رسم خرائط وتوقع تراكمات المياه الجوفية باستخدام الاستشعار عن بعد وبيانات المغناطيسية الجوية: دراسة حالة من واحة البحارية، الصحراء الغربية، مصر

لماذا يختبئ الماء تحت الصحراء

في الصحراء الغربية بمصر، تتغذى واحة البحارية، تلك البقعة الخضراء، في الغالب على المياه المخزنة تحت الأرض. مع توسع المساحات الزراعية وارتفاع درجات الحرارة المناخية، أصبح من الضروري معرفة أماكن تواجد تلك المياه المخفية — وإلى متى قد تكفي. تظهر هذه الدراسة كيف يمكن للعلماء «رؤية» تحت الرمال بدمج صور الأقمار الصناعية، ومسح مغناطيسي جوي، ونماذج حاسوبية لرسم خرائط أفضل المواقع للعثور على المياه الجوفية وحمايتها في واحدة من الواحات الصحراوية المهمة بمصر.

قراءة الصحراء من الفضاء

بدأ الباحثون بمعاملة سطح الأرض كصفحة أدلة كبيرة. باستخدام بيانات رادار وبصرية وبيانات الارتفاع من الأقمار الصناعية الحديثة، رسموا انحدارات ووديان جافة وأنواع الصخور ورطوبة التربة والنباتات واستخدامات الأراضي عبر البحارية. تميل الانحدارات اللطيفة وقيعان الوديان الرملية إلى السماح لمياه الأمطار النادرة بالتخلل، بينما تَصرف المنحدرات الصخرية الحادة المياه بسرعة. تكشف بقع التربة الرطبة والمحاصيل المزدهرة عن أماكن يكون فيها مستوى المياه الجوفية قريبًا من السطح. كما تتبع الفريق ميزات سطحية طويلة ومباشرة — صدوع وشقوق في الصخر — يمكن أن تعمل كشبكات أنابيب تحت الأرض، موجهة المياه إلى مناطق تخزين أو تقطع تدفقها.

الاستماع إلى الصخور الخفية بالمغناطيسية

لا تكفي الأدلة السطحية وحدها لكشف مدى سماكة الطبقات الحاملة للماء أو عمق الصخر القاعدي الصلب. لسد هذه الفجوة، أعاد العلماء معالجة بيانات مغناطيسية جوية مفصّلة، جمعت عن طريق طائرات تقيس تغيرات طفيفة في المجال المغناطيسي للأرض. لأن الصخور القاعدية الكثيفة والمتبلورة والرواسب الطافية تستجيب بشكل مختلف للمغناطيسية، تحدد التغيرات في الإشارة الوديان والنتوءات المدفونة. استخدم الفريق تقنيات ترشيح متقدمة وتقدير الأعماق لرسم تصور ثلاثي الأبعاد للطبقات تحت السطح. وجدوا أن القاعدة الصخرية تنحدر بوضوح نحو الجنوب والجنوب الشرقي من الواحة، مكونة أحواضًا عميقة مملوءة بطبقات رسوبية سميكة قادرة على تخزين كميات كبيرة من المياه الجوفية.

دمج دلائل متعددة في خريطة مائية واحدة

لتحويل هذا التداخل من الطبقات إلى إرشاد واضح، استخدم المؤلفون طريقة لاتخاذ القرار تسمى عملية التحليل الهرمي (Analytic Hierarchy Process). وبعبارات بسيطة، طرحوا سؤالاً: ما العوامل الأكثر أهمية لالتقاط واحتجاز الماء في مثل هذا المكان الجاف؟ جاء هطول الأمطار، وإن كان شحيحًا، في المرتبة الأولى؛ تلاها رطوبة التربة كدليل مباشر على المياه بالقرب من السطح. تم ترتيب الانحدار ونوع الصخر وكثافة الجريان المساحي والنباتات واستخدامات الأراضي وكثافة الصدوع والخريطة المغناطيسية لعمق القاعدة ودمجها في نظام معلومات جغرافية. حصل كل مربع أرضي بمساحة 30 مترًا على درجة «جاذبية» للمياه الجوفية، ثم صُنفت إلى نطاقات من احتمال متوسط إلى احتمال مرتفع جدًا.

أين تبدو الصحراء واعدة أكثر

ترسم الخريطة الناتجة نمطًا واضحًا. تتجمع الممرات الأكثر وعدًا للمياه الجوفية في أجزاء الجنوب والجنوب الشرقي من البحارية، حيث تتلاقى عدة شروط: الأرض مستوية نسبيًا، والسطح مغطى برمال نفوذية ورواسب طميية، والشقوق والصدوع وفيرة، وتشير البيانات المغناطيسية إلى حوض عميق مملوء بالرسوبيات تحته. تقع هذه المناطق أيضًا عند مصبات وديان صحراوية كبيرة، حيث تتركز السيول العرضية ويمكن أن تتسرب إلى الأسفل. عندما قارن الباحثون خريطتهم مع 193 بئراً فعلية، وجدوا أن الآبار المنتجة تتجمع بقوة في نطاقي «مرتفع جدًا» و«مرتفع». وأعطى اختبار إحصائي يعرف باسم ROC‑AUC للنموذج درجة 93.4%، مما يشير إلى أنه موثوق بدرجة كبيرة في التمييز بين مواقع الحفر الجيدة والسيئة.

ماذا يعني هذا للناس والتخطيط

لصانعي القرار، تقدّم الدراسة أكثر من خريطة جميلة. إنها تزود بتأثير عملي إقليمي واسع النطاق لتحديد أولويات حفر آبار جديدة، وتعزيز الإمدادات الحالية، وتجنّب إهدار المال على آبار جافة. وبقدر أهميتها، تُظهر أن دمج الاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية مع المسوحات المغناطيسية الجوية يمكن أن يكشف كلًا من المسارات السطحية التي توجه أمطارًا نادرة والبنية الصخرية العميقة التي تتحكم بالتخزين طويل الأمد. وبعبارات بسيطة، تكمن أفضل فرص البحارية للمياه الجوفية المستدامة على امتداداتها الجنوبية والجنوبية الشرقية، حيث يعمل السطح والشقوق والحوض الصحراوي العميق معًا للاحتفاظ بالماء الثمين وإخفائه.

الاستشهاد: El-Badrawy, H.T., Abo Khashaba, S.M., Araffa, S.A.S. et al. Mapping and predicting groundwater accumulations using remote sensing and aeromagnetic data: a case study from Bahariya Oasis, Western Desert, Egypt. Sci Rep 16, 10489 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42907-z

الكلمات المفتاحية: المياه الجوفية, الاستشعار عن بعد, واحة البحارية, المغناطيسية الجوية, موارد المياه