تنمية مصادر المياه بإستخدام التقنيات الحديثة

الماء هو قوام الحياة, وأساسها الرئيسي الذي لا يمكن الإستغناء عنه, وعلي الرغم من أن الماء يغطي 70% من الكرة الأرضية, وان كميته ثابتة لا تزيد ولا تنقص, فالمياه التي يمكن للإنسان الإستفادة منها لا تتجاوز 0.01% من إجمالي المياه المتوفرة, إذ تصل كمية المياه الموجودة في الكرة الأرضية إلي 1360 مليون كم3 في المحيطات والبحار,و 37 مليون كم3 مياه متجمدة في القطبين, و 8 ملايين كم3 مياه جوفية في أماكن لا يمكن الوصول إليها, و 0.126 مليون كم3 بحيرات وأنهار وغيرها من الصور التي يمكن للإنسان أن يستفيد منها.
ويمكن تصنيف الموارد المائية إلي: موارد متجددة كمياه الأمطار والأنهار, وموارد مائية ناضجة كالمياه الجوفية الموجودة في تكوينات جيولوجية لا تتغذي بالأمطار والأنهار, وموارد مائية جارية وهي التي تذهب سدي إذا لم يستفد منها الإنسان كمياه الأمطار التي تنتهي في البحار, ومياه غير تقليدية كالمياه المعالجة الخارجة من محطات الصرف الصحي, ومن المتوقع مع تزايد عدد السكان أن يواجه العالم نقصاً حاداً في المياه في غضون الخمس وعشرين سنة المقبلة, وبما أن أغلب البلدان النامية تعتمد علي الزراعة في إقتصادها, فإن نقص المياه العذبة من شانه أن يسبب نقصاً في الغذاء في جهات مختلفة من العالم, وعليه فان التنمية المستدامة والشاملة للموارد المائية وإدارتها في هذه الدول أصبحت من الأمور البالغة الأهمية, وذلك لتجنب أزمات مستقبلية تنجم عن نقص الماء كماً وكيفاً.
وتواجه- مصر- في الوقت الحاضر- العديد من التحديات فيما يتعلق بالمياه والموارد المائية؛ بسبب النمو السكاني والأحتياجات المتزايدة من المياه؛ لدرجة أن أصبحت تحت خط الفقر المائي, حيث يبلغ نصيب حصة الفرد حوالي 550م3 في العام, وهو ما يقل عن المعايير الدولية للحد الأدنى للفقر المائي (1000م3), وهو ما يجعل مصر ضمن قائمة أفقر 30 دولة في العالم, إضافة إلي ذلك فإن هناك تدهوراً مستمراً وسريعاً في نوعية المياه السطحية والجوفية, فمثلاً: تتلقي مصر حوالي 98 في المائة من المياه من نهر النيل, وتشترك في مياه النيل مع تسع دول- إلي جانب دولة جنوب السودان في حوض النيل بدأت تتصارع فعلاً من أجل زيادة حصتها من هذا المورد المحدود, وأوضحت دراسة أعدها الجهاز المركزي للتعبئة العامة والإحصاء بأنه سوف تصل كمية الموارد المائية المتاحة في مصر عام 2020 إلي 71.4 مليار م3؛ مقابل إحتياجات مائية تصل إلي 86.2 مليار م3, وأوضحت الدراسة أن حصة مصر في مياه النيل تبلغ 55.5 مليار م3 سنويا عن ذات العام, علاوة علي 6.2 مليار م3 مياه جوفية, وحوالي 8 مليارات م3 من مياه الصرف الصحي المعالج.
إن انخفاض نصيب الفرد من المياه من 1000م3 سنويا إلي 550م3 يتطلب من الدولة ضرورة تنمية الموارد المائية غير التقليدية, مما يحتاج إلي البحث عن تقنيات جديدة وغير مكلفة.
1- تنقية وإعذاب (تحليه) المياه:
حيث يتم تطوير أغشية جديدة, بإمكانها تنقية المياه من الأملاح والمواد السامة بكفاءة وسرعة عاليتين, وتعد الأغشية الجديدة التي تعتمد علي الضغط الاسموزي العكسي من أهم الاكتشافات في مجال تنقية المياه وتحليتها, وأيضا التقطير العادي والتقطير الوميضي متعدد المراحل والتحليل الكهربي, هذا بالإضافة إلي إستخدام التكنولوجيا النووية في إزالة ملوحة مياه البحر, باستخدام المحطات النووية.
