Tuesday, Mar 23, 2021
بيان صحفي
جامعة العلوم والتقنية في الفجيرة تشارك بلدية دبي في الاحتفال بيوم المياه العالمي
22 مارس 2021
شاركت جامعة العلوم والتقنية في الفجيرة صباح اليوم في الندوة التي نظمتها بلدية دبي للاحتفال بيوم المياه العالمي الذي يوافق الاثنين 22 مارس 2021م.
نظم قسم البيئة ببلدية ندوة تحت شعار "الحفاظ على المياه"، وشارك في فعالياتها ممثلا للجامعة الأستاذ الدكتور زين العابدين رزق، أستاذ جيولوجيا المياه ونائب مدير الجامعة للشؤون الأكاديمية، كما شارك في أعمال الندوة الأستاذة عالية العتوم من قسم البيئة ببلدية دبي والأستاذ الدكتور محسن شريف من جامعة الإمارات العربية المتحدة والدكتور محمد داوود مستشار هيئة البيئة في أبو ظبي والدكتور مكرم الشهيب من الجامعة الإسلامية في لبنان والمهندسة سمية اليماحي من وزارة الطاقة والبنية التحتية والدكتور هاني سويلم من جامعة آخن بألمانيا.كما شارك في فعاليات الندوة أيضاً 253 مشارك بيمهم عدد كبير من طلاب المدارس.
تمثلت مشاركة جامعة العلوم والتقنية في الفجيرة بمحاضرة حول "مصادر المياه في دولة الإمارات العربية المتحدة: التحديات والحلول" حيث تطرق الأستاذ الدكتور زين العابدين رزق إلى التحديات التي تواجه موارد المياه في دولة الإمارات، وموارد المياه الجوفية على وجه الخصوص، وهي:
أولاً: التحديات
تقع دولة الإمارات العربية المتحدة في منطقة حار تندر فيها الأمطار (المتوسط السنوي لا يتعدى 100 ملليمتر)، ويزداد معدل التبخر الذي يتراوح بين 2000 و 3000 ملليمتر في السنة، ويرجع ذلك إى ارتفاع درجات الحرارة التي تبلغ 35 درجة مئوية (°م) خلال شهر يوليو، ويبلغ متوسط المطر خلال هذا الشهر 2 ملليمتر (مم)، كما أن فصل الصيف جاف طويل شديد الحرارة ويمتد من إبريل إلى نوفمبر،. بينما يقتصر فصل الشتاء على الفترة من ديسمبر إلى مارس وتكون خلاله درجة الحرارة معتدلة وتتخلله أمطار قليلة إلى متوسطة، ويُعَدُّ شهر يناير أكثر الشهور برودة ويبلغ متوسط درجة الحرارة خلاله 18°م. شهر فبراير هو أكثر الشهور أمطاراً ويبلغ متوسط المطر خلاله 42 مم. ملخص المتوسطات الصغرى والكبرى والمتوسطة للمعاملات المناخية تشمل درجة الحرارة (°م)، ونسبة الرطوبة (%)، ومعدلات الأمطار (مم)، وسرعة الرياح (عقدة)، ومعدلات التبخر (مم/اليوم)، وتستمد تلك المعلومات من عدد كبير من محطات الأرصاد الرئيسية في مختلف أنحاء ال.
بينما يبلغ نصيب الفرد من المياه الطبيعية في العالم ما يزيد عن 7000 متر مكعب في السنة، لا يتعدى نصيب الفرد من المياه الطبيعية في الإمارات الآن 60 متر مكعب في السنة، مما يجعل دولة الإمارات العربية المتحدة من أفقر دول العالم في موارد المياه الطبيعية. حيث حددت الأمم المتحدة خطط الفقر المائي بـ 1000 متر مكعب للفرد في السنة. وهذا يفسر لماذا تأتي دولة الإمارات العربية المتحدة في المرتبة الثانية على مستوى العالم في تحلية مياه البحر بعد المملكة العربية السعودية وقبل الولايات المتحدة الأمريكية. ورغم ذلك يبلغ استهلاك الفرد من المياه في دولة الإمارات العربية المتحدة منطقة 500 لتر في اليوم وهو يُعدُّ من أعلى المعدلات العالمية. في المقابل، تضاعف عدد سكان دولة الإمارات من 4.5 مليون نسمة في عام 2008 إلى 9.5 مليون نسمة في عام 2015، الذي يضاعف بدوره الطلب على المياه للأغراض المنزلية والزراعية والصناعية. ويستتبع الزيادة السكانية انخفاض نصيب الفرد المياه الطبيعية، كما تدل بيانات البنك الدولي، حيث قل نصيب الفرد من المياه الطبيعية في الدولة من 864 متر مكعب في السنة عام 1970 إلى 59 متر مكعب في السنة عام 2000.
