Improving water quantity and quality in a mountain hard-rock watershed (La Vera, Spain) through Ancestral Nature-Based Solution for Managed Aquifer Recharge

الماء مورد حي، ولكن في الجبال الصخرية العالية في إسبانيا، غالباً ما يصل كهدية عابرة. في هذه المناظر الطبيعية المنحدرة والجرانيتية، تندفع مياه الأمطار وذوبان الثلوج عبر المنحدرات بسرعة كبيرة لدرجة أنها نادراً ما تجد الوقت للتغلغل في الأرض. وبدلاً من ذلك، تجري نحو الأنهار، تاركةً طبقات المياه الجوفية الكامنة — وهي خزانات طبيعية للمياه العذبة — محرومة، والمياه المتبقية تصبح نقية بشكل خطير، وتفتقر إلى المعادن الأساسية التي تجعلها آلتمنة وصالحة للاستهلاك البشري. لقرون، واجهت المجتمعات في هذه المناطق تحدياً مزدوجاً: كيف تجمع ما يكفي من الماء للنجاة من فترات الصيف الجافة، وكيف تضمن أن المياه التي تشربها متوازنة كيميائياً.

تقدم الحلول القائمة على الطبيعة طريقاً للمضي قدماً. وهذه هي الاستراتيجيات التي تعمل مع العمليات الطبيعية بدلاً من العمل ضدها، باستخدام الأرض نفسها لتخزين ومعالجة المياه. يتضمن أحد هذه النهج "الشحن المدار للمياه الجوفية"، حيث يقوم البشر بتوجيه المياه السطحية عمداً إلى باطن الأرض لإعادة ملء الخزانات الجوفية. وبينما تعتمد الهندسة الحديثة غالباً على المضخات والخزانات الخرسانية، طورت المجتمعات القديمة أساليبها المتطورة الخاصة. فقد بنوا قنوات بسيطة غير مبطنة على طول منحدرات التلال لإبطاء الجداول الجارية، مما يسمح للمياه بالتسرب إلى التربة والصخور. يستكشف هذا البحث أحد هذه الأنظمة القديمة، المعروف باسم "بيسكيريراس" (pesqueras)، في منطقة لا فيرا (La Vera) في غرب إسبانيا. وهو لا يبحث فقط فيما إذا كانت هذه القنوات تنجح في إعادة ملء المياه الجوفية، بل يبحث أيضاً فيما يحدث لكيمياء المياه أثناء انتقالها تحت الأرض. وتكشف الدراسة أن هذه الهياكل الموروثة تفعل أكثر من مجرد تخزين المياه؛ فهي تعمل كمرشحات ومعدّنات طبيعية، محولةً مياه الجريان السطحي الجبلية الحمضية والضعيفة إلى مياه أكثر ملاءمة للشرب.

في حوض سان غريغوريو، وهي منطقة وعرة على المنحدرات الجنوبية لسيرّا دي غرودوس، قامت مجتمع محلي يسمى "مجتمع أوتشو كانيوس للري" (Ocho Caños Irrigation Community) بترميم هذه القنوات القديمة. لعقود من الزمن، سمح النزوح الريفي لـ "البيسكيريراس" بالإهمال، لكن المجتمع قام منذ ذلك الحين بإعادة تأهيل أكثر من 12 كيلومتراً منها. تقوم هذه القنوات بتحويل المياه من الجداول ونشرها عبر التلال، حيث تتسرب داخل طبقة سميكة من الجرانيت المتجوّي. يعمل هذا الصخر المتجوّي مثل الإسفنج، حيث يحتجز الماء ويسمح له بالتغلغل ببطوة نحو الأسفل. وقد أظهرت الدراسات السابقة بالفعل أن هذه القنوات المستعادة تساهم بشكل كبير في إمدادات المياه في المنطقة، حيث توفر ما يقرب من 58 بالمائة من إجمالي شحن المياه الجوفية في المنطقة، أي حوالي 2 مليون متر مكعب من الماء سنوياً. ومع ذلك، لم يكن العلماء يعرفون كيف تؤثر هذه العملية على جودة المياه أو التغيرات الكيميائية المحددة التي تحدث أثناء حركتها عبر الصخور.

للإجابة على هذه الأسئلة، أجرى باحثون من المعهد الجيولوجي والتعديني في إسبانيا ومؤسسات أخرى تحقيقاً مفصلاً خلال موسمين متميزين: ربيع رطب وخريف جاف. قاموا بجمع عينات المياه من الجداول، ومن قنوات الشحن نفسها، ومن الينابيع الطبيعية التي تغذي البلدات المحلية. ومن خلال تحليل التركيب الكيميائي لهذه العينات، بما في ذلك مستويات المعادن الذائبة والبصمات الفريدة لذرات الأكسجين والهيدروجين داخل جزيئات الماء، تمكن الفريق من تتبع رحلة الماء من السطح إلى طبقة المياه الجوفية العميقة. لقد بحثوا عن علامات كيفية تفاعل الماء مع صخر الجرانيت الأساسي، الغني بمعادن مثل الفلسبار والميكا.

