توظيف تقنية نظم المعلومات الجغرافية (GIS) لتقدير الجريان السطحي المتوقع من حوض التجميع بوادي كعام بأستخدام طريقة (SCS -CN) الأمريكية لحفظ التربة
أ. مباركة سعد الغرياني
قسم التربة والمياه، كلية الزراعة - جامعة طرابلس- ليبيا
المؤتمر الدولي للتقنيات الجيومكانية - ليبيا1
International Conference on Geospatial Technologies
Libya1
9-6/ 12 /2015
تعتبر نظم المعلومات الجغرافية (GIS) أداة هامة في تخطيط وإدارة الموارد المائية والمحافظة عليها من الإستنزاف ورفع كفاءة إستخدامها، لأن إدارة المياه أمر ضروري جدا في كل مكان و خاصة في المناطق التي تتميز بشح المياه في كل مكان كما هو الحال في معظم الدول العربية، و تعتبر ليبيا من المناطق الشبه جافة ولكن بفضل الله تتساقط على عدة أجزاء منها كميات جيدة من الأمطار الموسمية كما هو الحال في حوض وادي كعام الذي يقع جنوب شرق مدينة الخمس- ليبيا، و يبلغ مساحته حوالي (8822 كم²) مما يؤدي إلى جريان للمياه السطحية قد يتسبب في بعض الأحيان بحدوث فيضانات، أو أنها تفقد في التبخر دون الإستفادة منها.
وقد حققت تقنية نظم المعلومات الجغرافية (GIS) تطور كبير في محاكاة الأحواض المائية و تقدير معدلات الجريان السطحي لغرض الحماية من الفيضانات والمحافظة على المياه السطحية. وهو الأمر الذي يحتاج توفير عدة بيانات، مثل توفر معلومات عن إستخدمات الأرض والغطاء النباتي و معدلات الهطول التي تستقبلها منطقة الدراسة ونوع التربة.
ومن خلال إستخدام نموذج الارتفاع الرقمي (DEM) كمدخلات لتلك التقنية ضمن برامج (Arc Map)، تم إستقراء بعض المعلومات عن طريق خطوات التحليل الهيدرولوجي المتمثلة في (Hydrology Tools).
حيث أن أكثر استخدامات برامج نظم المعلومات الجغرافية شيوعاً في مجال علوم المياه هو استخدامها في عملية محاكاة شبكات التصريف للأودية، و من خلاله في هذه الدراسة أمكن تحديد حوض التجميع وشبكة التصريف وكذلك بعض الخصائص المورفومترية.
كما تم بناء قاعدة بيانات تفصيلية من خرائط رقمية لغطاءات الأرض واستخدامها وكذلك نوع التربة ضمن بيئة (Arc Map). وتم تقديرمعدلات الجريان السطحي المتوقعة لحوض وادي كعام بإستخدام طريقة Soil Conservation Service Curve) (Number و الذي تم إختصارها بـ (SCS-CN) لعواصف مطرية مختارة. ومن ثم تم مقارنة النتائج المتحصل عليها من قراءات الجريان السطحي المأخوذة من واقع السجلات الخاصة بالبحيرة مع النتائج المتحصل عليها من نموذج (SCS-CN)، وبإستخدام معادلة الخط المستقيم تبين أن هناك علاقة قوية بين الجريان المحسوب والجريان المقاس، حيث كانت قيم معامل التحديد للعلاقة بين القيم المحسوبة والقيم المقاسة 94% ودرجة الارتباط بينهما 97%، والجدر التربيعي لمربع الخطاء 1.72 مليون متر مكعب.
وقد حققت تقنية نظم المعلومات الجغرافية (GIS) تطور كبير في محاكاة الأحواض المائية و تقدير معدلات الجريان السطحي لغرض الحماية من الفيضانات والمحافظة على المياه السطحية. وهو الأمر الذي يحتاج توفير عدة بيانات، مثل توفر معلومات عن إستخدمات الأرض والغطاء النباتي و معدلات الهطول التي تستقبلها منطقة الدراسة ونوع التربة.
ومن خلال إستخدام نموذج الارتفاع الرقمي (DEM) كمدخلات لتلك التقنية ضمن برامج (Arc Map)، تم إستقراء بعض المعلومات عن طريق خطوات التحليل الهيدرولوجي المتمثلة في (Hydrology Tools).
