Ayman A. Ahmed

Hydrologic analysis of the challenges facing water resources and sustainable development of Wadi Feiran basin, southern Sinai, Egypt

Wadi Feiran basin is one of the most promising areas in southern Sinai (Egypt) for establishing new communities and for growth in agriculture, tourism, and industry. The present challenges against development include water runoff hazards (flash flooding), the increasing water demand, and water scarcity and contamination. These challenges could be mitigated by efficient use of runoff and rainwater through appropriate management, thereby promoting sustainable development. Strategies include the mitigation of runoff hazards and promoting the natural and artificial recharge of aquifers. This study uses a watershed modeling system, geographic information system, and classification scheme to predict the effects of various mitigation options on the basin’s water resources. Rainwater-harvesting techniques could save more than 77% of the basin’s runoff (by volume), which could be used for storage and aquifer recharge. A guide map is provided that shows possible locations for the proposed mitigation options in the study basin. Appropriate measures should be undertaken urgently: mitigation of groundwater contamination (including effective sewage effluent management); regular monitoring of the municipal, industrial and agricultural processes that release contaminants; rationalization and regulation of the application of agro-chemicals to farmland; and regular monitoring of contaminants in groundwater. Stringent regulations should be implemented to prevent wastewater disposal to the aquifers in the study area.RésuméLe bassin du Wadi Feiran est l’un des secteurs les plus prometteurs du Sud Sinaï (Egypte) pour établir de nouvelles communautés et pour la croissance de l’agriculture, du tourisme, et de l’industrie. Les défis actuels face au développement comprennent les risques liés au ruissellement (crues éclairs), la demande croissante en eau, la pénurie et la contamination de l’eau. Ces défis pourraient être atténués par l’utilization efficace des eaux superficielles et des eaux de pluie grâce à une gestion appropriée, favorisant de ce fait un développement durable. Les stratégies incluent la réduction des risques liés au ruissellement et favorisent la recharge normale et artificielle des aquifères. Cette étude utilize un modèle de bassin versant, un système d’information géographique, et une typologie pour prévoir les effets de diverses options de mitigation sur les ressources en eau du bassin. Les techniques de collecte des eaux pluviales pourraient économiser plus de 77% de l’eau superficielle du bassin (en volume), qui pourrait être employée pour le stockage et la recharge des aquifères. Une carte est présentée. Elle montre les endroits possibles pour les options de mitigation proposées dans le bassin d’étude. Des mesures appropriées devraient être prises instamment: réduction des contaminations des eaux souterraines (incluant la gestion efficace des effluents); surveillance régulière des actions municipales, industrielles et agricoles qui libèrent des contaminants; rationalization et règlementation de l’application des produits agrochimiques dans les exploitations agricoles; et surveillance régulière des contaminants dans les eaux souterraines. Des règlementations rigoureuses devraient être mises en place pour empêcher les rejets d’eaux usées vers les aquifères dans le secteur d’étude.ResumenLa cuenca de Wadi Feiran en el sur del Sinaí (Egipto) es una de las áreas más prometedoras para establecer nuevas comunidades y para crecer en la agricultura, el turismo y la industria. Los desafíos actuales contra el desarrollo incluyen riesgos de escurrimientos de agua (inundaciones repentinas), la creciente demanda de agua y la escasez y contaminación del agua. Estos desafíos podrían mitigarse mediante el uso eficiente del escurrimiento y el agua de lluvia a través de una gestión adecuada, promoviendo así el desarrollo sostenible. Las estrategias incluyen la mitigación de los riesgos del escurrimiento y la promoción de la recarga natural y artificial de los acuíferos. Este estudio utiliza un sistema de modelado de cuencas hidrográficas, un sistema de información geográfica y un esquema de clasificación para predecir los efectos de diversas opciones de mitigación en los recursos hídricos de la cuenca. Las técnicas de recolección de agua de lluvia podrían ahorrar más del 77% del escurrimiento de la