Overview of the zamzam center

انشئ مركز دراسات وأبحاث زمزم عام 1421هـ تحقيقاً للأوامر السامية الكريمة القاضية بتكليف هيئة المساحة السعودية بالإشراف الكامل على استخراج مياه زمزم وتعقيمها، إضافة إلى المهام المسندة إلى وزارة البترول والثروة المعدنية(سابقاً) بمتابعة وتنفيذ الأعمال المتعلقة بمياه زمزم ودراسة مصادرها والحفاظ عليها وتحديد ومراقبة مخزونها، ونتيجةً لذلك فقد بدأ المركز بسلسلة من المشاريعِ الاستقصائية للتعرف على مصادر المياه وتحديدها ومراقبتها والحصول على المعلومات والبيانات الضرورية لإدارة ماء زمزم ومصادره المغذية للمحافظة على استدامتها.

يهدف المركز إلى المحافظة على استدامة ماء زمزم المبارك ومصادره المغذية، ولتحقيق هذا الهدف أعدّ المركز خمسة برامج فنية تقوم بالإشراف والمتابعة وإجراء القياسات الحقلية وجمع عينات ماء زمزم من البئر ومن محطات التقية والفلترة والتعقيم وكذلك من المصادر المغذية متمثلة في حوالي 80 بئراً بيزومترية أعدت للمراقبة وإجراء القياسات ليصل متوسط ما يتم جمعه من عينات حوالي 11 ألف عينة من مياه زمزم والمصادر المغذية لإجراء التحاليل الكيميائية والميكروبيولوجية في مختبرات الهيئة. كما يتم متابعة المشاريع الإنمائية والتطويرية الواقعة ضمن وادي إبراهيم والأماكن المحيطة به، وعمل الدراسات اللازمة بناء على أسس علمية دقيقة، وباستخدام أحدث التقنيات والنظريات والأجهزة التي تساعد في هذا الغرض.

آبار المراقبة في حوض وادي إبراهيم ومنطقة الحماية

معايرة الجهاز الآلي المثبّت في البئر

تسجيل قراءة منسوب الماء الجوف

جمع عينات لإجراء التحاليل المخبرية

قراءة الخواص الفيزيائية في الموقع

مراقبة وإدارة الاستهلاك من البئر للحفاظ على استدامته

كانت تتم عملية مراقبة مستويات المياه في بئر زمزم في السابق بواسطة جهاز رسم أسطواني (drum hydrograph)، أما في الوقت الراهن فقد أسُتبدل هذا الجهاز بنظام مراقبة رقمي حديث أكثر تطوراً ومتعدّد المهام، حيث يقوم برصد دقيق لتذبذب مستوى المياه في البئر بشكل مستمر ودقيق، ورصد قيمة التوصيل الكهربائي، ومجموع الأملاح الذائبة، ودرجة الحموضة، ودرجة الحرارة، والأكسجين المذاب، ومركب النترات. ويمكن لمختصي المركز التواصل عن بعد وبكل سهولة مع جهاز الرصد عبر شبكة الاتصالات والاطلاع على البيانات المسجلة كل نصف ساعة مع خاصية تنزيل البيانات على هيئة جداول وحفظها في قواعد البيانات.

الجهاز الأسطواني الذي كان يسجل تذبذب مستويات المياه في البئر

على ضوء البيانات المستمدة من أجهزة الرصد وتلك المتحصل عليها من برنامج المراقبة البيئية لحوض وادي إبراهيم المصدر الرئيسي للمياه المغذية لبئر زمزم المباركة، وبمساندة النماذج الرياضية التفاعلية التي جرى تطويرها لتتوافق مع الأداء الهيدروليكي الفعلي لبئر زمزم المباركة أثناء فترات الضخ والتوقف المختلفة يتم التوصل إلى إعداد برنامج سنوي خاص بالضخ والتشغيل للبئر المباركة مطلع كل عام هجري جديد، يهدف هذا البرنامج إلى إعطاء تصور عن الأداء الهيدروليكي لمنسوب الماء داخل البئر خلال العام بما يضمن تواصل أداء البئر دون تعرضه إلى استنزاف موارده وعدم تعريضه إلى الإجهاد، ويتم تزويد مشروع الملك عبدالله بن عبدالعزيز لسقيا زمزم بجدول يوضح كميات المياه المتاحة لكل شهر هجري من العام إضافة إلى ساعات التشغيل ومعدلات الإنتاج للمضخات وربط ذلك بالتصريف المتوقع لمنسوب المياه داخل البئر بما يضمن عدم تشغيل البئر ضمن النطاق الحرج.

