שיטות גיאופיזיות ורב־קריטריון לקביעת פוטנציאל מי תהום בעורפי חוף: מחקר מנמל סואץ (פורט סודאן)

מדוע מציאת מים נסתרת חשובה כאן

ברוב אזורי מזרח סודן הגשם נדיר, הנחלים יבשים במשך רוב השנה ואוכלוסייה גדלה נודדת לעיר מפני סכסוכים. פורט סודאן, עיר חופית בצמיחה מהירה לאורך הים האדום, תלויה כיום במידה רבה במי תהום לשתייה, בישול ותמיכה בתעשייה. עם זאת, מים אלה מאוחסנים בעיקר בסדקים בסלע קשה ובחגורות צרות של חול וחצץ, מה שהופך את גילויים באמצעות קידוח בלבד לקשים ויקרים. המחקר הזה מראה כיצד מדידות לוויין של שדה הכבידה של כדור הארץ, בשילוב מיפוי חכם וכלי קבלת החלטות, יכולים להצביע על המקומות המבטיחים ביותר לחיפוש בארות חדשים בפורט סודאן וסביבתה.

האתגר של מים בעיר חופית יבשה

פורט סודאן שוכנת בין גבעות חופיות תלולות של הים האדום ממערב למישור חופי נמוך במזרח. עם כ־200 מ״מ גשם בשנה בלבד ואידוי גבוה מאוד, מי שטח כמעט אינם קיימים. התושבים מסתמכים על מי תהום המאוחסנים בשני סוגי מאגרי קרקע עיקריים: משקעים אלוויאליים רדודים המורכבים מחול וחצץ לאורך ערוצי נחלים יבשים (וואדיות) והמישור החופי, וסלעי רקע שסועים ועמוקים יותר המורכבים מחומר גבישי עתיק וקשה. האקוויפרים הרדודים יכולים לספק כמויות נאותות של מים מתוקים אך חשופים לחדירת מי ים. הסלעים השסועים, הנפוצים במרחק מהחוף, מכילים פחות מים וקשים יותר לחיזוי כיוון שהמים מרוכזים בסדקים צרים ואזורים מותמרים.

שימוש בכבידה לזיהוי מבנים תת־קרקעיים

רבים מהשברים והסדקים שמכוונים את זרימת מי התהום נמצאים לעומק מתחת לפני השטח ואינם משאירים סימנים גלויים שלוויינים או מיפוי שטחי יוכלו לראות בקלות. כדי לחשוף אותם פנו החוקרים לנתוני כבידה לווייניים, שמרתיעים שינויים זעירים במשיכת כדור הארץ הנובעים מהבדלים בצפיפות הסלעים. לאחר תיקון הנתונים להשפעות טופוגרפיות, הפרידו מגמות רקע חלקות ועמוקות מאנומליות רדודות וחדות יותר הקשורות למבנים מקומיים. באמצעות יישום מספר מסנני זיהוי קצוות וטכניקה הנקראת דקומפוזיציה על־ידי אוילר (Euler deconvolution), הם עקבו אחר רשתות של שברים ופגמים נסתרים ואמדו את עומקן. התוצאה הייתה מפת ליניאמנטים מפורטת — אזורים ארוכים וצרי שבהם הסלעים שבורים ובעלי פוטנציאל טוב יותר לאחסון והולכת מי תהום.

שקלול הגורמים שקובעים איפה מים יכולים להצטבר

כבידה לבדה אינה יכולה לומר כמה מים יכול מקום להכיל, לכן הצוות שילב אותה עם גורמים נוספים המשפיעים על הטענה של מי התהום. באמצעות שיטה הנקראת תהליך היררכיה אנליטית (AHP), שאלו: אילו מאפיינים חשובים ביותר לבניית אקוויפר שימושי? הגיאולוגיה התגלתה כמפתח העיקרי, במיוחד משקעים אלוויאליים עבים עם נקבוביות ופרמביליות גבוהות. דפוסי גשמים, צפיפות השברים, סידור הוואדיות, שימושי קרקע ומדרון גם הם קיבלו דירוג ומופו. מדרונות מתונים וצפיפות נחלית נמוכה הועדפו כיוון שהם מאפשרים ליותר מי גשם לחדור לקרקע במקום לנזול משטחית. קרקעות עם כיסוי עצים נחשבו מתאים יותר מאשר אזורים עירוניים רוצפים, שמובילים את המים מהר. לכל גורם הוקצה משקל מספרי ושולב למדד אחד שמסווג את הנוף לפוטנציאל נמוך, בינוני או גבוה של מי תהום.

בדיקת המפה מול נתוני תת־קרקע אמיתיים

כדי לבדוק האם המפה שלהם אמינה, השוו החוקרים אותה למודלים דו־ממדיים של התת־קרקע הנגזרים מאותם נתוני כבידה, בגיבוי מידע מבארות מקומיות. מודלים אלה הראו עד כמה שכבות האלוויל עבות וכיצד פני סלע הרקע העמיד עולים ויורדים מתחתיהן. במקומות שבהם המפה החדשה חזתה פוטנציאל מים גבוה — בעיקר במישורי החוף המזרחיים ולאורך וואדיות עיקריות — אינברסיית הכבידה גילתה אגן־שבר עמוק המוקף בפגמים וממולא בחול וחצץ בעומקים של יותר מ־25 מטרים, אידיאלי לאחסון מים. לעומת זאת, אזורים מערביים שסומנו כפוטנציאל נמוך עמדו בקורלציה לכיסוי משקע דק או חסר מעל סלע רקע סלעי מחוספס, מה שמרמז על אספקות קטנות ולא אמינות המוגבלות לסדקים.

משמעות הדבר לבארות ותכנון עתידי

ללא‑מומחים, המסר המרכזי הוא שאפשר להפיק מפת פוטנציאל מי תהום אמינה בקנה‑מידת עיר בלי לקדוח מאות חורי בדיקה. באמצעות שילוב של נתוני כבידה לווייניים, מפות בסיס ושקלול שקוף של מה שיוצר אקוויפר טוב, המחקר מצייר היכן יש להתמקד בעבודת שטח מפורטת וקידוח בארות סביב פורט סודאן. האזורים בעלי הפוטנציאל הגבוה במישורי האלוויל הם היעדים הראשונים המומלצים, בעוד שאזורי רקע במערב עשויים עדיין להכיל מקורות מקומיים אך דורשים בדיקות ממוקדות וזהירות באתר. הגישה חסכונית, ניתנת לשחזור ומתאימה לאזורים חופיים יבשים אחרים המתמודדים עם לחץ דומה על המים, ועוזרת לתכנונים לעבור מניחושים לפיתוח מי תהום מבוסס ראיות.

ציטוט: 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

מילות מפתח: מי תהום, פורט סודאן, מיפוי כבידה, אקוויפר, מחסור במים