17الماء تحت الأرض

في يوم صيفي حار، الحقول جافة والجداول ضحلة. ومع ذلك، عند سفح تل، لا يزال الماء يخرج من الأرض، باردًا صافيًا، كما كان يخرج طوال الشتاء، ويملأ بركة. ولم تمطر منذ أسابيع. فمن أين يأتي هذا الماء، وكيف يخرج من الصخر؟

ما تعرفه من قبل

يكاد كل الماء على الأرض أن يكون ماءً مالحًا؛ والماء العذب جزء صغير منه، محفوظ في معظمه جليدًا وتحت الأرض (الفصل 3). والصخور مثل الحجر الرملي والحجر الجيري مكوَّنة من حبيبات أو أصداف ملتصقة بعضها ببعض، بينما يتكون الطين والسجّيل من دقائق ناعمة جدًا (الفصل 15). وفي كتاب الفيزياء، تتبعت الماء في دورته: فهو يتبخر من البحار، ويتكاثف سحبًا، ثم يعود فيسقط مطرًا أو ثلجًا.

17.1 المطر يتسرب

حين يسقط المطر على اليابسة، يمكن أن يسلك الماء ثلاثة طرق. فجزء منه يتبخر عائدًا إلى الهواء. وجزء يجري على السطح، نزولًا مع المنحدرات، إلى الجداول والأنهار: وهذا هو الجريان السطحي. والباقي يتسرب في الأرض.

تعريف 17.1 (التسرب)

التسرب هو نفاذ ماء المطر، أو الثلج الذائب، في الأرض، عبر التربة ونزولًا إلى الصخور.

كمية الماء التي تتسرب تتوقف على الأرض. فعلى منحدر شديد، أو على أرض عارية أو صلبة، أو على طريق أو موقف سيارات، أو حين تكون التربة مشبعة بالماء من قبل، يجري معظم الماء على السطح. أما على منحدر لطيف، وتحت العشب والأشجار، وعلى تربة رملية، فيجد قسم أكبر منه وقتًا ليتسرب.

17.2 الصخور المسامية والصخور النفوذة

انظر إلى حفنة من الرمل الجاف من خلال عدسة مكبرة: بين الحبيبات فراغات صغيرة جدًا. صُبّ عليها الماء فيملأ الماء هذه الفراغات. وكثير من الصخور كذلك: فهي مليئة بثقوب صغيرة بين حبيباتها، أو بشقوق رفيعة.

تعريف 17.2 (المسامية)

مسام الصخر هي الفراغات الموجودة بين حبيباته وفي شقوقه. والصخر الذي فيه مسام صخر مسامي. والمسامية هي الجزء من حجمه الذي تشغله المسام، مكتوبًا نسبةً مئوية.

تعريف 17.3 (النفاذية)

يكون الصخر نفوذًا حين يستطيع الماء أن يجري عبره، لأن مسامه واسعة بما يكفي ومتصل بعضها ببعض. ويكون كتيمًا حين لا يستطيع الماء أن يجري عبره. والنفاذية هي مدى سهولة جريان الماء عبر الصخر.

الفكرتان ليستا الشيء نفسه. فالطين مسامي جدًا: نصف حجمه مسام. لكن مسامه دقيقة إلى حد أن الماء يبقى عالقًا فيها: فالطين كتيم. والرمل مسامه أقل من مسام الطين، لكنها واسعة ومتصلة: فالرمل نفوذ. والغرانيت الخالي من الشقوق يكاد لا يحوي أي مسام.

يعطي الجدول مسامية بعض المواد، ونسبة الماء الذي يُصرَّف منها من تلقاء نفسه حين تكون مملوءة بالماء. والباقي يبقى عالقًا بالحبيبات.

طريقة 17.4 (كم ماءً يحمل الصخر؟)

1. أوجد حجم الصخر (لكتلة: الطول $\times$ العرض $\times$ الارتفاع).
2. اضرب في المسامية واقسم على 100: فتحصل على حجم المسام، أي الماء الذي يحمله الصخر حين يكون مملوءًا.
3. وللماء الذي يُصرَّف، استعمل النسبة المئوية الثانية بالطريقة نفسها. (المتر المكعب الواحد 1000 لتر.)

