إدارة الحفاظ على البيئة والترفيه احفظ. احمِ. استمتع.
إدارة الحفاظ على البيئة والترفيه 
البالوعة هي عبارة عن منخفض طبيعي مغلق على سطح الأرض، حيث تغرق مياه الجريان السطحي في باطن الأرض. توجد الحفر الوعائية عادةً في الصخور الأساسية القابلة للذوبان، مثل الحجر الجيري والدولوميت. تُصنَّف هذه الصخور على أنها صخور كربونية، لأن كلاهما يحتوي على جزيئات من الكربون.
قد تمر المياه التي تدخل إلى ما تحت السطح عبر مجرى مائي من خلال (وإلى حد ما يتم ترشيحها بواسطة) صخرة أو خنق الرواسب، أو قد تتدفق المياه مباشرة إلى فتحة تحت الأرض كبيرة بما يكفي لنقل المياه. إذا كانت هذه الفتحة كبيرة بما يكفي لمرور شخص من خلالها فإن هذه الفتحة تُعرف بالكهف.
الحلق المفتوح الحلق في مجرى مجرى في مجرى أبقار في مقاطعة فريدريك، فيرجينيا.هناك نوعان رئيسيان من المجاري:
يمكن أن تحدث الانهيارات المفاجئة أيضًا بسبب هبوط مدافن النفايات القديمة؛ أو تحلل الحطام العضوي المدفون؛ أو انهيار الخزانات المدفونة أو التآكل السريع بسبب المياه من الأنابيب المتفجرة أو الآبار أو المجاري أو غيرها من الهياكل. على الرغم من أن هذه الحوادث يُشار إليها عادةً في التقارير الإخبارية باسم "المجاري"، إلا أنها لا ترتبط بالمجاري الحقيقية.
يمثل النوع الأول النوع الأكثر شيوعًا من المجاري التي توجد في المناظر الطبيعية التي تغمرها صخور الأساس الكربونية؛ وهذه المجاري شائعة في ولاية فرجينيا. يمكن أن يحدث النوع الثاني في مجموعة واسعة من الظروف، ولكن الانهيار الطبيعي المفاجئ للتربة أو الصخور التي تعلو التربة أو الصخور فوق مساحة الفراغ تحت السطح نادر الحدوث تاريخياً في فرجينيا.
يشير مصطلح "كارست " إلى المنطقة التي تحدث فيها مجموعة معينة من التضاريس بسبب انحلال الصخور الأساسية، وفي هذا الصدد لا يختلف عن مصطلحات "الصحراء" أو "المستنقعات" أو "السهوب" أو "التندرا". دخل المصطلح حيز الاستخدام على نطاق واسع في القرن 19، وهو مشتق من المصطلح الألماني لمنطقة كراس التي تمتد اليوم على الحدود بين إيطاليا وسلوفينيا. منطقة كراس هي منظر طبيعي تهيمن عليه التضاريس الأرضية التي تطورت من انحلال صخور الأساس على مر الزمن، وتشمل هذه التضاريس الأرضية المجاري المائية، والكهوف، والأسطح الصخرية غير المنتظمة (وفي بعض الأماكن المكشوفة والمغطاة) والجداول الغارقة في الوديان العمياء، والينابيع الكبيرة. تم تطبيق مصطلح "كارست" فيما بعد على المناظر الطبيعية الأخرى التي تهيمن عليها تضاريس ذات مظهر مماثل. وعادة ما تقصر التعريفات الأحدث للتضاريس الكارستية المصطلح على المناظر الطبيعية التي تحدث فيها أنظمة تدفق المياه السطحية والجوفية داخل فتحات صخرية قاعدية متضخمة محلولية على طول الفتحات الموجودة مسبقاً في الصخور مثل الكسور، بغض النظر عما إذا كانت هناك حفر مجاري أو غيرها من السمات السطحية المرتبطة تاريخياً بالمناظر الطبيعية الكارستية أم لا. ولذلك، إذا كانت المياه السطحية والمياه الجوفية تتدفق فوق الصخور القاعدية القابلة للذوبان مثل الحجر الجيري، فإن الافتراض هو وجود الكارست.
