وثيقة
Temporal and spatial variations in seawater intrusion using hydrogeochemical and geophysical methods in Al Khaburah area, Sultanate of Oman
الناشر
Sultan Qaboos University
ميلادي
2009
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
Seawater intrusion is a worldwide phenomenon in coastal aquifers where groundwater abstraction exceeds groundwater replenishments especially in arid and semiarid areas. Sultanate of Oman, which is considered as arid and semiarid country, suffers from shortage in water resources with an increasing water demand. This situation especially characterizes Batinah coastal aquifer at northern part of the Sultanate where extensive pumping takes place to cover rapid development in all sectors; in particular agriculture activities. This situation induced seawater to encroach freshwater. Seawater intrusion in the Batinah coastal plain has been identified by the government in the early 1980 and started to monitor the situation and implement appropriate strategies such as recharge dam construction. The present study aims at determining seawater/freshwater interface in Al-Khaburah area which is part of the Batinah region. In the study area, Hawasinah dam was built in 1995 to replenish groundwater and counter seawater intrusion that affect all the Batinah coastal plain. This study also aims to estimating temporal and spatial variation of seawater intrusion in the area. This was based on a comparative study with previous work, conducted in 2002. In addition, it also assesses the contribution of the dam in groundwater replenishment.
Hydrogeochemical and geophysical methods were used during this study. The hydrogeochemical method involved groundwater sampling of 40 wells and analyses of chemical parameters such as major cations, major anion, trace elements, EC and TDS. The results show general trend of increasing concentration of major cations and anion seawards. The groundwater of the study area is classified into three groups; group one; Na - Cl" water type, group two; Cat2 + Mg2+- Cl" + SO42- water type and group three; Cat4 + Mg-* - HCO3. The first group represents seawater chemistry, whereas the third group represents freshwater. The second group represents mixing seawater and freshwater. Source of Cl" in most of water samples has been determined by Na"/ Cl" ratio that suggests seawater as the source of the solute. Meanwhile, carbonate dissolution took place in the study area, where all samples have high CaCO3 which is indicated by HCO3/SiO2 ratio. Similarly, Cat2 /S04 2 ratio indicated that the source of Ca*is from dissolution of carbonates.
Time domain electromagnetic (TDEM) survey, which is the main geophysical method, was carried out for 16 stations along three parallel lines perpendicular to the coast. TDEM outputs show low resistivities value close to the coast that represent saline water while the high values 5 km away reflect freshwater. These values were best fits to those of direct resistivity measured by vertical electrical sounding (VES). In the TDEM line one, the interface shifted seawards compared to 2002. Similarly line 2 but with less variation. The interface varies temporally and spatially with depth. Recession of seawater is interpreted as due to positive contribution of the Hawasinah dam in groundwater replenishment.
