من خلال الجمع بين أكثر من 60 عاما من الخبرة الأكاديمية والبحثية و 90 عاما إضافية من الاستشارات الهيدروجيولوجية التطبيقية ، فإن كتاب مقدمة في الاختبار الهيدروليكي في الهيدروجيولوجيا هو كتاب كلاسيكي قريبا.
في مقابلة مع إيفرتون دي أوليفيرا، المؤلفان ويليام دبليو. ووسنر، دكتوراه؛ أ. كامبل سترينجر، ماجستير في الموسم، وسام في اللعبة؛ وإيلين بوتير، دكتوراه، مهندس محترف يشرحان أنهما أرادا تزويد قرائهما بالنظرية الأساسية والأدوات اللازمة لفهم التطبيق المسؤول لطرق الاختبار الهيدروليكي لتوليد خصائص هيدروجيولوجية ميدانية لأنظمة المياه الجوفية. يركز كتابهم على المفاهيم الأساسية والمبادئ والأساليب حتى يتمكن القراء من تطبيق الاختبارات الهيدروليكية والأساليب التحليلية بشكل صحيح.
حصل الدكتور ووسنر على فكرة هذا الكتاب بعد أن انتهى هو والدكتور بويتر من كتابة الخواص الهيدروجيولوجية لمواد الأرض ومبادئ تدفق المياه الجوفية. ركز هذا الكتاب الأول على طرق المختبر وأشار إلى طرق الاختبار الهيدروليكي الميداني لكنه لم يقدم تفاصيل حول التطبيق. شعر الدكتور ووسنر أن هناك حاجة إلى عمل آخر يعالج الاختبارات الهيدروليكية تحديدا—وعلى مستوى تمهيدية.
وبما أنه لا يستطيع القيام بذلك بمفرده، استقطب الدكتور ووسنر السيد سترينجر بسبب خلفيته العملية في العمل الميداني والدكتور بوتر لخبرتها في الرياضيات. أكد المؤلفون أنه رغم أن الثلاثة كانوا المجموعة الأساسية، إلا أن عددا من المراجعين والمتعاونين الآخرين عملوا أيضا على هذا الكتاب.
ليس فقط الرياضيات
يهدف الكتاب إلى مساعدة علماء الهيدروجيولوجيا على فهم اختبار الهيدروليكية وما تعنيه هذه الاختبارات لهم في عملهم. وبينما شعروا أن علماء الهيدروجيولوجيا قد يتجنبون أحيانا الاختبار الهيدروليكي لأنهم حذرون من الرياضيات المستخدمة، أرادوا كسر هذا الحاجز وإزالة الخوف من الرياضيات المتقدمة من خلال مساعدة قرائهم على فهم العملية بأكملها.
على حد تعبير الدكتور بويتر: “نبدأ بالحديث عن الغرض من الاختبار حتى يفهم الناس سبب رغبتهم في القيام بذلك. ثم نقدم الكثير من الرسوم التوضيحية التي تقدم الإعداد المفاهيمي حيث يتم إجراء الاختبارات ونساعد الناس على إدراك أنهم بحاجة إلى فهم الإعداد الهيدروجيولوجي قبل تصميم اختباراتهم. من هناك ، ننتقل إلى كيفية إجراء الاختبارات وكيف يتم تصحيح البيانات الميدانية وتحليلها قبل الغوص في الرياضيات التي تدعم التفسير. وللمساعدة في جعل الرياضيات في متناول الناس ، نشرح الرياضيات خطوة بخطوة مع الكثير من الرسوم البيانية والأمثلة العملية. أضفنا أيضا روابط إلى التمارين في جميع أنحاء الكتاب حتى يتمكن القراء من العمل على المفاهيم أثناء قراءتهم “.
