الجدران البحرية وحواجز الشواطئ تسبب فيضانات للمياه الجوفية في المناطق الساحلية

مع استمرار ارتفاع درجة حرارة الأرض، ارتفعت مستويات سطح البحر بمعدل متسارع ــ من 1.4 مليمتر سنويا إلى 3.6 مليمتر سنويا بين عامي 2000 و2015.

ومن المحتم أن تتفاقم الفيضانات، وخاصة في المناطق الساحلية المنخفضة، حيث يقدر عدد سكانها بأكثر من مليار شخص. وهناك حاجة إلى حلول لحماية المنازل والممتلكات والمياه الجوفية من الفيضانات وتسرب المياه المالحة.

بناء الجدران البحرية والبنية الأساسية المماثلة تشكل خيارات واضحة للحماية من الفيضانات، والواقع أن مدناً مثل نيويورك وسان فرانسيسكو قد ناقشت بالفعل مع هيئة مهندسي الجيش خططاً محتملة تعتمد بشكل كبير على الجدران البحرية، ولكن هذه الخطط تأتي بتكلفة باهظة، تقدر بعشرات المليارات من الدولارات.

حماية أقل ضد تسرب المياه المالحة

ومما يزيد من تعقيد التخطيط، أن دراسة جديدة وجدت أن الجدران البحرية وغيرها من حواجز الشاطئ، والتي تمتد تحت السطح، قد تؤدي في الواقع إلى المزيد من فيضانات المياه الجوفية، وتؤدي إلى حماية أقل ضد تسرب المياه المالحة إلى المياه الجوفية، وتنتهي بالكثير من المياه للتعامل معها داخل المنطقة التي كان من المفترض أن تحميها الجدران البحرية.

نُشرت المقالة بعنوان “قد تؤدي حواجز الشاطئ إلى تضخيم مخاطر المياه الجوفية الساحلية مع ارتفاع مستوى سطح البحر” في مجلة Scientific Reports .

وقد كتب الورقة البحثية شين سو، أستاذ مساعد في جامعة ممفيس؛ وكيفن بيفوس، أستاذ مساعد في جامعة أريزونا؛ وميشيل هامل، أستاذة مساعدة في جامعة تكساس في أرلينجتون. كانت سو في السابق باحثة ما بعد الدكتوراه تعمل مع بيفوس في قسم علوم الأرض في جامعة أريزونا قبل تولي منصبها الحالي.

تقدم الورقة نظرة عامة على كيفية تسبب ارتفاع مستوى سطح البحر في انتقال المياه الجوفية المالحة إلى الداخل واستبدال المياه الجوفية العذبة التي كانت هناك، وهي العملية المعروفة باسم تسرب المياه المالحة.

وفي الوقت نفسه، ترتفع المياه الجوفية العذبة والمالحة نحو سطح الأرض بسبب ارتفاع مستوى سطح البحر. ويمكن أن يتسبب هذا في حدوث فيضانات من الأسفل، والمعروفة أيضًا باسم ظهور المياه الجوفية.

يمكن بناء الجدران تحت الأرض لتقليل تسرب المياه المالحة، ولكن هذا قد يؤدي إلى انحصار المياه الجوفية خلف الجدران، والتي تعمل مثل السد تحت الأرض. وقد يتسبب هذا في تحرك المزيد من المياه الجوفية إلى سطح الأرض، مما قد يؤدي بدوره إلى التسلل إلى أنظمة الصرف الصحي وخطوط المياه الرئيسية .

تقليص سعة الصرف الصحي وزيادة خطر التآكل  

وأوضح سو أن “هذه الحواجز قد تأتي بنتائج عكسية إذا لم تأخذ في الاعتبار احتمال حدوث فيضانات داخلية ناجمة عن ارتفاع مستويات المياه الجوفية.

ومن المحتمل أن يؤدي ارتفاع مستويات المياه الجوفية إلى تقليص سعة الصرف الصحي، وزيادة خطر التآكل وتلويث إمدادات مياه الشرب عن طريق إضعاف الأنابيب”.

وأشار الباحثون إلى أن الدراسات السابقة لهذه الدراسة لم تتضمن تأثيرات فيضانات المياه الجوفية، وهو ما دفع تلك الدراسات إلى توقع المزيد من الفوائد من الجدران تحت الأرض مقارنة بما تشير إليه هذه الدراسة الأخيرة الآن.

وأضاف بيفوس: “إن الخطة القياسية للحماية من الفيضانات هي بناء جدران بحرية. وتُظهِر عمليات المحاكاة التي أجريناها أن مجرد بناء جدران بحرية سيؤدي إلى تسرب المياه من المحيط إلى أسفل الجدار، فضلاً عن امتلائه من الجانب المواجه لليابسة.

وفي نهاية المطاف، يعني هذا أنه إذا أردنا بناء جدران بحرية، فيتعين علينا أن نكون على استعداد لضخ كميات كبيرة من المياه طالما أردنا الحفاظ على جفاف تلك المنطقة ــ وهذا ما كان على الهولنديين أن يفعلوه لقرون من الزمان باستخدام طواحين الهواء أولاً، ثم المضخات الكبيرة الآن”.

مخاطر الفيضانات الداخلية المحتملة

واختتم سو بالقول: “لقد وجدنا أن بناء هذه الحواجز الوقائية دون الأخذ في الاعتبار مخاطر الفيضانات الداخلية المحتملة من المياه الجوفية يمكن أن يؤدي في نهاية المطاف إلى تفاقم القضايا التي تهدف إلى حلها”.

وأضافت أن “هذه المخاطر تسلط الضوء على الحاجة إلى التخطيط الدقيق عند بناء الحواجز، وخاصة في المجتمعات الساحلية المكتظة بالسكان. ومن خلال معالجة هذه القضايا المحتملة، يمكن حماية المجتمعات الساحلية بشكل أفضل من ارتفاع مستويات سطح البحر”.

عند بناء جدران تحت الأرض أو جدران مرتبطة بالفيضانات، لا يبدو أن هناك حلاً مثاليًا يمنع تسرب المياه المالحة أو فيضانات المياه الجوفية.

وعلى هذا النحو، يوصي الباحثون بأن تحتوي أي حواجز تحت الأرض على خطط إضافية للتعامل مع المياه الزائدة التي قد تتجمع في الداخل من الحاجز ، مثل استخدام المضخات أو المصارف الفرنسية، والتي تستخدم أنابيب مثقبة مدمجة في الحصى أو الصخور السائبة التي توجه المياه بعيدًا عن الأساسات.

وسوف يكون من المفيد لمخططي المدن في نيويورك وسان فرانسيسكو والمدن الساحلية في مختلف أنحاء العالم أن يأخذوا هذه المسألة في الاعتبار أثناء وضع خططهم لمكافحة ارتفاع منسوب مياه البحار.