ناقش قسم الفيزياء في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) اطروحة الدكتوراة الموسومة ( تقييم جودة مياه بحيرة الرزازة باستخدام تقنية الاستشعار عن بعد ) للطالبة ( مروه سامي شمال ) التي انجزتها باشراف التدريسية في القسم ( أ.م.د. أنبثاق محمد علي عبد الامير ) ونوقشت من قبل اعضاء لجنة المناقشة المبين اسمائهم في ما يأتي:
أ.د. تغريد عبد الحميد ناجي – رئيسا
أ. د. بشرى قاسم نقيب – عضوا
أ.د. حميد مجيد عبد الجبار – عضوا
أ.م.د. علي عدنان نعمة – عضوا
أ.م.د. محمد جمال محمد – عضوا
أ.م.د. انبثاق محمد علي عبد الامير – عضوا و مشرفا
يهدف هذا البحث إلى دراسة مؤشرات جودة مياه بحيرة الرزازة لعام ٢٠٢٣ باستخدام تقنيات الاستشعار عن بُعد ونظم المعلومات الجغرافية، وتحديد أسبابها. كما يهدف البحث إلى استنباط نموذج رياضي يتنبأ بقيم مؤشرات جودة المياه دون اللجوء إلى تحليل البيانات الميدانية.
وبينj الباحثة في مستخلص رسالتها ان عملية تقييم ومراقبة جودة المياه، باستخدام الطرق التقليدية، ذروتها في حالة بحيرة الرزازة، لا سيما بعد الظروف القاسية التي مرت بها مؤخرًا. لذلك، هناك حاجة ملحة لاستخدام صور وتقنيات الاستشعار عن بُعد كبديل مبتكر. تبحث هذه الرسالة في تقييم جودة المياه بعقل منفتح، بالاعتماد على الأدوات الحديثة مثل الاستشعار عن بُعد ونظم المعلومات الجغرافية.
كما تم استكشاف تأثير عوامل مهمة مثل الدقة المكانية والطيفية، بالإضافة إلى التصحيحات الجوية، باستخدام بيانات الأقمار الصناعية من لاندسات 8 (LOI) المخصصة لبحيرة الرزازة في محافظة كربلاء، العراق. هدفنا هو إنتاج خرائط دقيقة تلبي احتياجات الاستخدامات الجغرافية المختلفة. تتضمن الرسالة جانبين حيويين من العمل: الأول هو الجانب الميداني، الذي شهد أخذ عينات من عشرة مواقع للبحيرة، لعام 2023، وقد تم تحليل هذه العينات في مختبرات وزارة الموارد المائية العراقية. أما الطريقة الثانية، فتتمثل في مراقبة البحيرة عبر بيانات الأقمار الصناعية، مع مراعاة التزامن بين مرور القمر الصناعي ووقت أخذ العينات الميدانية، إلى جانب تطوير معادلات غير خطية. تشمل المتغيرات المدروسة العكارة، والكلوروفيل-أ، وإجمالي المواد الصلبة العالقة، والطلب الكيميائي الحيوي للأكسجين، والأكسجين المذاب، ودرجة الحموضة (pH)، والتوصيل الكهربائي، وإجمالي المواد الصلبة. وقد تم اعتماد خوارزميات ومنهجيات الانحدار للحصول على أفضل النتائج الممكنة.
نلاحظ من النتائج وجود تغيرات كبيرة في جودة المياه، سواءً في أعلى البحيرة أو أسفلها. وقد أظهرت القياسات أن مستويات الطلب الكيميائي الحيوي للأكسجين بلغت ذروتها خلال فصل الصيف، نتيجةً للظروف البيئية التي أثرت سلبًا على النظام البيئي، وقللت من إنتاج الأكسجين المذاب.
وبمقارنة نتائج القياسات المباشرة مع بيانات الأقمار الصناعية، وجدنا توافقًا مقبولًا نسبيًا. عند تحليل المتغيرات المتعلقة بالكلوروفيل-أ، والعكارة، والمواد الصلبة العالقة، لوحظ تباين كبير بين القيم المسجلة في الشتاء والصيف، بالإضافة إلى تأثير واضح للموقع، حيث تركزت معظم هذه المتغيرات بالقرب من ضفاف النهر أو في المناطق العليا، نظرًا لضحالة المياه هناك. وعند مقارنة النتيجة ببيانات الاستشعار عن بُعد، كان هناك توافق كبير، مما يعزز دقة التحليلات ويبرز أهمية استخدام التقنيات الحديثة في دراسة النظم البيئية. وتشير التحليلات المخبرية الحديثة إلى متغيرات مثيرة للاهتمام في بيئة البحيرة. فهناك زيادة كبيرة في الموصلية الكهربائية (EC)، مصحوبة بارتفاع درجات الحرارة وانخفاض هطول الأمطار. تؤدي هذه الظروف مجتمعة إلى قفزات هائلة في ملوحة المياه، مما كان له تأثير واضح على مجموعة واسعة من معايير جودة المياه. ومن الجيد معرفة أنه يمكننا استخدام خوارزميات الاستشعار عن بُعد لتسليط الضوء على حالة جودة المياه عبر النهر، سواء في أجزائه العليا أو السفلى. نجحت هذه الدراسة في إقامة علاقات إحصائية مثيرة للاهتمام مع القيم المقاسة، حيث بلغت قيمة R² للكلوروفيل في الصيف 0.79، بينما ارتفعت هذه النسبة إلى 0.88 في الشتاء. أما بالنسبة للمواد الصلبة الذائبة الكلية (TSS)، فقد سُجِّل معامل ارتباط قدره 0.94 في الصيف و0.92 في الشتاء. أما بالنسبة للعكارة، فقد سُجِّل معامل ارتباط قدره 0.83 في الصيف و0.93 في الشتاء.
هذه النتائج مفيدة جدًا للتنبؤ بجميع متغيرات جودة المياه. 5) تتيح لنا بيانات القمر الصناعي Landsat 8 فرصة استكشاف كيفية تغير جودة المياه مع اختلاف الظروف الجوية والموسمية وفي مواقع مختلفة خلال عام 2023. وقد كشفت النتائج بالفعل عن اختلافات كبيرة في مستويات التلوث بين الشتاء والصيف، عند مقارنة حالة المياه في يناير بتلك الموجودة في أغسطس. يمكننا استخدام معادلات الانحدار لتقدير خصائص جودة المياه باستخدام الأقمار الصناعية، مما يوفر لنا رؤى قيّمة تساعدنا على تقييم حالة المياه بدقة. وهذا يعني أن هذه المعادلات تعمل كأداة فعالة لرصد وزيادة الوعي بسلامة المياه وحمايتها. من خلال تطوير نموذج تحليلي يأخذ في الاعتبار استجابة البحيرة لتصريفات النفايات المتغيرة، مثل الطلب الكيميائي الحيوي، وجدنا ارتباطًا قويًا بين القيم المقاسة، حيث بلغ معامل الارتباط 0.89 في الصيف و0.91 في الشتاء، مما يشير إلى وجود علاقة إيجابية واضحة بين العوامل المدروسة. وقد أثبت استخدام تقنيات الاستشعار عن بُعد لرصد وتقييم جودة المياه فعاليته الكبيرة، إذ يوفر نتائج دقيقة حول العوامل المؤثرة على جودة المياه، بالإضافة إلى كونه خيارًا اقتصاديًا، إذ يُمكّننا من الحصول على كميات هائلة من البيانات بسرعة وسلاسة ودقة عالي
وخلصت الطالبة الى التوصيات الاتية :
- اعتماد أنظمة فعّالة لضمان عدم هدر المياه.
- الحفاظ على صحة البحيرة والتعامل السليم مع النفايات.
- تجنب الصيد الجائر واستخدام المبيدات الحشرية لما لذلك من آثار سلبية على البيئة البحرية.
- تعزيز الغطاء النباتي المحيط بالبحيرة ليكون بمثابة درع يحميها.
- معالجة وتنقية مياه الصرف الصحي قبل تصريفها في البحيرة.
- استخدام تقنيات الري الحديثة للحفاظ على الموارد المائية.
- دعم السياحة واستخدام عائداتها لإنشاء حزام أخضر لحماية البحيرة.
- تشديد الرقابة البيئية وفرض إجراءات صارمة للحد من التلوث، حفاظًا على نقاء البحيرة وجمالها.
