Optimal Utilization of Kuwait’s Groundwater Resources Using Mathematical Modelling

الهدف من هذه الدراسة الرائدة هو تطوير أنظمة الاستغلال الأمثل والخطط التشغيلية لحقول آبار المياه الجوفية الحالية والمستقبلية في الكويت لتلبية الطلب على موارد المياه الجوفية قليلة الملوحة من قبل القطاعات المنزلية والزراعية والصناعية بحلول عام 2035 (رؤية الكويت). يتطلب تحقيق هذا الهدف تنفيذ نشاطين رئيسيين (مع الاخذ بالاعتبار ظاهرة تغير المناخ): تقييم القدرة الإنتاجية الفعلية لحقول آبار المياه الجوفية الحالية وتوقع الطلب على هذه المياه حتى أفق رؤية الكويت 2035. وسيتم تعيين مواقع حقول آبار المياه الجوفية قليلة الملوحة المستقبلية في مواقع استراتيجية بالكويت لزيادة كميات المياه الجوفية المستخرجة إلى أقصى حد مع الحد الأدنى لهبوط سطح المياه الجوفية والحد الأدنى من التدهور في جودة هذه المياه. وستكون التحقيقات الهيدروجيولوجية، والتصميم الاقتصادي الأمثل للآبار الجديدة، ودمج تقنيات الحل الأمثل مع المحاكاة الرقمية باستخدام برنامج FLEX الرقمي هي المنهجية التي سيتم اعتمادها لتحقيق هدف هذه الدراسة. سيتم تطوير الخطة التشغيلية المثلى لهذه الدراسة للعدد الأمثل لآبار الإنتاج في حقول المياه الجوفية، والتباعد الأمثل بين الآبار الفردية وحقول الآبار، وعمق الاختراق الأمثل وعدد ساعات التشغيل المثلى يوميا للآبار الفردية وحقول الآبار. وسيعود تنفيذ هذه الدراسة بالنفع على وزارة الكهرباء والماء والطاقة المتجددة والهيئة العامة للبيئة الكويتية. وتعد هذه الدراسة علامة فارقة للكويت لتحقيق الأمن المائي من موارد المياه الجوفية المحدودة. علاوة على ذلك، ستعكس هذه الدراسة أن احتياطيات المياه الجوفية في الكويت ذات أهمية استراتيجية وبالتالي يجب استغلالها على النحو الأمثل. سيتم تنفيذ المشروع على مدار 24 شهرا بميزانية إجمالية تقدر ب 142,000 دينار كويتي.

This pioneering study aims to develop optimal utilization schemes and operational plans for existing and future water wellfields in Kuwait. These objectives are developed to meet demands on brackish groundwater resources by the domestic, agricultural, and industrial sectors by 2035, in line with Kuwait Vision. Accomplishing this objective requires undertaking two main activities (considering climate change): assessing the actual production capacity of existing water wellfields and projecting water demands for the Kuwait Vision Horizon 2035. The future brackish groundwater wellfields will be strategically located in Kuwait to maximize the volumes of extracted groundwater with minimum drawdowns and minimum deterioration in water quality. The methodology to accomplish the objective of this study includes hydrogeological investigations, optimal economic design of future wells, and integration of optimization techniques with numerical simulations using the FLEX modeling software. The optimal operational plan will be developed in this study for the following: ideal number of production wells in the wellfields, optimum distancing between single wells and wellfields, best penetration depth, and optimal operating hours per day for the single wells and the wellfields. This study will benefit both the Ministry of Electricity and Water and Renewable Energy (MEWRE) and the Kuwait Environment Public Authority (KEPA). It is a milestone for Kuwait in its attempt to achieve water security from the country’s limited groundwater resources. Furthermore, this study will reflect the strategic significance of Kuwait’s groundwater reserves. Therefore, the study highlights the need for their optimal exploitation. The project is planned to be executed over a period of 24 months with an estimated total budget of KD142,000/-.