ISOTOPIC AND HYDROCHEMICAL INVESTIGATION OF DAMIETTA BRANCH OF THE RIVER NILE, EGYPT *

EL-SHAHAT, M.F.⁽¹⁾, SADEK, M.A.⁽²⁾, SALEM, W.M.M. ⁽²⁾
 and EL-KHATAT, A.R. ⁽²⁾

(1) Faculty of Science, Ain Shams University, Egypt and (2) National Center
for Nuclear Safety and Radiation Control, Atomic Energy Authority,
Nasr City, Cairo, Egypt.

Key words: Damietta branch, Hydrochemistry, Environmental isotopes, Throughflow index.

دراسة استقصائية نظائرية وهيدروكيميائية لفرع دمياط من نهر النيل بمصر

محمد فتحى الشحات و مصطفى عبد الحميد صادق و وفاء محمد مصطفى سالم
و أحمد رضا الخطاط

خلاصـة

يهدف هذا البحث إلى دراسة نظائرية وهيدروكيميائية لفرع دمياط من نهر النيل ودراسة العوامل المؤثرة على عمليات التبخر والتملح والشحن فى الفرع.

 دلت النتائج إلى أن فرع دمياط ينقسم إلى جزئين كل منهما متجانس كيميائياً؛ الجزء الأول يمتد من القناطر وحتى سد فارسكور وهو ذو طبيعة عذبة، أما الجزء الثانى والممتد من سد فارسكور وحتى البحر الأبيض المتوسط فهو ذو طبيعة مالحة، ويرجع تباين فرع دمياط إلى هذين الجزئين بسبب وجود سد فارسكور والذى أنشئ لتحويل مجرى فرع دمياط إلى ترعة السلام مما أدى إلى اقتحام البحر لقطاع فارسكور واختفاء ظاهرة اللسان، وقد تم التأكد من ذلك باستخدام النظائر حيث دلت النتائج على أن تملح قطاع فارسكور كان نتيجة لاقتحام ماء البحر وليس كنتيجة للتدفق الرأسى للمياه الجوفية المالحة كما أشارت بعض الأبحاث السابقة.

ويتميز الجزء العذب من الفرع بزيادة طفيفة فى المحتوى الملحى ومجموع الأملاح الكلية الذائبة من القناطر وحتى سد فارسكور حيث تسود أنيونات البيكربونات تليها أنيونات الكبريتات والكلور وكذلك كاتيونات الكالسيوم تليها كاتيونات الصوديوم والماغنسيوم ، كما تتواجد أملاح كلويد وكبريتات وبيكربونات الصوديوم وكذلك أملاح كبريتات وبيكربونات الماغنسيوم بالإضافة إلى أملاح بيكربونات الكالسيوم، كما أن هناك أثر للأنشطة الإنسانية المختلفة من خلال بعض التباينات الملحية.

أما الجزء المالح الممثل فى قطاع فارسكور فهو يتميز بزيادة مفاجئة وكبيرة فى المحتوى الملحى ومجموع الأملاح الكلية الذائبة حيث تسود أنيونات الكلور تليها أنيونات الكبريتات والبيكربونات وكذلك كاتيونات الصوديوم تليها كاتيونات الماغنسيوم والكالسيوم، كما تتواجد أملاح كلوريدات الصوديوم والماغنسيوم وكبريتات الكالسيوم والماغنسيوم وأيضا بيكربونات الكالسيوم.

وقد أوضحت التحاليل النظائرية تجانس الجزء العذب من الفرع بجانب تأثره بالبخر، وقد تم تقدير كميات المياه المتبخرة من خلال الفرع من خلال استنتاج مؤشر التدفق المباشر(throughflow index) .

ABSTRACT

Environmental isotopes, namely ²H and ¹⁸O, were employed along with major ions to study the Damietta branch water characteristics and to assign the factors that control evaporation, recharging and salination. The branch is divided into two different regions; the region of fresh Nile water that cover Qanater, Benha, Zefta, El-Mansoura and Sherbien sectors, and the mostly marine environment region that represents Faraskour sector. The marine environment character dominates in the Faraskour sector due to the construction of Faraskour dam (new Damietta dam), which prevents the natural equilibrium between the branch water and Mediterranean sea leading to seawater intrusion in this sector. This had been proved using isotopic techniques, which reflects seawater intrusion rather than groundwater effects in the Faraskour sector. In the fresh water region, the salt content increased moderately with ion dominance (HCO₃ > SO₄ > Cl/Ca > Na > Mg) and salt assemblage NaCl, Na₂SO₄, NaHCO₃, MgSO₄, Mg(HCO₃)₂ and Ca(HCO₃)₂. On the other hand, in the marine environment region, there was an abrupt increase in TDS (about eight folds) with ion dominance (Cl > SO₄ > HCO₃/Na > Mg > Ca) and salt assemblages (NaCl, MgCl₂, MgSO₄, CaSO₄ and Ca(HCO₃)₂).  The anthropogenic activities locally were responsible for salts variation along the branch. The isotopic variation in Qanater and Sherbien sectors reflects the evaporation enrichment evolved by an active and continuous inflow (throughflow mechanisms). The throughflow index had been calculated and accordingly, evaporated water had been estimated for different sectors of the Damietta branch.