Artificial Groundwater Recharge in Faria Catchment A Hydrogeological Study
Date
2009
Authors
Yahya Fathi Kamel Saleh
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Faria catchment is classified as arid to semi-arid region without perennial water resources. Wells and springs are the main sources of water, yet these wells and springs do not withstand the entire dry season.
So, it was important to find feasible solutions to utilize the surplus storm and spring water which flows to the Jordan Valley. One of the identified feasible solutions might be to artificially recharge the groundwater with the surplus water. Therefore this study is to assist in the establishment of the effect of recharge by floodwater on the groundwater system made up of alluvial and consolidated sediments and karstic limestone in the Faria catchment. The methodology of the work started with collecting and analyzing the data which are needed for establishing the water balances or to define proper locations for artificial recharge. Groundwater and surface water balances were established and the probable volume of artificial recharge was calculated. Moreover the best sites for artificial recharge were located and verified.
The use of artificial recharge will make changes in the quantity and quality of the groundwater system. In order to assess these changes, the hydrological and hydro geological properties of the area under study were identified. Within the light of this understanding, the groundwater and surface water balances were established using available data in the area. This was all done in order to establish the reference conditions that can be utilized in quantifying the impacts of artificial recharge on the groundwater resources of the study area. The results were that about 36 MCM is the natural recharge in the upper parts of the catchment against a total catchment recharge of 60.3 MCM. The man made artificial recharge in the upper catchment can contribute about 3.2 MCM.
Since the main wadi courses convey the disposal of wastewater and to avoid the negative effects of mixing the wastewater with recharge water, a separation method was proposed to separate the wastewater and to improve the current situation for the groundwater. The Weighted Index Overlay Method (WIOA) was used to determine the most proper locations for artificial recharge structures based on infiltration capacity, slope, and type of aquifer to be recharged and the existence of fractures. The results show that 14% of the total area is very suitable for artificial groundwater recharge. These results were verified by field observations and previous studies and each of them supports the obtained results.
يصنف حوض وادي الفارعة على أنه منطقة شبه جافة لا يوجد بها مصادر مياه دائمة ، وتعتبر مياه الأمطار و الينابيع هي المصادر الرئيسية في المنطقة و التي يعتمد تزويدها للمياه على وفرة مياه الأمطار في موسم الشتاء، و كثير من هذه الآبار والينابيع لا يمكنها الاستمرار في التزويد في مواسم الجفاف، لذلك كان لا بد من الوصول إلى حل مجدي يمكن من خلاله الاستفادة من مياه الأمطار والينابيع التي تجري إلى نهر الأردن. الحل الممكن يتمثل بترشيح هذه المياه عبر طبقات الأرض المتشكلة من الرواسب و التجاويف الجيرية إلى المياه الجوفية. و تتلخص آلية عمل الدراسة بجمع وتحليل المعلومات التي تلزم لتكوين الميزان المائي و كذلك لتحديد المواقع التي يمكن استخدامها لهذه التقنية ، حيث أنه من خلال نتائج التحليل تم تكوين الميزان المائي للمياه السطحية و الجوفية و تحديد الكمية التي يمكن ترشيحها اعتمادا على مساحة سطح المياه التي يتم جمعها بهدف ترشيحها، كذلك تم التوصل من خلال نتائج تحليل المعلومات المتوفرة إلى تحديد أفضل الأماكن التي يمكن استخدامها لهذا الغرض. تطبيق هذه التقنية سيكون له تأثير كمي ونوعي على المياه الجوفية و لقياس هذا التأثير فإنه لابد من التعرف على الخصائص الهيدرولوجية والهيدورجيولوجية لطبقات الأرض في منطقة الدراسة لفهم المتغيرات الموجودة. و على ضوء هذا الفهم فقد تم تكوين الموازنة المائية للمياه السطحية والجوفية باستخدام البيانات المتوفرة لتحديد مركبات هذه الموازنة ليتم استخدامها كمرجع يمكن من خلاله تكوين الموازنة المائية بعد تطبيق تقنية الترشيح و معرفة تأثير تطبيقه على الميزان المائي. حيث كانت النتيجة أن36 مليون متر مكعب ترشح إلى المياه الجوفية بشكل طبيعي في الأجزاء العلوية من الحوض من أصل 60.3 مليون متر مكعب ترشح من حوض الفارعة بشكل طبيعي، و في حال استخدام تقنية الترشيح فإن كمية المياه التي يمكن أن تساهم بها هذه التقنية قدرت بحوالي3.2مليون متر مكعب في الجزء العلوي لحوض الفارعة. ولتفادي الآثار السلبية لاختلاط المياه العادمة بالمياه التي يمكن استخدامها لترشيح المياه الجوفية تم اقتراح وسيلة لعزل المياه العادمة في منطقة تنفيذ مشروع الترشيح، و لتحسين نوعية المياه الجوفية الحالية من نتائج تسرب هذه المياه و اختلاطها بها. كما خلصت الدراسة إلى تحديد أفضل الأماكن والأساليب التي يمكن استخدامها لتطبيق هذا المشروع تبعا لأربعة معايير هي: القدرة على الترشيح و انحدار المنطقة ونوع الأحواض التي سيتم ترشيحها بالإضافة إلى تحديد إمكانية وجود تصدعات في طبقات الأرض، حيث يتم ذلك باستخدام طريقة المعيار الوزني لهذه المعايير ليتم تصنيف حوض الفارعة إلى مناطق صالحة للترشيح و مناطق غير صالحة حيث أظهرت النتائج أن 14% من المساحة الكلية لحوض الفارعة مناسبة لتطبيق تقنية الترشيح، وتم مقارنة نتائج التصنيف مع مقترحات ميدانية و كذلك مع دراسة أخرى دعمت النتائج التي تم التوصل إليها.
