Document
Utilizing treated wastewater for groundwater recharge in Al-Batina Coastal plain
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2013
Language
English
Subject
English abstract
thesis Title: Utilizing Treated Wastewater for Groundwater Recharge in Al-Batina Coastal Plain Groundwater is the main conventional water resource in Oman. Agricultural activities consume most of the groundwater in Oman (almost 78%). In the last two decades, the salinity intrusion issue became a serious threat on the future of water resources in the country. This research aims at studying the effect of utilizing treated wastewater to compensate the shortage in the groundwater aquifer and to mitigate the problem of the salinity in the coastal areas of Al-Batina Governorates. The Groundwater Modeling System (GMS) software was used to simulate the water level in the study area (Barka coastal area). Data from the Ministry of Regional Municipalities and Water Resources for the period from 1984 to 2008 were used in this simulation. The results showed good agreement between the computed and the observed heads. The model was then used to simulate the required quantities of the treated wastewater to be recharged into the groundwater aquifer to help in raising the water level and hence defy the sea water intrusion, using two options of the recharging concepts. The first concept was to inject around 110,000 m2/d in a strip of 7.2 x 3.4 km from the treated wastewater into the groundwater aquifer. The results indicated that the available quantities of wastewater produced in the study area (20,710.m®/d) are not enough to defy the salinity along the coastal line of the study area. The second concept was to save around 30% of the groundwater consumption by suggesting alternative types of crops that consume less water, or by adopting modern irrigation systems that help
in water conservation. The simulated model was also used to estimate the time required for the recharge process to increase the water level in the study area. It was found that more than eight years are required to achieve this target. It is recommended to conduct further experimental studies in Al-Batina to verify the model results practically. It is also recommended to use the treated wastewater directly to irrigate the agricultural crops. However, groundwater recharge with treated wastewater can be used for surplus quantities. Moreover, a social survey study was conducted to investigate the public awareness about the wastewater treatment processes and public impression towards the utilization of treated wastewater for different options. The survey results showed a lack of awareness in the public knowledge about the wastewater treatment processes and technologies. Most of the respondents preferred to use the treated wastewater for landscaping. This study recommends that the wastewater service companies increase their effort to enhance the public awareness and publicize the reuşe of the treated wastewater in more beneficial applications
Member of
Resource URL
Arabic abstract
عنوان البحث: استغلال مياه الصرف الصحي المعالجة في الحقن الجوفي في سهل الباطنة الساحلي
تعتبر المياه الجوفية هي المصدر الرئيسي للمياه في سلطنة عمان ويعتبر النشاط الزراعي هو الأكثر استهلاكا للمياه في السلطنة. كما بدأت قضية تغلغل الملوحة في المناطق الساحلية تشكل خطرا يهدد مستقبل الموارد المائية في سلطنة عمان. لهذا يهدف هذا البحث إلى دراسة إمكانية استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة لتعويض النقص في المياه الجوفية، وبالتالي التخفيف من مشكلة الملوحة في سهل محافظة الباطنة الساحلي استخدمت الدراسة نظام محاكاة عددي لمستوى المياه الجوفية في منطقة الدراسة ببركاء عن طريق استخدام برنامج نمذجة المياه الجوفية (GMS). وتم ادراج مجموعة من بيانات بوزارة البلديات الإقليمية وموارد المياه بسلطنة عمان للفترة من عام 1984م إلى ۲۰۰۸ م (مياه الأمطار، ومناسيب المياه الجوفية، وكميات الضخ). وقد أظهرت النتائج اتفاقا جيدا بين برنامج المحاكاة العددي وتلك المرصودة من قبل الوزارة، ثم تم استخدام النموذج المحاكاة الكمية المطلوبة من مياه الصرف الصحي المعالجة لإعادة حقنها إلى طبقة المياه الجوفية للمساعدة في رفع منسوب المياه وتقليل تغلغل مياه البحر إلى الخزان الجوفي. كما تم استخدام خيارين لمفهوم إعادة حقن مياه الصرف الصحي المعالجة في الخزان الجوفي. اعتمد الخيار الأول على حقن حوالي ۱۱۰۰۰۰ مترا مكعبا في اليوم في شريط ساحلي بطول ۷
, ۲ کم و عرض ۳٫4 كم، إلا أنه اتضح عدم إمكانية تطبيق هذا الخيار وذلك لأن الكميات المتوقعة من إنتاج مياه الصرف الصحي من المنطقة المذكورة لن تتجاوز ۲۰۷۱۰ مترا مكعبا في اليوم . أما الخيار الثاني فهو توفير ما يقرب من ۳۰% من استهلاك المياه الجوفية عن طريق تجنب أنواع من المحاصيل التي تستهلك الكثير من المياه أو عن طريق تبني أمثل الطرق للري والتي تساعد في توفير المياه. كما تم استخدام نموذج المحاكاة لتقدير الوقت اللازم لعملية حقن المياه في الخزان الجوفي و زيادة مستوى المياه في المناطق الساحلية من محافظة الباطنة. وقد وجد أنه يلزم أكثر من ثمان سنين لتنتقل المياه من منطقة الضخ إلى المناطق المتأثرة بالملوحة. وعليه فإنه من المستحسن إجراء المزيد من الدراسات التجريبية في منطقة الباطنة الساحلية لضمان نتائج النموذج عمليا. ويوصى أيضا باستخدام مياه الصرف الصحي المعالجة مباشرة في ري المحاصيل الزراعية بدلا من حقنها فيما يمكن حقن الكميات الفائضة من المياه المعالجة مباشرة في الخزان الجوفي. كما تطرق البحث إلى دراسة ميدانية عن طريق توزيع استبانات على شرائح مختلفة من المجتمع التعرف على وعي العام بعمليات معالجة مياه الصرف الصحي وانطباع العامة نحو الاستفادة من مياه الصرف الصحي المعالجة في مختلف التطبيقات. وقد بينت نتائج الاستطلاع ضعفا في المعرفة العامة بعمليات المعالجة المختلفة وتفضيل استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة في أغراض ری الحدائق والمناظر الطبيعية فقط. وعليه توصي الدراسة شركات خدمات الصرف الصحي بزيادة جهودها حول تعزيز الوعي العام وقبول إعادة استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة لدي المجتمع في أغراض مفيدة مختلفة وليتم ادراجها ضمن الخطة التكاملية لإدارة موارد المياه في السلطنة.