كما يمكن إستخدام المياه المالحة بعد تقطيرها بإستخدام الطاقة الشمسية في مثل هذه الأنظمة الزراعية.
كما أن هناك تقنية التحليه بالتجميد, والتي تعتمد علي تحليه مياه البحر عن طريق التجميد المباشر أو غير المباشر, علي أن الماء المالح والمتجمد أو الذي يتحول إلي ثلج يكون خالياً من الأملاح, وهي نفس فكرة التقطير والتي تقوم علي أساس أن بخار الماء المتصاعد من الماء المالح هو ايضاً بخار خال من الملح.
2- إتباع طرق الري الحديثة لترشيد إستهلاك مياه الري:
هناك تقنية مستخدمة هي إضافة المادة الهلامية المسماة "البرليت" مع مياه الري, مما يساعد علي إحتفاظ التربة بالمياه لأكبر فترة زمنية وذلك لتغذية النبات, هذا بالإضافة إلي إستخدام تقنيات الري الحديثة الأخرى المعروفة التي ساعدت كثيراً في إستخدام المياه, وخاصة في مجال الري, والتي أهمها:
-الري بالرش:
يناسب هذا النوع معظم أنواع المحاصيل الزراعية, فهو صالح لأغلب أنواع التربة ما عدا التربة الثقيلة الناعمة, والتي يقل فيها معدل الرشح عن 4 ملم/ الساعة, ويتيح نظام الري بالرش الإستفادة من أكبر مساحة ممكنة من الأراضي الزراعية, إذ لا يستلزم قنوات نقل لتوزيع المياه, أو إقامة سدود كما هي الحال في الري السطحي.
-الري بالتنقيط:
ومن أهم ميزات تقنيات الري بالتنقيط: قدرته علي توصيل مياه الري مباشرة إلي منطقة الجذور, كما أنه موفر جيد للمياه مقارنة بالري بالرش, إذ يصل معدل توفير المياه إلي أكثر من 40% ويرجع السبب في ذلك إلي الإبتلال الجزئي للتربة, وإنخفاض الفاقد بواسطة التبخر والتسرب العميق, إلي جانب إنعدام الفاقد بالجريان السطحي, مما يساعد علي تقليل إنتشار الحشائش التي تنافس النبات علي المياه,كما أنه يتميز بالدقة الفائقة للتحكم في المياه عند التشغيل, ويعد انسب طرق ري الأراضي الصحراوية والمالحة.
3- معالجة الصرف الصحي والزراعي:
التقطير الشمسي: وهناك تقنية للإستفادة من مياه الصرف الزراعي؛ من خلال إمكانية عمل مجمعات شمسية علي المصارف, بحيث تسقط عليها أشعة الشمس, ويصمم بجانب المصرف مواسير أو قناة لإستقبال الماء المكثف من هذا التقطير الشمسي, وتتم معالجة هذه المياه- وهي في المواسير بعد تقطيرها- بإضافة المواد المعالجة المناسبة وفقاً لنوع المياه الناتجة من كل مصرف حتى تصبح صالحة للإستخدام, ويتم توظيفها بعد ذلك حسب نوع الإستخدام, والحفاظ علي مياه النيل من الإهدار في البحر حيث يتطلب توزيعها توزيعاً عادلاً ومنتظماً علي الأراضي الزراعية؛ من خلال إستخدام تقنيات الأنابيب المبوبة لنقل المياه إلي الحقل مباشرة.

4- تكثيف مياه الرطوبة:
كما يمكن تطويع طاقة الرياح والشمس أيضاً في تكثيف مياه الرطوبة الموجودة بالجو, كما يحدث في أجهزة التكييف من خلال إستخدام مادة "السليكون جل" التي تستخلص الرطوبة, حيث يمكن عمل محطات نقالي صغيرة لتوفير مياه الشرب, ويمكن أن تستخدم هذه التكنولوجيا في المجتمعات الصغيرة بمناطق جنوب البحر الأحمر, حيث تتوافر هناك نسبة عالية من الرطوبة.
