DEMONSTRATION OF ISOTOPE-MASS BALANCE APPROACH FOR WATER BUDGET ANALYSES OF EL-BURULUS LAKE,
NILE DELTA, EGYPT *

SADEK, M.A.

Sitting and Environmental Department, National Center for Nuclear Safety
and Radiation Control, Atomic Energy Authority, Cairo, Egypt.

Key words: Mass balance, Isotopes, Water budget, El-Burulus lake.

تطبيق منهاج الميزان النظائرى الكتلى لتحليل عوامل الميزان المائى
لبحيرة البرلس بدلتا النيل بمصر

مصطفى عبد الحميد صادق

خلاصـــة

يشمل النظام المائى لبحيرة البرلس عدد من مصادر المياه التى تمثل عناصر رئيسية فيه مثل مياه الأمطار والمياه الجوفية والتبخر ومياه الصرف الزراعى والأنشطة الإنسانية، ذلك إلى جانب التداخل المتبادل بين البحيرة والبحر الأبيض المتوسط. تمثل مياه الصرف الزراعى مصدراً رئيسياً لمياه البحيرة حيث تصب فيها عند حدودها الجنوبية ثمانية مصارف زراعية كبيرة كما تساهم أيضا مياه الأمطار والمياه الجوفية والأنشطة الإنسانية كعوامل إضافية بينما تفقد المياه من البحيرة بالتبخر والجريان السطحى.

تستخدم هذه الدراسة منهاج الميزان النظائرى الكتلى لتحليل معاملات الميزان المائى لبحيرة البرلس وتقدير المساهمة النسبية لمكونات الفقد والإكتساب التى تؤثر فى النواحى البيئية والهيدرولوجية والإيكولوجية للنظام، وقد أجريت تجربة حلة بخر نظائرية بغرض محاكاة الإثراء النظائرى الذى يتم تحت تأثير العوامل المناخية والهيدرولوجية وأيضاً لتقدير بعض المعاملات الهامة فى دراسات الميزان المائى مثل التركيب النظائرى للرطوبة الجوية والتدفق البخارى وقد ساعدت الدراسة فى تقدير مقدار ما يتسرب سنويا من المياه الجوفية الى البحيرة ونسبة ما يتبخر منها بالنسبة لما يصلها من عوامل الإكتساب وما يفقد منها من عوامل الفقد كما تم تقدير مدة بقاء المياه بالبحيرة.

بمقارنة نتائج هذه الدراسة مع بعض الدراسات الهيدرولوجية السابقة، تبين وجود قدر كبير من التوافق مما يؤيد المنهاج المتبع لإجراء هذه الدراسة ويؤكد على استخدامه نظراً لسهولة تطبيقه وكونه أكثر شمولا.

ABSTRACT

The major elements of El-Burulus lake water system are rainfall, agricultural drainage discharge, groundwater, human activities, evaporation and water interaction between the lake and the Mediterranean sea. The principal input sources are agricultural drainage (8 drains at the southern borders of the lake), sea water as well as some contribution of precipitation, groundwater and human activities. Water is lost from the lake through evaporation and surface outflow. The present study has been conducted using isotopic / mass balance approach to investigate the water balance of El-Burulus lake and to emphasize the relative contribution of different input / output components which affect the environmental and  hydrological terms of the system. 

An isotopic evaporation pan experiment was performed to estimate the parameters of relevance to water balance (isotopic composition of free air moisture and evaporating flux) and to simulate the isotopic enrichment of evaporation under atmospheric and hydraulic control. The isotopic mass balance approach employed herein facilitated the estimation of groundwater inflow to the lake, evaporated fraction of total lake inflow (E/I) and its fraction to outflow (E/O), ratio of surface inflow to surface outflow (I/O) as well as residence time of lake water. The isotopic mass balance approach has been validated by comparing the values of estimated parameters with the previous hydrological investigations; a quite good match has been indicated, the relevance of this approach is related to its integrative scale and the more simply implementation.