השפלת מי תהום בישראל
- מי תהום: הגדרה ותהליך היווצרות
מי תהום הם מים המצויים בשכבות הסלע התת-קרקעיות. מקורם במי הגשמים אשר הופכים למשקעים ומחלחלים דרך שכבות קרקע נקבוביות או שכבות סלע סדוקות. שכבות אלו, המכונות אקוויפרים, אוגרות את המים ומשמשות כמאגר תת-קרקעי. מי התהום זורמים בתווך הנקבובי של האקוויפר, וכיוון זרימתם כתלות בהשתנות הלחצים בתת הקרקע ומאיזורי הלחץ (עומד) הגבוהה אל הנמוך.
בישראל קיימים כשבעה אגני אקוויפר עיקריים ביניהם חשובים ומרכזיים:
אקוויפר החוף תחומיו משתרעים מרצועת עזה בדרום ועד חולות קיסריה בצפון. גבולו במערב הוא הים התיכון, ובמזרח הוא מגיע לרגלי ההרים. אורך קטע החוף, שבו נמצא האקוויפר, הוא כ-120 ק"מ. רוחבו נע בין 20-12 ק"מ מהים מזרחה ועומקו עד 180 מ' בקרבת הים ומתקצר ככל שמתקרבים מזרחה.
אקוויפר החוף מאופיין בחתכי קרקע בעלי מאפיינים חוליים כורכרייים וגירניים, שכבות חרסית שמנה ימצאו באיזורי נחלים ואיזורים נמוכים וכן בעומק האקוופר שכבות אלו יהוו את בסיסי האקוויפרים ותתי האקוויפרים.
אגני ההר נמצאים בשטחי יהודה, שומרון, הבקעה והגליל התחתון.
אגנים אלו מתנקזים מאזור שדרת ההר המרכזית לכוון מזרח וצפון מזרח. גבולות האגנים הם הרי מגדל ושמורת ארבל בצפון, בקעת הירדן וים המלח במזרח, ונחל חימר בדרום. הגבול המערבי מפריד את אגני ההר במזרח מאגן ירקון-תנינים במערב, ועובר לאורך צירי הקמרים חברון, רמאללה והשולים המערביים של קער השומרון.
אגן ירקון-תנינים הוא אחד משני המקורות הראשיים של ניצול מי-התהום בישראל. האגן משתרע בין רכס הרי יהודה ושומרון במזרח ובין חוף הים התיכון במערב. בצפון, גובל האגן בעמק יזרעאל ובשולי המורדות הדרומיים של הכרמל. בדרום, גובל האגן בסיני. בחלקו המערבי, מונח אגן ירקון-תנינים מתחת לאגן החוף ומופרד ממנו על ידי סלעים אטימים.
אגן הכרמל משתרע דרומית למפרץ חיפה. אורכו כ-30 ק"מ ורוחבו נע בין 5 ק"מ בצפונו ובדרומו לבין 17 ק"מ במרכזו.
רכס הכרמל מתנשא לגובה של כ-500 מטר מעל פני הים ומשתפל בתלילות אל הים התיכון במערבו ואל עמק יזרעאל במזרחו.
אגן הר הנגב והערבה משתרע ממרחבי סיני בדרום עד צפון-מזרח הנגב והערבה.
האקוויפר מכיל בעיקר מים עתיקים שנקוו ויצטברו במהלך עשרות אלפי שנים קדומות.
בשנים האחרונות חלות כמה מגמות הצפויות להשפיע על מפלסי מי התהום באופן בו יעלו המפלסים, הערכה לכך מתבססת על כמה פעולות והתרחשויות האחראיות לכך:
א. החדרת משקעים לתת הקרקע– בשונה משנים עברו כיום מתפתחת ומתהווה החשיבות בניהול נגר עילי, דבר זה מתבטא בהשקעת מאמצים הידרולוגים-הנדסיים להחדרת מי נגר לתת הקרקע.
ב. הפסקת שאיבות- בשל המעבר לצריכת מים מותפלים ושימוש חקלאי בקולחים לאורך השנים גדלו ספיקות מפעלי המים והפחיתו את הצורך בשאיבות מי האקוויפר.
ג. שאיבה והחדרה בשל עבודות תשתית- בשנים האחרונות מבוצעות באיזור החוף פעולות השפלת מי תהום רבות במסגרתם שואבים את מי התהום מתא שטח ומחדירים לעומק האקוויפר, פעולות אלו משפיעות על רום המפלסים הן בשאיבה והן בהחדרה.
ד. עליית מפלס פני הים- משבר האקלים מביא איתו השפעות רבות בינהם עליית מפלס מי הים, ואיתו מפלסי מי התהום.
- השפלת מי תהום בישראל: מבוא
השפלת מי תהום הוא תהליך הנדסי מבוקר שמטרתו לשלוט ולנהל את מפלס מי התהום באופן זמני או קבוע בתא שטח מסויים. בישראל, תהליך זה נפוץ בעיקר באזורים בהם מי התהום קרובים לפני השטח ובהם נדרש לבצע חפירות משמעותית לטובת הקמת מבנים הנדסיים, כגון:
- חפירת ויציקת מרתפים עמוקים.
