علماء دوليون لبحث ندرة المياه في المملكة.. وتقنيات حديثة لخزنها

أكد البروفيسور التركي زكاي شن أن رؤية كرسي جائزة الأمير سلطان بن عبد العزيز العالمية للمياه تتلخص في وضع آليات وبرامج للاستفادة من مياه الأمطار والسيول لسد جزء من العجز المائي المتعاظم في المملكة، وتقريب الفجوة بين الطلب والإمداد من خلال إيجاد أبحاث علمية تتعلق بحصد وخزن مياه الأمطار والسيول.

#2#

وأشار زكاي شن الحائز جائزة نوبل للسلام عام 2007 ضمن فريق الباحثين في اللجنة الدولية المعنية بالتغير المناخي التابعة للأمم المتحدة IPCC, إلى أن من أهم أهداف الكرسي استقطاب علماء ذوي كفاءة علمية وسمعة دولية، تشجيع وترسيخ ثقافة الابتكار والإبداع وتطوير البحث العلمي في خدمة التنمية وتدعيم سبل التعاون بين كفاءات الجامعة والمؤسسات العامة والخاصة التي تعمل في حقل المياه.

#3#

وقال البروفيسور المنضم حديثا إلى جامعة الملك سعود كخبير دولي لكرسي أبحاث المياه، في حوار أجرته معه "الاقتصادية"، إن الفوائد من تنفيذ التقنيات هي ترشيد استخدام مياه الري في الزراعة، إعادة تأهيل القرى والمواقع الزراعية القديمة، وتحقيق زراعة مستدامة.. إلى التفاصيل:

دعنا نبدأ من فكرة استحداث كرسي جائزة الأمير سلطان بن عبد العزيز العالمية للمياه، كيف نشأت؟

بعد النجاح العالمي المشهود لجائزة الأمير سلطان بن عبد العزيز العالمية للمياه في دوراتها الثلاث الماضية أصبح الأمر حافزاً لإنشاء "كرسي جائزة الأمير سلطان بن عبد العزيز العالمية للمياه" كمشروع بحثي يهتم بدراسة التغيرات المناخية المستقبلية على المملكة وأثرها في "حصد وخزن مياه الأمطار والسيول" بها.

لماذا ارتبطت رؤية ورسالة الكرسي بتقنيات حصد وخزن مياه الأمطار والسيول؟

تتلخص رؤية كرسي جائزة الأمير سلطان بن عبد العزيز العالمية للمياه في وضع آليات وبرامج للاستفادة القصوى من مياه الأمطار والسيول لسد جزء من العجز المائي المتعاظم في المملكة وتقريب الفجوة بين الطلب والإمداد من خلال إيجاد وتعزيز أبحاث علمية متميزة وأصيلة تتعلق بحصد وخزن مياه الأمطار والسيول، وإجراء دراسات حول تقويم هذه الأساليب وتطويرها بما يتناسب مع البيئة المحلية.

أما الرسالة فهي أن يكون لكرسي جائزة الأمير سلطان بن عبد العزيز العالمية للمياه دور رائد في زيادة الوعي العلمي والبحثي في مجال حصد وخزن مياه الأمطار والسيول من خلال القيام بأبحاث متخصصة ومتقدمة، وتطوير تصميم وإنشاء وتشغيل منشآت وأساليب متطورة يمكن تطبيقها على مستوى الوطن للاستفادة من مياه الأمطار والمساهمة في حل مشكلات ندرة المياه في المملكة. كما ستكون هذه الأساليب والتقنيات نواة لتدريب الكوادر الوطنية من باحثين وطلاب دراسات عليا وأيضاً لإخراج نتائج بحثية تضاهي المراكز العالمية.

