Fulltext

APPLICATION OF ENVIRONMENTAL ISOTOPES TECHNIQUE IN GROUNDWATER RECHARGE WITHIN MULLUSA CARBONATE AQUIFER-WEST IRAQ

تطبيق تقنية النظائر البيئية في دراسة تغذية المياه الجوفية ضمن خزان ملصا الجيري الجوفي- ضبعة- غرب العراق

Bayan M. Hussien بيان محي حسين

IRAQI JOURNAL OF DESERT STUDIES المجلة العراقية لدراسات الصحراء
ISSN: pISSN: 19947801 / eISSN: 26649454 Year: 2010 Volume: 2 Issue: 2 Pages: 1-18
Publisher: University of Anbar جامعة الانبار

Abstract

This paper applies environmental isotope techniques to interpret recharge mechanisms of Mullusa aquifer (East Rutba ) and offers an environmental isotope view . Mullusa aquifer is of major importance for the water supply of Rutba region in particular of increasing demand of water resources and sustainability assessment in the future.
The traditional hydro chemical and hydraulic interpretation show same phenomenon of groundwater source and interconnection, which may need advance isotope technique to define the exact actual origin of recharge water, using carbon-14 and tritium dating .
Based on the isotope analysis of deuterium, oxygen-18, tritium, carbon-13 and carbon-14, the recharge of the carbonate aquifer is mainly from direct infiltration of atmospheric water (Rainfalls and / or runoff ) originated to Indian low pressure depression through exposure outcrops within Hauran catchments area of ( 600-740 )m.asl due to south and southwest Rutba town . The isotope compositions also show that the groundwater is a mixture of an old groundwater with modern recharge in the areas adjacent to Rutba .
The maximum percentage of modern water ( pMC % ) is 71% (29% ancient ),which was usually found at the intensively infiltration zones of porous media and / or fractured areas ( Hauran valley ), while the minimum percentage of modern water is 10% (90 % ancient ), which was found at discharge zones as fossil water with very poor replenishment mechanism. Also, this research shed light on the paleo-hydrologic setting ,that may control the recharge mechanism using 14C dating for each site . Finally, the important detected result is that Mullusa aquifer in Dhabaa site (pumping station of multi boreholes system) stored ancient fossil water with slow and limited recharge. The reachable transit time of replenishment is of about 29000 years calculated by traditional hydrogeologic technique, which is closed to the value of residence time that detected by14C dating (31500 years ), so that it is necessary to regulate the production of groundwater according to active plan.

المستخلص: استخدمت النظائر المستقرة و الإشعاعية المتمثلة بعناصر الديتريوم , التريتيوم ,الأوكسجين-18 ,الكربون- 13 و الكربون-14 في تحديد الوضع الهيدرولوجي القديم لمنطقة الدراسة, بالإضافة إلى تحديد أصل ومصادر تغذية المياه الجوفية وعمرها في خزان ملصي الجوفي شرق الرطبة ( موقع الضبعة ), وبالتكامل مع بعض التطبيقات الهيدروليكية و الهيدروكيميائية التقليدية. استنادا إلى قيم نسب نظائر الديتريوم( 2H ‰) , الأوكسجين- (  18O ‰ )18 و الكربون-13  13C ‰) ( في المياه الجوفية فقد تبين أن مصدرها من ترشح مياه الأمطار والسيول عبر مقاطع وادي حوران وفروعه غرب و جنوب غرب الرطبة خلال فترات متعددة امتدت بين فترتي البليستوسين المتأخر و الهولوسين , ويعود أصلها إلى مياه الأمطار المحمولة بواسطة الغيوم المتكونة من تبخر مياه البحار و المحيطات المفتوحة مباشرة دون المرور بمراحل ثانوية من الدورة الهيدرولوجية(عدم وجود مؤثرات قارية) مثل البحار والبحيرات المغلقة وهي شبيهة بمياه الخط المطري القاري الداخلي بعيدا عن خط الأمطار الساحلي ويرجح أن يكون مصدرها ضمن حدود المنخفض الجوي الهندي( المحيط الهندي ) . أوضحت نتائج محتوى التريتيوم 3H ( TU ) بان هنالك نسبة من المياه الجوفية حديثة قدر عمرها ( بعد عام 1950) في مواقع أم ارضمة , مساد الرطبة و ابيلة , فيما قدر عمر المياه الجوفية في بقية المواقع قبل عام 1950, وقد أكدتها نتائج محتوى الكربون- ( pMC % ) 14 , والتي أثبتت وجود تغذية للمياه الجوفية مصدرها الفترة المطيرة الرابعة(هولوسين-2410BP ) قبل الآن ( قبل عام1950 ) في موقع أم ارضمة, إذ بلغت نسبة المياه الحديثة 71% ( pMC ) بالإضافة إلى عملية خلط للمياه الجوفية القديمة في موقعي رميلة و مساد الرطبة مصدرها الفترة المطيرة الثالثة(هولوسين-10000BP ) قبل الآن, إذ بلغت نسبة المياه الحديثة إلى المياه القديمة حوالي 45% ( pMC ) .كما بلغت اوطا نسبة للمياه الحديثة في موقع الضبعة و بنسبة 10% ( pMC ) وهي مياه مصدرها الفترة المطيرة الأولى(بليستوسين-31500BP ) قبل الآن. و أخيرا فان آبار محطة الضبعة تنتج من خزان جوفي يحمل مياه قديمة المصدر ولا يتميز بصفات الخزانات الجوفية المتجددة,إذ بلغت فترة عبور المياه الجوفية بين نطاق التغذية و التصريف حوالي29000 سنة ,لذا ينبغي وضع خطة إنتاج فعالة لضمان أطول فترة إنتاج ممكنة للمياه الصالحة لشرب الإنسان قبل تدهور مياهه بسبب الخلط مع مياه خزان الكعرة الجوفي.

Keywords

Key Words: Groundwater --- Recharge --- Isotopes --- Transmit Time. --- الكلمات المفتاحية: تغذية المياه الجوفية --- النظائر المشعة --- زمن العبور.