تقييم آثار تغير العكارة على درجة حرارة المياه وتبخرها في خزان جيلجيل جيب الأول، حوض نهر أومو جيب، إثيوبيا

تؤثر العكارة بشكل كبير على مياه الخزانات من خلال رفع درجة حرارتها وزيادة معدلات التبخر. وقد قدمت هذه الدراسة معلومات واضحة وموجزة حول تأثيرات تغير العكارة على مياه الخزانات. كان الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو تقييم تأثيرات تغير العكارة على درجة حرارة مياه الخزان ومعدل تبخرها. ولتحديد هذه التأثيرات، تم أخذ عينات من الخزان بتقسيمها عشوائيًا على طول مجراه. ولتقييم العلاقة بين العكارة ودرجة حرارة الماء، وكذلك لقياس التغير الرأسي في درجة حرارة الماء، تم حفر عشرة أحواض وملؤها بمياه عكرة. كما تم تركيب حوضين من الفئة (أ) في الموقع لتحديد تأثير العكارة على تبخر مياه الخزان. تم تحليل البيانات باستخدام برنامجي SPSS وMS Excel. وأظهرت النتائج وجود علاقة طردية قوية بين العكارة ودرجة حرارة الماء عند الساعة 9:00 و13:00، وعلاقة عكسية قوية عند الساعة 17:00، مع انخفاض درجة حرارة الماء رأسيًا من الطبقة العلوية إلى الطبقة السفلية. لوحظ انخفاض أكبر في امتصاص ضوء الشمس في المياه الأكثر عكارة. وبلغت فروق درجة حرارة الماء بين الطبقتين العلوية والسفلية 9.78 درجة مئوية و1.53 درجة مئوية للمياه الأكثر عكارة والأقل عكارة على التوالي، وذلك عند الساعة 13:00 وقت الرصد. وترتبط العكارة ارتباطًا طرديًا قويًا ومباشرًا بتبخر المياه من الخزان. وكانت النتائج المختبرة ذات دلالة إحصائية. وخلصت الدراسة إلى أن زيادة عكارة الخزان تؤدي إلى ارتفاع كبير في كل من درجة حرارة مياه الخزان ومعدل التبخر.

1. مقدمة
بسبب وجود العديد من الجسيمات العالقة، يصبح الماء عكرًا. ونتيجة لذلك، يزداد احتمال تشتت أشعة الضوء وامتصاصها في الماء بدلًا من مرورها عبره مباشرةً. وبسبب تغير المناخ العالمي غير المواتي، الذي يكشف أسطح الأرض ويسبب تآكل التربة، تُعدّ هذه مشكلة بيئية خطيرة. وتتأثر المسطحات المائية، ولا سيما الخزانات التي بُنيت بتكلفة باهظة وتُعدّ أساسية للتنمية الاجتماعية والاقتصادية للدول، تأثرًا كبيرًا بهذا التغير. توجد علاقة طردية قوية بين العكارة وتركيز الرواسب العالقة، وعلاقة عكسية قوية بين العكارة وشفافية الماء.

تشير العديد من الدراسات إلى أن أنشطة توسيع وتكثيف الأراضي الزراعية، وبناء البنية التحتية، تزيد من تغيرات درجة حرارة الهواء، والإشعاع الشمسي الصافي، والهطول، والجريان السطحي، وتُفاقم تآكل التربة وترسب الرواسب في الخزانات. وتتأثر صفاء وجودة المسطحات المائية السطحية المستخدمة في إمدادات المياه والري وتوليد الطاقة الكهرومائية بهذه الأنشطة والأحداث. ومن خلال تنظيم ومراقبة الأنشطة والأحداث المسببة لها، وبناء منشآت، أو توفير آليات غير إنشائية لتنظيم دخول التربة المتآكلة من منطقة تجميع المياه في المنبع، يُمكن خفض عكارة الخزانات.

بسبب قدرة الجسيمات العالقة على امتصاص وتشتيت الإشعاع الشمسي الصافي عند اصطدامه بسطح الماء، ترتفع درجة حرارة الماء المحيط نتيجةً للعكارة. وتُطلق الطاقة الشمسية التي امتصتها الجسيمات العالقة في الماء، مما يزيد من درجة حرارة الماء بالقرب من السطح. ويمكن خفض درجة حرارة الماء العكر عن طريق تقليل تركيز الجسيمات العالقة والقضاء على العوالق التي تسبب زيادة العكارة. ووفقًا لعدة دراسات، تنخفض كل من العكارة ودرجة حرارة الماء على طول المحور الطولي لمجرى مياه الخزان. ويُعد مقياس العكارة الأداة الأكثر استخدامًا لقياس عكارة الماء الناتجة عن وفرة تركيزات الرواسب العالقة.

توجد ثلاث طرق معروفة لنمذجة درجة حرارة الماء. جميع هذه النماذج إحصائية، وحتمية، وعشوائية، ولكل منها قيودها ومجموعات بياناتها الخاصة لتحليل درجة حرارة المسطحات المائية المختلفة. وبناءً على توافر البيانات، استُخدمت في هذه الدراسة نماذج إحصائية بارامترية وغير بارامترية.

بسبب مساحة سطحها الأكبر، تتبخر كمية كبيرة من المياه من البحيرات والخزانات الاصطناعية مقارنةً بالمسطحات المائية الطبيعية الأخرى. يحدث هذا عندما يكون عدد الجزيئات المتحركة التي تنفصل عن سطح الماء وتتبخر في الهواء أكبر من عدد الجزيئات التي تعود إلى سطح الماء من الهواء وتُحتبس في السائل.