ما أهم أهداف كرسي جائزة الأمير سلطان بن عبد العزيز العالمية للمياه؟

يمكن تلخيص أهم أهداف كرسي جائزة الأمير سلطان بن عبد العزيز العالمية للمياه في الآتي:

1- استقطاب علماء ذوي كفاءة علمية وسمعة دولية متميزة لبحث مشكلات حصد وخزن مياه الأمطار والسيول في المملكة واقتراح الحلول المثلى لها.

2- تشجيع وترسيخ ثقافة الابتكار والإبداع وتطوير البحث العلمي في خدمة التنمية وتدعيم سبل التعاون بين كفاءات الجامعة والمؤسسات العامة والخاصة التي تعمل في حقل المياه.

3- المساهمة في دفع البحث العلمي دفعاً نوعياً في قطاع حصد وخزن مياه الأمطار والسيول.

4- الاستفادة من التجارب العالمية في حصد وخزن مياه الأمطار والسيول ونقل وتوطين هذه التجارب بما يتوافق مع بيئة المملكة.

5- زيادة الوعي بأهمية المياه بالاستفادة القصوى من مياه الأمطار والسيول إضافة إلى ترشيد الطلب على المياه.

6- تعزيز مكانة مركز الأمير سلطان بن عبد العزيز لأبحاث البيئة والمياه والصحراء ليكون له دور رائد في أبحاث حصد وخزن مياه الأمطار والسيول على المستوى الوطني والإقليمي والعالمي.

يكثر الحديث عن ظاهرة التغير المناخي، ما هذه الظاهرة؟ وهل هناك دلائل على وجودها؟
عرفت الأرض على مدار التاريخ الإنساني عديدا من التغيرات المناخية التي استطاع العلماء تبرير معظمها بأسباب طبيعية، مثل: بعض الثورات البركانية أو التقلبات الشمسية، إلا أن العلماء لم يستطيعوا ربط الزيادة المثيرة في درجة حرارة سطح الأرض على مدار القرنين الماضيين (أي منذ بداية الثورة الصناعية) وخاصة الـ 20 سنة الأخيرة بالأسباب الطبيعية نفسها؛ حيث كان للنشاط الإنساني خلال هذه الفترة جراء قطع الأشجار وحرق الغابات وتعدين البترول وغير ذلك أثر كبير يجب أخذه في الحسبان لتفسير هذا الارتفاع المطرد في درجة حرارة سطح الأرض أو ما يُسمى بظاهرة الاحتباس الحراري Global Warming، وبالتالي رفع حرارة الهواء مما أدى إلى ذوبان أجزاء من الجليد في كل من القطب الشمالي والجنوبي وفي قمم الجبال التي هي من أهم دلائل التغير المناخي.

ويمكن توضيح ظاهرة الاحتباس الحراري Global Warming على أنها الزيادة التدريجية في درجة حرارة أدنى طبقات الغلاف الجوي المحيط بالأرض؛ كنتيجة لزيادة انبعاثات غازات الصوبة الخضراء Greenhouse gases منذ بداية الثورة الصناعية، وغازات الصوبة الخضراء والتي يتكون معظمها من بخار الماء، وثاني أكسيد الكربون، والميثان، وأكسيد النيتروز والأوزون هي غازات طبيعية تلعب دورًا مهمًا في تدفئة سطح الأرض حتى يمكن الحياة عليه، فبدونها قد تصل درجة حرارة سطح الأرض ما بين 19 و15 درجة سلزيوس تحت الصفر، حيث تقوم تلك الغازات بامتصاص جزء من الأشعة تحت الحمراء التي تنبعث من سطح الأرض كانعكاس للأشعة الساقطة على سطح الأرض من الشمس، وتحتفظ بها في الغلاف الجوي للأرض؛ لتحافظ على درجة حرارة الأرض في معدلها الطبيعي.