طبقات المياه الجوفية الكارستيةطبقة المياه الجوفية هي طبقة أو منطقة تحت السطح من الصخور المسامية والنفاذية أو الرواسب غير المجمعة المسامية والنفاذية (مثل الرمل أو الحصى) التي تحتوي على مياه جوفية في فتحاتها. تتحرك المياه في المناطق الكارستية عادةً من المجاري - حيث يتم تحويلها من المسارات السطحية إلى مسارات تحت السطح - إلى ممرات جوفية، وتعود إلى المياه السطحية عند مخرج الينبوع. يمكن أن تحتفظ طبقات المياه الجوفية في المناطق الكارستية بكميات هائلة من المياه بسبب الحجم الكبير جدًا للفتحات الموجودة عادةً في الحجر الجيري (على سبيل المثال ممرات الكهوف التي تغمرها المياه بالكامل).
الاختلافات الرئيسية بين أنظمة طبقات المياه الجوفية الكارستية وغير الكارستية هي:
في حين أن الحفر الوعائية شائعة في أجزاء كثيرة من ولاية فرجينيا، إلا أن النقاش المفتوح والمعلومات حول الحفر الوعائية ليست شائعة في كثير من الأحيان. لذلك، فإن الأسئلة المتعلقة بالمجاري ليست غير شائعة. فيما يلي بعض الإجابات على بعض الأسئلة الشائعة عن البالوعات.
أين يحدث الكارست في ولاية فرجينيا؟
ثلث الولايات المتحدة شرق نهر المسيسيبي عبارة عن تضاريس كارستية. في ولاية فيرجينيا، تشير التقديرات إلى أن 18 في المائة من مساحة الأرض تحتوي على كارست. كما هو موضح أعلاه، تقع المناطق الكارستية حيثما توجد الصخور القاعدية القابلة للذوبان. المنطقة الكارستية المهيمنة في فرجينيا هي منطقة الوادي والتلال الفيزيوغرافية التي تتألف من معظم المقاطعات الواقعة في الأجزاء الغربية من الولاية. تقدم الخرائط التالية تقديراً تقريبياً للمنطقة الكارستية الرئيسية في فيرجينيا، وتوزيع المجاري. (انقر للتكبير)
ماذا أفعل إذا كان هناك حفرة في عقاري؟
إذا انفتح مجرى مائي في عقارك، أو إذا كنت تشك في احتمال وجود هبوط أرضي أو انهيار يؤثر على عقارك، يجب عليك الاتصال بشركة استشارات جيوتقنية ذات سمعة طيبة وعلى دراية بالعمل في المناطق الكارستية حتى يتمكنوا من تزويدك بتقييم لحالتك. لا تستطيع الولاية ولا الحكومة الفيدرالية إجراء تقييم للمخاطر المحتملة على الممتلكات الخاصة بسبب انهيار الأرض.
لماذا تُعد الحفر الوعائية مصدر قلق؟
من وجهة نظر ملاك الأراضي في فيرجينيا أو المقيمين في فيرجينيا، هناك ستة مجالات رئيسية للقلق المحتمل:
إذا كانت هناك قوانين ولوائح متعلقة بالمجاري، فمن يديرها؟
كما هو موضح في القسم السابق، هناك العديد من المخاوف المحتملة بشأن البالوعات؛ وعلى هذا النحو، هناك العديد من الوكالات التي تنظم البالوعات، وهناك العديد من مجالات الخبرة المحتملة اللازمة لحل مشاكل البالوعات. على الرغم من أن هذه ليست قائمة كاملة بالوكالات التي لها بعض الاختصاصات القانونية في المسائل المتعلقة بالمجاري، أو المنظمات المرتبطة بها، إلا أن بعض الوكالات الرئيسية وقائمة مختصرة بمهامها ومسؤولياتها هي كما يلي
إدارة الحفاظ على البيئة والترفيه في فيرجينيا
مجلس كهف فيرجينيا
دائرة المناجم والمعادن والطاقة في فيرجينيا
قسم فيرجينيا لجودة البيئة
حكومة المقاطعة أو البلدة أو المدينة المحلية
وزارة النقل في فيرجينيا
قسم إدارة الطوارئ في فيرجينيا
وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)
الوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ (FEMA)
اللجنة الفيدرالية لتنظيم الطاقة (FERC)
مختلف المرافق المحلية أو الإقليمية
الاستشاريون البيئيون الخاصون
Q. تتشكل الحفر الوعائية فجأة في منطقتنا، أليس كذلك؟ نقرأ عن إغلاق الطرق وتعطل أساسات المباني. كيف حدث هذا؟
A. This certainly does happen, but usually these phenomena did not occur because the rock has collapsed. It is more commonly the case that such a collapse occurs where soil and sediment that fills the pre-existing network of solution-enlarged voids and conduits in the bedrock begins to move downward. This downward movement, which can be rapid, may be attributable to natural causes, such as periods of drought that lower the water table thus creating an air-filled void beneath the soil plug in a vertical chamber. In that situation, the water that was supporting the soil is gone, thereby allowing the soil to subside into the void space below, with the result that a sinkhole forms on the surface. Such a collapse can also occur where water that used to infiltrate in a dispersed manner has now been channelized and diverted in a more concentrated manner, e.g., in a culvert or ditch. As new sinkholes are created, they provide an effective conduit to transport sediment and other debris that falls into the sinkhole from the surrounding unstable land surface, and to carry this material away by the water flowing through the karst conduit. This is how a catastrophic sinkhole can quickly grow and engulf objects on the surface (e.g., buildings, cars, trees) and eventually collapse into itself. While such catastrophic sinkholes can result from natural processes, more often they are attributable to a specific human activity or activities. For example, over-pumping of groundwater from shallow wells, or dewatering at a quarry, or the channeling and diversion of stormwater into a narrow and more concentrated drainage pathway, can each lead to the erosion of underlying soil and loose unconsolidated sediment and the eventual – and perhaps catastrophic – movement away and downward from the surface. This sequence of events may leave the surface structurally unstable, and thus susceptible to the later creation and development of additional sinkholes. Something as simple as improperly directing water from roof drains and gutters away from the foundation of a structure can eventually cause a sinkhole to form along the footer or even below the slab of a house, if local geologic conditions are conducive to such phenomena.
Q. هل يمكن أن تؤثر التربة التي يتم نقلها إلى المجاري أو الكهوف أثناء عملية الحفر في مواقع البناء تأثيرًا سلبيًا على البيئة الكارستية؟
A. نعم، يمكن ذلك. إن أكثر السمات الكارستية عرضة للخطر هي مداخل الكهوف والحفر الجوفية "مفتوحة الحلق" (أي الحفر الجوفية التي لها فتحة مرئية في صخر الأساس تؤدي إلى ما تحت السطح). يمكن أن تتدفق كل من التربة ومياه العواصف غير المنضبطة والملوثات الممتصة على جزيئات التربة إلى هذه الفتحات، حيث يمكن أن تدخل مباشرة إلى ما تحت السطح دون الاستفادة من أي ترشيح طبيعي. إذا كان هناك احتمال جريان جريان غير منضبط لا يمكن تجنبه، فيجب اتخاذ تدابير صارمة للتحكم في الرواسب والتآكل أثناء البناء، ويجب أن تستمر بعد البناء حتى تستقر التربة المحيطة. يجب بذل كل جهد ممكن لتوجيه التربة والجريان السطحي للتربة وموقع البناء بعيدًا عن أي بالوعة، ولكن بشكل خاص عن البالوعة التي لها فتحة مرئية في قاعها.
