علاقة تصريف شبكات الأودية في تصميم القناطر على
(طريق العلم – الفتحة) باستخدام التقنيات الحديثة
أ.د. فؤاد عبد الوهاب العمري
جيمورفوجيا - كلية التربية - قسم الجغرافية
أ.م. محمود عزت
هيدرولوجيا - كلية الهندسة
م.م. عبد الحق خلف حمادة
خرائط - كلية الآداب - قسم الجغرافية
م. عبد الحق نايف محمود
مناخ - كلية التربية - قسم الجغرافية
مجلة آداب الفراهيدي - العد 17 - كانون الأول 2013 - الصفحة ( 379 - 415 ) :
الملخص
إن الدراسات الهيدرومورفولوجية والهندسية تركز بالدرجة الأساس على معلاجة أحواض التصريف وخاصة على نشاط العمليات الجيومورفولوجية (التعرية والإرساب) وتركز أيضا على الفيضانات السيلية وآثارها المدمرة على المنشات الهندسية (الطرق ، الجسور ، السدود ) .
تكمن المشكلة في الكشف عن الخصائص الطبيعية لأحواض الشبكات المائية وأثرها على كفاءة أداء القناطر المقامة على طريق العلم – الفتحة ، والمعرضة لمخاطر الفيضان أثناء المواسم المطرية والتي تتردد على المنطقة بين شهري تشرين الأول و حزيران .
ولأن هذه الأحواض هي سير مقيسة لتقدير التصريف الأعظم ، فقد اعتمدت الدراسة على مجموعة من المعادلات والطرق (الطريقة العقلانية ، طريقة شنايدر ، ومن ثم طريقة ماننك) فضلاً عن استخدام معادلة (جريان القنطرة)لإيجاد السعة الحالية للقناطر ، والتي كانت أغلبها مناسبة في التصريف ، في حين وجد إن القسم الآخر تفوق الطاقة الاستيعابية للقناطر.
لقد أفاد سكان الحوضين ( 6 ، 2 ) بحدوث عبور مياههما عبر الشارع ولعدة مرات ، وقد تبين من الزيارات الحقلية بأن تصميم فوهات القناطر كانت على اتجاه سرير المجرى ، إلا إن انحراف اتجاه المجاري نحو أكتاف القناطر بسبب حدوث إرسابات داخل سرير النهر في مقدمات القناطر وإمتلاء الفوهات بالرواسب أدى إلى حدوث هذا التغير .
Abstract
The Hydro-morphology and architect studies focused profoundly on tackling the drainage basins especially of activated of geomorphologic processing ( Erosion and deposition ) with special focus on flash – flooding and their damaging effect on hydrologic systems , such as dams , roads and bridges .
The problem lies in discovering the natural characteristics of water networks and their effects on the culverts efficiency of established on the road connecting Al-Alam and Al-Fatha in letting flooding through those culverts flooding which occur during the months , of precipitation which intended between October and July.
The studies has required to use a group of programs, Erdas 8.4 , Arc GIS 9.3 and Global Mapper ) .
Because these basins are ungauged to estimate the maximum drainage, a group of Equations have be utilized such as : rational method , Snider and Maning and addition to using equation ( culvert flow ) to find the present capacity and has been found that some of this culverts equal , the maximum drainage , whereas others have culverts capacity exceed the maximum drainage , but field works indicates that flooding passes over two culverts and this in because the openings are full of deposition , moreover the canal has changed it path through which flowing in not appropriate.
المقدمة :
اهتمت الدراسات الهيدروجيمورفولوجية والهندسية في دراسة الأحذواض المائية من حيث نشاط العمليات الجيمورفولوجية (التعرية والترسيب) و ما ينجم عنها زيادة في الحمولة النهرية التصاريف المائية لاسيما الفيضانات السيلية وأثارها التدميرية وكيفية إدارة مخاطرها ، بهدف التخفيف من اثارها السلبية على المنظومات الهيدروليكية المتمثلة بالقناطر، السدود و الطرق وسيرها .
تكمن المشكلة في معرفة الخصائص الطبيعية للشبكات المائية وأثرها على القناطر المقامة على الطريق الواصل ما بين العلم – الفتحة ومدى كفاءتها من حيث استيعابها للفيضانات السيلية التي تحدث في أشهر التساقط المطري الممتد من تشرين الأول وحتى نهاية مايس ، وايجاد المعاملات الملائمة في تطبيق المعادلات التجريبية Imperial Fourmula للتنبؤ في الاروات التصريفية للأحواض التي تمررها القناطر المقامة على الطريق.
ويهدف البحث إلى :
- تحليل الخصائص الجيو مورفولوجية وأثرها على المتغيرات الهيدرولوجية لألحواض المدروسة.
- تحليل الخصائص المورفومترية لأجل التعرف على الدلالات الهيدرولوجية لها .
- إيجاد المعاملات الملائمة لتطبيق المعادلات التجريبية ومقارنتها بالقياسات الحقلية لأجل تقدير ذروة التصاريف المائية الواصلة للقناطر ومعرفة العلاقة الارتباطية ما بين الفيضانات السيلية وحجم ونوع القناطر المقامة عليها لتقدير درجة كفاءتها في إمرار مياه الفيضان .