- הנחת תשתיות תת-קרקעיות (ביוב, מים, חשמל, תקשורת).
- בניית גשרים ומנהרות.
- כריית מחצבים.
בישראל, קיימת רגישות סביבתית גבוהה לנושא השפלת מי תהום, בשל חשיבותם כמקור מים חשוב בשיגרה ובחירום ובשל קרבתם של הפרויקטים לתשתיות, מבנים ואיזורי מחייה והחשש ממפגעים תת קרקעיים כגון, בורות שנפערים ("בולענים"), פגיעה במבנים שכנים, זיהום סביבתי ועוד.
בשל כך, פרויקט הנדרש לביצוע מערך השפלת מי תהום יידרש ע"פ חוק לקבל רשיונות מפורטים עבור כל שלב בפרויקט השאיבה.
- עקרונות תכנון השפלת מי תהום
תכנון השפלת מי תהום דורש התחשבות במגוון גורמים וביצוע הערכה מקיפה של הסיכונים וההשפעות הסביבתיות. להלן מספר עקרונות מנחים בתהליך התכנון:
- אפיון הידרוגאולוגי: ביצוע סקר הידרוגאולוגי מקיף לאפיון שכבות הקרקע ושיכובם, מפלס מי התהום, כיוון זרימתם ותכונותיהם ההידראוליות.
- הגדרת יעדים: קביעת מפלס מי התהום הרצוי לטובת הבניה, הגדרת חלופות אפשריות, יעדים תקציביים, ניהול סיכונים, הערכת לוחות זמנים ופתרונות רצויים לסילוק המים המופקים.
- הערכת השפעות סביבתיות: טרם הגדרת החלופות ובחינתם ייבחנו השפעות סביבתיות אפשריות העלולות להיגרם כתוצאה ממאמצי השאיבה/החדרה/הזרמה.
כגון, משיכת מזהמים מאיזורים שכנים, משיכת מים מליחים באיזורים הסמוכים לים, שאיבה של חול ויצירת חללים תת קרקעיים כתוצאה ממעבר חומר ועוד.
איור 1 – תיאור מודל התפשטות עדשת זיהום מי תהום לאורך זמן
- הגדרת שיטות דיפון: לשיטת הדיפון קשר ישיר על הצלחתו ומורכבותו של הפרויקט, בפרויקטים בהם יש חדירה משמעותית למי התהום (יותר מ- 0.5-1 מ') יידרש הפרויקט בתכנון וביצוע קיר דיפון אשר אטום בהיקפו.
יצירת הקיר הקרוי גם "מחסום הידראולי" מטרתו "לבטל" את שטף המים האופקי הנכנס לאיזור החפירה ובכך מתקבל שטף אנכי בלבד, שיטה זו מאפשרת את צמצום מאמצי השאיבה הנדרשים בסדרי גודל משמעותיים.
כמו כן, גם עומק קיר הדיפון משחק תפקיד בקצב השאיבה שיידרש על מנת להשיג את מפלס היעד לצורך השלמת החפירה והיציקות. ככל שקצה קיר הדיפון עמוק יותר ורחוק מתחתית החפירה, מאמצי השאיבה הדרושים יפחתו, הדבר נובע מהסיבה שככל שהדרך (האנכית) של המים לאיזור החפירה ארוכה יותר, הפסדי האנרגיה גבוהים יותר והחזרה למפלס הסטטי איטי יותר ולכן נדרשים מאמצי שאיבה פחותים יותר. - תכנון ניטור ובקרה: קביעת תכנית ניטור למעקב אחר מפלס מי התהום, איכות המים ותזוזות קרקע, על מנת לאפשר בקרה ושליטה על התהליך.
- עמידה בדרישות החוק: קבלת אישורים מרשות המים וכל הגורמים הרלוונטיים, והקפדה על הנחיות ותקנות סביבתיות, תוך בחינת שיטות דיפון וביסוס שונות כמו קירות סלארי, כלונסאות ועוגנים בהתאם לסוג הקרקע, עומק מי התהום ומורכבות הפרויקט.
- שלבי ביצוע לקראת פרויקט השפלת מי תהום
א. ביצוע סקר קרקע מספק יבוצע בתיאום יועץ קרקע והידרולוג.
ב. התקנת פיאזומטר למדידת מפלס מי התהום ודיגומם.
ג. מסירת תוכניות חפירה להידרולוג המתכנן לטובת הצבת מודל ותכנון מפורט.
ד. הגשת התכנון למנהלי הפרויקט, יועץ קרקע וביסוס וקונסטרוקטור, בחינה משותפת של שיטת הדיפון והביסוס והתאמת התוכניות בהתאם.
ה. הגשת הדוח לגורמים המקצועיים ברשות המים וכניסה לרשימת המתנה לוועדת קידוחים והשפלות מי תהום.
ו. הצגת הפרויקט מול הועדה וקבלת רישיונות קדיחה.
ז. התקנת המערכת באתר.
ח. תיאום פגישת התנעה באתר מול פקחי רשות המים לקבלת רישיונות הפקה ותחילת עבודה.
ט. במהלך כל פעולות השאיבה ועד הפסקתן, יפעל הפרויקט לניטור ודיגום המים המופקים וידווח לרשות המים כפי שהוגדר בתכנית הניטור.