أكدت النتائج أن "البيسكيريراس" المستعادة تعمل تماماً كنظام معالجة طبيعي متطور. فالماء الذي يدخل القنوات يبدأ كجريان سطحي حمضي مخفف جداً يكاد يخلو من المعادن الذائبة. ومع غوصه في الجرانيت المتجوي، يبدأ في "حوار كيميائي" بطيء مع الصخر. إذ يذيب الماء المعادن من الجرنيت، ملتقطاً عناصر أساسية مثل الصوديوم، والبوتاسيوم، والكالسيوم، والمغنيسيوم، بالإضافة إلى البيكربونات والسيليكا. هذه العملية، المعروفة باسم "التفاعل بين الماء والصخر"، تزيد تدريجياً من المحتوى المعدني للمياه. والنتيجة هي تحول من مياه شديدة النقاء وحمضية للغاية وغير مثالية للاستهلاك، إلى مياه متوازنة جيداً وآمنة للشرب. وأظهرت الدراسة أن المياه التي تخرج من الينابيع في اتجاه مجرى النهر كانت تحتوي على مستويات معدنية أعلى بكثير من المياه الموجودة في أعلى الحوض، مما يثبت أن الرحلة الجوفية عبر الجرانيت قد أغنتها.

ومن الأهمية بمكان أن الباحثين استخدموا النظائر المستقرة — وهي اختلافات طفيفة في وزن جزيئات الماء — لتتبع حركة المياه. تعمل هذه النظائر كبصمة، مما يسمح للعلماء بالتمييز بين المياه التي سقطت كمطر مباشرة على الأرض والمياه التي تم تحويلها عبر القنوات. وأظهرت البيانات أن الينابيع التي تغذي بلدة ألدانيوا دي لا فيرا (Aldeanueva de la Vera) تحتوي على مياه تحتفظ بالبصمة النظائرية للجداول المرتفعة التي تم تحويلها عبر "البيسكيريراس". وقد أكد هذا أن المياه كانت تنتقل بالفعل من قنوات الشحن، عبر طبقات الصخور العميقة تحت الأرض، وتخرج على بعد أميال عند الينابيع. كما كشفت الأدلة النظائرية أن المياه قضت وقتاً أطول تحت الأرض مما كانت ستفعله بدون القنوات، مما سمح بفترة أطول من التفاعل مع الصخر وتحسين كيميائي أكثر اكتمالاً.

كما سلطت الدراسة الضوء على كيفية تأثير جيولوجيا المنطقة على الطعم والتركيبة النهائية للمياه. فبينما كانت المياه تتحرك من الأجزاء العليا من الحوض، حيث الصخر من نوع جرانيت يُسمى "جرانودايوريت"، إلى المناطق السفلى حيث تلتقي بنوع صخري مختلف يُسمى "ليوكوغرانيت"، تغير التوازن الكيميائي. في المناطق العليا، امتصت المياه المزيد من الصوديوم والبوتاسيوم. ومع تدفقها نحو مناطق الليوكوغرانيت في الأسفل، بدأت في امتصاص المزيد من الكالسيوم والمغنيسيوم. هذا التدرج الطبيعي يعني أن المياه التي تصل إلى البلدة هي خليط معقد، تم تنقيته بواسطة المعادن المحددة للصخر الذي مرت به. ووجد الباحثون أنه رغم هذه التغييرات، ظلت المياه ضمن حدود السلامة التي وضعتها منظمة الصحة العالمية لمياه الشرب، مما يثبت أن هذه الطريقة التقليدية في الإدارة تنتج مورداً عالي الجودة.

إن نجاح "البيسكيريراس" في "لا فيرا" يقدم درساً قوياً لإدارة المياه في ظل تغير المناخ. إن ترميم هذه القنوات، المدفوع بالكامل بالمعرفة المحلية وجهود المجتمع، قد خلق نظاماً يتميز بالمرونة وانخفاض التكلفة. فهو لا يتطلب كهرباء أو آلات معقدة؛ بل يعتمد على الانحدار الطبيعي للأرض والخصائص الكيميائية للصخور. ومن خلال إبطاء حركة المياه والسماح لها بالتغلغل، أمّن المجتمع إمدادات موثوقة من المياه الجوفية تكون أقل عرضة للجفاف. علاوة على ذلك، فإن هذه العملية تحسن جودة المياه طبيعياً، محولةً إياها من جريان سطحي شديد النقاء وإشكالي محتمل إلى إمداد مياه صحي.

تؤكد هذه الدراسة فكرة أن المعرفة البيئية التقليدية يمكن أن توفر حلولاً سليمة علمياً للتحديات البيئية الحديثة. إن "البيسكيريراس" ليست مجرد آثار تاريخية؛ بل هي بنية تحتية نشطة وفعالة تعزز كمية وجودة المياه على حد سواء. وتثبت الدراسة أنه عندما تعمل المجتمعات مع العمليات الطبيعية لمناظرها الطبيعية، يمكنها إنشاء أنظمة مياه قوية قادرة على تحمل ضغوط تغير المناخ. إن المياه التي تخرج من الينابيع في "لا فيرا" تحمل قصة رحلتها: رحلة من السماء، وجهتها الأيدي البشرية، وهذبها باطن الأرض، ووُصلت كمورد حيوي للمجتمع. ويشير هذا النهج إلى أنه في مناطق جبلية أخرى ذات جيولوجيا مماثلة، قد يكون ترميم مثل هذه الأنظمة الموروثة استراتيجية رئيسية لتأمين المياه للمستقبل.