5- تدوير المياه:
تركيب وحدات لمعالجة المياه وكذلك بالنسبة للصرف الصناعي والزراعي, فالمصارف التي جهزت أصلا لمياه الري أصبحت تحمل- بجانب مياه الري- نسبة عالية من الأسمدة والكيماويات والصرف الصناعي والصحي والقمامة أيضاً, وأصبحت ذات مستويات عالية من التلوث, وجميعها يذهب للنيل, ولذلك فإن تقنية معالجة مياه الصرف تعتبر من التقنيات المهمة وتحتاج إلي التفكير بجدية للتوجه لحلول غير تقليدية.
6- النانوتكنولوجي:
يتم إستخدام التقنية المعروفة بالنانوتكنولوجي في إستنباط أغشية إسموزية محلية لتكون رخيصة السعر لإستخدامها في تحليه المياه, سواء الجوفية أو مياه البحار, والنزول بسعر التكلفة في التحليه للمتر المكعب من المياه المالحة من 6 جنيهات إلي حوالي 1.5 جنيه مصري فقط, وقصر هذه التكنولوجيا علي القطاع الأستثماري والسياحي.
7- المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي والصناعي والزراعي:
تعتمد المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي علي عمل الكائنات الدقيقة, وبشكل أساسي علي البكتريا بأنواعها, والتي تقوم بتفكيك المواد العضوية من خلال التفاعلات البيوكيميائية, حيث أن مياه الصرف الصحي تحتوي أنواعاً عديدة من البكتريا التي لها القدرة علي إنتاج كميات مناسبة من الإنزيمات ذات التأثير علي الخلايا الحية, ويتم عادة في أحواض محطات المعالجة علي مراحل مختلفة أولية وابتدائية وثانوية وثلاثية بكفاءة تصل إلي حوالي 85% ؛ شريطة توفير الظروف المناسبة من أكسجين ودرجة حرارة كافية.
8- إستخدام نظم المعلومات الجغرافية في مجال دراسة المياه:
إن إستخدام هذه المعلومات يمكن العاملين في حقل المياه من ربط المعلومات الجغرافية كالأحواض المائية بالمعلومات البيانية كالأمطار ومنسوب ارتفاع المياه,واستخدام هذه المعلومات بعضها مع بعض لإجراء تحيلات للاستفادة منها في بناء السدود والخزانات, كما تساعد أيضاً في دراسة حالة المياه الجوفية, والضخ الجائر, وتداخل مياه البحر, وتأثير التجمعات السكانية علي المياه, كما يمكن إستخدام نظم المعلومات الجغرافية أيضاً لإنتاج خرائط ملونة لتوضح درجة التلوث, ومقارنة ذلك بالمواصفات المعتمدة من منظمة الصحة العالمية, كما يمكن استخدامها أيضاً لتوفير بيانات وصفية ومكانية وخرائط عن مواقع توفير المياه وحجم المخزون المائي, وتحديد مواقع السدود, والعمر الزمني المتوقع لهذا المخزون, وفي تحديد الآبار الجوفية الصالحة للشرب وكمية المخزون الأستراتيجي.
9- إستخدام الأستشعار عن بعد في إدارة موارد المياه:
تساعد وسائل الأستشعار عن بعد في عمليات إستكشاف أماكن المياه الجوفية, وعلي سبيل المثال: تحديد وحصر المواقع التي تتجمع بها المياه, كالبحيرات والخزانات والمناطق المنخفضة التي تتجمع بها السيول, ويمكن التعرف عليها مباشرة من الصور الفضائية, كما يمكن أيضاً تحديد مساحات هذه المواقع ومعرفة التغيرات الموسمية التي قد تطرأ علي حجم المياه الموجودة فيها.
10- إستخدام تقنيات النظائر المشعة في دراسات المياه ومواردها:
إن إستخدام تقنيات النظائر المشعة (التكنولوجيا النووية) , ويعتبر من أحدث التقنيات العلمية المستخدمة في القرن الحالي, حيث تستخدم في أكثر من مجال, مثل: دراسات المياه الجوفية لمعرفه حركتها وأعمارها.
وتعتبر نظائر الأكسجين والهيدروجين والكربون والنيتروجين, من أكثر النظائر أهمية, وذلك لكونها عناصر أساسية في النظام الهيدرولوجي والجيولوجي والبيولوجي, حيث تعمل النظائر المستقرة لهذه العناصر ككاشف للماء والكربون والنيترات.