تخلو دولة الإمارات من مصادر المياه السطحية، حيث تنعدم الأنهار والبحيرات الدائمة المتعارف عليها عالمياً. وبينما يوجد عدد كبير من أحواض الأودية في المنطقة الشمالية الشرقية من الدولة، إلا أنها جافة طوال العام عدا خلال فصل الشتاء، حيث قد تحمل تلك الأودية قدراً محدوداً من مياه السيول الموسمية تتراوح بين عدة أيام وعدة أسابيع. وقد حاولت الدولة الاستفادة بهذا المورد المائي الهام وقامت بإنشاء عدد غير قليل من الحواجز والسدود بهدف حصاد جزء من تلك المياه.
توضح المقارنة بين التغذية السنوية للخزانات الطبيعية للمياه الجوفية ومعدلات الضخ منها، أن معظم تلك الخزانات قد تعرضت وما زالت تتعرض للنضوب. وبمعنى آخر أن المياه التي يتم ضخها تأتي من مخزون تلك الخزانات المائية، مع عدم تعويض تلك الكميات الكبيرة عن طريق إعادة الشحن عن طريق الأمطار، نظراً للظروف المناخية السائدة وانخفاض معدلات الأمطار. فبينما تُقدر كمية إعادة تغذية المياه الجوفية بدولة الإمارات العربية المتحدة 120 مليون متر مكعب سنوياً، يتم ضخ ما يتجاوز 1000 مليون متر مكعب سنوياً من مياه تلك الخزانات لخدمة القطاع الزراعي فقط. هذا الوضع غير المتوازن أدى إلى هبوط حاد في مناسيب المياه الجوفية وتدهور شديد في نوعيتها بمعظم حقول الآبار المنتجة للمياه بالدولة، نتيجة تداخل المياه المالحة من مصادر متعددة. كما نتج عن استنزاف الخزانات الطبيعية للمياه الجوفية بالدولة مخاريط انخفاض في مناسيب المياه الجوفية تتراوح أقطارها بين 50 كيلومتر و 100 كيلومتر في مناطق الذيد وحتا والعين وليوا. يبلغ عدد الآبار الإنتاجية في إمارة أبو أبوظبي وحدها 43503 بما يُمثل 66٪ من إجمالي عدد الآبار المنتجة بالدولة (65835 بئراً). كما عدد الآبار غير المنتجة بلغ 25155 بئراً بما يمثل 28٪ من إجمالي الآبار المنتجة وغير المنتجة. يعود السبب الرئيسي وراء توقف ثلث آبار المياه عن الإنتاج إلى انخفاض مستويات المياه الجوفية في عدد كبير من المناطق نتيجة التزايد المستمر في عدد المزارع.
المصادر المحتملة لتداخل المياه المالحة في الخزانات المائية العذبة بالإمارات هي ثلاثة مصادر: الأول يتمثل في تداخل مياه البحر المالحة في الخزانات المائية العذبة بالمناطق الساحلية، والثاني يتمثل في حركة المياه المالحة من مناطق السبخات المجاورة نتيجة الضخ الجائر، أما المصدر الثالث فهو اختراق المياه الأكثر ملوحة من المستويات الدنيا بالخزانات المائية للمستويات العليا الأقل ملوحة بنفس الخزان. وتستخدم نسبة الكلور/(الكربونات + البيكربونات) في تقييم تداخل المياه المالحة، حيث يسود أيون الكلور المياه المالحة بينما يتواجد في تركيزات صغيرة منه في المياه الجوفية، بينما على العكس يسود أيون البيكربونات في المياه الجوفية نتيجة ذوبان الرواسب الجيرية والدولوميت، توضح نسبة الكلور/(الكربونات + البيكربونات) التي تم حسابها من نتائج التحاليل الكيميائية لعينات المياه الجوفية أن معظم الخزانات المائية الطبيعية في الدولة، ما عدا الجزء الأوسط من خزان الأوفيوليت، إنها تعاني من مشكلة تداخل شديد للمياه المالحة. يمثل تداخل المياه المالحة في الخزان المائي العذب للعصر الرباعي في منطقة العين أحد مظاهر المشكلة الناتجة عن الضخ الجائر للمياه الجوفية لمختلف الاستخدامات. كما تؤكد سيادة أملاح كلوريد الماغنيسيوم والصوديوم للمياه الجوفية لتلك المنطقة هذه الحقيقة. تبلغ نسبة الصوديوم على الكلور في مياه البحر 0.85 بينما تزيد هذه النسبة عن واحد في المياه الجوفية، وبالتالي فإن تلك النسبة تستخدم أيضاً في التعرف على المناطق التي تعاني من تداخل مياه البحر المالحة. توضح نسبة الصوديوم على الكلور وجود مشكلة تداخل مياه البحر المالحة في الخزانات المائية العذبة في مناطق رأس الخيمة ودبا وكلبا ودبي ومدينة زايد ومحاضر ليوا وغرب مدينة العين.