تعتبر المياه الجوفية هي المصدر الرئيسي للمياه في سلطنة عمان ويعتبر النشاط الزراعي هو الأكثر استهلاكا للمياه في السلطنة. كما بدأت قضية تغلغل الملوحة في المناطق الساحلية تشكل خطرا يهدد مستقبل الموارد المائية في سلطنة عمان. لهذا يهدف هذا البحث إلى دراسة إمكانية استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة لتعويض النقص في المياه الجوفية، وبالتالي التخفيف من مشكلة الملوحة في سهل محافظة الباطنة الساحلي استخدمت الدراسة نظام محاكاة عددي لمستوى المياه الجوفية في منطقة الدراسة ببركاء عن طريق استخدام برنامج نمذجة المياه الجوفية (GMS). وتم ادراج مجموعة من بيانات بوزارة البلديات الإقليمية وموارد المياه بسلطنة عمان للفترة من عام 1984م إلى ۲۰۰۸ م (مياه الأمطار، ومناسيب المياه الجوفية، وكميات الضخ). وقد أظهرت النتائج اتفاقا جيدا بين برنامج المحاكاة العددي وتلك المرصودة من قبل الوزارة، ثم تم استخدام النموذج المحاكاة الكمية المطلوبة من مياه الصرف الصحي المعالجة لإعادة حقنها إلى طبقة المياه الجوفية للمساعدة في رفع منسوب المياه وتقليل تغلغل مياه البحر إلى الخزان الجوفي. كما تم استخدام خيارين لمفهوم إعادة حقن مياه الصرف الصحي المعالجة في الخزان الجوفي. اعتمد الخيار الأول على حقن حوالي ۱۱۰۰۰۰ مترا مكعبا في اليوم في شريط ساحلي بطول ۷
, ۲ کم و عرض ۳٫4 كم، إلا أنه اتضح عدم إمكانية تطبيق هذا الخيار وذلك لأن الكميات المتوقعة من إنتاج مياه الصرف الصحي من المنطقة المذكورة لن تتجاوز ۲۰۷۱۰ مترا مكعبا في اليوم . أما الخيار الثاني فهو توفير ما يقرب من ۳۰% من استهلاك المياه الجوفية عن طريق تجنب أنواع من المحاصيل التي تستهلك الكثير من المياه أو عن طريق تبني أمثل الطرق للري والتي تساعد في توفير المياه. كما تم استخدام نموذج المحاكاة لتقدير الوقت اللازم لعملية حقن المياه في الخزان الجوفي و زيادة مستوى المياه في المناطق الساحلية من محافظة الباطنة. وقد وجد أنه يلزم أكثر من ثمان سنين لتنتقل المياه من منطقة الضخ إلى المناطق المتأثرة بالملوحة. وعليه فإنه من المستحسن إجراء المزيد من الدراسات التجريبية في منطقة الباطنة الساحلية لضمان نتائج النموذج عمليا. ويوصى أيضا باستخدام مياه الصرف الصحي المعالجة مباشرة في ري المحاصيل الزراعية بدلا من حقنها فيما يمكن حقن الكميات الفائضة من المياه المعالجة مباشرة في الخزان الجوفي. كما تطرق البحث إلى دراسة ميدانية عن طريق توزيع استبانات على شرائح مختلفة من المجتمع التعرف على وعي العام بعمليات معالجة مياه الصرف الصحي وانطباع العامة نحو الاستفادة من مياه الصرف الصحي المعالجة في مختلف التطبيقات. وقد بينت نتائج الاستطلاع ضعفا في المعرفة العامة بعمليات المعالجة المختلفة وتفضيل استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة في أغراض ری الحدائق والمناظر الطبيعية فقط. وعليه توصي الدراسة شركات خدمات الصرف الصحي بزيادة جهودها حول تعزيز الوعي العام وقبول إعادة استخدام مياه الصرف الصحي المعالجة لدي المجتمع في أغراض مفيدة مختلفة وليتم ادراجها ضمن الخطة التكاملية لإدارة موارد المياه في السلطنة.
Category
Theses and Dissertations