وتستخدم هذه النظائر في الكشف عن مصادر المياه الجوفية, ويتم تحديد تركيزاتها بمساندة المعلومات المتوافرة عن مناسيب المياه الجوفية في أبار المراقبة, ونتائج التحليل الكيميائي لتلك الآبار. وجدير بالذكر أن النظائر البيئية تدخل بشكل روتيني مع المسح الجيوفيزيائي في البحوث الحديثة المتعلقة بالمياه.
وتعمل النظائر المشعة علي تحديد الفترة الزمنية لدورة المياه الجوفية وتجددها, في حين تحدد النظائر البيئية الدلالات علي صحة هذه العلاقة, والمدة الزمنية اللازمة لها.
ومن التقنيات الحديثة التي تستخدم فيها التكنولوجية النووية في التطبيقات السلمية والبيئية: إستخدامات النظائر في مجالات دراسات المياه الجوفية, ومن أهمها:
1- تقييم كفاءة السدود في زيادة تغذية خزانات المياه الجوفية, وفي الحصاد المطري.
2- تحديد إتجاهات سريان المياه الجوفية في الخزانات الأرضية.
3- تحديد سرعات المياه الجوفية (العميقة والسطحية).
4- تحديد أعمار المياه الجوفية, وأعمار المياه المالحة المتداخلة في الخزانات الجوفية, وأصل تلك المياه.
أهمية نهر الكونغو كفرصة بديلة لحل مشكلة العجز المائي في مصر:
يعد نهر الكونغو ثاني أكبر أنهار العالم من حيث كمية التدفق المائي بعد نهر الأمازون, ويلقي النهر ما يزيد علي ألف مليار م3 من المياه في المحيط الأطلنطي, حتي أن المياه العذبة تمتد إلي مسافة 30 كيلو متراً داخل المحيط, وذلك بخلاف وجود شلالات لتوليد الكهرباء تستطيع توليد كهرباء تكفي القارة الإفريقية كلها.
وما يميز نهر الكونغو عن غيره من الأنهار هو عدم وجود دلتا له, بل تنساب المياه المحملة بالطمي في خندق عميق, وتمتد بعيدا داخل المحيط الأطلسي, ويبلغ طول نهر الكونغو 4700 كيلو متر, ولديه قوة هائلة في دفع الماء إلي البحر, إذ يدفع قرابة 41700 طن من المياه في الثانية.
وتتلخص فكرة المشروع (الذي يمكن أن يغير من وجه مصر) في شق قناة تصل نهر الكونغو بأحد روافد نهر النيل بالسودان, وذلك في ظل العلاقات المميزة بين مصر والكونغو,ومشروع ربط نهر النيل بنهر الكونغو يبلغ إيراده السنوي من المياه 1900 مليار م3, وتصل تكلفة إنشاء قناة الربط هذه إلي 8 مليارات دولار (وقد عرض بعض المستثمرين المصريين إمكانية تغطية تكلفتها) , وهي كفيلة بضخ كمية من المياه في الصحراء الغربية تعادل 3 أضعاف حصة مصر من نهر النيل, بما يعيد أحياء مجري نهر النيل القديم, والذي كان يبدأ من جنوب توشكا ويمر بالواحات, ولن تغرق هذه المياه مصر, لأنه يمكن تخزين الفائض في منخفض القطارة, وإستغلال مساقط المياه فيه لتوليد الكهرباء (حيث أعمق نقطة فيه 160 متراً تحت سطح البحر) , وإنشاء مناطق صالحة للزراعة حول المنخفض أكبر من دلتا النيل الحالية.
فنهر الكونغو هو الأغني في أفريقيا والعالم, من حيث تدفق المياه والأمطار الغزيرة طوال العام, وشعب الكونغو من أغني شعوب العالم بالموارد المائية, ونصيب الفرد من المياه في الكونغو 35000 م3 سنوياً, بالإضافة إلي ألف مليار م3 سنويا تضيع في المحيط دون أن يستفيد منها أحد. وتقوم فكرة وفلسفة المشروع علي توليد طاقة كهربائية من المساقط المائية تكفي لإنارة القارة الأفريقية, وسيجعل المشروع الكونغو من أكبر الدول المصدرة للطاقة قي العالم, ويحقق لها عائداً مادياً ضخماً من توليد وتصدير الطاقة الكهربائية, بالإضافة إلي تحقيق الاكتفاء الذاتي من الكهرباء لمصر والكونغو والسودان أيضاً.