في الفترة من 1964م إلى 1985م زاد تركيز الأملاح في المياه الجوفية بخزان ليوا المائي الذي يتبع العصر الرباعي في حقل بو حصا من 3500 ملليجرام في اللتر إلى 5500 ملليجرام في اللتر. توضح الخريطة الكنتورية لتساوي تركيز الأملاح في مياه الخزان خلال عام 1996 زيادة تركيز الأملاح في المياه الجوفية بالمنطقة الجنوبية الشرقية للحقل لتصبح ثلاثة أضعاف قيمتها خلال 1985. تأتي هذه الزيادة نتيجة تسرب المياه العادمة شديدة الملوحة ووصولها إلى المياه الجوفية حيث كان يتم التخلص من تلك المياه بتصريفها إلى حفرة غير مبطنة في تلك المنطقة. وبناءً علي نتائج تلك الدراسة والتي أشرف عليها الباحث فقد تم منع التخلص من المياه العادمة بتلك الطريقة منذ عام 1996. تمثيل الديوتيريوم (2H ‰) مقابل الأكسجين-18 (18O ‰) لعينات المياه المأخوذة من حقل بوحصا توضح أن مياه البترول العادمة ومياه خزان ليوا المائي مختلفين تماماً، مما يدل علي تأثير العزل الجيد لمتبخرات عصر الميوسين في المنطقة. هذا العزل يمنع حركة المياه العادمة رأسياً لأعلي من رواسب الميوسين الحصوية التي يتم حقن تلك المياه بها إلى خزان ليوا المائي. على النقيض فإن محتوي المياه الجوفية في منطقة بوحصا لها من النظائر الثابتة مطابقاً تماماً لمحتواها في المياه الجوفية لنفس الخزان المائي في منطقة ليوا، مما يدل على أن المياه الجوفية في كلا المنطقتين مصدرها واحد. بناءً على الظروف الجيولوجية والهيدروجيولوجية ونتائج التحاليل الكيميائية والنظائر الثابتة، فإنه ليس هناك مبرر للاعتقاد بأن التخلص من المياه العادمة الناتجة عن صناعة البترول داخل رواسب الميوسين الحصوية في منطقة بوحصا، قد أدت إلى الحركة الرأسية إلى أعلى لهذه المياه مسببة تلوث خزان ليوا المائي الضحل الذي ينتمي للعصر الرباعي. على النقيض فإن التخلص من المياه العادمة في حفرة غير مبطنة هو النشاط الذي كان له تأثير سلبي مباشر على خزان ليوا المائي بمنطقة حقل بوحصا. بناءً على الدراسات التي أجريت في مناطق عديدة من العالم، يعتبر أيون النترات (NO3-) هو أكثر الملوثات التي تم التعرف عليها في المياه الجوفية. أما معايير منظمة الصحة العالمية بخصوص تركيز أيون النترات في مياه الشرب هي 10 ملليجرام في اللتر، على هيئة نترات-نيتروجين و 45 ملليجرام في اللتر على هيئة نترات. وقد أمكن التعرف على مراكز تتميز بتركيز عال لأيون النترات في المياه الجوفية بدولة الإمارات العربية المتحدة. هذه المراكز موجودة في وادي البيح وجنوب دبي والعين والخزنة ومدينة زايد ومحاضر ليوا. بلغ أعلى تركيز لأيون النترات أكثر من 500 ملليجرام في اللتر في المياه الجوفية في منطقتي الخزنة علي طريق العين أبو ظبي وفي منطقة ليوا. وقد لوحظ وجود علاقة قوية بين مناطق زيادة تركيز أيون النترات في المياه الجوفية وبؤر النشاط الزراعي المكثف بالدولة. لذا فمن المرجح أن الأنشطة الزراعية هي المصدر الرئيسي لارتفاع تركيز أيون النترات في المياه الجوفية الضحلة بالدولة. كما يرجع ثبات التركيزات العالية لأيون النترات في المياه الجوفية إلى الطبيعة الحرة للخزانات المائية التي تحتويها وتؤدي إلى وفرة الأكسجين بها ومن ثم بقاء أيون النترات ثابتاً دون تغيير وعند مستويات مرتفعة.