وأضاف السيد سترينجر أنه رغم أن الناس أحيانا يخافون من الرياضيات، إلا أن الجزء المفاهيمي هو الأهم في التطبيقات العملية. “نراه طوال الوقت. الناس يحاولون إدخال بيانات غير مناسبة لتحليلها رياضيا، ثم يأتون بإجابات غير ذات معنى. لذا فإن التصور هو أهم شيء يجب أن يفهمه الناس. في الوقت الحالي، هناك أدوات إلكترونية تساعد الناس في الرياضيات. لذا لست متأكدا من أن فهما عميقا للرياضيات ضروري لتطبيق هذه الأدوات بنجاح. الأهم أن يفهم الناس كيف يتم تطوير كل هذا وكيف يطبق.”
فهم الاختبارات
في الكتاب، يرشد المؤلفون قراءهم عبر أنواع الاختبارات الهيدروليكية المختلفة. يشرحون كيف يعملون وكيف تم تطويرهم، ولكن أيضا حدودهم. لأنه فقط من خلال فهم الاختبارات المختلفة يمكنهم تطبيق الهيدروجيولوجيين بشكل صحيح في عملهم الميداني، وتعديلها عند الحاجة، والحصول على بيانات دقيقة.
“يحاول الكتاب أن يقول إن الناس فعلوا هذا من قبل وهذه هي الفكرة،” تشرح الدكتورة ووسنر. “والآن يمكنك استخدام نتائجهم—مع فهم حدود طريقة معينة. نحاول أن نوضح أنه عندما لا تسير الأمور على ما يرام أو لا تتوافق جيدا، هناك سبب لذلك. فكيف تتأقلم؟ ماذا تفعل لمحاولة تقدير السعر رغم أنك تعلم أن الوضع ليس مثاليا؟ قد يفسر كتابنا سبب عدم سير الأمور بشكل جيد أثناء الاختبار.”
يؤكد السيد سترينجر أن مفتاح إجراء اختباراتك الخاصة هو طرح الأسئلة الصحيحة. “أهم شيء في تحضير الاختبارات هو أن نسأل: ‘ما هي الأسئلة التي نحاول الإجابة عليها من خلال هذا الاختبار؟’ ثم نحتاج إلى جمع المعلومات المتاحة لدينا مسبقا لفهم أكبر قدر ممكن عن النظام الذي يتم اختباره. فقط حينها يمكننا تصميم الاختبار ليتناسب مع البيئة وكذلك السؤال الذي نحاول طرحه.”
من البسيط إلى الأكثر تعقيدا
يساعد تنظيم الكتاب أيضا في جعل الاختبارات الهيدروليكية أكثر سهولة: حيث يبدأ المؤلفون باختبارات أبسط قبل الانتقال إلى الاختبارات الأكثر تعقيدا. وبنفس الترتيب الزمني تقريبا الذي تم تطوير هذه الاختبارات تاريخيا.
يقول الدكتور بوتير: “لم نكن نفكر في ‘أوه، دعونا نتبع التطور التاريخي’، بل بدأ ذلك التطور التاريخي بتحليل بعض الظروف البسيطة ثم انتقل إلى ظروف أكثر تعقيدا. وهكذا نتقدم بنفس الطريقة المنطقية: من أبسط إلى أكثر تعقيدا. يبدأ الكتاب أيضا بتصاميم أسهل في التفسير ثم ينتقل إلى اختبارات أكثر تحديا في التفسير. لذا ننتقل من اختبارات أبسط وأسهل في التقييم وأكثر استخداما إلى اختبارات أكثر تعقيدا وأكثر صعوبة في التقييم وأقل استخداما.”
يضيف الدكتور ووسنر: “نحن نزود قرائنا بالكثير من الأدوات المختلفة في كتابنا. على سبيل المثال ، ماذا لو لم يكن لديك بئر ضخ؟ أو ماذا لو كان لديك بيانات من اختبارات الأداء لحفاري الآبار الذين يحفرون بئرا ويضخونه لمدة ساعة أو ساعتين ويسجلون ما يحدث؟ لأنه في بعض الأحيان يكون هذا هو كل ما هو متاح وليس لديك الميزانية اللازمة لإجراء اختبار مربي أو أكثر مشاركة. هناك الكثير من البيانات التي يمكنك تفسيرها إذا كنت تعرف كيفية تفسيرها. لذلك نحاول إعطاء قرائنا بعض الأدوات لفتح تلك المنطقة والحصول على بعض التقديرات للخصائص الهيدروليكية حتى عندما لا يكون لديهم بيانات مثالية.
باليد ومع البرامج
يتضمن المؤلفون أيضا مناقشات حول البرمجيات والأدوات المتاحة على نطاق واسع للناس لاستخدامها عند تفسير الاختبارات الهيدروليكية. لكنهم يؤكدون على أهمية إجراء الحسابات يدويا.
يؤكد الدكتور بوتر أن كل العمل في الكتاب يمكن إنجازه بالورق والقلم الرصاص. “لأن هذا هو أسلوب علماء الهيدروجيولوجيا لفترة طويلة قبل أن تكون الحواسيب في متناول أيدينا. لكننا قدمنا أيضا العديد من الروابط لخيارات البرمجيات التجارية والحرة المختلفة.”
يوضح الدكتور ووسنر: “السبب الكامل وراء تصميم الكتاب بالطريقة التي هو عليها هو أنه عندما كنت أقوم بالتدريس ، كنت دائما أطلب من الطلاب القيام بتمرين مطابقة المنحنى يدويا. لأن هذا ما سيفعلونه في الميدان. هذه هي المنهجية المستخدمة لحل هذه المعادلات. وهكذا قدمنا ورقة رسم بياني في الكتاب.”
ويتابع قائلا: “وفيما يتعلق بأدوات البرامج التي يجب أن يمتلكها قراؤنا ، إذا كان لديهم أي نوع من البرامج التي يحبونها ، حتى PowerPoint أو Excel ، فيمكنهم فعل الشيء نفسه. تعد تقنية مطابقة المنحنى في البرامج المخصصة طريقة متطورة للقيام بما ستفعله يدويا. ولكن بعد ذلك لا يزال الأمر متروكا لعالم الهيدروجيولوجيا للنظر في تطابق المنحنى الذي تم إنتاجه بواسطة البرنامج ويسأل ، “هل هذا منطقي؟”
ملاحظات ختامية
عندما سئلوا عما إذا كان لديهم أي ملاحظات أخيرة ، شارك المؤلفون آمالهم في الكتاب.
أكد الدكتور ووسنر أنه “كان جهدا جماعيا حقيقيا ، لذلك آمل أن يقدر القراء ذلك. ونأمل أن يتم استخدام الكتاب لأنني أرى أنه يوفر الأدوات التي تحتاجها لتحليل وتطبيق الاختبار الهيدروليكي بشكل مناسب “.
“أود فقط أن أضيف” ، يلاحظ السيد سترينجر ، “أن هذه الاختبارات يمكن أن تضيف أيضا الكثير من المعرفة المفاهيمية إلى النظام لأن العديد من الأنظمة لا تتصرف بطريقة مثالية. وهكذا عندما تفكر في أنك تعرف شيئا عن نظام ما ثم ترى استجابة مختلفة. . . يمكن أن يكون كتابنا مفيدا جدا في فهم نظام معقد “.
“آمل فقط أن يلتقط علماء الهيدروجيولوجيا الكتاب ويلقوا نظرة عليه،” يقول الدكتور بوتير. “أعتقد أنه مناسب جدا لدورات المياه الجوفية التمهيدية، لكني آمل أن يستفيد علماء الهيدروجيولوجيا المتمرسون أيضا من بعض الأفكار الجديدة منه. وهي مجانية، وهذا أمر جميل الآن بعد أن أصبحت الكتب الدراسية باهظة الثمن.”
ويختتم الدكتور ووسنر قائلا: “أريد أن أوضح نقطة من ذلك. ربما لا يدرك الناس أن هذا كله عمل تطوعي. لم يتم تعويض أي من المؤلفين عن أي من كتب مشروع المياه الجوفية. ولذا آمل أن يدرك الناس أن الوقت والجهد الذي بذلناه في هذا الكتاب كان وقتا وجهدا نعتقد أنهما ضروريان “.