cuenca (en volumen), que podría utilizarse para el almacenamiento y la recarga del acuífero. Se proporciona un mapa guía que muestra posibles ubicaciones para las opciones de mitigación propuestas en la cuenca de estudio. Deben tomarse medidas apropiadas con urgencia: mitigación de la contaminación del agua subterránea (incluida la gestión efectiva de efluentes cloacales); monitoreo periódico de los procesos municipales, industriales y agrícolas que liberan contaminantes; racionalización y regulación de la aplicación de agroquímicos a las tierras agrícolas; y monitoreo periódico de contaminantes en el agua subterránea. Se deben implementar regulaciones estrictas para evitar la eliminación de aguas residuales a los acuíferos en el área de estudio.الملخصيعد حوض وادي فيران من أكثر المناطق الواعدة في جنوب سيناء بمصر لإقامة مجتمعات عمرانية جديدة وتوسعات زراعية وسياحية وصناعية؛ إلا أن هناك عديد من التحديات التى تقف عائقاً أمام التنمية المستدامة بمنطقة الحوض والتى تتمثل فى المخاطر الناجمة عن الجريان السطحي (السيول المفاجئة) وتزايد الطلب على المياه وندرة المياه وتلوثها، لقد بينت الدراسة الحالية أنه يمكن التغلب على هذه التحديات عن طريق الاستخدام الأمثل لمياه الأمطار والسيول من خلال تطبيق استراتيجيات وبدائل الإدارة المناسبة ومن ثم تعزيز التنمية المستدامة بالمنطقة، وتتمثل الاستراتيجيات المقترحة بهذه الدراسة على الحد من مخاطر الجريان السطحي وتعزيز التغذية الطبيعية والصناعية لخزانات المياه الجوفية بمنطقة الحوض. لقد اعتمدت هذه الدراسة على استخدام نظام نمذجة الأحواض المائية ونظم المعلومات الجغرافية وعمل نظام هيدرولوجى للتنبؤ بتأثير مختلف الخيارات والبدائل الاستراتيجية المقترحة على موارد المياه بالحوض، ولقد أظهرت نتائج الدراسة الحالية أن استخدام تقنيات حصاد مياه الأمطار والسيول يمكن أن يوفر أكثر من 77٪ من حجم مياه الجريان السطحي بمنطقة الحوض والتى يمكن تخزينها أو استخدامها فى تغذية خزانات المياه الجوفية بالمنطقة، ولقد تم فى هذه الدراسة إعداد خريطة إرشادية توضح أفضل المواقع للخيارات الاستراتيجية والبدائل المقترحة بمنطقة الحوض. وتوصى الدراسة الحالية بسرعة اتخاذ التدابير المناسبة للحد من تلوث المياه الجوفية بالمنطقة بما في ذلك الإدارة المثلى لمياه الصرف الصحي والرصد والمراقبة المنتظمة للعمليات والأنشطة البشرية والصناعية والزراعية التى قد تؤدى بدورها إلى تلوث الموارد المائية وإدارة وترشيد استخدام الكيماويات الزراعية بالأراضي الزراعية وكذلك الرصد المنتظم لملوثات المياه الجوفية، هذا وينبغى وضع لوائح وتشريعات صارمة لمنع التخلص من مياه الصرف إلى طبقات المياه الجوفية بمنطقة الحوض.摘要Wadi Feiran盆地是(埃及)西奈南部建立新的社区、扩大农业生产、促进旅游业和工业最有希望的地区之一。目前发展的主要挑战包括水径流危害(骤发洪水)、日益增长的水需求、水匮乏和水污染。这些挑战可通过适当的管理有效利用径流和降雨得到缓解,从而促进可持续发展。策略包括减轻径流危害以及促进含水层天然和人工补给。本研究使用流域建模系统、地理信息系统和分类方案预测各种缓解选择方案对盆地水资源的影响。雨水收集技术可以保存盆地径流的77%以上(按体积计),这些保存的水可用于储存及含水层补给。本文提供的指南图显示出了本研究盆地内计划进行缓解选项的合适位置。迫切需要采取适当的措施:减轻地下水污染(包括有效的污水管理)、对城市、工业和农业排放污染物过程的定期监测、耕地使用农药的合理化和管理以及地下水污染物的定期监测。本地区应当实施迫切的管理规定,预防废水排放到含水层。ResumoA bacia Wadi Feiran é uma das áreas mais promissoras do sul do Sinai (Egito) para o estabelecimento de novas comunidades e para o crescimento da agricultura, turismo e indústria. Os desafios atuais contra o desenvolvimento incluem riscos ligados ao escoamento superficial da água (inundações relâmpago), aumento da demanda de água e escassez de água e contaminação. Esses desafios poderiam ser mitigados pelo uso eficiente do escoamento superficial e da água da chuva através de uma gestão apropriada, promovendo o desenvolvimento sustentável. As estratégias incluem a mitigação de riscos ligados ao escoamento superficial e a promoção da recarga natural e artificial de aquíferos. Este estudo utiliza um sistema de modelagem de bacias hidrográficas, sistema de informação geográfica e esquema de classificação para prever os efeitos de várias opções de mitigação nos recursos hídricos da bacia. As técnicas de aproveitamento de águas pluviais podem poupar mais de 77% do escoamento superficial da bacia (em volume), que pode ser usado para armazenamento e recarga de aquíferos. É fornecido um mapa guia que mostra locais possíveis para as opções de mitigação propostas na bacia do estudo. Devem ser tomadas medidas adequadas de forma urgente: mitigação da contaminação das águas subterrâneas (incluindo o gerenciamento efetivo dos efluentes de esgoto); monitoramento regular dos processos municipais, industriais e agrícolas que liberam contaminantes; racionalização e regulação da aplicação de agroquímicos nas terras agrícolas; e monitoramento regular de contaminantes nas águas subterrâneas. Devem ser implementados regulamentos rigorosos para evitar a disposição de águas residuais para os aquíferos na área de estudo.