مثال 17.5 (متر مكعب من الرمل)

المتر المكعب الواحد من الرمل، المملوء بالماء، يحمل في مسامه $1000 \times 25 \div 100 = 250$ لترًا من الماء. ومن هذه الكمية، يُصرَّف $1000 \times 22 \div 100 = 220$ لترًا من تلقاء نفسه؛ و30 لترًا تبقى عالقة بالحبيبات. والمتر المكعب الواحد من الطين يحمل ضعف هذه الكمية من الماء، 500 لتر، لكن لا يُصرَّف منه إلا 20 لترًا.

في المختبر — رمل أم طين؟ (في القسم، مع المعلم)

أصيصا زهور في قاع كل منهما ثقب، يقفان فوق كأسين. أحدهما مملوء برمل جاف، والآخر بتربة طينية جافة مكبوسة. ويصب المعلم الكأس نفسها من الماء في كل منهما، في الوقت نفسه. فعبر الرمل، سرعان ما يقطر الماء في الكأس التي تحته. أما على الطين، فيبقى الماء في الأعلى بركةً صغيرة ولا تنفذ منه إلا قطرات قليلة، ببطء: فالرمل نفوذ، والطين ليس كذلك.

17.3 المياه الجوفية ومنسوبها

احفر حفرة في رمل شاطئ، على بعد خطوات من البحر: بعد قليل، يظهر الماء في قاع الحفرة. لقد وصلت إلى المكان الذي تكون فيه كل مسام الرمل مملوءة بالماء.

تعريف 17.6 (المياه الجوفية)

المياه الجوفية هي الماء الموجود تحت الأرض، الذي يملأ مسام التربة والصخور وشقوقها.

تعريف 17.7 (منسوب المياه الجوفية)

تحت عمق معيّن، تكون كل مسام الصخر مملوءة بالماء. ومنسوب المياه الجوفية هو أعلى هذه المنطقة المملوءة بالماء. فوقه، تحوي المسام هواءً وقليلًا من الماء؛ وتحته، تكون مملوءة بالماء.

منسوب المياه الجوفية ليس مستويًا. فهو يتبع شكل الأرض، لكن بلطف أكبر: أعلى تحت التلال، وأخفض تحت الأودية. وهو يرتفع أيضًا وينخفض مع الفصول. فبعد موسم الأمطار، يرفعه المطر الذي تسرب؛ وبعد موسم جفاف طويل، يجري الماء ببطء نحو الينابيع والأنهار، فينخفض منسوب المياه الجوفية.

المياه الجوفية مخزون عظيم من الماء العذب. فمن كل الماء العذب على الأرض، نحو 69 % جليد وثلوج دائمة، ونحو 30 % مياه جوفية؛ أما الماء العذب في كل البحيرات فلا يزيد على نحو ربع واحد في المئة. فالمياه الجوفية أوفر من الماء العذب في البحيرات بأكثر من مئة مرة.

17.4 الينابيع والآبار

تعريف 17.8 (الينبوع والبئر)

الينبوع مكان تخرج فيه المياه الجوفية من الأرض من تلقاء نفسها، حيث يلتقي منسوب المياه الجوفية بالسطح. والبئر حفرة تُحفر أو تُثقب إلى ما تحت منسوب المياه الجوفية، فتملأ المياه الجوفية قاعها ويمكن رفعها إلى الخارج.

يقطع المقطع أدناه واديًا من وديان تلال فاردن، منطقة تماريننا. والتلال مكوَّنة من الطباشير، وهو حجر جيري أبيض طري مسامي ونفوذ. وتحت الطباشير طبقة من السجّيل، وهو كتيم. فيتسرب المطر في الطباشير، ويملأ مسامه، ثم يتوقف عند السجّيل.