Q. كيف يمكن التنبؤ بالمكان الذي يمكن أن يحدث فيه انهيار الرواسب في الفراغات في الصخر الأساسي؟
A. لا يمكن للمرء أن يتنبأ بالضبط بالمكان الذي قد يتشكل فيه المجرى. ومع ذلك، يمكن أن تعطينا الأنماط أو الاتجاهات التي قد تكون موجودة مع المجاري الموجودة حالياً أدلة حول المكان الذي تحكمت فيه السمات الجيولوجية مثل الفواصل والكسور المتقاطعة أو الصدوع أو الطيات في الصخر الأساسي مجتمعة أو منفصلة في تطور المجاري وأدت إلى تطور المجاري وتكوينها في منطقة معينة بتواتر وكثافة أكبر مع مرور الوقت. على سبيل المثال، تشير المجاري التي تصطف في نمط خط مستقيم على الأرجح إلى وجود كسر كبير متسع محلولياً أو فتحة أخرى في الصخر الأساسي تحت السطح مباشرة، وأن هذه الفتحة قد تسببت في تطور تفضيلي للمجاري على طول اتجاه خطي واضح. وبالإضافة إلى ذلك، فإن العوامل المسببة المحتملة مثل المياه المتجمعة أو كميات كبيرة من المياه التي يتم توجيهها إلى الأماكن الكارستية، ستكون مصدر قلق خاص، وبالتالي سيتم ملاحظتها وفحصها بعناية من قبل متخصصين على دراية بإجراء تقييمات كارستية. وهذا هو سبب أهمية الاستطلاعات الأولية. بالإضافة إلى ذلك، يدرك جميع علماء الجيولوجيا الكارستية المتمرسين وعلماء التربة والمهندسين الجيوتقنيين أن بعض الوحدات الصخرية تميل إلى تشكيل طبقات تربة متماسكة وغنية بالطين تكون عرضة لتطور ما يسمى "الكارست المغطى" حيث تميل هذه التربة إلى سد الفراغات والتجاويف الكامنة في باطن التربة والصخور الأساسية. يجب فحص المناطق المعروفة بهذا النوع من التربة المتماسكة بعناية فائقة أثناء التطوير، خاصة بعد عملية إزالة الغطاء النباتي التي تدمر كتلة الجذور المتشابكة التي تمسك التربة السطحية معًا.
Q. أين يمكنني معرفة المزيد عن الكارست؟
A. هناك العديد من المراجع الممتازة عن التضاريس الكارستية والكارستية. وفيما يلي بعض الأمثلة على ذلك:
قد تخلق الخصائص الفريدة للحفر الجوفية تعقيدات إضافية ما لم يكن لدى الشخص بعض الفهم العام لكيفية تأثير الحفر الجوفية على بيئته. وتشمل ثلاثة من هذه الأمثلة مياه العواصف وآبار الحقن تحت الأرض والاعتبارات الصحية.
مياه العواصف
يعتبر جريان مياه الأمطار مصدرًا هامًا لتلوث المياه السطحية في فرجينيا. ونتيجة لذلك، سن الكومنولث والحكومة الفيدرالية العديد من القوانين واللوائح في محاولة للحد من انتشار تلوث المياه. نظرًا لأن المجاري والأنظمة الكارستية يمكن أن تنقل المياه بسرعة، وأي ملوثات تحملها المياه، فإن الجوانب الفريدة لإدارة مياه الأمطار داخل المناظر الطبيعية الكارستية ذات صلة بمناقشة مجاري فيرجينيا.
في النظام الهيدرولوجي الطبيعي، تتسرب المياه المتساقطة على سطح الأرض إما أن تتسرب ببطء إلى الأرض، أو تتدفق عبر اليابسة إلى الجداول والبحيرات والأنهار. يمكن أن تؤدي أنشطة البناء البشرية عادةً إلى تعطيل هذا التدفق الطبيعي للمياه السطحية الطبيعية، خاصةً عندما يؤدي التطور الحضري أو في الضواحي إلى مناطق يكون فيها الرصف أكثر من التربة، أو يؤدي إلى تشييد مبانٍ تعيق التسرب الطبيعي إلى طبقات المياه الجوفية. ولإدارة هذه المياه داخل البيئة المبنية، قد يتم بناء سلسلة من أنابيب الصرف والخنادق والقنوات والقنوات وغيرها من الهياكل لنقل وتوجيه المياه السطحية داخل منطقة مطورة. يشار إلى هذه المياه باسم مياه الأمطار، وتسمى البرامج التي تدير هذه المياه "إدارة مياه الأمطار". عادة ما تحمل مياه العواصف ملوثات؛ لذلك تحتوي معظم أنظمة معالجة مياه العواصف على مجموعة متنوعة من المرافق لمعالجة الملوثات والتخفيف من حدتها. مرافق المعالجة هذه هي أيضاً جزء من نظام مياه الأمطار. كما أنه ليس من المفترض أن تحمل مياه الأمطار فضلات بشرية لأن مثل هذه النفايات تخضع لتنظيم شديد، ومن المفترض أن يتم إرسالها إلى منشأة معالجة مياه الصرف الصحي. من المفترض أن تكون أنظمة الصرف الصحي ومياه الأمطار منفصلة تماماً.