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
يعتبر تداخل مياه البحر مع المياه العذبة من الظواهر العالمية الواسعة الانتشار في الخزانات الجوفية الساحلية خاصة في البلدان الجافة وشبه الجافة، حيث تزيد معدلات سحب المياه الجوفية
عن كميات الاستعاضة. وتعاني سلطنة عمان لوقوعها ضمن النطاق الجاف. من هذه الظاهرة، وبالتحديد في الأجزاء الساحلية لمنطقة الباطنة بشمال عمان حيث ترتفع معدلات الضخ من الخزان الجوفي بسبب ارتفاع الطلب على المياه لمواكبة التنمية المتسارعة في كافة القطاعات وبالأخص القطاع الزراعي، وهذا الطلب المتزايد أدى إلى تداخل المياه المالحة إلى الخزان الجوفي العذب. وقد تنبهت حكومة السلطنة لهذه الظاهرة منذ مطلع الثمانينات، حيث شرعت في مراقبة الوضع وتطبيق بعض الاستراتيجيات للحد من هذه الظاهرة كتشييد سدود التغذية الجوفية. وتهدف هذه الدراسة إلى تحديد منطقة اختلاط المياه المالحة بالعذبة بولاية الخابورة بمنطقة الباطنة، بالإضافة إلى تقييم كفاءة سد الحواسنة الذي تم تشييده عام 1995 م في منطقة الدراسة من حيث كفاءته في تغذية الخزان الجوفي. وتهدف هذه الدراسة أيضا إلى تقدير التغيرات الزمانية والمكانية للملوحة وذلك بمقارنة نتائج هذه الدراسة مع دراسة مشابهة نفذت عام 2002م في نفس منطقة الدراسة
وقد استخدمت لهذه الدراسة طريقتان، الأولى المسح الهيدروجيوكيميائي، والثانية المسح الجيوفيزيائي. فالطريقة الأولى تطلبت أخذ عينات مائية من 40 بئرا وتحليلها للعناصر الكيميائية الرئيسية والثقيلة وقياس درجة الملوحة و كميات الأملاح المذائبة. وقد بينت نتائج التحاليل الكيميائية لهذه العينات زيادة تركيز أغلب العناصر باتجاه البحر. وتنقسم المياه الجوفية في منطقة الدراسة حسب تصنيف بایبر إلى ثلاث مجموعات: الأولى مجموعة الصوديوم والكلور وتمثل كيمياء مياه البحر، والثانية مجموعة الكالسيوم والمغنيسيوم والكلور والكبريتات وتعكس مزيج بين المائين، أما الثالثة فهي مجموعة الكالسيوم والمغنيسيوم والبايكربونات وتمثل كيمياء المياه العذبة. ويعتبر مصدر التركيز العالي للكلور في بعض العينات هو مياه البحر حسب ما أوضحته نسبة الصوديوم للكلور. وتشير نسبة البايكربونات إلى السليكات بأن الكربونات تعرضت للإذابة أكثر من السليكات وهذا يفسر ارتفاع تركيز الكالسيوم في العينات. وفي نفس الوقت أشارت نسبة الكالسيوم إلى الكبريتات بأن مصدر الكالسيوم هو كربونات الكالسيوم.
أما طريقة المسح الجيوفيزيائي فاتبعت فيه طريقة المسح الكهرومغناطيسي، حيث شمل المسح 16 محطة موزعة على ثلاثة خطوط متعامدة إلى حد ما مع شاطيء البحر. وأوضحت نتائج هذا المسح بأن قراءات المقاومة تكون أقل ما يمكن باتجاه الساحل بينما ترتفع كلما ابتعدنا باتجاه اليابسة، مما تشير إلى وجود المياه العذبة خاصة على بعد 5 كلم من البحر. وقورنت هذه القراءات بمسح آخر أجري بطريقة الموجات السيزمية الرأسية التي تقيس المقاومة مباشرة والذي شمل خطين، الأول قرب البحر والثاني على بعد 5 كلم باتجاه اليابسة. المحصلة النهائية النتائج المسح الجيوفزيائي أوضحت بأن الملوحة تراجعت بكثير على مسار خط المسح الأول مقارنة بنتائج 2002. و كذلك الحال في خط المسح الثاني، إلا أن مقدار التراجع في هذا الخط أقل بكثير مما هو عليه في الخط الأول. ويتغير مقدار التراجع بتغير العمق زمانیا ومكانيا. ويعزى هذا التراجع إلى كفاءة سد وادي الحواسنة في تغذية الخزان الجوفي في منطقة الدراسة.