ثانياً: الحلول المفقترحة
تستهلك دولة الإمارات العربية المتحدة سنوياً كمية من المياه الجوفية تزيد عن عشرة أضعاف قدرة الطبيعة على تعويضها، مما أدي إلى استنزاف الخزانات الطبيعية للمياه الجوفية بمعدل لا يقل عن 1000 مليون متر مكعب سنوياً وعجز مائي سنوي بلغ 2615 مليون متر مكعب في عام 2004. وخلال عام 2005 وصل إجمالي موارد المياه التقليدية المتاحة في الدولة 1170 مليون م3 وبلغ عدد السكان 3.25 مليون، وبالتالي فإن نصيب الفرد خلال عام 2005م انخفض إلى 360م3. وفي حين أن إجمالي استخدام المياه خلال نفس العام هو 2925 مليون م3 فإن معدل الاستهلاك السنوي للفرد من المياه يبلغ 1324م3، وهو معدل يُعَد من أعلى المعدلات العالمية. لا توجد تقديرات دقيقة لفقد المياه من شبكات التوزيع في الدولة، ولكن يتراوح معدل تسرب المياه من شبكات التوزيع في دول مجلس التعاون الخليجي عموما بين 40% إلى 60%، إضافة إلى إسراف سكان المدن في استخدام المياه بشكل غير حكيم مثل ري المزارع الخاصة والمسطحات الخضراء بمياه الشرب وغسل السيارات بكميات كبيرة من الماء. ولو فرضنا أن فقد المياه من شبكات التوزيع في الدولة هو الحد الأدني (40%)، فإن تلك النسبة لا تزال عالية جداً بالنسبة لدول أخرى كاليابان التي يقل فقد المياه من شبكات التوزيع بها عن 10%. وعلى الرغم من محدودية الموارد المائية فانه لا توجد خطة شاملة لتقويم وتطوير وإدارة الموارد المائية. فالسياسات المائية مجزأة وغير متكاملة. فتطوير القطاع الزراعي والتوسع في مساحة الرقعة الخضراء تم على حساب ما يُعرف بالعطاء الآمن للخزانات المائية الطبيعية حيث تم استنزاف الخزانات المائية الطبيعية في أماكن عديدة من الدولة، وصاحب ذلك زيادة تركيز الأملاح بالمياه الجوفية وانخفاض مناسيب المياه الجوفية. وقد أدى حفر الآبار غير المدروس وغير المُقَّيد، والقصور في تنفيذ الإجراءات القانونية ضد عمليات الحفر غير المشروعة وعدم وجود تعريفة لاستهلاك المياه الزراعية إلى وجود معدلات استهلاك مفرطة لدى القطاع الزراعي. وإذا كانت المياه الجوفية قد وفرت حتى الآن معظم متطلبات القطاع الزراعي، إلا أن هذه المياه مُعرَّضة لتراجع مساهمتها، بسبب الخلل بين معدلات السحب الكبير وبين معدلات التغذية المحدودة عن طريق الأمطار الموسمية. وحسب أكثر التقديرات تفاؤلاً، فإن مخزون المياه الجوفية الذي قدرته منظمة الإسكوا بحوالي 20 ألف مليون متر مكعب مُعرَّض للنفاذ خلال فترة أقل من 23 عام. غير أن الوضع الحالي يشهد هبوطاً ملحوظاً في مناسيب المياه الجوفية وتدهور نوعيتها، بسبب تداخل المياه المالحة من البحر، إلى جانب ذلك تعاني كثير من مصادر المياه الجوفية الضحلة من التلوث بالمياه السطحية ذات النوعية المتدنية، والناتجة من الري الزراعي والتصريف السطحي لمياه الصرف الصحي المعالجة جزئياً.
فيما يخص الدولة، يجب العمل على وقف الهدر في مجال الري عن طريق التوسع في استخدام أساليب الري الحديثة، ومن البديهي أن تتركز جهود الترشيد على القطاع الزراعي الذي تُعتَبر المستهلك الأكبر للمياه في العالم فضلا عن المنطقة لتوفير كميات كبيرة من المياه. كذلك يجب الحد من التسرب الذي قد يزيد عن 40% من شبكات توزيع المياه. كما يجب صيانة واستبدال خطوط التوصيل التالفة تعزيز أساليب إيصال وصرف وتوقف هدر المياه في الشبكات إلى أدنى الدرجات. كما يجب إصدار تشريعات تمنع استخدام المياه العذبة في مغاسل السيارات ومحطات الوقود، أو في أي استخدامات أخرى يمكن الاستعاضة عنها بمياه أقل جودة. كما يجب التنسيق بين جميع الجهات التي تتعامل مع المياه وتوزيع الأدوار بينها بُغية توفير الوقت والجهد وتعزيز العمل الجماعي لما له من مردود إيجابي على جميع القطاعات. وعلى الجانب الاستهلاكي يجب تحديد مواقع التسرب في شبكات التوزيع ومعالجتها، والتوسع في استخدام مياه الصرف المعالجة في بعض الأغراض، كالتبريد وغسيل السيارات واستخدام الصنابير التي تُغلَق أتوماتيكيا في المنشآت العامة والمؤسسات الحكومية على الأقل، واستخدام خزانات الصرف المُعَدَّلة التي تستهلك كمية أقل من المياه. كما يجب النظر في تسعير المياه وإعادة استخدام مياه الصرف المُعالَجة.
يجب العمل بشكل جدي على ترشيد استخدام المياه سواء من قبل الفرد أو الدولة، وفيما يخص الفرد فيجب أن يتم توعيته وإطلاعه على أزمة ندرة المياه، وحثه على المشاركة في ترشيد الاستهلاك والحد من التلوث، كما يجب توعية المواطنين والمقيمين بضرورة تغيير عادات استخدام المياه والتوقف عن الاستخدام غير الحكيم، ونشر هذه التوعية في المدارس والمؤسسات التعليمية، كما يمكن للبلديات أن تُدخِل تعديلاً على التوصيلات الصحية في المنازل، بحيث تتيح استخدام مياه الصرف المعالجة في بعض الاستخدامات جنباً إلى جنب مع مياه الشرب.
