سد المياه الجوفية هو هيكل يعمل على إبطاء أو إيقاف تدفق المياه الجوفية الضحلة، في أغلب الأحيان في مجاري الأنهار الموسمية، ما يزيد من توفر المياه الجوفية الضحلة عند منبع الهيكل. هذه التقنية ليست مناسبة لمراحل الطوارئ القصوى أو الاستقرار، وهي أكثر ملاءمة لل تخفيف من الجفاف على المدى الطويل. عملية أو نتيجة جعل شيء ما أقل شدة أو خطورة أو ضررًا.

هناك نوعان رئيسيان من سدود المياه الجوفية، كل منهما يناسب حالات الموقع الأولية المختلفة. سدود تخزين الرمال (في الشكل أعلاه على اليسار) مبنية في مجاري الأنهار حيث حجم الرمال أو غيرها من المواد القابلة للاختراق في قاع النهر الحالي ليست عميقة بما يكفي لتخزين كميات كبيرة من المياه. لذلك تم بناء معظم الهيكل (على مراحل) فوق مجرى النهر الأصلي. في كل مرة يتم فيها إنشاء مرحلة، يتم غسل الرمال في اتجاه ال مصب أثناء الفيضانات المفاجئة ثم ترسب خلف الجدار، ما يؤدي إلى ارتفاع مستوى قاع النهر أعلى المنبع الذي يحتفظ بالمياه. عادة ما يتم بناء هذه السدود على طبقة صخرية، على الرغم من أنه يمكن أيضًا بناؤها بعناية على طبقة طينية غير منفذة. تم بناء السدود الجوفية (في الشكل أعلاه على اليمين) داخل مجاري الأنهار حيث يكون حجم الرمال بالفعل كافيًا لتخزين المياه. بعد حدوث فيضان، تتسرب المياه خلف السد، ما يزيد من عملية التخزين. يمكن بناؤها على صخرة أو طبقة طينية غير منفذة.

اعتبارات التصميم

سد المياه الجوفية هو تقنية غير مناسبة في كل مكان ويتطلب تحديد الموقع بدقة. يجب وضع السدود حيث يكون للنهر سرعة كافية لحمل حبيبات الرمل الخشنة/ المتوسطة مع تقليل رواسب الطمي. من الناحية العملية، هذا يعني موقعًا به انحدار بين 0.13٪ و4٪، والذي من المحتمل أيضًا أن يحافظ على عرض السد إلى أقل من 25 مترًا، ما يقلل من المواد والمستلزمات والعمالة. لا يجب أن يكون الموقع الدقيق قريبًا من منعطف نهر أو حيث قد توجد مجاري الأنهار القديمة بشكل جانبي يمكن للمياه الجوفية التسلل من خلالها. هناك حاجة إلى إجراء تحقيق مفصل في الموقع للتأكد من عدم حدوث خسائر في المياه من خلال الكسور عند البناء على الصخور أو من خلال الرواسب العميقة أسفل الطبقة غير المنفذة. يجب أن تكون ضفاف الأنهار مرتفعة بما يكفي لمنع المياه من تجاوز الهيكل (أي ارتفاع السد + الفيضان + 10٪). إن تحديد موقع السد حيث يكون قاع النهر أضيق وحيث تكون صخور القاع أو الطين ضحلة سيضمن بناء أرخص وأسرع.

التصميم والبناء الدقيقان مهمان أيضًا، خاصة لسدود تخزين الرمال. بالنسبة إلى كلا النوعين من السدود، يجب منع التآكل حول حواف السد. بالنسبة إلى السدود الجوفية، فإن هذا يعني دخول السد إلى ضفة النهر، بينما بالنسبة إلى سدود تخزين الرمال، فإنه يستلزم بناء جدران جانبية. تقنية البناء الجيدة هي البدء بالجدران الجانبية والعمل باتجاه المركز، لأنه إذا تم إنشاء الجدران الجانبية مؤخرًا، فقد يتأخر حماس المجتمع بشكل كبير. يختلف طول الجدران الجانبية باختلاف خواص الضفاف. بالنسبة إلى سدود تخزين الرمال، هناك المزيد من قضايا التصميم المهمة التي يجب أن تكون على دراية بها. على سبيل المثال، يجب ألا يتجاوز ارتفاع جدار السد الذي سيتم بناؤه قبل كل فيضان معدل تراكم الرمال الخشنة/ المتوسطة أثناء حدث الفيضان. سيختلف الارتفاع حسب الموقع ويجب تعديله بعد حدث الفيضان الأول، على الرغم من أنه نادرًا ما يزيد على 50 سم. إذا لم يتم ذلك، فسيحدث ترسيب وتراكم، ما يؤدي إلى انخفاض الحصيلة النوعية وزيادة الخاصية الشعرية، والذي يؤدي بدوره إلى تقليل معدل استخراج الآبار وزيادة فقدان التبخر. يجب أيضًا تصميم قناة تصريف المياه لاستيعاب ذروة تدفق النهر، ومن ثم ستختلف وفقًا للموقع. سيؤدي التصميم غير الصحيح إلى تآكل حول الجدران الجانبية. ثالثًا، في حالة عدم وجود قضيب صخري في اتجاه ال مصب مباشرة، يمكن منع التآكل بوضع أحجار كبيرة عند النقطة الواقعة أسفل مجرى التدفق حيث تسقط مياه الفيضانات. يجب أن تكون كبيرة بما يكفي لمقاومة تدفق النهر. يمكن استخراج المياه عن طريق حفر مجرفة في قاع النهر (المعرضة للتلوث)، أو من خلال الآبار الموجودة في قاع النهر (راجع I.7 )، أو عن طريق الآبار في ضفاف النهر. تظهر تصميمات معينة لسدود تخزين الرمال ماسورة تأخذ المياه بالجاذبية عبر جدار السد، ولكن يمكن أن تكون هذه مشكلة بسبب انسداد المآخذ، والصنابير المكسورة واحتمال ضعف جدار السد.

المواد والمستلزمات

يمكن بناء السدود تحت السطحية من الحجر أو حتى من الطين، في حين أن سدود تخزين الرمال عادة ما تكون مبنية من الأحجار الحجرية. السدود الجوفية المصنوعة من الطين معرضة للتلف، ولكن يمكن أن تعمل إذا كان الجزء العلوي من السد أقل من 0.3 متر تحت طبقة الرمل الأصلية وإذا تم استخدام الخرسانة في النقاط الحرجة (الأساس، الجص ضد التيار، الجزء العلوي من السد).

القابلية للتطبيق

سدود المياه الجوفية مناسبة بشكل عام للمناطق القاحلة ذات معدلات التبخر العالية وظواهر الأمطار الغزيرة. تميل هذه المناطق إلى التوافق مع مناطق الرعاة المعرضة للجفاف، حيث لا يرتبط توافر المياه دائمًا بشكل جيد بتوافر المراعي. سدود تخزين الرمال مناسبة لأحواض الأنهار ذات الرمال غير الكافية كوسيط تخزين، في حين أن السدود الجوفية مناسبة حيث توجد رمال كافية، لكن المياه الجوفية لا تبقى لفترة طويلة بما فيه الكفاية (إذا بقي الماء، يجب أن يكون ترشيح ضفة النهر I.6 كافيًا). يمكن أن يستغرق إنشاء سدود المياه الجوفية وقتًا طويلًا، خاصةً بالنسبة إلى سدود تخزين الرمال، لذا لا ينبغي لبتفكير فيها في مراحل الطوارئ القصوى أو المستقرة.

التشغيل والصيانة

إذا تم بناء السدود بشكل صحيح، فلن يتطلب الأمر سوى القليل جدًا من التشغيل والصيانة باستمرار. يجب فحص السدود الرملية بحثًا عن الأضرار المحتملة بعد الفيضانات وإصلاحها. يمكن أن يكون بناء السدود على مراحل على مدى سنوات أكثر فائدة لعمل لجان السدود لأن المجتمعات تشارك باستمرار. يجب فحص السدود الجوفية المصنوعة من الطين بعد أحداث الفيضان الأولى للتأكد من عدم حدوث أي ضرر. إذا تم استخدام مضخة للسحب، فستكون هناك حاجة إلى صيانة مناسبة للمضخة.

الصحة والسلامة

عندما يتجاوز الحفر مترين للسدود الجوفية، يجب استخدام إغلاق الترنشات إلى جانب تدابير سلامة البناء المناسبة. يجب التحكم في جودة المياه. إذا وصل العديد من قطعان الحيوانات إلى أعلى النهر، يمكن أن تصبح النترات من البول مشكلة، وكذلك التلوث من براز الحيوانات. في الرمال البركانية، قد يتراكم الفلوريد في أجزاء أعمق من بركة تخزين الرمال.

التكاليف

يمكن أن يكون هيكل السد الأولي مكلفًا ويختلف بين المشاريع وفقًا لظروف الموقع وحجم الحفريات ونوع الهيكل والعمالة. يمكن أن تكون سدود تخزين الرمال أغلى من السدود الجوفية. تتراوح التكاليف من 35,00 إلى 30,000 دولار أمريكي. قد تتراوح تكلفة المتر المكعب للتخزين فقط بين 25-100 دولار أمريكي.

الاعتبارات الاجتماعية والبيئية

يسهل على المستخدمين فهم مبدأ سدود المياه الجوفية بشكل عام، لأنه يعتمد على ما يعرفونه بالفعل عن المياه الموجودة داخل الرمال. عند التخطيط للسدود لمساعدة الرعاة، ستكون هناك حاجة إلى مناقشات كاملة حول المواقع فيما يتعلق بحقوق المراعي والرعي للمجموعات المختلفة خلال مرحلة التخطيط. ترتبط المياه المتاحة في سدود المياه الجوفية ارتباطًا وثيقًا ب هطول الأمطار الموسمية، ويمكن أن تؤدي دورًا رئيسيًا في التكيف مع تغير المناخ وأنشطة ال تخفيف من الجفاف، لأنها توفر تخزينًا متزايدًا و/ أو يمكن أن تساعد على التحكم في مستويات منسوب المياه الجوفية من خلال إعادة تغذية الخزان الجوفي.