حيث أن أكثر استخدامات برامج نظم المعلومات الجغرافية شيوعاً في مجال علوم المياه هو استخدامها في عملية محاكاة شبكات التصريف للأودية، و من خلاله في هذه الدراسة أمكن تحديد حوض التجميع وشبكة التصريف وكذلك بعض الخصائص المورفومترية.
كما تم بناء قاعدة بيانات تفصيلية من خرائط رقمية لغطاءات الأرض واستخدامها وكذلك نوع التربة ضمن بيئة (Arc Map). وتم تقديرمعدلات الجريان السطحي المتوقعة لحوض وادي كعام بإستخدام طريقة Soil Conservation Service Curve) (Number و الذي تم إختصارها بـ (SCS-CN) لعواصف مطرية مختارة. ومن ثم تم مقارنة النتائج المتحصل عليها من قراءات الجريان السطحي المأخوذة من واقع السجلات الخاصة بالبحيرة مع النتائج المتحصل عليها من نموذج (SCS-CN)، وبإستخدام معادلة الخط المستقيم تبين أن هناك علاقة قوية بين الجريان المحسوب والجريان المقاس، حيث كانت قيم معامل التحديد للعلاقة بين القيم المحسوبة والقيم المقاسة 94% ودرجة الارتباط بينهما 97%، والجدر التربيعي لمربع الخطاء 1.72 مليون متر مكعب.
الكلمات المفتاحية : نظم المعلومات الجغرافية،إدارة الموارد المائية، الجريان السطحي، نموذج SCS-CN.
الخلاصة والتوصيات:
إتضح من خلال هذه الدراسة لحوض وادي كعام أنه يمكن الإعتماد على نموذج (SCS) في تقدير الجريان السطحي بدلالة القيم المنحنية (CN) المستخلصة من الجداول الخاصة التي تم وضعها من قبل إدارة حفظ التربة الأمريكية للغطاءات الأرضية ومجموعات الترب الهيدرولوجية، وذلك تبعا وكذلك بمعرفة قيم العواصف المطرية( للأحواض المائية الغير مرصودة، حيث أن باستخدام معادلة الخط المستقيم لإيجاد العلاقة بين النتائج المتحصل عليها من نموذج (SCS) والنتائج المتحصل عليها من سجلات البحيرة كشف معامل الارتباط عن علاقة قوية بين معدلات الجريان المحسوبة بإستخدام النموذج الرياضي مع معدلات الجريان المقاسة المتحصل عليها من واقع سجلات البحيرة، وعند إستخدام نموذج (RMSE) الإحصائي لإيجاد مقدار الخطأ بين الجريان المحسوب والجريان الملاحظ كانت النتيجة (1.72 مليون متركعب) مما أعطى دلالة إحصائية بأنه لا وجود لفارق كبير بين الجريان المحسوب والجريان الملاحظ. كما أمكن من خلال الإستعانة بتقنيتي الاستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية بناء قواعد بيانات تفصيلية للخصائص المورفومترية والهيدرولوجية وغطاءات الأرض لحوض التجميع وإستعمالها بدقة أفضل لتطبيق النموذج الرياضي.
إتضح من خلال هذه الدراسة لحوض وادي كعام أنه يمكن الإعتماد على نموذج (SCS) في تقدير الجريان السطحي بدلالة القيم المنحنية (CN) المستخلصة من الجداول الخاصة التي تم وضعها من قبل إدارة حفظ التربة الأمريكية للغطاءات الأرضية ومجموعات الترب الهيدرولوجية، وذلك تبعا وكذلك بمعرفة قيم العواصف المطرية( للأحواض المائية الغير مرصودة، حيث أن باستخدام معادلة الخط المستقيم لإيجاد العلاقة بين النتائج المتحصل عليها من نموذج (SCS) والنتائج المتحصل عليها من سجلات البحيرة كشف معامل الارتباط عن علاقة قوية بين معدلات الجريان المحسوبة بإستخدام النموذج الرياضي مع معدلات الجريان المقاسة المتحصل عليها من واقع سجلات البحيرة، وعند إستخدام نموذج (RMSE) الإحصائي لإيجاد مقدار الخطأ بين الجريان المحسوب والجريان الملاحظ كانت النتيجة (1.72 مليون متركعب) مما أعطى دلالة إحصائية بأنه لا وجود لفارق كبير بين الجريان المحسوب والجريان الملاحظ. كما أمكن من خلال الإستعانة بتقنيتي الاستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية بناء قواعد بيانات تفصيلية للخصائص المورفومترية والهيدرولوجية وغطاءات الأرض لحوض التجميع وإستعمالها بدقة أفضل لتطبيق النموذج الرياضي.