في دراسة تمت بالتعاون بين قسم دراسات موارد المياه التابع لمكتب صاحب السمو رئيس الدولة، قام مختبر أبحاث البحرية التابع لوكالة الفضاء الأمريكية ناسا بدراسة الجزيئات الدقيقة العالقة في الغلاف الجوي بصحراء الدولة وتأثيرها على الطقس والمناخ. شارك في المشروع الذي تمت الدراسة الجوية منه خلال الفترة من 5 أغسطس حتى 30 سبتمبر عام 2001 حوالي 20 مختبر للأبحاث في أمريكا وأوروبا وجنوب إفريقيا، واستخدمت فيه طائرات خاصة وأقمار صناعية ونماذج حاسب آلي متعددة، وذلك لفهم دورة الغلاف الجوي المعقدة واختلاط غبار الصحراء بالدخان والجزيئات الدقيقة الأخرى. حيث وجد أنه يحدث امتزاج بين الدخان القادم من شبه القارة الهندية وغبار الصحراء العربية تم رصده باستخدام شبكة تضم 10 أقمار صناعية و 6 نماذج حاسب آلي وطائرة أبحاث ومركب أبحاث بحري وشارك في المسح 70 خبير وأكثر من عشرة معاهد بحثية علمية حول العالم. ولقد كانت الجزيئات الدقيقة العالقة في الغلاف الجوي دائماً لغزاً يحمل في طياته أسرار كيفية عمل المناخ. فالجزيئات الدقيقة الفاتحة الموجودة في الغلاف الجوي تعكس الحرارة وأشعة الشمس ولها خواص مُبِّردَة، بينما الجزيئات الدقيقة الداكنة تمتص الحرارة والضوء وتُسخِّن الغلاف الجوي. وبعثة ناسا إلى الإمارات قامت بقياس خصائص وحركة الجزيئات الدقيقة وإن كانت تزيد أو تقلل من حرارة الغلاف الجوي. كما استطاع العلماء تفسير الظواهر المناخية المعقدة في المناطق الساحلية للخليج العربي وخليج عمان. وبالحصول على بيانات دقيقة عن سلوك الجزيئات العالقة في الغلاف الجوي يستطيع الخبراء تحسين نماذج حواسبهم الآلية حول المناخ، والتنبؤ بالظروف المناخية نتيجة تغير تركيز تلك الجزيئات. ولتنفيذ المهمة بدأت ناسا من الفضاء باستخدام قمريها الصناعيين تِييرَا وأكوا، وغيرهما من الأقمار الصناعية. تتمت مقارنة بيانات الأقمار الصناعية بقياسات معدات الاستشعار عن بعد الأرضية فيما يتعلق بالغبار المعدني والملوثات التي تم جمعها بواسطة 15 جهاز من الأجهزة الآلية فوق الأرض وفي البحر. كما قام باحثوا البحرية باستخدام البيانات المستمدة من الطائرات والأقمار الصناعية لتقييم نماذج المناخ الإقليمية والعالمية فيما يتعلق بحركة الجزيئات العالقة في الغلاف الجوي. وتمثل منطقة الخليج العربي تحدياً لخبراء المناخ اللذين يحاولون تمثيل المناخ بنماذج حواسبهم الآلية نظراً للتفاوت الكبير في درجات حرارة البر والبحر والتباين الشديد في ظواهر السطح. كما تتفاوت الظواهر المناخية من سحابة صغيرة إلى مجموعة كبيرة معقدة من العواصف الرعدية كبيرة الحجم. خلال فترة المشروع، باستخدام طائرات ماركو استطاع الخبراء من جامعة وارسو ببولندا من دراسة تأثير الجزيئات الدقيقة العالقة في الغلاف الجوي والسحب بمنطقة غرب آسيا على أشعة الشمس الساقطة على الدورة الهيدرولوجية وميزان الطاقة في منطقة خالية تقريباً من الأمطار. نتائج هذا المشروع تُكِمل الجهود نحو فهم تغير المناخ في منطقة شبه الجزيرة العربية والتي تتميز بالحرارة والجفاف على عكس شبه القارة الهندية التي تتميز بالعواصف الصيفية. وقد قدم قسم دراسات موارد المياه التابع لمكتب صاحب السمو رئيس الدولة دعم لوجستي واسع تشمل استخدام خمس محطات رادار لرصد المناخ و 50 محطة مناخية أخرى موزعة على مختلف أنحاء الدولة. في محاولة لتكثيف السحب والاستمطار الصناعي في دولة الإمارات العربية المتحدة، قام المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي بولاية كلورادو بالولايات المتحدة الأمريكية، باستخدام طائرات خاصة في إجراء مسح جوي للدولة. تمت الدراسة خلال عامي 2001 و 2002 على مدي أربعة مواسم مدة كل منها ثلاثة أشهر، إثنان خلال فصل الشتاء (من شهر يناير إلى شهر مارس) وإثنان خلال فصل الصيف (من شهر يوليو إلى شهر سبتمبر)، غطي المسح الجوي كامل مساحة دولة الإمارات العربية المتحدة. وتضمنت أهداف المسح التعرف على كيمياء وتركيب الغلاف الجوي، وطبيعة العمليات التي تؤدي إلى المطر، والخصائص الفيزيائية للسحب، ودراسة إمكانية زيادة كميات المطر. تم نشر بعض نتائج تلك الأبحاث بواسطة الخبراء الأمريكيين اللذين شاركوا في المسح الجوي خلال عامي 2002 و 2003. أوضحت هذه الدراسات نتائج الأتية:
حصاد مياه الأمطار هو تركيز المطر وتخزينه بصورة طبيعية أو بتدخل الإنسان بعد عواصف الأمطار الشديدة لاستخدامه على نحو مفيد. يرجع حصاد المياه لأكثر من ألفي عام مضت حيث توجد وتعمل حتى الآن أحواض تتراوح أحجامها بين 200 و 2000 متر مكعب في شمال الصحراء الغربية المصرية. ومياه الأمطار يمكن استخدامها في الغالب لجميع الأغراض دون معالجة، كما أن الخصائص الطبيعية والكيميائية لمياه الأمطار أفضل من مثيلاتها للمياه الجوفية التي قد تعاني من التلوث في بعض الأحيان. ونُظُم حصاد مياه الأمطار قد لا تحتاج لمنشآت خاصة بل قد يُستَفاد من أسطح المنازل ومواقف السيارات والملاعب والمنتنزهات العامة والبحيرات الصغيرة والسهول الفيضية، كما أن آثارها البيئية السلبية تكاد تكون معدومة. ويتميز حصاد مياه الأمطار بأنه يمثل مصدر إضافي للمياه يخفف العبء على الموارد الأخرى كما أنه يمثل احتياطي لموارد المياه الأخرى في حلالات الطوارئ والكوارث الطبيعية. كما أن حصاد مياه الأمطار يخفف العبء على شبكات الصرف وشوارع المدن التي قد تغرقها مياه الأمطار الغزيرة. تكنولوجيا حصاد مياه الأمطار مرنة ويمكن تكييفها حسب المتطلبات من حيث التصميم والتشغيل والصيانة بتكاليف معقولة. وقد مارس أبناء الامارت حصاد مياه الأمطار منذ مئات السنين للاستفادة منها في الأغراض المنزلية والزراعية، وأبرز تقنيات الحصاد تمثلت في بناء الحواجز الترابية الصغيرة في مناطق جريان السيول وبناء الأحواض، أو مايعرف محلياً بالحبائس، وهي مناطق منخفضة تتجمع فيها المياه بشكل طبيعي فيقوم الأهالي ببناء جدران حولها تأخذ شكلاً دائرياً أو مستطيلاً كبير الحجم ومن أبرزها حبيسة البثنة في أمارة الفجيرة وحبيسة المورد في إمارة رأس الخيمة. أما في المناطق الجبلية فقد قام الأهالي ببناء ما يُعرف بالبِرَك، والبِركَة عبارة عن بناء إسمنتي أو طيني لحصد مياه الأمطار المتدفقة من الجبال وتأخذ البركة شكلاً هندسياً مربعاً أو مستطيلاً يتم تخزين المياه فيها لفترة طويلة ويُستفاد منها في الشرب والزراعة. ويوجد عدد من البرك في وادي البيح ووادي النقب ووادي قداعة بإمارة رأس الخيمة.
يتميز مناخ الإمارات بالجفاف الشديد، حيث تندر الأمطار وتزداد معدلات التبخر، خاصة خلال فصل الصيف. لذا يعتبر إنشاء سدود الاحتجاز المؤقت التي تغذي المياه الجوفية هو الأنسب لحصاد جانب من مياه السيول الموسمية وذلك بتحويلها نحو باطن الأرض لتغذية الخزانات الطبيعية للمياه الجوفية. وقد تم بناء أكثر من 130 سد وحاجز تستطيع استيعاب 120 مليون متر مكعب سنويا خلال مواسم المطر. ومن أبرز أهداف بناء السدود والحواجز هو:
التغذية الاصطناعية للمياه الجوفية هي إعادة شحن الخزانات المائية الطبيعية الناضبة بمياه من مصادر مختلفة، كمياه السيول ومياه التحلية ومياه الصرف المُعَالَجة. ويتم الشحن عن طريق حقن المياه في الخزانات المائية الطبيعية بطرق مختلفة مُخطط لها، مثل خزانات السدود وأحواض نشر المياه أو رشح المياه السطحية من هطول الأمطار والمجاري المائية المؤقتة أو الدائمة. والتغذية الإصطناعية تُخَزِن المياه تحت سطح الأرض من أجل الاستخدامات المستقبلية، وتشمل جلب المياه المراد تخزينها إلى مكان التخزين واختيار طريقة التغذية ودراسة خطواتها وطريقة تنفيذها. ومن طرق التغذية المُخطط لها أحواض نشر المياه و طريقة مجرى الوادي وطريقة الحفر وطريقة آبار الحقن. وتهدف التغذية الصطناعية للمياه الجوفية إلى رفع مناسيب المياه الجوفية في الخزانات التي تم استنزاف مياهها بالفعل وتخزين المياه الفائضة عن الحاجة موسمياً لحين الحاجة إليها والحد من زحف المياه المالحة من البحر إلى الخزانات المائية الطبيعية العذبة في المناطق الساحلية.