مع الازدياد السنوي المضطرد في عدد الزوار من الحجاج والمعتمرين، زاد الطلب على ماء زمزم، وبالتالي تتضح مهمّة هيئة المساحة الجيولوجية السعودية ممثلة في مركز دراسات وأبحاث زمزم في تقدير القدرة الإنتاجية الآمنة للبئر، ووضع الإجراءات اللازمة للتوفيق بين زيادة الطلب والمخزون المائي المتوفر لضمان عدم تجاوز الحدود الموضوعة لاستمرارية إعادة التغذية، وذلك من خلال متابعة كمية المياه التي تُضخ من البئر عبر أجهزة قياس رقمية متطورة وضِعت على الأنابيب الخارجية من البئر مباشرة لهدف حصر الكمية المستخرجة وتدقيق الميزان المائي الخاص بالبئر.

جهاز Flowmeter لقياس كميات المياه التي يتم ضخها عبر الأنابيب

تقويم تأثير النمو العمراني على إعادة التغذية

تُغطّي المنطقةُ السطحيّةُ أَو المنكشف الصخري والرسوبي لوادي إبراهيم مساحة تقدر بإثنين وأربعين كيلومتراً مربعاً، وتحدث إعادة التغذية بشكل محدود لطبقات المياه الجوفية في طمي الوادي من خلال تسرّبِ مياه الأمطار الساقطة مباشرة على المنكشف. وبسبب امتداد التطور العمراني في مكة المكرمة ليشمل بطن الوادي فقد أدى إلى التقليل من تسرّبِ كمية مياه الأمطار الضئيلة أصلاً إلى الطبقات الجوفيةِ التحتية بسبب تغطية سطح الأرض وتَحويل مياه الأمطار إلى أنظمةِ تصريفِ مياه الأمطار إضافة إلى الامتداد العمراني على سفوح الجبال المطلة على الوادي.

في مناطق المناخ الجاف مثل المملكة العربية السعودية حيث لا يوجد هناك مياه سطحية دائمة، يقتصر إعادة التغذية الطبيعية على سقوط الأمطار التي تسببها العواصفِ القصيرةِ العرضيةِ والسيول الناتجة عنها ويمكن أن يتأثر مخزون المياه بشكل كبير أثناء فتراتِ الجفاف الطويلة، أو أثناء "الضخ الجائر" مِنْ الطبقات الجوفيةِ بدون وجود مصدر مُغذي للمياه الجوفية. وللحفاظ على مخزون المياه الجوفيّةِ؛ فإنه من الضَّرُوري إعادة تزويد وتغذية خزان المياه الجوفي بشكل مستمر، إما عن طريق التغذية المباشرة لمياه الأمطار أَو عن طريق تَدَفُّق مياه السيول إلى خزانات المياه الجوفيةِ. لذا، تُعتبر نمذجة إعادة تغذية خزانات المياه الجوفية ضرورية لضمان توازن العرض والطلب لماء زمزم بشكل ملائم. ويقوم مركز دراسات وأبحاث زمزم بتقويم أثر العمران على إعادة التغذية ووضع التوصيات اللازمة للمراقبة والحد من تأثيرها المتزايد على منكشف الطبقات الرسوبية للوادي.

تأثير أساسات النشاط العمراني على حركة المياه الجوفيّةِ وجودتها

تُعتبر مكة المكرمة مدينة غير عادية بالنسبة لمدن المملكة العربية السعودية، بسبب الارتفاع النسبي للمباني متعددة الطوابق التي تعود أعمار البعض منها إلى عقود ماضية. إن التطوير العمراني الرأسي يسهم في تَقديم الحلول لمشكلة التوسع العمراني في منطقة حوض وادي إبراهيم، إلاّ أن تنفيذ أساسات عميقة تخترق الخزان الجوفي قدْ تُعرّضَ طبقة المياه الجوفية للتلوّث ويحد من حركتها وسريانها أيضاً. وبالتالي فإنه من الضروري وضع إجراءات صارمة لمراقبة البناء العمراني وإيقاف المشاريع المخالفة حتى تعدل مخالفاتها بما يضمن المحافظة على التوازن الهيدروجيولوجي في الحوض، علماً أن الخرائط الجيولوجية الهندسية لمدينة مكة المكرمة تساعد في تحديد المناطقِ الخطرة والمناطق الأقل خطورة في التأثير السلبي على خزان المياه الجوفية في المنطقة.

يعمل المركز على تقديم الحلولِ لهذه المشاكلِ المعقّدة والمتداخلة من خلال طرح نظرية متكاملة وحديثة ومتعدّدة الوجوه لإدارة مصادر المياه والمحافظة عليها. ومن خلال هذه الأعمالِ، يمكن الحفاظ على نوعية وكمية المخزون في بئر زمزم والمحافظة على تلبية الحاجاتِ الروحيةِ لجميع المسلمين من جميع أنحاء العالم.

متابعة المشاريع الإنشائية في حوض وادي إبراهيم

إدارة تصريف مياه الأمطار المتعلقة بإعادة التغذية للخزان الجوفي

صُممت أنظمة تصريف مياه الأمطار خصيصاً لمَنْع الفيضانات الناجمة عن تساقط الأمطار على أسطح المباني والطرقات والمناطق المحيطة بها وتوجيهها إلى الوديان أَو إلى المناطقِ الآمنةِ التي يسمح للمياه فيها بالفيضان أو التسرب إلى الأرضِ أَو التبخر. وقد قام المركز بعمل نمذجة مركزة لأنماط التصريف الطبيعية في حوض وادي إبراهيم للتعرف على الطرق والوسائل التي تساعد على التحكم في مياه الأمطار وإصدار خرائط توضح أماكن شح المياه الجوفية داخل الحوض. وقام المركز باقتراح عدة طرق لتصميم قنوات تصريف الأمطار للاستفادة منها في عملية تغذية المياه الجوفية. كما أن سياسة المركز تتطلب عمل تصميم متكامل لشبكة حصاد الأمطار لجميع المشاريع الحديثة التي تزيد مساحتها عن ألف متر مربع داخل حدود حوض وادي إبراهيم. قام المركز بإصدار خرائط للمستوى التصميمي للمياه الجوفية على كامل وادي إبراهيم مبنية على نتائج النموذج الهيدروجيولوجي الرقمي للحوض، والتي يجب الأخذ بها والرجوع إليها عند إصدار تصاريح بناء ضمن حوض وادي إبراهيم.

تقييم تأثير الأنشطة والمشاريع المستقبلية على مصادر مياه زمزم:

إن من مسؤوليات ومهام مركز دراسات وأبحاث زمزم بهيئة المساحة الجيولوجية السعودية دراسة وتقييم الأنشطة المؤثرة على طبيعة المياه الجوفية ومراقبة مشاريع التنمية المستقبلية بمشاركة الاستشاريين في بعض المشاريع وتقديم التوصيات الفنية في تصميم الأساسات لمنع أو تخفيف أثرها في المستقبل على نظام المياه الجوفية من حيث النوعية والكمية والتدفق واستخدام النمذجة الرقمية لتحديد تلك التوصيات.

نظام الإدارة البيئية لوادي إبراهيم (WIEMS):

نظام الإدارة البيئية لوادي إبراهيم (WIEMS) هو نظام متعدد الأغراض، يعمل على معالجة البيانات وتحليلها من المنظور الجيولوجي البيئي والجيوهندسي والهيدروجيولوجي لتحقيق استدامة المصادر المغذية لبئر زمزم من خلال تطويع تقنية نُظم المعلومات الجغرافية ودعمه بأطر تفاعلية متعددة بحيث تتضمن كافة المعلومات ذات الصلة بالعوامل المؤثرة في البيئة الحضرية لحوض وادي إبراهيم، وتوفير الأطر العلمية لاقتراح أنجع السبل لتنفيذ الحلول المتعددة للمشاريع المختلفة، وتقديم المعلومات المطلوبة لصانعي القرار في الوقت المناسب وبالشكل المناسب.

أهداف نظام الإدارة البيئية لوادي إبراهيم

وضعت خطة بيئية متكاملة لإدارة حوض وادي إبراهيم بأفضل السبل الممارسة للحصول على مفهوم أفضل للهيدروجيولوجيا والهيدروجيوكيمياء لحوض وادي إبراهيم من خلال التعامل مع البيانات الهيدرولوجية والهيدروجيولوجية وبيانات جودة المياه والموارد المائية واستخدامات الأراضي وخصائص التُربة وخرائط الأساس والمناشط الحضرية وتخطيط النقل وأساسات المباني والبنية التحتية والمعلومات الاجتماعية والاقتصادية.

• دراسة أوضاع وتقويم (جودة وكمية) المياه الجوفية ومراقبتها داخل حوض وادي إبراهيم.
• اقتراح خطط للإدارة المستدامة لمستجمع مياه حوض وادي إبراهيم، لتحقيق كمية الطلب المتزايدة على استخراج مياه زمزم المباركة
• تقويم نوعية المياه، واقتراح تنفيذ إجراءات المراقبة وخطة الحماية.
• حصر وتقويم المناشط الإنمائية المؤثرة على البيئة بشكل عام وعلى المياه الجوفية بصفة خاصة ورصد التطورات المستقبلية.
• وضع خطة متكاملة للرصد البيئي لحوض وادي إبراهيم وتنفيذها.