وعلى ضوء ماخرجت به الدراسة من نتائج فإنها توصلت إلى بعض من التوصيات وهي :
1- امكانية إستخدام نموذج (SCS) لحفظ التربة الأمريكي لتقدير كمية الجريان السطحي في الأحواض المائية الغير مرصودة لسهولة إستخدامه ولدقة نتائجه .
2- نظراً لأهمية الحوض الهيدرولوجية فإنه من الضروري إنشاء محطات مطرية تغطي كامل منطقة الحوض لقياس عمق الهطول بدقة من أجل بناء قاعدة بيانات مطرية تفصيلية دقيقة حيث يمكن الإعتماد عليها في الدراسات الهيدرولوجية لمنطقة الدراسة .
3- لتقنيتي الاستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية دور مهم في الوصول إلى نتائج غاية في الدقة على المستوى المكاني في الدراسات المتعلقة بالجريان السطحي وتوفير الوقت والجهد.
1- امكانية إستخدام نموذج (SCS) لحفظ التربة الأمريكي لتقدير كمية الجريان السطحي في الأحواض المائية الغير مرصودة لسهولة إستخدامه ولدقة نتائجه .
2- نظراً لأهمية الحوض الهيدرولوجية فإنه من الضروري إنشاء محطات مطرية تغطي كامل منطقة الحوض لقياس عمق الهطول بدقة من أجل بناء قاعدة بيانات مطرية تفصيلية دقيقة حيث يمكن الإعتماد عليها في الدراسات الهيدرولوجية لمنطقة الدراسة .
3- لتقنيتي الاستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية دور مهم في الوصول إلى نتائج غاية في الدقة على المستوى المكاني في الدراسات المتعلقة بالجريان السطحي وتوفير الوقت والجهد.
المراجع:
4. رحمة ، فادي (2004) إدارة الموارد المائية (GIS) حالة الدراسة : حوض الساحل السوري ،ورقة عمل مقدمة في المؤتمر الدولي للموارد المائية والبيئة الجافة .
5. النفيعي ، هيفاء (2010) تقدير الجريان السطحي ومخاطره السيلية في الحوض الأعلى لوادي عرنة شرق مكة المكرمة بوسائل الاستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية، (رسالة علمية مقدمة للحصول على درجة الماجستير في الجغرافيا) جامعة أم القرى - كلية العلوم الاجتماعية قسم الجغرافيا، مكة المكرمة، المملكة العربية السعودية.
6. محمد، عبد الرحيم عبد المطلب ، (2012) الخصائص الهيدرولوجية للأودية في البيئات الجافة ودراسة تطبيقية على وادي الرواكيب باستخدام نظم المعلومات الجغرافية والاستشعار عن بعد ، مجلة إيجي ماتكس- العدد (3).
7. مشروع التخريط الزراعي (2006)، وزراة الزراعة ، طرابلس ، ليبيا.
1. Al-Ghamdi, S,A., (1991) , Estimating runoff curve numbers of the Soil Conservation Service in arid and semi-arid environments using remotely sensed data , A dissertation Submitted to the Faculty of the University of Utah, USA .
2. Al-Saedi,Z.J., (2013),Using GIS Techniques to Study Morphometric Characteristicsfor Wadi Al-MLUSI/Western IRAQ, Eng. & Tech. Journal, Vol:31, No:2, pp. 296- 306.
3. USDA – TR55., (1986), Urban Hydrology For Small Watershed, Department Of Agriculture. USA 9.
5. النفيعي ، هيفاء (2010) تقدير الجريان السطحي ومخاطره السيلية في الحوض الأعلى لوادي عرنة شرق مكة المكرمة بوسائل الاستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية، (رسالة علمية مقدمة للحصول على درجة الماجستير في الجغرافيا) جامعة أم القرى - كلية العلوم الاجتماعية قسم الجغرافيا، مكة المكرمة، المملكة العربية السعودية.
6. محمد، عبد الرحيم عبد المطلب ، (2012) الخصائص الهيدرولوجية للأودية في البيئات الجافة ودراسة تطبيقية على وادي الرواكيب باستخدام نظم المعلومات الجغرافية والاستشعار عن بعد ، مجلة إيجي ماتكس- العدد (3).
7. مشروع التخريط الزراعي (2006)، وزراة الزراعة ، طرابلس ، ليبيا.
النص كاملاً : للقراءة والتحميل إضغط هنا
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق