A Review of the Assessment of Spatial and Temporal Variations of Groundwater in South Africa

في أعماق الأرض، مختبئة داخل شقوق الصخور والفراغات بين حبات الرمل، يكمن خزان هائل من المياه العذبة. هذه هي المياه الجوفية، وهي مورد لا يستقر في بحيرة أو نهر مرئي، بل يُخزن داخل الطبقات الجيولوجية للكوكب. وفي أجزاء كثيرة من العالم، تُعد هذه المياه غير المرئية المصدر الوحيد الموثوق للحياة، خاصة عندما تخفق الأمطار وتجف الأنهار السطحية. وفي جنوب أفريقيا، وهي دولة أصبحت فيها موجات الجفاف أكثر تكراراً وشدة، تعتبر هذه المياه الخفية أمراً حيوياً؛ فهي توفر 60% من المياه للمنازل الريفية وجزءاً كبيراً للمزارع. ومع ذلك، ولأنها مدفونة تحت الأرض، فمن الصعب رؤيتها وقياسها وفهمها. إذ يمكن لمستويات المياه أن ترتفع وتنخفض، ويمكن لجودتها أن تتغير، اعتماداً على نوع الصخور التي تستقر فيها، والطقس فوقها، وكمية المياه التي يسحبها الناس.

لسنوات، درس العلماء هذه المياه الخفية في جنوب أفريقيا، لكن نتائجهم كانت مبعثرة عبر مئات التقارير المنفصلة، حيث كان كل منها ينظر إلى جزء صغير من اللغز. ركزت بعض الدراسات على منطقة "كارو" الجافة، بينما ركزت أخرى على المناطق الساحلية الرطبة، وكثير منها بحث في مشكلات محددة مثل التلوث الناتج عن المزارع أو المناجم. ولم يقم أحد بعد بجمع كل هذه القطع معاً لرؤية الصورة الكاملة لكيفية تغير المياه عبر البلاد بأكملها. وبدون رؤية كاملة، يصعب على القادة اتخاذ القرال الصحيحة بشأن كيفية حماية هذا المورد الحيوي للمستقبل.

ولحل هذه المشكلة، قرر باحث بقيادة إيمانويل أويساكيدي من جامعة ديربان للتكنولوجيا جمع كل دراسة ذات صلة نُشرت بين عامي 2020 و2025. لقد عملوا كأمناء مكتبات علميين، حيث بحثوا في آلاف السجلات للعثور على 95 ورقة بحثية عالية الجودة تحتوي على قياسات حقيقية لمستويات المياه الجوفية وجودتها. وقد تحققوا بعناية من كل ورقة لضمان موثوقية البيانات، ثم دمجوا النتائج للبحث عن أنماط قد لا تكشفها دراسة واحدة بمفردها. وكان هدفهم هو رسم خريطة لمكان وجود المياه، ومدى سرعة اختفائها، وكيف تتغير جودتها، مع فهم القوى التي تدفع هذه التغييرات.

وجد الباحث أن الأرض في جنوب أفريقيا ليست متجانسة على الإطلاق. إذ يختلف عمق مستوى المياه — المسافة من السطح نزولاً إلى الماء — بشكل هائل بناءً على الجيولوجيا المحلية. ففي المناطق الرملية لمجرى النهر في منطقة نهر أورانج السفلي، تكون المياه قريبة نسبياً من السطح، حيث تقع على عمق حوالي 6 أمتار فقط. وفي المقابل، في التكوينات الصخرية المتصدعة في منطقة "كارو"، تكون المياه مدفونة في أعماق أكبر بكثير، حيث تصل غالباً إلى أعماق تزيد عن 44 متراً. وهذا الاختلاف يهم الأشخاص الذين يحتاجون إلى حفر الآبار؛ فإيجاد الماء في الصخور العميقة والمتصدعة يتطلب معدات وجهداً أكثر تكلفة مما يتطلبه استخراج الماء من الرمال النهرية الضحلة. علاوة على ذلك، كشفت الدراسة أن عمق المياه لا يتنبأ بالضرورة بجودتها. فبينما قد يتوقع المرء أن تكون المياه العميقة أنقى أو أكثر غنى بالمعادن، وجد الباحث أنه لا يوجد رابط واضح بين عمق المياه ومدى ملوحتها أو تلوثها. ففي بعض الأماكن، احتوت الآبار الأكثر عمقاً على مياه مالحة جداً بحيث لا تصلح للشرب، بينما في أماض أخرى، كانت الآبار الضحلة ملوثة بفعل النشاط البشري.

