Assessment of Groundwater Depletion at Local Scale Using Satellite Data: A Case Study of Lahore District, Pakistan

الماء هو الخيط الخفي الذي يربط أوصال المدينة، يتدفق عبر الأنابيب، ويملأ الصنابير، ويغذي المحاصيل التي تطعم سكانها. وتحت سطح العديد من المدن، يكمن خزان هائل وخفي يُسمى "الطبقة الجوفية" (الأكويفر)، وهي طبقة تشبه الإسفنج من الصخور والتربة التي تخزن المياه الجوفية. هذا الماء مورد حيوي، لكنه ليس غير محدود. فعندما يسحب الناس من الماء تحت الأرض أكثر مما تعوضه الطبيعة من خلال الأمطار والأنهار، يبدأ مستوى المياه الجوفية — وهو المستوى العلوي لتلك المياه تحت الأرض — في الانخفاض. هذه الظاهرة، المعروفة باسم استنزاف المياه الجوفية، تشكل تهديداً خطيراً لصحة المدن والنظم البيئية التي تدعمها. وعلى مدى عقود، كافح العلماء لتتبع هذه التغيرات بدقة، خاصة في المناطق الحضرية سريعة النمو حيث غالباً ما تكون البيانات شحيحة أو متفرقة. لقد كان التحدي يكمن في إيجاد طريقة لرؤية ما لا يُرى، وقياس النزيف البطيء والمستمر لهذه الاحتياطيات تحت الأرض عبر مناطق بأكملها دون الحاجة إلى حفر ثقب في كل حي من أحياء المدينة.

ولحل هذا اللغز، وجهت باحثة تُدعى سونيا أنوار، من جامعة البنجاب، اهتمامها إلى لاهور، العاصمة الصاخبة لإقليم البنجاب في باكستان. لاهور مدينة تضم الملايين وتعتمد بشكل كبير على المياه الجوفية لتلبية احتياجاتها اليومية، حيث تسحب المياه من أعماق الأرض عبر آلاف الآبار. كان السؤال الذي أرادت أنوار الإجابة عليه بسيطاً ولكنه حاسم: ما مدى سرعة انخفاض مستوى الماء في لاهور، وأين تكمن المشكلة الأكثر حدة؟ ولإيجاد الإجابة، لم تعتمد أنوار على طريقة واحدة، بل جمعت بين طريقتين مختلفتين تماماً للنظر إلى العالم. أولاً، جمعت أرقاماً ملموسة من الأرض نفسها، من خلال جمع سجلات مستويات المياه من 220 بئراً مختلفاً في المنطقة، تغطي ما يقرب من عقدين من الزمن من عام 2000 إلى عام 2019. وفرت هذه السجلات تاريخاً مفصلاً، نقطة بنقطة، لكيفية زيادة العمق الذي كان يجب ضخ الماء من أجله للوصول إلى السطح.

لكن النظر إلى الآبار الفردية يشبه محاولة فهم الطقس من خلال فحص ميزان الحرارة في حديقتك الخلفية فقط. ولرؤية الصورة الأكبر، نظرت أنوار إلى الأعلى. فقد استخدمت بيانات من زوج من الأقمار الصناعية تُعرف باسم "GRACE"، والتي تدور حول الأرض وتقيس التغيرات الطفقة في الجاذبية. وبما أن للماء وزناً، فعندما تختفي كمية كبيرة من المياه الجوفية من منطقة ما، تتغير كتلة الأرض في ذلك الموقع قليلاً، ويمكن للأقمار الصناعية اكتشاف هذا التحول. ومن خلال تحليل قياسات الجاذبية هذه، استطاعت تقدير كمية المياه التي تُفقد عبر المنطقة بأكملها، وكأنها تزن المياه تحت الأرض من الفضاء. ثم استخدمت برامج حاسوبية قوية لدمج هذين المصدرين من المعلومات، مما خلق خريطة لا تظهر الأرقام فحسب، بل تروي قصة تراجع المياه عبر المشهد الطبيعي.

