التنبؤ بتوافر وجودة المياه لإعادة الاستخدام في ظل الشح لحوض بحر البقر بمصر باستخدام نموذج SIWARE

لماذا هذا مهم للناس والغذاء

في بلد جاف مثل مصر، كل قطرة ماء لها أهمية مزدوجة: مرة للناس ومرة للطعام. تبحث هذه الدراسة في كيفية قدرة مصر على إعادة استخدام مياه تصريف المزارع في دلتا النيل الشرقية بأمان عندما تتعرّض جريانيات النيل لضغط. من خلال التساؤل عما يحدث لمقدار هذه المياه ومقدار ملوحتها مع تقلص الإمدادات، تسلّط الدراسة الضوء على كيفية الحفاظ على إنتاجية الحقول واستمرارية إمداد الحنفيات في مستقبل أقل يقيناً.

ميزانية المياه الضيقة في مصر

تعتمد مصر على حصة ثابتة من مياه النيل لم تعد تفي بمعدل نمو السكان والسدود في المنابع وتغير المناخ. لسد الفجوة، تتجه البلاد بشكل متزايد إلى مياه تصريف الزراعة—الجريان الذي يخرج من الحقول عبر شبكة من المصارف والأنابيب. يمكن إعادة استخدام هذه المياه للري، لكنها تأتي مع عائق: غالباً ما تحمل مستويات مرتفعة من الأملاح الذائبة التي قد تضر بالمحاصيل والتربة. تضع القوانين المصرية خط أمان عند 2000 جزء في المليون من إجمالي المادة الذائبة. عبور هذا الحد يعرض المحاصيل لانخفاض في المحصول والأراضي لأضرار طويلة الأجل، لذا يجب على المخططين فهم أين ومتى يكون إعادة الاستخدام آمنًا.

نقطتا تحكم رئيسيتان في شبكة التصريف

تركز الدراسة على حوض بحر البقر، وهو حوض تصريف استراتيجي في دلتا النيل الشرقية. هنا، تشكل نقطتا تحكم رئيسيتان كيفية إدارة المياه المعاد استخدامها. الأولى هي تغذية بحر البقر، التي تجمع تصريفًا من مساحة كبيرة وتوجهه تحت قناة السويس إلى أكبر محطة معالجة مياه مرفهة في العالم. والثانية هي محطة ضخ بلاد العياد، التي ترفع خليطًا من مياه التصريف والمياه العذبة مباشرة إلى حقول المزارعين المحليين. تمثل هاتان الموقعان مصائر مختلفة للمياه المعاد استخدامها: إحداهما تتجه للعلاج المتقدم، والأخرى تعود تقريبًا مباشرةً إلى المحاصيل.

استخدام التوأم الرقمي للّدلتا

لاستكشاف السيناريوهات المستقبلية، استخدم الباحثون نموذج حاسوبي مفصّل يسمى SIWARE يحاكي كيف تتحرك المياه، وتُعاد استخدامها، وتلتقط الأملاح عبر دلتا النيل. قسموا المنطقة إلى أكثر من مائة وحدة صغيرة، لكل منها تربة ومحاصيل وقنوات ومصارف وسلوك مياه جوفية خاص بها. بعد معايرة النموذج والتحقق منه بعناية مقابل القياسات الميدانية من عامي 2020 و2021، أجروا سلسلة من تجارب «ماذا لو». في هذه التجارب، تقلصت حصة المياه العذبة للدلتا الشرقية تدريجياً من مستوى اليوم إلى نصفه، بخطوات قدرها 5%، بينما ظلت بقية العوامل—المناخ والمحاصيل والبنية التحتية—ثابتة.

كيف يغير انخفاض المياه الملوحة والتدفق

يُظهر النموذج أن نقطتي التحكم تتفاعلان بشكل مختلف للغاية مع الشح. عند تغذية بحر البقر، مستويات الملوحة مرتفعة بالفعل اليوم، حوالي 2200 جزء في المليون. مع تقلص حصة المياه العذبة، تتفاقم المشكلة بشكل حاد: مع خفض قدره 50% ترتفع الملوحة فوق 3000 جزء في المليون وينخفض مقدار المياه المارة عبر التغذية بنحو النصف. يحدث ذلك لأن هناك مياه صافية أقل لتخفيف الأملاح، وتستغرق مياه التصريف وقتًا أطول في النظام، ويتجه المزارعون في الأعلى إلى إعادة استخدام غير رسمية أكثر، مع إعادة تدوير الأملاح مرارًا وتكرارًا. على النقيض من ذلك، تبقى محطة ضخ بلاد العياد مريحة تحت الحد القانوني حتى في ظل نفس التخفيض الشديد، مع ارتفاع طفيف في الملوحة من نحو 550 إلى 640 جزء في المليون، رغم أن تدفقها ينخفض أيضًا بشكل كبير.

أدوات للتخطيط في ظل الضغوط

حوّل الفريق نتائج تشغيل النموذج إلى منحنيات بسيطة تربط أي نسبة خفض مختارة من مياه النيل بمستوى الملوحة والتدفق الناتج عند كل نقطة تحكم. تناسب هذه المنحنيات البيانات جيدًا وتمنح المخططين طريقة سريعة لتقدير الظروف المستقبلية دون إعادة تشغيل النموذج الكامل. تبرز النتائج أن سياسة موحدة لن تنجح. تظهر تغذية بحر البقر كنقطة ساخنة تتطلب تدابير إضافية لا مفر منها، مثل المعالجة بالغشاء لإزالة الأملاح، ومعالجة مصادر الملوحة في المنبع، وتعديل توقيت السحب للاستفادة من فترات أنظف طبيعيًا، أو تحويل المزارع المجاورة إلى محاصيل أكثر تحملًا للملوحة. في بلاد العياد، تكون الأولوية مختلفة: الحفاظ على حجم كافٍ لري الحقول، لأن الجودة تظل مقبولة عبر نطاق واسع من السيناريوهات.

ما يعنيه هذا لمستقبل المياه في مصر

لغير المتخصصين، الرسالة الرئيسية أن إعادة استخدام مياه التصريف يمكن أن تخفف من ضغوط المياه في مصر، لكن فقط إذا أُديرت بطريقة مستهدفة ومُحددة للموقع. بعض أجزاء الشبكة، مثل بلاد العياد، يمكنها إعادة استخدام المزيد من المياه بأمان حتى في سنوات الجفاف، بينما أجزاء أخرى، مثل تغذية بحر البقر، تدفع بالفعل حدود الملوحة وستحتاج علاجًا نشطًا وممارسات أفضل في المنابع. من خلال تحويل سلوك النموذج المعقد إلى علاقات بسيطة وقائمة من الإجراءات العملية، تقدم هذه الدراسة خارطة طريق للحفاظ على إمداد الحنفيات والمحاصيل في عصر تتشدد فيه ندرة المياه.

الاستشهاد: Abdul-Muttalib, M.A., El-Saadi, A., El-Gazzar, H. et al. Projecting water availability and quality for reuse under scarcity in the Bahr El-Baqar catchment in Egypt using the SIWARE model. Sci Rep 16, 14165 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-49708-4

الكلمات المفتاحية: مياه تصريف الزراعة, إعادة استخدام المياه, الملوحة, دلتا النيل, ندرة المياه