لكن مع التقدم في الصناعة ووسائل المواصلات منذ الثورة الصناعية وحتى الآن مع الاعتماد على الوقود الحفري (الفحم والبترول والغاز الطبيعي) كمصدر أساسي للطاقة، ومع احتراق هذا الوقود الحفري لإنتاج الطاقة واستخدام غازات الكلور وفلوركاربونات في الصناعة بكثرة؛ كانت تنتج غازات الصوبة الخضراء greenhouse gases بكميات كبيرة تفوق ما يحتاج إليه الغلاف الجوي للحفاظ على درجة حرارة الأرض، وبالتالي أدى وجود تلك الكميات الإضافية من تلك الغازات إلى الاحتفاظ بكمية أكبر من الحرارة في الغلاف الجوي، وبالتالي من الطبيعي أن تبدأ درجة حرارة سطح الأرض في الزيادة.

بالتأكيد نظام المناخ على كوكبنا أكثر تعقيدًا من أن تحدث الزيادة في درجة حرارة سطحه بهذه الصورة وبهذه السرعة، فهناك عديد من العوامل الأخرى التي تؤثر في درجة حرارته؛ لذلك كان هناك جدل واسع بين العلماء حول هذه الظاهرة وسرعة حدوثها، لكن مع تزايد انبعاثات تلك الغازات وتراكمها في الغلاف الجوي ومع مرور الزمن بدأت تظهر بعض الآثار السلبية لتلك الظاهرة؛ لتؤكد وجودها وتعلن عن قرب نفاد صبر هذا الكوكب على معاملتنا السيئة له. ومن آخر تلك الآثار التي تؤكد بدء ارتفاع درجة حرارة الأرض بشكل فعّلي:

1- ارتفاع درجة حرارة مياه المحيطات خلال الـ 50 عاما الأخيرة؛ حيث ارتفعت درجة حرارة الألف متر السطحية بنسبة 0.06 درجة سلزيوس، بينما ارتفعت درجة حرارة الـ 300 متر السطحية بنسبة 0.31 درجة سلزيوس، ورغم صغر تلك النسب في مظهرها فإنها عندما تقارن بكمية المياه الموجودة في تلك المحيطات يتضح كم الطاقة المهول الذي تم اختزانه في تلك المحيطات.

2- تناقص التواجد الثلجي وسمك الثلوج في القطبين المتجمدين خلال العقود الأخيرة؛ فقد أوضحت البيانات التي رصدها القمر الصناعي تناقص الثلج، خاصة الذي يبقى طوال العام بنسبة 14 في المائة ما بين عامي 1978 و1998، بينما أوضحت البيانات التي رصدتها الغواصات تناقص سمك الثلج بنسبة 40 في المائة خلال الـ 40 عاما الأخيرة، في حين أكدت بعض الدراسات أن النسب الطبيعية التي يمكن أن يحدث بها هذا التناقص أقل من 2 في المائة.

3- ملاحظة ذوبان الغطاء الثلجي في جزيرة جرين لاند خلال الأعوام القليلة الماضية في الارتفاعات المنخفضة بينما الارتفاعات العليا لم تتأثر؛ أدى هذا الذوبان إلى انحلال أكثر من 50 مليار طن من الماء في المحيطات كل عام.

4- أظهرت دراسة القياسات لدرجة حرارة سطح الأرض خلال الـ 500 عام الأخيرة ارتفاع درجة حرارة سطح الأرض بمعدل درجة سلزيوس واحدة، وقد حدث 80 في المائة من هذا الارتفاع منذ عام 1800، بينما حدث 50 في المائة من هذا الارتفاع منذ عام 1900.

5- أظهرت الدراسات طول مدة موسم ذوبان الجليد وتناقص مدة موسم تجمده؛ حيث تقدم موعد موسم ذوبان الجليد بمعدل 6.5 أيام/ قرن، بينما تقدم موعد موسم تجمده بمعدل 5.8 أيام/ قرن في الفترة ما بين عامي 1846 و1996، مما يعني زيادة درجة حرارة الهواء بمعدل 1.2 درجة سلزيوس/ قرن.

كل هذه التغيرات تعطي مؤشرا واحدا وهو بدء تفاقم المشكلة؛ لذا يجب أن يكون هناك تفعيل لقرارات خفض نسب التلوث على مستوى العالم واستخدام الطاقات النظيفة لمحاولة تقليل تلك الآثار، فرغم أن الظاهرة ستستمر نتيجة للكميات الهائلة التي تم إنتاجها من الغازات الملوثة على مدار القرنين الماضيين.

ومن المعروف أن الظروف المناخية للمملكة تتسم عموماً بالجفاف الذي يتخلله بعض الفترات القصيرة من الهطول المطري الغزير الذي تسيل على أثره الأودية والشعاب. ومن المعلوم أن جفاف المناخ يرجع إلى واحد أو أكثر من المسببات التالية: بُعد المنطقة عن مصادر المياه الطبيعية كالمحيطات والبحار والأنهار، وجود المنطقة بجوار المرتفعات الجبلية، ووقوع المنطقة تحت أحزمة الضغط الجوي المرتفع.

ويعتبر الأخير واحداً من أهم تلك المسببات، حيث يوجد حزاما ضغط مرتفع على شمال وجنوب خط الاستواء بين خطي عرض 15ْ و 30ْ تكون مسؤولة عن منع الهواء المشبع ببخار الماء من التحرك وسقوط المطر. لهذا فالمناطق المتاخمة لتلك الأحزمة (ومنها المملكة) تعاني قلة سقوط الأمطار.

نتيجة لهذه الظاهرة أوضح العلماء أن أحزمة الضغط العالي تتحرك متجهة نحو الأقطاب تاركة مكانها منخفضات جوية ستسهم - بإذن الله - في برودة الهواء المشبع ببخار الماء فتسقط الأمطار.

ما الفوائد المرجوة من تنفيذ تقنيات حصد وخزن مياه الأمطار والسيول في المملكة؟

يمكن باختصار تلخيص الفوائد المرجوة من تنفيذ تلك التقنيات في الآتي: ترشيد استخدام مياه الري في الزراعة والتي تتجاوز 85 في المائة من الاستهلاك الكلي للمياه في المملكة، إعادة تأهيل القرى والمواقع الزراعية القديمة، وتحقيق زراعة مستدامة ـ بعون الله.
فلا يخفى على أحد أن القطاع الزراعي يعد أكبر مستخدم للمياه (نحو 85 في المائة من إجمالي الاستهلاك المائي الكلي)، بل وأرخص مستخدم لتلك المياه. أضف إلى ذلك أن كفاءة استخدام المياه في الزراعة لا تتجاوز 40 في المائة من كميات مياه الري والباقي يفقد دون استفادة المحاصيل الزراعية منه.

والآن وبعد أن أدركت حكومة خادم الحرمين الشريفين خطورة استنزاف المياه الجوفية أصدرت إجراءات للتقليل من الضخ الزائد منها.

ما علاقة التغير المناخي بتنفيذ حصد وخزن مياه الأمطار والسيول؟

خلص العالم الأسترالي جاسون إيفانس في مركز أبحاث التغير المناخي في جامعة نيو ساوث ويلز إلى أن التغير المناخي قد يسبب – على خلاف ما هو معتقد – زيادة معدلات هطول الأمطار في منطقة الشرق الأوسط بنسبة 50 في المائة.

كما أشارت بعض الدراسات الحديثة التي تمت مناقشتها أخيرا في المنتدى العالمي الخامس للمياه باستانبول "آذار (مارس) 2009" قام بها علماء متميزون مثل ديفيد تول من وكالة ناسا الفضائية وزكاي شن من جامعة استانبول التقنية ودريس عناني من جامعة ستانفورد عن تأثير التغيرات المناخية خلال القرن الحالي على معدلات تساقط الأمطار في مناطق مختلفة من العالم أكدت جميعها توقع زيادة معدل سقوط الأمطار على الجزء الشرقي من المملكة بأكثر من 20 في المائة خلال العقود القليلة المقبلة ـ بإذن الله ـ كنتيجة للتأثيرات الإيجابية (إن صح التعبير) للتغيرات المناخية.

كميات مياه الأمطار المتوقع سقوطها على مناطق مختلفة من العالم بين عامي 1990 و2060.
شجع ذلك على السعي لتنفيذ أبحاث حصد وخزن مياه الأمطار والسيول في المملكة من خلال كرسي جائزة الأمير سلطان بن عبد العزيز العالمية للمياه، حيث تتم دراسة مستفيضة لمناطق المملكة المتوقع زيادة هطول الأمطار عليها وتحديد الأسلوب الأمثل لحصد مياه الأمطار والسيول بكل منها في ضوء ما هو متوقع من تأثيرات التغير المناخي ـ بعون الله.

ذكرت ترشيد استخدام المياه والزراعة المستدامة - ما العلاقة بينهما وبين تقنية حصد وخزن مياه الأمطار والسيول؟

من المعلوم أن الحضارات القديمة نشأت على ضفاف الأودية وبجوار مصادر المياه- لكن بعد نقص المصادر المائية في القرى والمواقع الزراعية القديمة بجانب هجرة أهل القرى للمدن أصبحت الحاجة ملحة إلى إعادة جذب المزارعين إلى قراهم وهذا ما سيسهم في تطبيق تقنية حصد وخزن مياه الأمطار والسيول في تحقيقه ـ بعون الله.

كيف تتم إعادة تأهيل القرى والمواقع الزراعية القديمة؟

حتى تتم إعادة تأهيل القرى والمواقع الزراعية القديمة أرى ضرورة التوسع في إنشاء سدود ركامية ذات التكلفة الاقتصادية المحدودة والعائد المائي المرتفع في الوديان والشعاب المنتشرة في أنحاء المملكة.

وللمركز تصور علمي وعملي في هذا الشأن، حيث يقترح إجراء دراسات ميدانية في بعض مواقع الممرات المائية لإنشاء السد الركامي بارتفاع متر واحد وطول يسـاوي ثلثي طول الممر المائي مع تمهـيد جانبـي الســـد بانحــدار منــاسب بشـكل حـــرف (V) للسماح بانسياب المياه الزائدة دون الضغط على جسم السد. كما يجب تبطين أرض تصريف الماء أمام السد بالخرسانة للحفاظ على التربة من الانجراف.
#5#

#4#
ويتوقع مركز الأمير سلطان لأبحاث البيئة والمياه والصحراء ألا تزيد تكلفة السد الواحد على 50 ألف ريال مما يتيح فرصة تنمية مستدامة عن طريق تخزين المياه على ضفاف الأودية بمياه متجددة لري الزراعات الصغيرة وسقيا الماشية وتحسين الظروف البيئية حولها، إضافة إلى رشح المياه الزائدة إلى الطبقات تحت السطحية للوادي مما يسهم في زيادة مخزون المياه الجوفية بدلا من فقدها بالتبخر.

النتائج المرجوة من إقامة تلك السدود يمكن تلخيصها في: الاستفادة المثلى من مياه الأمطار التي تسقط عادة بغزارة ولفترات زمنية قصيرة خلال فصلي الخريف والربيع بدلا من فقد جزء كبير منها بالتبخر لشدة حرارة الجو، توفير المياه لسقي الماشية وري الزراعات دون مقابل مادي، زيادة المخزون الاستراتيجي من المياه للأجيال المقبلة، تخفيف عبء السحب المتواصل من خزانات المياه الجوفية سواء القريبة من سطح الأرض أو العميقة، ربط الهجر والبادية بمواطنهم الأصلية، وبالتالي تخفيف الضغط على المدن المزدحمة، تحسين الظروف البيئية بالأودية حول السدود الركامية المقترحة.