5:31 ص المكتبة الزراعية الشاملة

 

كتاب : دليل جمع بيانات المياه و طرق قياسها

إعداد : د احمد الصديق حياتي

عدد صفحات الكتاب : 231 صفحة

يتم تعريف مستوى المياه على أنه المسافة العمودية (أو الارتفاع) من نقطة مرجعية محددة إلى سطح الماء. في الأنهار والجداول، يشار إليه غالبًا بمقياس الارتفاع أو المرحلة.  عند تحديد مستوى المياه للمياه السطحية، يتم تحديد النقطة المرجعية عادةً على أنها نقطة ما تحت سطح الماء. ومع ذلك، في المياه الجوفية، مثل المياه الجوفية والخزانات، يتم تعريف النقطة المرجعية بشكل أكثر شيوعًا على أنها نقطة فوق سطح الماء.

ويرتبط مستوى المياه السطحية ارتباطًا وثيقًا بعمقها، ولكن ليس بالضرورة مطابقًا له. في المياه السطحية، يقيس العمق المسافة العمودية من سطح الماء إلى القاع. بالنسبة لقياسات مستوى المياه، يمكن أن تكون النقطة المرجعية هي ما يحدده المستخدم. قد يكون هذا هو القاع، لكن لا يجب أن يكون كذلك. إذا عرفنا الفرق بين القاع والنقطة المرجعية التي اختارها المستخدم، فيمكننا حساب العمق بسهولة من مستوى الماء.

هناك العديد من الأسباب الممتازة التي تجعل الكثير من الناس من مختلف مناحي الحياة يهتمون كثيرًا بمستويات المياه. فيما يلي عدد قليل من أهمها:

تؤثر مستويات المياه على الصحة البيئية

عندما تكون مستويات المياه مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا، فإنها يمكن أن تؤثر سلبًا على البيئة. يمكن أن يؤدي انخفاض مستويات المياه إلى فقدان موائل الأسماك والحياة البرية الأخرى، وفقدان الغذاء ومياه الشرب المتاحة للحياة البرية، وارتفاع تركيزات الملوثات في المياه المتبقية، وتآكل التربة المكشوفة. عندما تصبح مستويات المياه مرتفعة بما يكفي للتسبب في الفيضانات، يمكن للفيضانات الناتجة أن تؤدي إلى تآكل ضفاف الأنهار ومجاري الأنهار. يمكن أن تؤثر هذه الفيضانات سلبًا على جودة المياه عن طريق نشر الملوثات والطمي. ويمكن أن تلحق الضرر بالنباتات. تؤثر المسطحات المائية الصحية بشكل كبير على النباتات والحيوانات الموجودة تحت الماء وعلى الصحة العامة للبيئة. تؤثر العديد من العوامل الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية على جودة المياه في البرك والبحيرات والجداول والأنهار والمحيطات والمياه الجوفية.

يمكن لاستراتيجيات مراقبة جودة المياه الفعالة والوقائية أن تساعد علماء البيئة على تحديد العوامل الطبيعية والبشرية التي تؤثر على المسطحات المائية. ويمكن استخدام النتائج لتخطيط مشاريع الترميم للتأكد من أن المسطحات المائية تلبي المعايير البيئية.

فيما يلي سبع طرق لقياس ومراقبة جودة المياه، وتشجيع النظام البيئي المائي النظيف والصحي.

1. مراقبة CDOM/FDOM

تحدث المواد العضوية الذائبة الملونة أو الملونة (CDOM) بشكل طبيعي في المسطحات المائية. تمتص هذه المادة العضوية الأشعة فوق البنفسجية وتتحلل لتطلق مادة التانين، وهو ملوث عضوي يتسبب في تحول الماء إلى عكر. علاوة على ذلك، يساهم التانين في تقليل درجة الحموضة (الحمضية) للمياه واستنزاف مستويات الأكسجين. يتألق جزء من CDOM ويشار إليه باسم المادة العضوية الذائبة الفلورية (FDOM) مما يجعل الماء يبدو غائمًا.

يمكن قياس مستويات CDOM/FDOM باستخدام أجهزة الاستشعار الضوئية الكهربائية التي تستخدم مقاييس التألق وعدسة الياقوت. تقوم هذه المستشعرات بقياس مدى توفر الضوء في المسطحات المائية اعتمادًا على مستوى الماء وتشير إلى تركيز المادة العضوية الذائبة (DOM).