كانت القصة التي ترويها البيانات هي قصة فقدان مستمر وكبير. فعلى مدار عشرين عاماً، انخفض منسوب المياه الجوفية في لاهور بشكل دراماتيكي. في عام 2000، كان متوسط عمق الوصول إلى الماء حوالي 24 متراً، وبحلول عام 2019، زاد هذا العمق ليصل إلى ما يقرب من 42 متراً. وهذا يعني أنه، في المتوسط، انخفض مستوى الماء بمعدل متر واحد تقريباً في كل سنة. وقد أكد التحليل الإحصائي أن هذا لم يكن تقلبًا عشوائياً أو انخفاضاً مؤقتاً، بل كان اتجاهاً ثابتاً وطويل الأمد للاستنزاف. ووجد الباحثون أن هذا الانخفاض كان يحدث في جميع الأنحاء، لكنه لم يكن يحدث بشكل متساوٍ؛ إذ تركزت الانخفاضات الأكثر حدة في الأجزاء الوسطى والجنوبية من المدينة، وهي المناطق ذات الكثافة السكانية الأعلى حيث حولت التوسع الحضري طبيعة الأرض.

تشير هذه النتائج إلى علاقة واضحة بين السبب والنتيجة مدفوعة بالنشاط البشري. فالنمو السريع للمدينة، مع توسع أحياؤها وصناعاتها، خلق طلباً على المياه يتجاوز بكثير ما يمكن للأرض أن تعوضه طبيعياً. ومع تغطية الخرسانة والأسفلت للتربة، لم يعد بإمكان مياه الأمطار التغلغل في الأرض لإعادة ملء الطبقة الجوفية، وبدلاً من ذلك، تجري المياه نحو المصارف، بينما يتم ضخ ملايين اللترات يومياً للشرب والغسيل والصناعة. كما بحثت الدراسة في دور نهر رافي، الذي يتدفق بالقرب من المدينة وكان يساعد تاريخياً في إعادة شحن المياه الجوفية. وتشير البيانات إلى أن النهر، الذي تضاءل الآن بسبب التحويلات في أعالي النهر وانخفاض تدفقه، يساهم بشكل ضئيل جداً في إعادة ملء الإمدادات تحت الأرض. وبينما تسبب الأنماط الجوية وهطول الأمطار ارتفاع وانخفاض مستويات المياه قليلاً من سنة إلى أخرى، فإن المحرك الرئيسي للانخفاض هو عدم التوازن بين كمية المياه المستخرجة وكمية المياه التي تُعاد إلى الأرض.

إن تداعيات هذا الاكتشاف عميقة بالنسبة لمستقبل لاهور. فمع غوص مستوى المياه الجوفية في الأعماق، يصبح ضخ المياه أكثر تكلفة واستهلاكاً للطاقة، ويمكن أن تتدهور جودة المياه مع سحب الطبقات الأعمق والأكثر ملوحة. وتسلط الدراسة الضوء على أن الطريقة الحالية في إدارة المياه هي طريقة غير مستدامة. ويخلص الباحثون إلى أنه بدون تدخل فوري، تواجه المدينة خطر نفاذ هذا المورد الحيوي. ويقترحون أن الحل يكمن في مزيج من القواعد الأكثر صرامة بشأن كمية المياه التي يمكن ضخها، وإدارة أفضل للمياه السطحية، وإنشاء أنظمة لإعادة شحن الطبقة الجوفية اصطناعياً، مما يسمح لمياه الأمطار بالتسرب مجدداً إلى باطن الأرض. ومن خلال الجمع بين دقة القياسات الأرضية والرؤية الواسعة من الفضاء، تقدم هذه الأبحاث صورة واضحة ولا يمكن إنكارها لمدينة تفقد شريان حياتها تحت الأرض، مقدمةً خارطة طريق لكيفية وقف هذا النزيف قبل فوات الأوان.