حققت الإمارات نجاحا كبيراً بتقليص مساحة الأرض الزراعية التي تُروَى رَياً تقليدياً من 80% عام 1993 إلى 17% فقط عام 2001. وفي هذا الصدد أجرت وزارة الزراعة والثروة السمكية دراسات مكثفة مع بيوت خبرة عالمية خلال الفترة من 1976م حتى 1981م لاختار أفضل تقنيات الري التي تناسب التربة والظروف المناخية السائدة في الدولة. الآن تم التوسع في استخدام تقنيات الري الحديثة التي ثبت نجاحها في الحد من استهلاك المياه وزيادة الإنتاج الزراعي حيث أصبحث طرق الري الحديثة تغطي ما يزيد عن 90% من المزارع في الدولة.
بعد سنوات من البحث المتوالي، تم التوصل إلى أن طريقة الري بالتنقيط هي الطريقة المُثلَى لري محاصيل الخضر والأشجار الحرجية والغابات، وأن طريقة الري بالرش هي طريقة الأنسب لري الأعلاف والمحاصيل الحقلية، وأن طريقة الري بالفقاعات هي الأفضل لري أشجار النخيل والفاكهة وأشجار وشجيرات الزينة، وقد قدمت الدولة الدعم للمزارعين لنشر تلك الطرق وأصبحت تغطي أكثر من 82% من المساحة المزروعة بالدولة، ولم تعد الطرق التقليدية تستخدم إلا في بعض المزارع القديمة ولري بعض الأعلاف كالبرسيم، ولا زالت البحوث مستمرة لاستخدام التقنيات التي من شأنها زيادة كفاءة طرق الري تلك لترشيد استهلاك المياه في المزارع .تلا ذلك تقديم شبكات الري الحديثة إلى المزارعين مع تحمل الحكومة ما نسبته 50% من أثمانها، مما كان له أطيب الأثر على توفير موارد المياه الجوفية من جانب، وزيادة الإنتاج الزراعي من جانب آخر. وقد أدى تبني استخدام نظم طرق الري الحديثة إلى توفير حتى 60% من كميات المياه المستخدمة مقارنة بالطرق التقليدية. بالإضافة إلى الاقتصاد في كميات المياه المستخدمة في الري فان طرق الري الحديثة قد ساهمت في زيادة إنتاجية المحاصيل الزراعية. لهذه الأسباب فان طرق الري الحديثة التي كانت شبة معدومة على نطاق الدولة قبل عام 1980 قد أصبحت في 1995 تخدم حوالي 40,455 هكتار من المساحة الكلية المزروعة والتي تقدر بحوالي 65,557 هكتار، مما يعني أن 62% من المساحة المزروعة في الدولة يستخدم في ريها طرق الري الحديثة. وفي 2005، زادت المساحة المستغلة في الزراعة لتصل إلى 245 ألف هكتار وبلغت نسبة المساحة المُنزرِعة التي تُروَى بطرق الري الحديثة 83%. وفي 2015 بلغت نسبة المساحة المُنزرِعة التي تُروَى بطرق الري الحديثة أكثر من 90%.
الزراعة المحمية تعني إنتاج محاصيل في صوبات زجاجية أو بلاستيكية عندما يكون إنباتها صعباً في الحقول المفتوحة وقد ارتفع عدد تلك الصوبات من 1,678 (تغطي مساحة 56 هكتار) في عام 1986 إلى 3,960 صوبة في عام 1993 (تغطي مساحة 156 هكتار). وعلى الرغم من أن إنتاج المحاصيل تحت ظروف البيئات المحمية يكون نسبياً أكثر كلفة إلا أنه لا يزال مجدياً من الناحية الاقتصادية نظراً لوفرة المحصول وجودة المنتج والاقتصاد في مياه الري والأسمدة والمخصبات. على الرغم من أن إنتاج المحاصيل في ظل ظروف البيئية المحمية يُعدُّ أكثر تكلفة نسبيًا ، إلا أنه لا يزال مجديًا اقتصاديًا ، نظرًا لوفرة الإنتاج وجودة المنتج والاقتصاد في استخدام مياه الري والأسمدة. شهدت إمارة أبوظبي، وخاصة منطقة العين، ارتفاعاً حاداً في البيوت البلاستيكية في عام 2015، ويرجع ذلك إلى تنامي دور الزراعة المحمية في تعزيز الإنتاج الزراعي بالدولة.