2. تحليل مضان الكلوروفيل

عندما تكون المياه السطحية في البرك والبحيرات غنية بالمعادن، وهي الفوسفور والنيتروجين، تزدهر الطحالب. يؤدي النمو غير المتناسب للطحالب إلى استنفاد الأكسجين وزيادة مستويات النيتروجين والفوسفور التي يمكن أن تكون سامة للنباتات والحيوانات. يشير مضان الكلوروفيل، الذي يتم قياسه باستخدام مقاييس سمية الطحالب، إلى النسبة المئوية للكلوروفيل الكيميائي الرطب والكلوروفيل النشط في عينة الماء تحت الإضاءة. هذه طريقة فعالة لمراقبة نمو الطحالب المفرط ومراقبة جودة المياه.

3. مراقبة الموصلية والملوحة والمواد الصلبة الذائبة

تعد موصلية الجسم المائي مؤشرًا مبكرًا على جودة المياه. تؤثر الموصلية على الملوحة ومحتوى المواد الصلبة الذائبة الكلية (TDS)، مما يؤثر بدوره على تركيز الأكسجين في الماء. يمكن لبعض العوامل البيئية (درجة الحرارة، هطول الأمطار الغزيرة، وزيادة محتوى المواد العضوية) والعوامل التي من صنع الإنسان (التلوث) أن تزيد أو تقلل من موصلية المسطحات المائية، مما يؤثر بشدة على جودة المياه. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي تسرب النفط أو زيادة مستويات المواد العضوية في المحيط إلى تقليل موصليته، مما يشير إلى تلوث المياه. تقوم أجهزة قياس الموصلية والملوحة وTDS بتحليل جودة المياه عن طريق قياس التوصيل الكهربائي المحدد للإلكتروليتات الذائبة في الماء. على الرغم من أن كل من هذه الأدوات يقيس معلمة منفصلة، إلا أن النتائج مترابطة وتشير إلى التلوث.

4. تسجيل درجة حرارة الماء

تعتبر درجة الحرارة عاملاً حاسماً يؤثر على عوامل جودة المياه الأخرى مثل معدل التمثيل الضوئي والتمثيل الغذائي، وتركيز الغاز المذاب، والتوصيل والملوحة، ودرجة الحموضة، وكثافة الماء من بين عوامل أخرى. على سبيل المثال، تعتبر الأمونيا عند درجة حموضة عالية سامة للنباتات والحيوانات المائية، ومع ذلك، فإن التغير المفاجئ في درجة الحرارة يمكن أن يضاعف التأثير. تُستخدم العديد من الأجهزة مثل موازين الحرارة والثرمستورات والمزدوجات الحرارية وأجهزة استشعار درجة الحرارة الرقمية للحصول على قراءات درجة الحرارة على أعماق ووقت ومواقع مختلفة.

5. قياس مستويات الأكسجين المذاب

الأكسجين المذاب (DO) هو مقياس لكمية الأكسجين المتاحة للنباتات والحيوانات ويتم تسجيله كنسبة تشبع أو ملغم / لتر. تنخفض مستويات الأكسجين في الماء بسبب تحلل المواد العضوية مثل النباتات والحيوانات الميتة والفضلات البشرية. يمكن أن يكون مستوى الأكسجين المذاب الذي يقل عن 6 ملغم / لتر ضارًا بالنظام البيئي للمسطحات المائية. يمكن قياس تركيز الأكسجين المذاب باستخدام المستشعر الكهروكيميائي أو البصري، وطريقة قياس الألوان، وطريقة معايرة وينكلر، وأجهزة استشعار الأكسجين المذاب البصرية.

6. اختبار الرقم الهيدروجيني وKH

يشكل ارتفاع مستوى الرقم الهيدروجيني خطراً على النظام البيئي للمسطحات المائية. تتراوح درجة الحموضة الآمنة للبركة أو البحيرة بين 6.0 إلى 8.0؛ ومع ذلك، فإن بعض العوامل مثل فرط نمو الطحالب والتلوث تغير الرقم الهيدروجيني للمياه وتزيد من مستويات الأمونيا السامة. يمكن اختبار الرقم الهيدروجيني باستخدام مجموعات اختبار المياه المرمزة بالألوان والتي توفر نطاقًا واسعًا لقياس الرقم الهيدروجيني. تعمل هذه المجموعات بشكل أفضل لإعطائك فكرة عن نطاق الأس الهيدروجيني الذي يقع فيه الماء. ومع ذلك، للحصول على قياسات دقيقة للأس الهيدروجيني، توفر مستشعرات الأس الهيدروجيني الإلكترونية قيم قياس تصل إلى نقطتين عشريتين. يعد KH أو صلابة الكربونات (مقياس لمستويات الكربونات والبيكربونات) عاملاً آخر يجب مراقبته لأنه يؤثر بشكل كبير على الرقم الهيدروجيني للمياه. لذلك، لإعادة ضبط الرقم الهيدروجيني، قد تضطر في كثير من الأحيان إلى تثبيت الماء KH...

-----------------

تنزيل الكتاب

-----------------------

مشاركة