عن كميات الاستعاضة. وتعاني سلطنة عمان لوقوعها ضمن النطاق الجاف. من هذه الظاهرة، وبالتحديد في الأجزاء الساحلية لمنطقة الباطنة بشمال عمان حيث ترتفع معدلات الضخ من الخزان الجوفي بسبب ارتفاع الطلب على المياه لمواكبة التنمية المتسارعة في كافة القطاعات وبالأخص القطاع الزراعي، وهذا الطلب المتزايد أدى إلى تداخل المياه المالحة إلى الخزان الجوفي العذب. وقد تنبهت حكومة السلطنة لهذه الظاهرة منذ مطلع الثمانينات، حيث شرعت في مراقبة الوضع وتطبيق بعض الاستراتيجيات للحد من هذه الظاهرة كتشييد سدود التغذية الجوفية. وتهدف هذه الدراسة إلى تحديد منطقة اختلاط المياه المالحة بالعذبة بولاية الخابورة بمنطقة الباطنة، بالإضافة إلى تقييم كفاءة سد الحواسنة الذي تم تشييده عام 1995 م في منطقة الدراسة من حيث كفاءته في تغذية الخزان الجوفي. وتهدف هذه الدراسة أيضا إلى تقدير التغيرات الزمانية والمكانية للملوحة وذلك بمقارنة نتائج هذه الدراسة مع دراسة مشابهة نفذت عام 2002م في نفس منطقة الدراسة
وقد استخدمت لهذه الدراسة طريقتان، الأولى المسح الهيدروجيوكيميائي، والثانية المسح الجيوفيزيائي. فالطريقة الأولى تطلبت أخذ عينات مائية من 40 بئرا وتحليلها للعناصر الكيميائية الرئيسية والثقيلة وقياس درجة الملوحة و كميات الأملاح المذائبة. وقد بينت نتائج التحاليل الكيميائية لهذه العينات زيادة تركيز أغلب العناصر باتجاه البحر. وتنقسم المياه الجوفية في منطقة الدراسة حسب تصنيف بایبر إلى ثلاث مجموعات: الأولى مجموعة الصوديوم والكلور وتمثل كيمياء مياه البحر، والثانية مجموعة الكالسيوم والمغنيسيوم والكلور والكبريتات وتعكس مزيج بين المائين، أما الثالثة فهي مجموعة الكالسيوم والمغنيسيوم والبايكربونات وتمثل كيمياء المياه العذبة. ويعتبر مصدر التركيز العالي للكلور في بعض العينات هو مياه البحر حسب ما أوضحته نسبة الصوديوم للكلور. وتشير نسبة البايكربونات إلى السليكات بأن الكربونات تعرضت للإذابة أكثر من السليكات وهذا يفسر ارتفاع تركيز الكالسيوم في العينات. وفي نفس الوقت أشارت نسبة الكالسيوم إلى الكبريتات بأن مصدر الكالسيوم هو كربونات الكالسيوم.
أما طريقة المسح الجيوفيزيائي فاتبعت فيه طريقة المسح الكهرومغناطيسي، حيث شمل المسح 16 محطة موزعة على ثلاثة خطوط متعامدة إلى حد ما مع شاطيء البحر. وأوضحت نتائج هذا المسح بأن قراءات المقاومة تكون أقل ما يمكن باتجاه الساحل بينما ترتفع كلما ابتعدنا باتجاه اليابسة، مما تشير إلى وجود المياه العذبة خاصة على بعد 5 كلم من البحر. وقورنت هذه القراءات بمسح آخر أجري بطريقة الموجات السيزمية الرأسية التي تقيس المقاومة مباشرة والذي شمل خطين، الأول قرب البحر والثاني على بعد 5 كلم باتجاه اليابسة. المحصلة النهائية النتائج المسح الجيوفزيائي أوضحت بأن الملوحة تراجعت بكثير على مسار خط المسح الأول مقارنة بنتائج 2002. و كذلك الحال في خط المسح الثاني، إلا أن مقدار التراجع في هذا الخط أقل بكثير مما هو عليه في الخط الأول. ويتغير مقدار التراجع بتغير العمق زمانیا ومكانيا. ويعزى هذا التراجع إلى كفاءة سد وادي الحواسنة في تغذية الخزان الجوفي في منطقة الدراسة.
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية