الخصائص الهيدرولوجية لحوض وادي الفضا << الفصل الثالث >> ...

الخصائص الهيدرولوجية لحوض وادي الفضا : الفصل الثالث

 المبحث الاول

حجم الجريان السنوي والعوامل المؤثرة فيه

أولا : حجم الجريان السنوي المتوقع لشبكة الصرف المائي

                                                للحوض الرئيسي والاحواض الثانوية

تعد منطقة الدراسة من المناطق التي تعاني بنقص واضح من الموارد المائية السطحية الدائمة الجريان ، وذلك لوقوعها ضمن أقاليم المناخ شبه الجافة ولا يحدث أي جريان مائي فيها الاعقب سقوط الأمطار ويعتمد مقدار طول فترة الجريان على كمية الأمطار الساقطة عليها ، ولهذا يمكن اعتبارها من الاودية الموسمية الجريان ما عدا بعض العيون والينابيع التي ترشح في أماكن متفاوتة من تلك المنطقة ، مع وجود بعض المستنقعات في الاودية ، وتعد شبكة الصرف المائي الموسمية الجريان هي الوحيدة التي يمكن من خلالها استثمار المساحات الزراعية إذ ما استثمرت مياهها من خلال انشاء السداد الترابية الموضعية المدروسة ولغرض معرفة كمية الجريان السنوي المتوقع لهذه الشبكة المائية استخدمت معادلة بيركلي^([1]) كما في القانون التالي :

معادلة بيركلي  =         

       

حيث أن

R  = حجم الجريان السنوي المتوقع مليار /م³ .

C  = 0.30  معامل ثابت في المناطق الجافة وشبه الجافة وتعتمد قيمته على سطح التربة والغطاء النباتي وجيولوجية المنطقة .

I  = حجم المطر مليار / م³

S  = معدل الانحدار م / كم

W  = معدل عرض الحوض / كم

L  = طول الوادي  (من المنبع الى المنصب)

I  = حجم التساقط بـ مليار م^{3 ([2])} =

                                      مجموع التساقط السنوي بـ ملم       مساحة الحوض كم² ×1000×1000

                          ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ      ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

                                     100                           1000000000

وعند تطبيق معادلة بيركلي على شبكة الصرف المائي لحوض منطقة الدراسة من الجدول رقم (16) تبين أعلى حجم للجريان السنوي يحدث في الحوض الرئيس إذ بلغ (0.147) مليار م³ أما الأحواض الثانوية فقد بلغت نتائجها ما بين (0.0605 مليار م³) وتمثل أعلى قيمة للأحواض الثانوية و (0.00646 مليار م³) وهي اقل قيمة بالنسبة لحجم الجريان ، الشكل (13) . اما معدل المطر السنوي فاستخرج بالاعتماد على خطوط المطر المتساوية  وبتقسيم خطوط المطر من 300 –400 واعتمد الفاصل 25 ملم بين خط واخر ^(*)ولهذا يجب استثمار هذا المورد المائي الجيد وغير المستغل كانشاء سد متوسط الحجم على الأحواض الثانوية من جهة والحوض الرئيس من جهة ثانية ، ويكون بدقة متناهية وعلى أحواض مقترحة من الحوض ، ويتضح مما تقدم بأن حجم الجريان السنوي المتوقع لمنطقة الدراسة يتباين من حوض لأخر وفقا لعاملين هما منابع الأحواض والمساحة ، إذ تعد الأحواض التي تنبع من سلسلة قرة جوق ذات إيراد مائي أكثر مقارنة بالأحواض التي تنبع من الأراضي السهلية والهضبية وذلك لغزارة الامطار وشدة الانحدار، أما بالنسبة لمساحة الحوض فتلعب دورا بارزا في حجم الجريان ، فالأحواض ذات المساحات الكبيرة تكون إيراد مائي أكثر من المساحات ذات الأحواض الصغيرة ^([3]) ، والأحواض الثانوية هي أكبر دليل على ذلك . 

الجدول رقم (16)

حجم الجريان السنوي المتوقع للاودية الثانوية والحوض الرئيسي لشبكة الصرف المائي

ت	الحوض		أطوالها	المساحة كم	معدل المطر(*) السنوي ملم	حجم المطر مليار / م3	معدل عرض الحوض كم	معدل الانحدار م  كم	حجم الجريان المتوقع مليار / م3
1	وادي كندي موسى		27	66.5	337.5	0.0224	12.5	15.0	0.0356
2	وادي فزعة		28	10.45	312.5	0.0325	14.3	16.8	0.0605
3	وادي خندق الكبرى		25	82	287.5	0.0235	12.5	18	0.0464
4	وادي كندي تبة		24	46	262.5	0.0120	15.5	20.8	0.0303
5	وادي الخر		45	98	237.5	0.0232	16.4	11.1	0.230
6	وادي التينة		15	36	212.5	0.0076	10.7	6,6	0.0646
7		الفضا	65	625	277.3	0.1730	21.93	9.23	0.147

الجدول من عمل الباحث بالاعتماد على معادلة بيريكلي .

الشكل رقم (13)

الجريان السنوي المتوقع للاحواض الثانوية لحوض وادي الفضا

 

ثانيا: العوامل المؤثرة على حجم الجريان المتوقع لحوض منطقة الدراسة والاحواض الثانوية

1- اثر العوامل التضاريسية

للتضاريس تأثير واضح في تحديد مورفولوجية الشبكة المائية^([4]) ، حيث ينحصر حوض منطقة الدراسة بين خطي ارتفاع (150م) فوق مستوى سطح البحر عند المصب ، وخط ارتفاع (750م) الواقع ضمن الامتداد الشمالي الشرقي لسلسلة قرة جوق ، فضلاً عن الهضاب التي تغطي معظم أجزائه ومع ذلك فأن الحوض يشكل وحدة جيمورفولوجية واحدة ماعدا بعض الارتفاعات والالتواءات المنتشرة عليه ، اذ بلغت نسبة تضرس الحوض (9.23م/كم) وهذه النسبة لها أهمية في اعطاء صورة واضحة عن الخصائص التضاريسية لحوض الصرف المائي ولها علاقة طردية ما بين سرعة الجريان وانحدار السطح فكلما زاد الانحدار زادت سرعة الجريان على السطح ، ولها أثرها الواضح في حمل الراوسب والمفتات وعملية الحت وحفر المجاري وتغير نشاط أثر التعرية والارساب .

2-  دور العناصر المناخية

اتضح مما تقدم بأن منطقة الدراسة تقع ضمن المناخ شبه الجاف ، وتم الاعتماد على محطة مخمور لتحديد ومعرفة حجم الجريان السنوي لمنطقة الدراسة بالاضافة الى المحطات الاخرى التي تغطي منطقة الدراسة من جميع جهاتها لذلك فان عناصر المناخ والتي جميعها تؤثر على جريان الماء خاصة الأمطار والتبخر، حيث كلما كانت زيادة في سقوط الامطار زاد حجم الجريان ، وبما أن المنطقة شبه جافة تقل فيها عادة كثافة التصريف النهري وذلك تبعا لندرة سقوط الأمطار، إذ بلغ معدل سقوط المطر السنوي لمحطة مخمور 277.2 ملم للفترة 12 سنة من 1988 –2000 وفترة سقوط الأمطار (ثمانية) أشهر وأن العاصفة  المطرية تتأثر بعوامل كثيرة منها الشدة والتوزيع والاستدامة فكلما زادت تلك العوامل زاد الجريان ، اما التبخر ويعود الى الطبيعة عن طريق عملية التبخر النتح والقسم الأخر تتشكل منه مياه الجريان السطحية ^([5])  فعند ارتفاع درجات الحرارة وهبوب الرياح العالية يحصل التبخر ويقل الجريان، وعند التركيز على الامطار وكميتها نلاحظ أنه كلما زادت كمية التساقط كلما ادى  الى وفرة المياه الجارية فوق السطح ، وفي بداية الامر تختفي قطرات المطر بسرعة بمجرد اصطدمها بالأرض اذ  تنتشر بين مسامات التربة وفجوات الرواسب والصخور ، فلا ينساب شيء منها فوق السطح الا بعد ان تتشبع الأرض وتمتلئ الفجوات ، فاذا لم تكن كمية الأمطار من الوفرة ومدتها بدرجة كافية ان توفر فائضاً يفوق سعة الفراغات التي  تجري على سطح الماء وهذا ما ينطبق على المناطق شبه الجافة ومنطقة الدراسة خير مثال على ذلك .

3- اثر التربة

للتربة وخصائصها الطبيعة المتمثلة بالمسامية والنفاذية(*) قيمة وتأثير مهم في الدراسات الهيدرلوجية لان عند وجود  المسامية يترشح جزء كبير من المياه السطحية نحو باطن القشرة الأرضية ليشكل تغذية للمياه الجوفية ، لذلك يمكن اعتبار التربة عاملاً رئيساً مؤثر في عملية الصرف المائي ، فكلما كانت النفاذية كبيرة قل الجريان السطحي ، لأن عند تعرض المياه لفعل التسرب داخل صخور القشرة الأرضية يساعد قابلية الصخر على نفاذ المياه . وتصبح هذه المياه جوفية، لانها تظهر على السطح مرة ثانية على شكل ينابيع لذلك تبين ان تربة منطقة الدراسة تختلف من مكان الى اخر ولهذا يتباين حجم الجريان، وأن تربة منطقة الدراسة جيدة للصرف وصالحة للزراعة ، ولهذا نلاحظ استمرار الجريان عند فترة الهطول الى أكثر من أسبوع ، اما عند استدامة العاصفة المطرية الى يوم او يومين فهي باعتبارها تربة قليلة الترشيح والغور وصالحة لجريان الماء وذلك بسبب قلة نفاذيتها.    

4-  أثر النبات الطبيعي

للنبات الطبيعي تأثير كبير على عملية الجريان السطحي ، حيث تختلف الأراضي المنحدرة عن الأراضي المنبسطة في عملية سرعة وتدفق الماء من مكان الى آخر ، كذلك   يؤثر في سرعة تدفق المياه من خلال قلة الغطاء النباتي وأن كثافة الغطاء النباتي تعرقل من جريان الماء من خلال امتصاص جذور النبات كمية من المياه أولا ، وبطء سير حركة المياه ثانيا لأن كثرة النباتات والأدغال تقلل من حركة وسرعة انيساب الماء وتأخر موجات الصرف المائي من مكان الى اخر ، أما دور مخلفات الحنطة والشعير وخاصة في الفترة الأولى لسقوط الأمطار حيث تنجرف هذه المخلفات الى الاودية التي تغذي الوادي الرئيسي ، وهذه المخلفات تقوم بعرقلة سير المياه الى المجرى الرئيسي، وتترك وراء ذلك انسداد لعديد من الاودية الفرعية، وبالتالي يؤثر على سير حركة الماء ووصول الموجات الفيضانية بالنسبة لمنطقة الدراسة  .

5 - العوامل الأخرى

تتمثل تلك العوامل بجميع الخصائص المساحية والشكلية التي تؤثر على حجم جريان الماء لمنطقة الدراسة بداية من المساحة الى معامل شكل الحوض والاستدارة ولاستطالة .. الخ  وتلك العوامل جميعها تؤثر على جريان الماء وسرعة وصول الموجات الفيضانية ، وأن تلك العوامل ترتبط جميعها مع بعضها ، وتبين ان شكل الحوض يميل الى الشكل المثلث المقلوب حيث تكون قاعدته الى الأعلى وراسه الى الأسفل وهذا اكبر دليل لتاخير وصول مياهه وبشكل متعاقب من اقرب نقطة الى ابعد نقطة من الحوض ، لأن الحوض المستطيل يحتاج الى فترة زمنية طويلة لكي تصل مياهه الى المصب ، ولكنه يجلب أكبر كمية من المياه ويبقى فترة اطول بسبب كثرة تفرعاته عند المنبع وسعة مساحته وقلة انحداره ، هذه كلها تعيق وتؤثر على وصول كمية الجريان. فهذه العوامل جميعها لها علاقة طردية مع كل عامل أخر من تلك العوامل .

المبحث الثاني

التحليل الشكلي للمقطع الطولي لوادي الفضا

أن لدراسة تشكل المقطع الطولي لوادي الفضا دوراً مهماً في التحليل المورفولوجي  لان انسيابية هذا المقطع ومايعترضة من نقاط تجديد تساعد الباحث في تحديد ابرز العوامل المتحكمة في مجراه وذلك من العوامل التكتونية والصخارية ، وتبدلات مناخية وخاصة تبدلات الزمن الرباعي التي ادت إلى تعديلات واضحة في مقاطع الاتزان للوديان النهرية ^([6]).لان هذه العوامل تحدد كمية الصبيب المائي ومايرتبط به من حمولة نهرية من حيث الكمية والنوع.^([7])

تم رسم المقطع الطولي لوادي الفضا من الخرائط الطوبوغرافية اعتماداً على مدى ارتفاع وطول مجرى الوادي بيانياً ، حيث تثبت ارتفاعات اجزائه من مستوى سطح البحر على المحور العامودي ويكون حسابياً خطياً مقابل اطوال تلك الاجزاء على المحور الافقي  كما في الجدول  (17) والشكل  (14) .

وعليه تم رسم المقطع الطولي للوادي ، لان ارتفاع اجزاء المجرى ولجميع رتبة النهرية مع مستوى المصب وطول المسافة الافقية لهذه الاجزاء التي تحدد طبيعة انحدار القطاع الطولي للوادي النهري ، وتم حساب متوسطات الانحدار وفقاً للعلاقة الرياضية *

الجدول رقم ( 17 )

التحليل الشكلي للمقطع الطولي لحوض وادي الفضا

المراتب	المرتبة الاولى	المرتبة الثانية	المرتبة الثالثة	المرتبة الرابعة	المرتبة الخامسة	المرتبة السادسة
متوسط انحدار المراتب النهرية	0.02	0.03	0.13	0.08	0.02	0.19
نسبة الانحدار	0.020	0.030	0.14	0.08	0.25	0.23
متوسط انحدار مجرى وادي الفضا	0.19
نسبة انحداره	0.23

المصدر : عمل الباحث اعتمادا على الخريطة الطبوغرافية يمقياس 1/100000

ويتضح من الجدول رقم ( 17 ) أن متوسطات انحدار وادي الفضا لجميع المراتب النهرية تتباين مابين 0.02 و0.19

 ويتبين أن متوسطات الانحدار تنخفض في المراتب الرابعة والخامسة والسادسة ، ويستدل من ذلك بان كل اقسام المجرى في حالة توازن ، ويتصف بدرجة انحدار تكفي لتوليد سرعة الجريان لنقل الحمولة الورادة من الجزء الذي يعلوه ، ونستنتج من ذلك المقطع بانه تعبير عن العلاقة بين كمية الصبيب المائي وانماط الفيضان ومقدار ونوعية الحمل وهذه العناصر متغيرة عبر الزمان والمكان ، ويعتبر شكل انحدار المقطع بانه يميل إلى التفلطح مع الاقتراب إلى المصب، ويكون شديد الانحدار من بداية المنبع من مرتفعات قرة جوق ويتلاشى انحداره وصولاً إلى نقطة المصب ، وهذا يدل على أن الوادي لايزال في مرحلة النضج متمثلا بزيادة صبيبه المائي ،وسرعة وصول موجات الفيضان، وهو يعمل لتكوين مجرى متوازن لواديه حينما تدركه الظروف المناخية.اما نسبة انحدار وادي الفضا للمراتب فقد تباين مابين ، ( 0.02 والى 0.25 ) ، اما متوسط انحدار الوادي فقد بلغ 0.19 وبنسبة انحدار 0.23 وهذه يبين بأن وادي الفضا بشكل عام متوسط الانحدار .