خلال السنوات القليلة الماضية، أصبح الوضع ملحاً بشكل متزايد. وأظهر التحليل أن مستويات المياه الجوفية في جميع أنحاء البلاد تنخفض. ففي المتوسط، ينخفض مستوى المياه في الآبار بمعدل يتراوح بين 0.28 و0.51 متراً كل عام. وهذا الانخفاض لا يحدث في كل مكان بنفس المعدل، ولكنه منتشر على نطاق واسع. ففي طبقات المياه الجوفية الصخرية المتصدعة في منطقة "كارو"، يكون الانخفاض أكثر حدة، حيث أظهرت ما يقرب من ثلاثة أرباع الآبار اتجاهاً تنازلياً كبيراً. وفي طبقات المياه الجوفية الدولوميتية في "غوتنغ"، حيث تتحرك المياه بسرعة عبر قنوات تحت الأرض كبيرة، يكون الانخضاء أبطأ قليلاً ولكنه لا يزال مثيراً للقلق. كما أن طبقات المياه الجوفية الغرينية، وهي الرواسب الرملية على طول الأنهار، تفقد المياه أيضاً، رغم أنها تظهر قدرة أكبر قليلاً على التعافي عند هطول أمطار غزيرة. والمحركات الأساسية لهذا الانخفاض هي مزيج من نقص الأمطار بسبب تغير المناخ وزيادة الضخ للزراعة والصناعة. وأشار الباحث إلى أنه خلال موجات الجفاف الشديدة، يمكن لمستويات المياه أن تهبط بشدة، وحتى عندما تعود الأمطار، فإن المستويات غال في كثير من الأحيان لا تعود إلى ما كانت عليه من قبل.

وبينما تتناقص كمية المياه، تتدهور جودتها أيضاً. تتبعت الدراسة عدة مواد كيميائية رئيسية ووجدت أن المياه أصبحت أكثر تلوثاً. فقد ارتفعت مستويات النترات، التي تأتي غالباً من الأسمدة المستخدمة في المزارع ومن مياه الصرف الصحي، بشكل حاد. وفي المناطق الزراعية المركزية، ارتفع مقدار النترات في الماء بنسبة تقارب 12 بالمائة سنوياً. ويمثل هذا خطراً صحياً خطيراً، خاصة بالنسبة للرضع، حيث يمكن لمستويات النترات العالية أن تمنع الدم من حمل الأكسجين بفعالية. كما ترتفع مستويات الملوحة أيضاً، خاصة في المناطق الساحلية حيث تندفع مياه البحر نحو الداخل، وفي المناطق الداخلية الجافة حيث يؤدي التبخر إلى تركيز الأملاح. كما أصبحت المياه أكثر حموضة قليلاً، وهو تغيير مرتبط بأنشطة التعدين وحرق الفحم. وهذه التغييرات ليست مجرد أرقام على ورقة؛ بل تعني أن المياه التي كانت يوماً آمنة للشرب أصبحت غير آمنة، والآبار التي كانت توفر ما يكفي من الماء لعائلة أصبحت الآن تجف.

نظر الباحث أيضاً في كيفية تفاعل أنواع مختلفة من الصخور مع هذه الضغوط. ووجد أن طبقات المياه الجوفية الصخرية المتصدعة في "كارو" هي الأكثر عرضة لفقدان حجم المياه، بينما الطبقات الساحلية هي الأكثر عرضة للملوحة. أما الطبقات الدولوميتية، التي تحوي الكثير من المياه، فهي حساسة بشكل خاص لتلوث النترات لأن المياه تتحرك من خلالها بسرعة كبيرة، مما ينقل الملوثات من السطح مباشرة إلى الإمدادات. وسلطت الدراسة الضوء على أن الطريقة الحالية لإدارة المياه لا تواكب هذه التغييرات. فالعديد من المناطق يتم استنزافها بشكل مفرط، وأنظمة المراقبة التي تتبع مستويات المياه ضعيفة للغاية بحيث لا تعطي صورة دقيقة لما يحدث. وفي أجزاء كثيرة من البلاد، لا يوجد ببساطة عدد كافٍ من الآبار التي يتم قياسها لمعرفة ما إذا كانت المياه آمنة أو إذا كانت تنفد.

ولمعالجة هذه التحديات، يقترح المؤلف نهجاً جديداً لإدارة المياه الجوفية. فهم يوصون بتوسيع شبكة آبار المراقبة، خاصة في مقاطعتي "نورثرن كيب" و"نورث ويست"، اللتين لا تزالان تفتقران للدراسة الكافية. ويقترحون استخدام التكنولوجيا الحديثة، مثل الأقمار الصناعية وأجهزة الاستشعار الآلية، للحصول على رؤية أوضح وأكثر تكراراً لمستويات المياه وجودتها. كما تدعو الدراسة إلى قواعد أكثر صرامة بشأن كمية المياه التي يمكن ضخها، لا سيية في المناطق التي تكون فيها المياه منخفضة بالفعل، وإلى حماية أفضل للأراضي الموجودة فوق مصادر المياه لمنع التلوث. وأخيراً، يؤكدون على ضرية إشراك المجتمعات المحلية في المراقبة، حيث أن المزارعين والسكان هم أول من يلاحظ التغييرات في آبارهم المحلية.

إن الصورة التي تبرز من هذه المراجعة هي صورة مورد يرزح تحت ضغط كبير. إن المياه الجوفية في جنوب أفريقيا هي شريان حياة للملايين، ولكن يتم استنزافها بسرعة أكبر مما يمكن تعويضه، وجودتها تتلاشى. لا تدعي الدراسة أن الوضع ميؤوس منه، لكنها توضح أن المسار الحالي غير مستدام. فبدون جهد منهجي لمراقبة المياه عن كثب، وإدارة الضخ بعناية أكبر، وحماية الأراضي فوق طبقات المياه الجوفية، تخاطر البلاد بفقدان جزء حيوي من أمنها المائي. وتعد هذه النتائج بمثابة دعوة للعمل، تحث صناع السياسات والعلماء على العمل معاً لضمان بقاء هذا المورد الخفي متاحاً للأجيال القادمة.