يصنف حوض وادي الفارعة على أنه منطقة شبه جافة لا يوجد بها مصادر مياه دائمة ، وتعتبر مياه الأمطار و الينابيع هي المصادر الرئيسية في المنطقة و التي يعتمد تزويدها للمياه على وفرة مياه الأمطار في موسم الشتاء، و كثير من هذه الآبار والينابيع لا يمكنها الاستمرار في التزويد في مواسم الجفاف، لذلك كان لا بد من الوصول إلى حل مجدي يمكن من خلاله الاستفادة من مياه الأمطار والينابيع التي تجري إلى نهر الأردن. الحل الممكن يتمثل بترشيح هذه المياه عبر طبقات الأرض المتشكلة من الرواسب و التجاويف الجيرية إلى المياه الجوفية. و تتلخص آلية عمل الدراسة بجمع وتحليل المعلومات التي تلزم لتكوين الميزان المائي و كذلك لتحديد المواقع التي يمكن استخدامها لهذه التقنية ، حيث أنه من خلال نتائج التحليل تم تكوين الميزان المائي للمياه السطحية و الجوفية و تحديد الكمية التي يمكن ترشيحها اعتمادا على مساحة سطح المياه التي يتم جمعها بهدف ترشيحها، كذلك تم التوصل من خلال نتائج تحليل المعلومات المتوفرة إلى تحديد أفضل الأماكن التي يمكن استخدامها لهذا الغرض. تطبيق هذه التقنية سيكون له تأثير كمي ونوعي على المياه الجوفية و لقياس هذا التأثير فإنه لابد من التعرف على الخصائص الهيدرولوجية والهيدورجيولوجية لطبقات الأرض في منطقة الدراسة لفهم المتغيرات الموجودة. و على ضوء هذا الفهم فقد تم تكوين الموازنة المائية للمياه السطحية والجوفية باستخدام البيانات المتوفرة لتحديد مركبات هذه الموازنة ليتم استخدامها كمرجع يمكن من خلاله تكوين الموازنة المائية بعد تطبيق تقنية الترشيح و معرفة تأثير تطبيقه على الميزان المائي. حيث كانت النتيجة أن36 مليون متر مكعب ترشح إلى المياه الجوفية بشكل طبيعي في الأجزاء العلوية من الحوض من أصل 60.3 مليون متر مكعب ترشح من حوض الفارعة بشكل طبيعي، و في حال استخدام تقنية الترشيح فإن كمية المياه التي يمكن أن تساهم بها هذه التقنية قدرت بحوالي3.2مليون متر مكعب في الجزء العلوي لحوض الفارعة. ولتفادي الآثار السلبية لاختلاط المياه العادمة بالمياه التي يمكن استخدامها لترشيح المياه الجوفية تم اقتراح وسيلة لعزل المياه العادمة في منطقة تنفيذ مشروع الترشيح، و لتحسين نوعية المياه الجوفية الحالية من نتائج تسرب هذه المياه و اختلاطها بها. كما خلصت الدراسة إلى تحديد أفضل الأماكن والأساليب التي يمكن استخدامها لتطبيق هذا المشروع تبعا لأربعة معايير هي: القدرة على الترشيح و انحدار المنطقة ونوع الأحواض التي سيتم ترشيحها بالإضافة إلى تحديد إمكانية وجود تصدعات في طبقات الأرض، حيث يتم ذلك باستخدام طريقة المعيار الوزني لهذه المعايير ليتم تصنيف حوض الفارعة إلى مناطق صالحة للترشيح و مناطق غير صالحة حيث أظهرت النتائج أن 14% من المساحة الكلية لحوض الفارعة مناسبة لتطبيق تقنية الترشيح، وتم مقارنة نتائج التصنيف مع مقترحات ميدانية و كذلك مع دراسة أخرى دعمت النتائج التي تم التوصل إليها.