الشكل رقم ( 14 )

المقطع الطولي ومتوسط الانحدار للمجاري المائية لحوض وادي الفضا

                                 المصدر : عمل الباحث اعتمادا على الجدول رقم 12 0 

المبحث الثالث

 الأهمية المكانية للتعرية والقيمة الهيدرلوجية للمسيلات المائية :

تعد التعرية الهيدرلوجية من أخطر أنواع التعرية التي تتعرض لها أحواض تغذية 

الأنهار^([8]) ، نتيجة لتدخل وتفاعل مجموعة من العوامل الطبيعية والبشرية وهي عبارة عن عملية مكانية بمفهومها الواسع والتي يمكن ان تحدث بتاثير الجريان وارتطام الأمطار الساقطة على السطح ^([9]) وللوقوف على دورها وفعهاليتها في المنطقة تم أعداد خريطة لشبكة الصرف المائي السطحي لمعرفة درجة وأنواع التعرية لحوض منطقة الدراسة من خلال تقسيم شبكة الصرف المائي الى 156 موقع مساحة كل موقع 4 كيلومتر مربع واعتمد نظام 1983 Bergsma  في تطبيق معدلات التعرية كما في جدول رقم ( 18 ) الى درجاتها اذ تبين (296 كم²) من مساحة الحوض تعاني من تعرية خفيفة مكونه نسبة قدرها (47.4%) وشغلت التعرية المتوسطة مساحة مقدارها (160كم²) وبنسبة (25.7%) من المساحة الكلية للحوض . 

اما التعرية الشديدة فقد بلغت مساحة مقدارها (168كم²) مكونة نسبة قدرها (26.9%) من المساحة الكلية للحوض ، وصنفت درجات التعرية في حوض وادي الفضا الى درجاتها حسب نظام (1983 Bergsma -) .

الجدول رقم (18 ) تصنيف التعرية الاخدودية عند 1983  Bergsma ^([10])

درجة التعرية	طول الأخدود م / كم2
1	صفر – 400
2	400 – 1000
3	1000- 1500
4	1500 – 2700
5	2700 – 3700
6	3700 – 4700
7	4700 فأكثر

المصدر :  من عمل الباحث بالاعتماد على نظام Bergsma 1983.

وباستخدام معادلة (معدل التعرية م/كم) لمعرفة أطوال الاخاديد م/كم لكل موقع ومساحة كل واحدة من الوحدات .

 

معدل التعرية م / كم =

وحسبت المساحة الكلية لكل درجة من درجات التعرية ونسبتها من المساحة الكلية للحوض جدول رقم (19) .

الجدول رقم ( 19 )

مجموع المساحة لكل درجة من درجات التعرية ونسبتها من المساحة الكلية

درجة التعرية	عدد المواقع	مجموع المساحة كم2	% من المساحة الكلية
1	56	224	35.90
2	18	72	11.54
3	16	64	10.26
4	24	96	15.39
5	26	104	16.66
6	16	64	10.25
المجموع	156	624	100%

المصدر : الجدول من عمل الباحث .

اولاً - تقسيمات انطقة التعرية لحوض منطقة الدراسة

يمكن تقسيم انطقة التعرية على النحو الاتي  ^([1]) .

1-  نطاق التعرية الخفيفة

يصنف هذا النطاق ضمن درجات التعرية (1 ، 2) ويظهر في (74) موقع وبنسبة 47.43% من مجموع المواقع المدروسة ويشكل مساحة مقدارها (296كم²) مكونا نسبة قدرها 47.4% من المساحة الكلية .

يظهر هذا النطاق وكما يتضح من الشكل رقم (15) في الاجزاء الوسطى والسفلى من الحوض وفي الأجزاء ذات الانحدارات القليلة وأن قلة الانحدار مع توفر غطاء نباتي متمثل بالحشائش والشجيرات المتمثلة بالطرفة والزرور وغيرها من النباتات ساعدت على تطور غطاءات فيضية غير مركزية مثل تطور المسيلات المائية. ولهذا فان جزءٍ كبيراً من المياه يضيع بالتبخر والتسرب لقلة انحدار الأرض حيث تتميز هذه المسيلات لقلة فعاليتها التعروية .

