وهضاب ووديان. تهطل الأمطار لعدة أشهر فقط في السنة، لذا يعتمد المزارعون بشكل كبير على مياه الجوف المخزنة في البازلت المشقق والصخور الأخرى تحت حقولهم. أظهرت أبحاث سابقة في المنطقة أن بعض الآبار لم ترقَ لمعايير الشرب. ومع ذلك، لم يفحص أحد بشكل منهجي ما إذا كانت نفس المياه قد تضر التربة أو المحاصيل عند استخدامها للري. ونظراً لأن إثيوبيا تعاني بالفعل من انتشار التربة المتأثرة بالملوحة، فإن فهم مخاطر الري في أكسوم يعد أمراً حاسماً لحماية الإنتاج الغذائي وسبل العيش الريفية.

كيف فحصوا المياه وقيموها

جمع الباحثون 19 عينة ماء من آبار عميقة وضيقة، وآبار يدوية الحفر، ومنبع، ومصدر سطحي واحد. في المختبر قاسوا المكونات الذائبة الشائعة في المياه مثل الكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والكبريتات والكلوريد والبيكربونات، وكذلك إجمالي ملوحة الماء. من هذه القياسات حسبوا عدة مقاييس معيارية مستخدمة عالمياً لتقييم مياه الري، بما في ذلك إجمالي المواد الذائبة، والموصلية الكهربائية، وطرق مختلفة لمقارنة الصوديوم مع عناصر أخرى تحافظ على بنية التربة. ثم جمّعوا العوامل الأهم في درجة واحدة أطلقوا عليها مؤشر جودة ماء الري (IWQI)، الذي يصنف المياه من «بدون قيود» إلى «قيود شديدة» للاستخدام الزراعي.

ما وجدوه تحت الحقول

أظهرت بصمات المياه الكيميائية أنها تنشأ أساساً من تسرب المطر إلى الصخور البركانية وذوبان معادن مثل الكربونات والكبريتات على طول الطريق. كان الكالسيوم والمغنيسيوم هما الأيونات الموجبة السائدة، بينما كانت البيكربونات والكبريتات الأنيونات الرئيسية. هذا التوازن خبر سار للتربة، لأنه يحافظ على الصوديوم — المحرك الرئيسي لتقشر التربة وضعف الصرف — عند مستويات منخفضة نسبياً. وضعت مقاييس مخاطر الصوديوم، بما في ذلك نسبة امتصاص الصوديوم، ونسبة الصوديوم المئوية، والكربونات الصوديوم المتبقية، ومؤشر كيلي، جميع العينات في النطاق الآمن للري. بعبارة أخرى، من غير المرجح أن تتسبب المياه في انتفاخ جزيئات الطين أو إغلاق مساماتها أو فقدان هيكله.

أين تبدأ الملوحة أن تكون مصدر قلق

كانت الصورة أقل مثالية قليلاً عندما نظر الفريق إلى ملوحة الماء الإجمالية. كانت معظم العينات ذات موصلية كهربائية وإجمالي مواد ذائبة متواضعة، مما يعني أنها مياه عذبة أو قليلة الملوحة. ومع ذلك، كانت حوالي 5 في المئة من العينات — معظمها من بئر عميق واحد في الجنوب الغربي — مالحة بما يكفي لتشكل خطراً على المحاصيل الحساسة أو التربة ذات الصرف الضعيف. كما أشار مؤشر مرتبط هو مؤشر النفاذية إلى أن هذه المنطقة أقل ملاءمة. عندما رسم العلماء خرائط لنتائجهم، ظهر نمط واضح: مياه الجوف المستخدمة في الري عادةً أفضل في الشمال الشرقي وتزداد ملوحتها باتجاه الجنوب الغربي، ما يعكس مسارات جريان أطول وتفاعلاً أكبر للماء مع الصخور في هذا الاتجاه.

درجة واحدة وما تعنيه للمزارعين

عندما جمعت كل المقاييس الرئيسية في مؤشر IWQI، وقعت ما يقرب من 95 بالمئة من العينات في الفئة الأفضل، مما يعني أنه يمكن استخدامها على معظم الأراضي مع القليل من القلق بشأن تراكم الملح أو الصوديوم، شريطة أن يسمح المزارعون بتطبيق مياه إضافية لشطف الأملاح إلى الأسفل. وقعت عينة واحدة فقط في مجموعة «قيود منخفضة»، مما يستدعي توخي الحذر على الترب الطينية الثقيلة والحاجة إلى تجنب المحاصيل الحساسة جداً للملوحة مثل الفاصولياء والجزر والبصل والخس والفراولة والفلفل والذرة هناك. بشكل عام، تستنتج الدراسة أن مياه الجوف حول أكسوم آمنة للري بشكل عام، مع وجود مناطق صغيرة تتطلب إدارة حذرة. بتحويل الكيمياء المعقدة إلى خرائط واضحة ومؤشر بسيط، يوفر العمل توجيهاً عملياً للمخططين المحليين والمزارعين لحماية تربهم، واختيار المحاصيل المناسبة، واستخدام مواردهم المائية النادرة بشكل أكثر استدامة.

الاستشهاد: Ataklti, B., Tesema, F.W. & Berhe, B.A. Integrated evaluation of groundwater irrigation suitability using hydrochemical indices and irrigation water quality index (IWQI) in Aksum, Tigray, Ethiopia. Sci Rep 16, 11072 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40682-5

الكلمات المفتاحية: ري المياه الجوفية, جودة المياه, الملوحة, إثيوبيا, زراعة مستدامة