وتقوم فكرة المشروع علي تماس حوضي نهر النيل ونهر الكونغو, حيث ستتم الأستعانة بكل البيانات المتاحة من خلال البيانات التي رصدتها الأقمار الصناعية المرئية والرادارية والخرائط الطبوغرافية والخرائط الجيولوجية والبيانات المناخية, لدراسة أنسب مسار لتوصيل المياه من نهر الكونغو إلي نهر النيل, وذلك عبر خط تقسيم المياه وصولاً إلي جنوب جوبا "جنوب السودان".
وقد تمت دراسة ثلاثة سيناريوهات مقترحة لتحديد مسار المياه, طول الأول 424 كيلو متراً وفرق منسوب المياه سيكون 1500 متر, والسيناريو الثاني علي مسافة 940 كيلو متراً وإرتفاع 400 متر, والثالث ينقل المياه علي مسافة 600 كيلو متر وفرق ارتفاع 200 متر, وهو السيناريو الأقرب إلي التنفيذ من خلال أربع محطات رفع للمياه متتالية, وكشف المقترح عن إمكانية توليد طاقة كهربائية تبلغ 300 تريليون وات في الساعة, وهي تكفي لإنارة قارة أفريقيا, لافتاً إلي أن الكونغو تصنف أن لديها 16% من قدرات الطاقة الكهرومائية في العالم لتوليد المياه من المساقط المائية.
ويتلخص دور البحث العلمي في تنمية مصادر المياه في مصر, في المساهمة في المجالات الآتية:
1- تطوير تكنولوجيا تحليه المياه بالتناضج العكسي.
2- نشر إستخدام تقنيات الري المتطورة وخاصة في الأراضي المستصلحة حديثاً, بقصد تقليل مياه الري المستخدمة.
3- إنشاء قاعدة بيانات ومعلومات هيدرولوجية.
4- تطوير تقنيات جديدة لتقييم عملية الشحن الأصطناعي لأبار المياه.
5- تطوير طرق الإستفادة من المياه الصناعية والمياه المعالجة.

التوصيات
وعلي ضوء ما سبق, يوصي بما يأتي:
1- تكوين البني التحتية اللازمة لإنشاء المحطات النووية لإدخال الطاقة النووية, وذلك لتوليد الكهرباء وتحليه مياه البحر.
2- ضرورة إستخدام المياه المعالجة لإغراض الزراعة, بعد التأكد من استيفائها لشروط المواصفات القياسية.
3- التوسع في مشاريع الحصاد المائي خاصة التقنيات المختلفة لتجميع مياه الأمطار وإستخدامها لإغراض الزراعة.
4- إدخال تقنيات الري التكميلي من المياه المعالجة.
5- التوسع في استخدام تكنولوجيا الري الحديثة التي توفر كميات الري, وإستخدام أنماط الزراعات التي تعظم العائد الإنتاجي مقابل وحدة المياه المستخدمة.
6- ضرورة تفعيل دور الرقابة علي الملوثات الصناعية والزراعية بكافة أشكالها, والتي تؤثر علي جودة المياه والمحاصيل الزراعية.
7- وضع ومتابعة تنفيذ السياسات المائية والزراعية في مصر التي تتلافي أثار التغيرات المناخية علي المياه والزراعة, وإدارة إستخدام المصادر المائية التقليدية في الزراعة, وأثر الممارسات الزراعية علي البيئة ومصادر المياه.
8- إستنباط أصناف ذات احتياجات مائية قليلة من المحاصيل الإستراتيجية.
9- أن يتم تبني مشروع قومي للصرف المغطي لمعظم مصارف الدلتا للحفاظ علي هذه المياه من الفقد بالبخر؛ لتوفير حوالي 50% من مياه الصرف وإعادة إستخدامها.
10- تطوير قاعدة معلومات موحدة عن مصادر المياه.
11- أستخدام التكنولوجيا النووية لتحديد كميات المياه الجوفية.