تستحوذ الزراعة في المتوسط على 85% من موارد المياه في منطقة الخليج العربي بينما تبلغ الاحتياجات المنزلية 13% ولا يتعدى الاحتياج الصناعي 2%. فلو أن محاصيل اقتصادية أمكن زراعتها باستخدام مياه مالحة في أرض مالحة، لأمكن توفير غذاء إضافي للإنسان والحيوان ولدخلت أراضٍ مالحة متروكة في نطاق المساحة المزروعة. هذا علاوة على أن استخدام المياه المالحة يخفف الضغط عن موارد المياه العذبة. فالزراعة الملحية تُسهِم في الإدارة المتكاملة لموارد المياه لأنها تُمكِّن من استخدام موردين مهمشين هما المياه المالحة والأرضي المتأثرة بالملوحة. يتم حالياً البحث عن نوعيات محلية وأجنبية من المحاصيل التي يمكن أن تعايش مع الري باستخدام المياه الملحية وذلك من خلال الجهود التي يبذلها مركز الدراسات الملحية في دولة الإمارات العربية المتحدة والذي يُعدُّ مركزاً فريداً من نوعه في خدمة الدولة والمنطقة بل والعالم أجمع.
تُستَخدم تقنية الاستشعار عن بُعد في الوقت الحالي الصور الفضائية بجانب الدراسات الحقلية لتعزيز جهود البحث عن المياه الجوفية، وهناك بعض الدراسات في المنطقة الشمالية من الدولة تمت مع بيوت خبرة عالمية في هذا المجال، وشملت الدراسة عناصر المناخ والغطاء النباتي وتضاريس السطح وأحواض الصرف الجافة والظروف الجيولوجية والهيدروجيولوجية، وتحديد النطق التركيبية والظواهر الخطية التي تؤثر في نشأة المسامية الثانوية وتسهم في سرعة حركة المياه الجوفية في رحلتها من مناطق التغذية نحو مناطق التفريغ. تعزز هذه الدراسات والبحوث المعلومات المتاحة عن الخزانات الطبيعية للمياه الجوفية بالإمارات ويمكن الاستفادة من نتائجها بالتركيز على المناطق ذات الأولوية في استكشاف مواردها المائية وتحديد أفضل المواقع لحفر آبار المياه عالية الإنتاجية في المستقبل.
تعتبر نظائر الأكسجين والهيدروجين والكربون والنيتروجين من أكثر النظائر أهمية في الدراسات المائية لكونها عناصر أساسية في النظام الهيدروجيولوجي، حيث تستخدم النظائر الثابتة لهذه العناصر ككواشف لتتبع أصل المياه، بينما تستخدم النظائر المشعة في التعرف على عمر المياه وتجددها من عدمه. وتعاونت الوكالة الدولية للطاقة الذرية مع وزارة البيئة والمياه في استخدام النظائر الطبيعية لتقييم كفاءة السدود في تغذية المياه الجوفية وتحديد اتجاهات سريانها في خزاناتها الطبيعية للمياه الجوفية وتحديد سرعات المياه الجوفية الضحلة والعميقة وتحديد أعمارها وأصلها. تشير نتائج دراسة فاعلية سد وادي الوريعة في تغذية المياه الجوفية، التي قامت بها وزارة البيئة والمياه بالتعاون مع الوكالة الدولية للطاقة الذرية بجنيف، باستخدام المعطيات الجيوكيميائية والنظائر الثابتة والميزان النظائري للمياه المتجمعة في بحيرة السد وآبار المراقبة إلى إسهام المياه السطحية المتجمعة في بحيرة السد بفعالية في تغذية المياه الجوفية، وخلُصَت النتائج إلى أن نسبة تغذية مياه السد للخزان الطبيعي للمياه الجوفية تتراوح بين 20 إلى 40%، وهي نسبة عالية بالمقياس الدولي.
يعتمد إعداد النماذج العددية للخزانات الطبيعية للمياه الجوفية على توفر البيانات القديمة بنفس قدر أهمية البيانات الحديثة. ويمثل إنشاء بنوك المعلومات التي تشمل البيانات المناخية والمعاملات الهيدرولوجية ومناسيب المياه الجوفية ونتائج التحاليل الكيميائية وبيانات التغذية والضخ وقياسات النظائر الثابتة والمشعة أهم متطلبات إعداد تلك النماذج. تلك البيانات يمكن تخزينها إلكترونياً واستخدامها مع عدد كبير من نماذج المياه الجوفية التحليلية والعددية في محاكاة الخزانات الطبيعية للمياه الجوفية وإدارتها على الوجه الأمثل. ورغم أهمية تلك التقنيات إلا أن دراسات النماذج العددية بالدولة مازال محدودة جداً.