طبقات المياه الجوفية

إن الحَشْرَج أو الطبقة الجوفية أو الطبقة الخازنة للماء أو المكمن المائي الجوفي أو طبقة صخرية مائية أو الطبقة المائية (طبقة المياه الجوفية) طبقة رطبة من صخور نفاذية محملة بالمياه أو من مواد غير مجمعة (حصى أو رمل أو الطمي) موجودة تحت سطح الأرض ويمكن أن تستخرج منها مياه جوفية باستخدام بئر ماء للاستفادة منها، وتسمى دراسة سريان المياه في الطبقات الجوفية وتكون الطبقات الجوفية بالجيولوجية المائية (الهيدروجيولوجيا)، وتشمل المصطلحات ذات الصلة مصطلح الطبقة المائية المعيقة – طبقة أرضية رقيقة ومنخفضة النفاذية وممتدة على طول الطبقة الجوفية –  ومصطلح الطبقة الكتيمة – منطقة صلبة كتيمة (غير منفذة للماء) موجودة تحت الطبقة الجوفية أو فوقها، وإذا امتدت المنطقة غيرالمنفذة فوق الطبقة الجوفية فقد يجعلها الضغط تصبح طبقة جوفية محصورة. يمكن أن تتكون الطبقات الجوفية عند أعماق مختلفة، وليس مرجحا أن تستخدم الطبقات الأقرب إلى سطح الأرض للإمداد بالمياه والري فقط بل إنها أيضا تمتلئ بالأمطار الموضعية، وتوجد في العديد من المناطق الصحراوية أو قربها تلال من صخور كلسية أو جبال من صخور كلسية يمكن استغلالها كموارد للمياه الجوفية، كما توجد طبقات جوفية ضحلة مستغلة لوجود المياه فيها في أجزاء من جبال الأطلس في شمال أفريقيا، وجبل لبنان وسلسلة جبال لبنان الشرقية [أو جبال القلمون] الممتدة في سوريا ومرتفعات الجولان السورية التي تحتل إسرائيل جزءا منها ولبنان، والجيل الأخضر (عمان) في عمان، وأجزاء من سلسلة جبال سييرا نيفادا وسلاسل مجاورة في جنوب غرب الولايات المتحدة، ويمكن أن يؤدي فرط الاستغلال إلى تجاوز الإنتاج العملي الدائم للمياه، أي أن المياه التي تؤخذ أكثر من التي يمكن أن تمتلئ مرة أخرى، ولقد أدى نمو التعداد السكاني على امتداد خطوط سواحل بلدان معينة – مثل ليبيا وإسرائيل – إلى انفجار سكاني سبب انخفاض مستوى المياه وما يتبعه من اختلاط المياه الجوفية بمياه مالحة قادمة من البحر (تداخل (تسرب) المياه المالحة). و يقدم الشاطئ نموذجا يساعد على تصوير الطبقة الجوفية، فإذا حفرت حفرة في الرمل فإن الرمل شديد الرطوبة أو المشبع بالماء سيتجمع في العمق الضحل، وهذه الحفرة هي البئر ويمثل الرمل الرطب الطبقة الجوفية كما يمثل المستوى الذي ترتفع إليه المياه في هذه الحفرة مستوى المياه الجوفية. بناءً على تعريف (Meinzer) يمكن تصنيف الأحواض الجوفية بناءً على تركيبتها الجيولوجية إلى التصنيفات التالية: 1- Aquifer: هو الحوض الجوفي المتكون من تربة مفتتة كالخليط الرمل والحصى أو صخور تحتوي ماء ويمكن سحب الماء منها بكميات كبيرة وبسهولة، عادة ما تكون هذه الأحواض ذات نفاذية كبيرة بحيث تسمح لكميات كبيرة من المياه بالحركة داخلها ومنها واليها وتصل نفاذيتها إلى أكبر من 1 متر / اليوم = 10^-5 متر/ الثانية. 2-Aquiclude: هو الحوض الجوفي المتكون من (Clay or shale) ولا يسمح بمرور كمية كبيرة من المياه خلاله تحت الظروف العادية وتصل النفاذية به إلى 0.0001 متر/ اليوم = 10^-9 متر / الثانية. 3-Aquitrad: هو الحوض الجوفي المتكون من خليط من الرمال والطين (Sand and Clay)، وحسب تعريف (De Wiest) يسمح بمرور كمية ضئيلة من المياه إلا انه يمكنه من تمرير كمية كبيرة من المياه أن كانت المساحة التي تمر منها المياه كبيرة. 4-Aquifuge: هو الحوض الجوفي المتكون من صخور لا تسمح بتخزين ولا تمرير المياه. يبين هذا الرسم البياني اتجاهات التدفق النموذجية في عرض مقطع عرضي لنظام جيولوجي لطبقات جوفية محصورة وغير محصورة، ويظهر النظام طبقتان جوفيتان موجودتان وطبقة معيقة واحدة (طبقة حاجزة أو غير انفاذية) – توجد بينهما – ومحاطة بصخر قاع الطبقة الكتيمة وهي متصلة بجدول كاسب [يتشكل هذا النوع من الجداول من المياه الجوفية ويكتسب مياهه منها] (توجد بشكل نوذجي في المناطق الرطبة)، كما أن مستوى المياه الجوفية والمنطقة غير المشبعة موضحان أيضا. والطبقة المعيقة منطقة داخل الأرض تحصر تدفق المياه الجوفية من طبقة جوفية إلى أخرى، ويمكن أن تسمى الطبقة المعيقة في بعض الأحيان – إذا كانت غير انفاذية تماما – بالطبقة الكتيمة، وتتألف الطبقات المعيقة من طبقات إما من صلصال أو صخر غير مسامي ذات موصلية مائية منخفضة. يمكن أن توجد المياه الجوفية تقريبا عند كل نقطة في طبقة الأرض التحت سطحية الضحلة – إلى درجة ما – على الرغم من أن الطبقات الجوفية لا تحتوي بالضرورة على مياه عذبة، ويمكن أن تقسم القشرة الأرضية إلى منطقتين: المنطقة المشبعة أو المنطقة الجوفية (مثلا: الطبقات الجوفية والطبقات المعيقة.