بئر حقن تحت الأرض
على غرار الوضع مع مياه العواصف، هناك العديد من القوانين واللوائح الفيدرالية والولائية التي تحكم حقن السوائل السطحية في الآبار أو غيرها من وسائل دخول نظام المياه الجوفية. من المهم التذكير بأن الحفر الجوفية هي وصلة أو بوابة بين سطح الأرض والمياه الجوفية. لذلك، في بعض الحالات، قد يعتبر الشخص الذي يقوم بتحويل المياه السطحية عن علم أو عن غير علم أو تصريف السوائل في مجرى مائي من الناحية القانونية "بئر حقن تحت الأرض،" ويخضع لتصاريح ولوائح معينة. ولهذه الأسباب، فإن إلقاء نظرة عامة على آبار الحقن الجوفية مهم لسكان فيرجينيا الذين يعيشون أو يعملون حول الحفر الجوفية.
يتم تنظيم حقن السوائل تحت الأرض بواسطة برنامج التحكم في الحقن تحت الأرض (UIC) التابع لوكالة حماية البيئة. يُطلق على موقع الحقن الفعلي اسم بئر حقن تحت الأرض. هناك ستة تصنيفات لآبار الحقن، تتراوح بين النفايات الصناعية والنفط والغاز والنفايات الخطرة والنفايات غير الخطرة. بئر الحقن الأكثر شيوعًا لسكان فيرجينيا هو البئر من الفئة الخامسة، والذي يتضمن سوائل غير خطرة. ومن أمثلة السوائل التي تغطيها آبار الفئة الخامسة مياه العواصف، وحقول الترشيح في نظام الصرف الصحي، وآبار الصرف الزراعي. تُستمد السلطة المطلقة لإدارة برامج الموافقة المسبقة عن علم من قانون المياه النظيفة الفيدرالي، وتديرها وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA). وقد فوضت وكالة حماية البيئة السلطة لبعض الولايات لإدارة برنامج UIC الخاص بها، ولكن في ولاية فرجينيا، يتم التعامل مع معظم عناصر برنامج UIC والتصاريح من قبل وكالة حماية البيئة في المنطقة 3 في مكتبها الواقع في ويلينغ، غرب فيرجينيا.
تُستخدم الآبار من الفئة الخامسة (خمسة) لحقن السوائل غير الخطرة تحت الأرض. تُستخدم معظم آبار الفئة الخامسة للتخلص من النفايات في مصادر مياه الشرب الجوفية أو فوقها. يمكن أن يشكل هذا التخلص تهديدًا لجودة المياه الجوفية إذا لم تتم إدارته بشكل صحيح.
تشكل الأنواع المختلفة من آبار الفئة الخامسة تهديدات مختلفة. معظم آبار الفئة الخامسة هي أنظمة تخلص ضحلة تعتمد على الجاذبية لتصريف السوائل مباشرة في الأرض. يندرج أكثر من 20 الأنواع الفرعية للآبار ضمن الفئة الخامسة.
وتقدر وكالة حماية البيئة أن هناك أكثر من 650 ،000 آبار من الفئة الخامسة قيد التشغيل على مستوى البلاد. معظم هذه الآبار من الفئة الخامسة هي أنظمة تخلص ضحلة غير متطورة. وتشمل الأمثلة على ذلك:
الاعتبارات الصحية
كان من الشائع منذ أجيال التخلص من القمامة والنفايات وزيوت المحركات المستعملة وغيرها من المواد المهجورة في حفرة مجرى المياه. هناك العديد من الأسباب التي يجب أن تمنع حدوث ذلك؛ ولعل أهمها أنه يهدد صحة وسلامة جميع السكان المحليين.
تعرّف على المزيد حول التعايش مع الحفر الوعائية.
من المهم أن نفهم أن المجاري بشكل عام هي سمات طبيعية تؤدي دوراً حيوياً في النظام البيئي والحركة الطبيعية للمياه. لذلك، لا ينبغي تعديل الحفر الجوفية أو التلاعب بها أو سدها أو ردمها أو تغييرها دون مشاركة متخصصين مدربين وذوي خبرة في التعامل مع الحفر الجوفية في فرجينيا.