يجري الينبوع حيث تلتقي قاعدة الطباشير بالسفح: فالماء لا يستطيع أن ينزل عبر السجّيل، فيجري على سطح السجّيل ويخرج على المنحدر. وما دام في الطباشير ماء فوق السجّيل، يظل الينبوع جاريًا، حتى في صيف جاف: وهذا هو الجواب عن السؤال الذي طُرح في أول الفصل.

انظر إلى البئرين. عمق البئر A 100 متر؛ وقاعها تحت منسوب المياه الجوفية في كل الفصول، لذلك تعطي الماء دائمًا. والبئر B أعمق منها، 105 أمتار، لكنها حُفرت في موضع أعلى من التل: فقاعها تحت منسوب المياه الجوفية بعد موسم الأمطار وفوقه بعد موسم الجفاف. وفي الصيف، تجف البئر B. فالمهم ليس عمق البئر، بل المسافة التي ينزلها قاعها تحت أدنى منسوب للمياه الجوفية.

ملاحظة 17.9 (قد تجف البئر)

ضخ الماء من بئر يخفض منسوب المياه الجوفية حولها. فإذا ضُخ الماء أسرع مما يعيد المطر ملء الصخر، انخفض منسوب المياه الجوفية أكثر فأكثر: فتعطي البئر ماءً أقل فأقل وقد تجف. وجاران يضخان من الصخر نفسه يتقاسمان الماء نفسه: فقد تجفف مضخةُ أحدهما بئرَ الآخر.

17.5 الخزانات الجوفية

تعريف 17.10 (الخزان الجوفي)

الخزان الجوفي طبقة من صخر مسامي ونفوذ، مملوءة بالمياه الجوفية، تسمح لهذا الماء بأن يجري نحو الينابيع والآبار. والمطر الذي يتسرب يعيد ملأها.

طباشير تلال فاردن خزان جوفي: فهو مسامي، وهو نفوذ، والمزارع على التلال تستمد ماءها منه. أما السجّيل الذي تحته فليس خزانًا جوفيًا: فالماء لا يستطيع أن يجري عبره. وفي أعماق أبعد، تحت السجّيل، يوجد حجر جيري وحجر رملي، يمكنهما أيضًا أن يحملا الماء؛ وللوصول إليه، لا بد من ثقب بئر تخترق السجّيل كله.

المياه الجوفية جزء من دورة الماء. فالمطر يتسرب في خزان جوفي؛ والمياه الجوفية تجري ببطء عبر المسام؛ ثم تخرج من الينابيع وإلى الأنهار، التي تحملها إلى البحر؛ وهناك تتبخر، ثم تسقط من جديد مطرًا. وأخذ الماء من خزان جوفي يشبه أخذ الماء من صهريج يملؤه المطر ببطء: فهو لا يدوم إلا إذا لم نأخذ أكثر مما يعيده المطر.

17.6 الحفاظ على نظافة المياه الجوفية

الماء الذي يتسرب في الأرض يُرشَّح في طريقه: فالأوراق ودقائق التربة والكائنات الصغيرة تحتجزها التربة والصخر. ولهذا يبدو ماء الينبوع أو البئر صافيًا كالبلور في العادة. لكن المواد الذائبة في الماء لا تُحتجز: بل تنزل معه إلى منسوب المياه الجوفية.

يمكن أن تفسد المياه الجوفية بما يضعه الناس على الأرض: الأسمدة والمبيدات التي تُنثر في الحقول والحدائق، والملح الذي يُنثر على الطرق المتجمدة، والوقود المتسرب من خزان، والنفايات المرمية في العراء، وفيض خزانات المياه المستعملة المهملة في البيوت. وحين تذوب هذه المواد في خزان جوفي، يصعب إزالتها، وقد لا يعود الماء صالحًا للشرب دون معالجة. لذلك يجب تحليل ماء البئر قبل شربه، ومن الأفضل إبعاد الأسمدة والوقود والنفايات عن الآبار والينابيع.

المواد الذائبة تنتقل مع المياه الجوفية. فتحت منسوب المياه الجوفية، يزحف الماء ببطء نحو أسفل المنحدر: من حيث يكون المنسوب مرتفعًا، تحت التلال، إلى حيث يكون منخفضًا، عند الينابيع والأنهار. لذلك فإن التسرب الملوِّث الذي ينفذ في الأرض لا يبقى حيث سقط. بل ينزل إلى منسوب المياه الجوفية، ثم ينجرف نحو أسفل المنحدر مع المياه الجوفية، نحو كل ما يقع تحته على المنحدر.

طريقة 17.11 (هل البئر مهددة؟)

1. حدّد أين يكون منسوب المياه الجوفية مرتفعًا وأين يكون منخفضًا: فهو مرتفع تحت التلال ومنخفض قرب الينابيع والأنهار.
2. المياه الجوفية تجري من المرتفع إلى المنخفض: ارسم اتجاهها بسهم.
3. البئر أو الينبوع الواقع أسفل مصدر التلوث، على مسار ذلك السهم، مهدد؛ أما البئر الواقعة أعلى منه فليست مهددة.

مثال 17.12 (خزان وقود جديد للمزرعة)

مزارعة على سفح تل طباشيري تشرب من ماء بئرها، في منتصف المنحدر، وتريد أن تضع خزان وقود جديدًا في أحد حقلين: أحدهما أعلى من البئر، والآخر أسفل منها، قرب الجدول. والمياه الجوفية تجري نحو أسفل المنحدر. فالتسرب من الحقل الأعلى سينجرف نزولًا نحو البئر؛ والتسرب من الحقل الأسفل سينجرف بعيدًا عنها، نحو الجدول. فالحقل الواقع أسفل البئر هو الخيار الأفضل للبئر — وخزان موضوع على حوض يحتجز أي تسرب أفضل من ذلك أيضًا، لأن الجدول مهم هو الآخر.

في الميدان — اكتشاف الينابيع

في نزهة مع شخص بالغ، انظر على طول أسفل منحدر. فكثيرًا ما يكشف الينبوع عن نفسه ببقعة من الأرض المبتلة، أو بخط من العشب الأشد خضرة أو من القصب في حقل جاف، أو بجدول صغير يبدأ من لا مكان، أو بحوض حجري أو معلف بُني ليجمع الماء. وعلى خريطة مفصلة للمشي، تُعلَّم الينابيع برمز صغير. لاحظ من الطريق: ولا تشرب أبدًا ماء ينبوع لم يُحلَّل.

17.7 تمارين

تمرين 17.1 ★

صنّف هذه المواد إلى «نفوذة» و«كتيمة»: الرمل، والطين، والحصباء، والغرانيت الخالي من الشقوق، والسجّيل، والطباشير.

حل

حل التمرين 17.1.

النفوذة: الرمل، والحصباء، والطباشير. الكتيمة: الطين، والغرانيت الخالي من الشقوق، والسجّيل.

تمرين 17.2 ★

صِل كل كلمة بمعناها: ينبوع؛ بئر؛ منسوب المياه الجوفية؛ خزان جوفي. (أ) أعلى المنطقة التي تكون فيها كل المسام مملوءة بالماء. (ب) طبقة مسامية ونفوذة تحمل مياهًا جوفية. (ج) مكان تخرج فيه المياه الجوفية من تلقاء نفسها. (د) حفرة تنزل إلى ما تحت منسوب المياه الجوفية.

حل

حل التمرين 17.2.

(أ) منسوب المياه الجوفية؛ (ب) خزان جوفي؛ (ج) ينبوع؛ (د) بئر.

تمرين 17.3 ★

(أ) سمِّ الطرق الثلاثة التي يمكن أن يسلكها ماء المطر حين يسقط على اليابسة. (ب) بعد عاصفة، أين يجري ماء أكثر على السطح: في موقف سيارات أم في مرج؟ لماذا؟

حل

حل التمرين 17.3.

(أ) يتبخر عائدًا إلى الهواء؛ ويجري على السطح إلى الجداول؛ ويتسرب في الأرض (التسرب). (ب) في موقف السيارات: فسطحه الصلب يكاد لا يسمح للماء بالتسرب، فيجري الماء على السطح. أما في المرج، فالتربة والعشب يسمحان لقسم كبير منه بالتسرب.

تمرين 17.4 ★

صواب أم خطأ؟ صحّح الجمل الخاطئة. (أ) الصخر المسامي نفوذ دائمًا. (ب) تحت منسوب المياه الجوفية، تكون المسام مملوءة بالماء. (ج) منسوب المياه الجوفية مستوٍ، كسطح بحيرة. (د) الماء العذب تحت الأرض أكثر منه في كل البحيرات.

حل

حل التمرين 17.4.

(أ) خطأ: الطين مسامي جدًا لكنه كتيم، لأن مسامه دقيقة جدًا. (ب) صواب. (ج) خطأ: فهو يتبع شكل الأرض، بلطف أكبر، ويرتفع وينخفض مع الفصول. (د) صواب: نحو 30 % من كل الماء العذب مياه جوفية، مقابل نحو ربع واحد في المئة في البحيرات.

تمرين 17.5 ★★

دلو يسع 10 لترات من الرمل الجاف. ومسامية الرمل 25 %. كم ماءً تستطيع أن تصب في الدلو قبل أن يفيض؟ وكم ماءً سيُصرَّف عبر ثقب في القاع (22 %)؟

حل

حل التمرين 17.5.

$10 \times 25 \div 100 = 2.5$: تستطيع أن تصب 2.5 لتر قبل أن يفيض. $10 \times 22 \div 100 = 2.2$: سيُصرَّف 2.2 لتر عبر الثقب.

تمرين 17.6 ★★

كتلة من الحجر الجيري أبعادها 2 متر في 1 متر في 1 متر. (أ) ما حجمها، بالأمتار المكعبة وباللترات؟ (ب) مساميتها 20 %: كم لترًا من الماء تحمل حين تكون مملوءة؟ (ج) من هذا الماء، يُصرَّف 18 % من الحجم. كم لترًا يُصرَّف، وكم لترًا يبقى عالقًا؟

حل

حل التمرين 17.6.

(أ) $2 \times 1 \times 1 = 2$ متر مكعب، أي 2000 لتر. (ب) $2000 \times 20 \div 100 = 400$ لتر. (ج) $2000 \times 18 \div 100 = 360$ لترًا تُصرَّف؛ و$400 - 360 = 40$ لترًا تبقى عالقة.

تمرين 17.7 ★★

استعمل المقطع عبر تلال فاردن. (أ) على أي ارتفاع يقع الينبوع؟ والنهر؟ (ب) هل الينبوع أعلى من النهر أم أخفض منه؟ وإلى أين يذهب ماء الينبوع؟ (ج) لماذا لا يوجد ينبوع في منتصف السفح الطباشيري؟

حل

حل التمرين 17.7.

(أ) الينبوع على ارتفاع نحو 203 أمتار، والنهر على ارتفاع نحو 132 مترًا. (ب) الينبوع أعلى من النهر بنحو 70 مترًا: فماؤه يجري نزولًا على المنحدر إلى النهر. (ج) داخل السفح الطباشيري يكون منسوب المياه الجوفية تحت سطح الأرض؛ ولا يلتقي بالسطح إلا حيث تبرز على المنحدر قاعدة الطباشير، المستندة إلى السجّيل الكتيم.

تمرين 17.8 ★★

عند البئر A، تقع الأرض على ارتفاع 401 متر؛ ومنسوب المياه الجوفية على ارتفاع 336 مترًا بعد موسم الأمطار وعلى ارتفاع 314 مترًا بعد موسم الجفاف. (أ) على أي عمق يقع الماء تحت الأرض في كل موسم؟ (ب) بكم مترًا ينخفض منسوب المياه الجوفية بين الموسمين؟

حل

حل التمرين 17.8.

(أ) بعد موسم الأمطار: $401 - 336 = 65$ مترًا؛ وبعد موسم الجفاف: $401 - 314 = 87$ مترًا. (ب) $336 - 314 = 22$ مترًا.

تمرين 17.9 ★★

يريد مزارع بئرًا جديدة في قمة التل، عند الطرف الأيمن من المقطع. هل يجب أن تكون البئر أعمق من البئر A أم أقل عمقًا؟ اشرح مستعينًا بمنسوب المياه الجوفية.

حل

حل التمرين 17.9.

أعمق. فمنسوب المياه الجوفية يتبع شكل الأرض، لكن بلطف أكبر: ففي قمة التل يكون أعلى منه تحت البئر A، لكن الأرض ترتفع أكثر بكثير، فيقع الماء على عمق أكبر تحت السطح (في المقطع، على عمق يزيد على 110 أمتار).

تمرين 17.10 ★★

المتر المكعب من الطين يحمل 500 لتر من الماء لكنه لا يعطي إلا 20 لترًا. اشرح لماذا لا تعطي البئر المحفورة في الطين ماءً يُذكر، مع أن الطين مملوء به.

حل

حل التمرين 17.10.

مسام الطين دقيقة جدًا: فيبقى الماء عالقًا بالرقائق ولا يستطيع أن يجري عبر الطين نحو البئر. فالطين مسامي لكنه كتيم، لذلك لا يُصرَّف منه إلا قليل من الماء (20 لترًا من أصل 500).

تمرين 17.11 ★★★

من كل الماء العذب على الأرض، 30.1 % مياه جوفية و0.26 % في البحيرات. (أ) كم مرة يزيد الماء العذب تحت الأرض على الماء العذب في البحيرات؟ (ب) من كل الماء العذب، نحو 69 % جليد وثلج. فما النسبة الباقية لكل ما عدا ذلك (المياه الجوفية، والبحيرات، والأنهار، والهواء، والتربة…)؟ (ج) لماذا المياه الجوفية مهمة جدًا لمياه الشرب؟

حل

حل التمرين 17.11.

(أ) $30.1 \div 0.26 \approx 116$: أكثر بما يزيد على مئة مرة. (ب) $100 - 69 = 31$: يبقى نحو 31 %، والمياه الجوفية وحدها نحو 30 منها. (ج) إنها أكبر مخزون للماء العذب السائل بفارق كبير؛ أما الجليد فمتجمد وبعيد في معظمه، في المناطق القطبية وعلى الجبال. ثم إن المياه الجوفية توجد في كل مكان تقريبًا تحت أقدامنا.

تمرين 17.12 ★★★

مزرعتان متجاورتان على الطباشير نفسه. في أحد الفصول الصيفية، تركّب المزرعة الأولى مضخة قوية وتملأ بركة كبيرة؛ وبعد بضعة أسابيع، تجف بئر المزرعة الثانية، مع أن أحدًا لم يلمسها. اشرح ما حدث، وما الذي يمكن أن يفعله المزارعان.

حل

حل التمرين 17.12.

البئران تستمدان الماء من الخزان الجوفي الطباشيري نفسه. فقد أخرجت المضخة القوية الماء أسرع مما يعيد المطر ملء الطباشير، فانخفض منسوب المياه الجوفية في كل ما حولها، حتى صار تحت قاع البئر الثانية، فجفت. ويستطيع المزارعان أن يتفقا على ضخ كمية أقل، ولا سيما في الصيف، أو أن يتقاسما بئرًا واحدة، أو أن يعمّقا البئر الثانية؛ والأهم أن لا يأخذا من الماء أكثر مما يعيده المطر.

17.8 مسألة: بئر المزرعة في تلال فاردن

مسألة 17.1

مسألة نهاية الأسبوع — الصخور تحت مزرعة في تلال فاردن، والماء المخزون في طباشيرها، وكم يومًا يكفي دون مطر

تقع مزرعة في تلال فاردن على الطباشير، بجانب البئر A في المقطع. ويريد المزارع أن يعرف كم من الوقت يمكن أن تكفي البئر المزرعة في جفاف طويل، إذا لم يسقط أي مطر يعيد ملء الطباشير.

الجزء الأول — الصخور تحت المزرعة.

1. سمِّ الصخر الذي تقوم عليه المزرعة، والصخر الذي تحته. أيهما نفوذ؟
2. اشرح لماذا يجري ينبوع عند أسفل المنحدر الواقع تحت المزرعة.
3. استعمل المقطع: الأرض عند المزرعة على ارتفاع 401 متر ومنسوب المياه الجوفية على ارتفاع 336 مترًا بعد موسم الأمطار. على أي عمق يقع الماء؟
4. بعد موسم الجفاف، يكون منسوب المياه الجوفية على ارتفاع 314 مترًا. وعمق البئر A 100 متر. هل لا تزال تصل إلى الماء؟ وبكم مترًا؟

الجزء الثاني — الماء في الطباشير. يستطيع المزارع أن يصرّف الطباشير المحيط بالبئر في كتلة طولها 100 متر، وعرضها 50 مترًا، وسمكها 2 متر، تحت منسوب المياه الجوفية. والطباشير حجر جيري: استعمل مسامية 20 % ونسبة ماء يُصرَّف 18 %.

5. ما حجم الكتلة، بالأمتار المكعبة؟
6. كم مترًا مكعبًا من الماء يملأ مسامها؟
7. كم مترًا مكعبًا من الماء يُصرَّف منها إلى البئر؟ وكم مترًا مكعبًا يبقى عالقًا في الطباشير؟
8. اكتب الماء الذي يُصرَّف باللترات.

الجزء الثالث — كم يدوم.

9. تستهلك المزرعة (البيت والحيوانات وحديقة الخضر) 18 مترًا مكعبًا من الماء في اليوم. كم لترًا يساوي ذلك؟
10. كم ماءً تستهلك المزرعة في أسبوع؟
11. لماذا لا ينفد مخزون الماء في الطباشير في سنة عادية؟
12. دون أي مطر على الإطلاق، كم يومًا سيكفي الماء المُصرَّف من الكتلة المزرعة؟

حل

حل المسألة 17.1.

1. تقوم المزرعة على الطباشير؛ وتحته السجّيل. والطباشير نفوذ، أما السجّيل فلا.

2. يتسرب المطر في الطباشير ويتوقف عند السجّيل. وحيث تبرز قاعدة الطباشير على المنحدر، يلتقي منسوب المياه الجوفية بسطح الأرض فيخرج الماء: هذا هو الينبوع.

3. $401 - 336 = 65$ مترًا تحت سطح الأرض.

4. قاع البئر على ارتفاع $401 - 100 = 301$ متر، تحت منسوب المياه الجوفية الواقع على ارتفاع 314 مترًا: فلا تزال البئر تصل إلى الماء، بفارق $314 - 301 = 13$ مترًا.

5. $100 \times 50 \times 2 = 10\,000$ متر مكعب.

6. $10\,000 \times 20 \div 100 = 2000$ متر مكعب.

7. $10\,000 \times 18 \div 100 = 1800$ متر مكعب تُصرَّف؛ و$2000 - 1800 = 200$ متر مكعب تبقى عالقة.

8. $1800 \times 1000 = 1\,800\,000$ لتر.

9. $18 \times 1000 = 18\,000$ لتر في اليوم.

10. $18 \times 7 = 126$ مترًا مكعبًا في الأسبوع.

11. مطر الموسم الرطب يتسرب في الطباشير ويعيد ملأه كل سنة (ما دامت المزارع لا تضخ أكثر مما يعيده المطر).

12. $1800 \div 18 =$ 100 يوم: أكثر قليلًا من ثلاثة أشهر دون أي مطر.