3-  نطاق التعرية الشديدة

يتبين هذا النطاق بأنه يقع ضمن (5 ، 6) من درجات التعرية وظهر في (42) موقع من عدد المواقع وبمساحة 168كم² وبنسبة 26.9% من المساحة الكلية ، ويعادل ربع المساحة الكلية للحوض ، ويرجع سبب زيادة الحيز الذي يشغله هذا النطاق الى زيادة نسبة التضرس في الجزء الشمالي الذي ينحدر من طية قرة جوق وارتفاع خطوط الارتفاعات لتصل الى 750 م فوق مستوى سطح البحر الذي يمثل اقصى ارتفاع للحوض ويمثل خط تقسيم المياه ، ويظهر هذا النطاق واضحا في ألاقسام الشمالية الشرقية والغربية ويحدد من طية قرة جوق الى خط ارتفاع 550 فوق مستوى سطح البحر تقريبا وترجع سيادة التعرية الشديدة في هذه الاجزاء الى وجود الأراضي المنحدرة مع قلة الغطاء النباتي فيها والتي لها دور كبير في سرعة الجريان العالية ولها قدرة عالية في حدوث تعرية شديدة ، وان كمية التعرية تزداد لكل وحدة مساحة 2.5 مرة عند مضاعفة درجة الانحدار ^([12]) اذ بلغت نسبة التضرس لحوض منطقة الدراسة 9.23 م/كم وهي نسبة متوسطة بالنسبة للانحدار والتي تعد من العناصر الأساسية المؤثرة في التعرية المائية لأن النهر يحصل فيه ميل مع تآكل الجوانب كما في  الصورة رقم (3).   

الشكل رقم (15)

تصنيف التعرية االاخدودية لحوض وادي الفضا 

(انهدام الكتل الطينية في الضفة اليمنى من الوادي)

الصورة رقم (3)

حمله من هنا  DOC  أو حمله من هنا  PDF

---

([1]) مدالله عبدالله محسن الجبوري ،التشكل المائي لنهردجلة مابين مصب الزابين واستثماراتة في العراق، مصدر سابق ، ص77 . 

([2]) انظر احمد محمد صالح العزي ،دور العمليات الجيومورفولوجية في تشكيل المظهر الارضي، مصدر سابق ، ص62.

([3]) احمد عبد الله احمد حمادي ، دور العمليات الجيومورفولوجية في تشكيل المظهر الارضي لجزيرة سقطر ، اطروحة دكتوراه ، كلية التربية ، جامعة الموصل سنة 2002 ، ص 123 .

(*) مدحت فضيل فتح الله ، دراسة العلاقة بين الجريان السنوي والأمطار في حوض نهر العظيم ، مجلة المهندس ، المجلد 12 العدد 38 سنة 1968. 

([4]) جعفر حسين محمود ، تقييم المخاطر البيئية في حوض نهر الكور / رافد نهر خاصة صو انهر العظيم باستخدام التقنيات الجغرافية ، اطروحة دكتوراه ، جامعة تكريت ، كلية التربية سنة 2004 ، ص55 .   

([5]) محمد عيدان محمود خضر الطائي ، دراسة مورفورمترية لتحديد الخصائص الهايدرولوجية وهندسية لحوض وادي العجيج ، باستخدام تقنيات التحسس النائي رسالة ماجستير ،  كلية العلوم ، جامعة الموصل ، سنة 2002 ، ص124 .

(*) النفاذية عرفها العالم هورتون بانها حركة او مرور الماء خلال سطح التربة

([6]) عبد الرحمن حميد ، اشكال الارض المناخية والبنيوية ، مديرية الكتب والمطبوعات الجامعية ، جامعة حلب ، 1977 – ص111 .

([7]) اسباهية يونس المحسن ، حوض وادي الخوصر ، مصدر سابق ، ص25 .

([8]) جعفر حسين محمود ، مصدر سابق ، ص131.

([9]) صباح توما جبوري ، مصدر سابق ، ص225. 

([10])Bergsma , ELKO , 1983 , Rain fall Evosion servey for conservation Planing ITCj 1983 , P.P 160 – 1754.  

([11]) اسباهية يونس المحسن ، التعرية المائية في حوض وادي السويدي بدلالة الشبكة التصريفية ، بحث مقدم الى كلية التربية ، جامعة الموصل ، قسم الجغرافية ، ص8 . 

([12]) اسباهية يونس محسن ، التعرية المائية في حوض وادي السويدي  مصدر سابق ص9 .