المياه الجوفية هي شريان الحياة لكوكبنا، ومع ذلك، وبما أنها لا تزال مخفية تحت أقدامنا، فإن دورها الحاسم في النظم البيئية وبقاء الإنسان غالبا ما يتم تجاهله. في حلقة حديثة من سلسلة مقابلات مشروع المياه الجوفية (مشروع GW)، جلس المضيف إيفرتون دي أوليفيرا مع مجموعة من مجموعة KGS، بيرت سميث، المدير المؤسس، جيسون مان، مدير قسم البيئة، وبوني هوفنسيتز، نائبة مدير ورئيس قسم البيئة، لمناقشة إرثهم من التميز الهندسي، وعملهم على نظام الحماية من الفيضانات الأسطوري في وينيبيغ، ولماذا اختاروا للاستثمار في ديمقراطية المعرفة الهيدروجيولوجية عالميا.

توسعة ممر فيضان وينيبيغ: درس رئيسي في هندسة الوعي بالمياه الجوفية

كان من أبرز محطات النقاش عمل مجموعة KGS في مشروع توسعة ممر فيضان وينيبيغ، وهي مبادرة بنية تحتية ضخمة متعددة السنوات بقيمة 560 مليون دولار تهدف إلى حماية مدينة وينيبيغ من الفيضانات الكارثية. يمتد الممر لأكثر من 50 كيلومترا، ويتجاوز وينيبيغ ليعيد توجيه تدفقات نهر ريد العالية بأمان حول المدينة.

ومع ذلك، شكل توسيع القناة تحديات كبيرة تحت السطح. كان على الفريق موازنة كفاءة الميزانية مع حماية طبقة جوفية صخرية كربونية شديدة الحساسية تقع مباشرة تحت مجرى الفيضانات، والتي تعد مصدرا رئيسيا للمياه للمستخدمين المحليين المنزليين والصناعيين.

القرار: وايد فوق ديب

أكثر نهج هندسي اقتصادي على الورق كان تعميق القناة الحالية. ومع ذلك، كشف التقييم الهيدروجيولوجي لمجموعة KGS أن وجود قناة أعمق قد يضعف طبقة الطين الواقية ويؤثر مباشرة على طبقة الكربونات المحصورة تحتها، إلى جانب تفاقم الروابط طويلة الأمد بين المياه الجوفية ومجرى الفيضانات حيث كان بناء القناة الأصلي في الستينيات قد ربط القناة محليا بالموارد الجوفية الأساسية. لحماية جودة المياه المحلية وإمدادها، تم اتخاذ قرار ببناء قناة أوسع وأكثر ضحالة.

إدارة البناء تحت السطح وثقة المجتمع

لتنفيذ هذا المشروع الضخم، نفذت مجموعة KGS عدة استراتيجيات رائدة:

• خط الاستجابة الطارئة على مدار الساعة: لمعالجة المخاوف المحلية، هيئة ممر مانيتوبا للفيضانات أنشأت خط طوارئ على مدار الساعة بدعم من مجموعة KGS. إذا لاحظ أي من السكان المحليين انخفاضا في ضغط أو جودة مياه الآبار أثناء أنشطة التصريف، كان فريق الاستجابة في الموقع خلال ساعات قليلة لتقييم الوضع، وتوفير مياه احتياطية إذا لزم الأمر، وحل المشكلة حسب الحاجة.
• نمذجة تحت السطح ثنائية وثلاثية الأبعاد واسعة النمذجة: قام الفريق بنمذجة 50 كيلومترا من طبقة المياه الجوفية الكربوناتية المحصورة الإقليمية وطبقة جوفية سطحية سطحية منفصلة من الرمال الجليدية والحصى. حاكاة النمذجة كيف يمكن لمياه الفيضانات عالية الضغط أن تتسلل إلى ملوثات المياه السطحية وتهاجر داخل طبقة مياه الشرب الصخرية الأساسية ثم تتعافى بعد مرور الفيضانات. تم إنشاء آبار حراسة على طول قناة الممر في مواقع ذات أولوية بناء على النمذجة لمراقبة التأثيرات المحتملة في طبقة المياه الجوفية الصخرية.

الهندسة الجاهزة: دراستان حالة واقعيتان

أشار إيفرتون دي أوليفيرا إلى أن علم الهيدروجيولوجيا النموذجي غالبا ما يختلف عن التنفيذ الواقعي. لسد هذه الفجوة، شارك بيرت سميث حلين هندسيين مبتكرين ومختبرين ميدانيا صممتا خلال مشروع فيضان وينيبيغ:

1. نظام مرشح الرمل العكسي

خلال الفيضانات، ينعكس تدرج تدفق المياه الجوفية الطبيعي – بدلا من تصريف المياه الجوفية إلى القناة في مواقع الينابيع خلال فترات غير الفيضانات، تجبر مياه الفيضانات السطحية عالية الضغط على النزول إلى طبقة المياه الجوفية الصخرية الأساسية مع تدرج مجرى الفيضانات مع مياه الفيضانات. وللحماية من الطين والطمي والممرضات من تلوث مياه الشرب، صممت مجموعة KGS وثبتت مكونات مخصصة مرشحات الرمل العكسية في مناطق تصريف النوابض الحرجة الموجودة على قاعدة القناة. كانت هذه الأنظمة تصفي مياه الفيضانات القادمة قبل دخولها إلى طبقة المياه الجوفية، وهو نجاح تم التحقق منه من خلال منافذ مراقبة متخصصة موضوعة مباشرة تحت مرشحات الرمال. تسمح المرشحات بتصريف المياه الجوفية إلى القناة ليستمر بطريقة مضبوطة خلال المراحل غير المسيطرة على الفيضانات.

2. جدار القطع الذي قيمته مليون دولار

عند هيكل مخرج الممر بالقرب من لوكبورت، تطلب هيكل مفيض خرساني ضخم حفر أساس الصخور الأساسية وإزالة المياه العميقة المرتبطة به أثناء البناء. كان ضخ الصخور الأساسية سيصرف الآبار المنزلية المحلية ويعرض خطر التلوث طويل الأمد تأثيرات التفاعلات مع مياه الفيضانات النهرية المجاورة. صممت مجموعة KGS –جدار قطع من الخرسانة-البنتونيت امتدت عبر طبقة المياه الجينية الأرضية الجيرية العليا المتشققة بشدة التي يبلغ يتراوح بها 3 إلى 4 أمتار (حيث حدثت أعلى تدفقات المياه الجوفية) وثبت في الحجر الجيري المنخفض النفاذية القاسي والكفاءة في الأسفل. هذا الحل المخصص الذي كلف مليون دولار نجح في قطع تدفق المياه الجوفية إلى منطقة حفر بناء الصخور الأساسية وحمى بشكل دائم طبقة المياه الجوفية الإقليمية عند هيكل المخرج دون خفض منسوب المياه الجوفية المحلية.

تم بناء جدار منفصل من البنتونيت على الصخر الأساسي على نطاق أصغر، لعزل طبقة مائية من الرمل والحصى من قناة الفيضان عند تل بيرد.

لماذا ترعى مجموعة KGS مشروع المياه الجوفية

رعاية مشروع المياه الجوفية ليست عن عائد استثماري تقليدي للشركات (ROI). بالنسبة لمجموعة KGS، هو التزام شخصي ومهني عميق.

الإرشاد وإرث جون تشيري

بدأت مسيرة بيرت سميث الهيدروجيولوجية تحت إشراف الدكتور جون تشيري (المؤلف المشارك للكتاب المدرسي الأساسي “تجميد وتشري” وقائد مشروع المياه الجوفية) في كل من جامعة مانيتوبا وجامعة واترلو. بالنسبة لمجموعة KGS، دعم مشروع المياه الجوفية هو وسيلة لتكريم إرث الإرشاد ونقله إلى الجيل القادم من المهندسين.

واجب تثقيف الجمهور

أبرز جيسون مان أن مهمتهم الأساسية كعلماء جيولوجيين ومهندسين مرخصين هي حماية الجمهور. مع تغير المناخ، والتنمية السريعة، واستخراج الموارد (مثل استخراج المعادن الحرجة) التي تضغط بشكل غير مسبوق على موارد المياه، فإن التثقيف العام أمر بالغ الأهمية.

“نحتاج إلى تطوير الموارد وبناء البنية التحتية، لكن يجب أن نفعل ذلك دون استبدال مورد بآخر—دون تدهور مياهنا الجوفية لبناء مشروع.” — جيسون مان، المدير – البيئة، مجموعة KGS

رد الجميل للمجتمع العالمي

بالإضافة إلى مشروع GW، تدعم مجموعة KGS بنشاط لايف ووتر كندا، وهي منظمة تطوعية تقوم بحفر الآبار وتركيب أنظمة مياه نظيفة وصرف صحي في دول نامية مثل هايتي ودول في جميع أنحاء أفريقيا. رعاية الكتب المترجمة مجانا لعلماء الهيدروجيولوجيا والطلاب والمنظمين حول العالم تتماشى تماما مع هذه المهمة الإنسانية.

شاهد المقابلة كاملة

للاستماع إلى القصة الكاملة لمجرى فيضان وينيبيغ، وأفكار مجموعة KGS حول مستقبل صناعة الهيدروجيولوجيا، والدروس المستفادة من عقود من الخبرة الميدانية، شاهد المقابلة الكاملة على قناتنا على يوتيوب.

👉 شاهد المقابلة كاملة على يوتيوب
👉 حمل كتب هيدروجيولوجيا مجانية على منصة مشروع المياه الجوفية