اتخذت الدراسة المنهج الكمي للوصول إلى هدف البحث ،اعتمد البحث على المعلومات المشتقة من البيان الراداري ذات قدرة تمييزية 30m والمرئيات الفضائية للقمر الصناعي Landsat7 ذو المتحسس ETM أو القدرة التمييزية 30m×30 فضلاً عن تحليل المعطيات الطبيعية المتيسرة للمنطقة ، رافقها زيارات ميدانية متكررة لأخذ إحداثيات للقناطر بجهاز GPS والقيام بالقياسات الحقلية لرسم المقاطع العرضية والطولية لمواضع القناطر باستخدام جهاز Level و الشريط المساحي .
تمحورت الدراسة في أربعة محاور لتحقيق الهدف المنشود وهي :
1- الخصائص الطبيعية للأحواض المدروسة.
2- تحليل الخصائص المورفومترية لشبكات الأحواض.
4- تحليل الخصائص الهيدرولوجية .
4- حساب كفاءة تصريف القناطر
لقد تطلبت الدراسة استخدام مجموعة برامج هي ( Erdas 8.4 في تحليل وتفسير المرئيات الفضذائية ، وبرنامج Arc GIS 9.3 لأجل بناء قاعدة معلومات ورسم خرائط لهذه الأحواض ، و برنذامج Global Mapper في تصميم الشكل المجسم للأحواض وتحويل صيغ البيانات الرادارية إلى صيغ يستقبلها البرنامجين المذكورين آنفا( وبرنامج Excel في حساب وتطبيق المعادلات الرياضية.
الخلاصة والاستنتاجات :
تسود منطقة الدراسة بيئة شديدة الحساسية للعمليات الهيدروجيمورفولوجية بسبب وقوعها ضمن سلسلة تلال حمرين والتي تتكشف فيها صخور رسوبية متباينة في صفاتها الصخرية من حيث درجة الصلابة و المسامية والنفاذية والتي لها دور واضح في حجم الجريان السطحي ، كما لعب التضرس دور اساسي في سرعة ايصال المياه إلى القناطر والمصب وحصول ذروات الفيضان الأقصى فيها .
بما أن المنطقة تقع ضمن النمط المناخي الجاف وأمطارها تتبع نظام البحر المتوسط والتي تتميز بقلتها إلا أنها تتميز بشدة سقوطها بهيئة عواصف مطرية ، كما يلاحظ ذلك في السنوات الرطبة للألشهر كانون الثاني وشباط وآذار ، وقد تسقط الكميات الشهرية خلال ثلاثة عواصف كأقصى حد لكل شهر منهم .
تعكس الخصائص المورفومترية تاثيرهذا الواضع في نظام الجريان المائي للأحواض المدروسة ، فبالرغم من صغر مساحتها والاختلاف الحاصل في خصائصها الشكلية بسبب تطبيق معادلات مورفومترية مختلفة فقد اتضح من معامل الشكل هو الأكثر دلالة في توضيحها ، إذ يتضح بأن كافة الأحواض عدا الحوض الأول هو بعيد عن الاستدارة واقترابها من الاستطالة مما يقود إلى تأخر موجات الفيضان وتشتت مياهها ، وأن هذه الخاصية لم تكن ذات تأثير في إيضاح العلاقة بين تصريف الأحواض وسعة القناطر ، في حين اتضح بأن خصائص التضرس قد لعبت دوراً أساسياً في زيادة سرعة وصول الموجات المائية إلى القناطر حاملاً معه كميات كبيرة من الرواسب ، إذ يعد حوضي اللقلق والملح من أكثر الأحواض خطورة بسبب تفوقهما في خصائصهما المورفومترية (معدل التضرس ، نسبة الانحدار) مما يعكس ارتفاع حجم وسرعة الجريان وزيادة نشاط النحت والترسيب .
بما أن بيانات نموذج الارتفاع الرقمي DEM المستخدمة في البحث لم تعطي تفصيلات دقيقة عن شبكات الأودية للأحواض المدروسة بسبب قدرتها التمييزية 43× 43 م لذا يتطلب استخدام بيانات ذات قدرة تمييزية أكثر من ذلك .
إتضح من تطبيق الطرق الثلاثة (مانن ، شنايدر ، والطريقة العقلانية) بأن السعة الحالية للقناطر الأحواض ( 5،4،3،1) تفوق التصاريف المخمنة بنسبة ( 53%- 82%) في حين أن الحوضين (2 ، 6) أكثر بقليل في تصاريفهما من السعة الفعلية للقناطر .
أفاد سكان الحوضين (2 ، 6) بحدوث عبور مياههما عبر الشارع ولعدة مرات ، وقد تبين من الزيارات الحقلية بأن تصميم فوهات القناطر كانت على اتجاه سرير المجرى ، إلا أن انحراف اتجاه المجاري نحو أكتاف القناطر بسبب حدوث إرسابات داخل سرير النهر في مقدمات القناطر وامتلاء الفوهات بالرواسب أدى إلى حدوث هذا التغير .
ولذا توصي الدراسة بما يلي :
1. الاعتماد على بيانات راداية ذات قدرة تمييزية عالية أقل من 30 م و ذلك لأجل الحصول على تفصيلات دقيقة في شبكات هذه الأودية .
2. إجراء عمليات الكري والتنظيف في مدخل ومخرج القناطر بمسافة لا تقل عن 20 م وإجراء تشذيب ورصف الضفاف لمنع حدوث تآكل أو الترسيب فيها .
3. يجب الأخذ بعين الاعتبار عند تصميم القناطر أن تكون واقعة على المسارات الأساسية للأودية بحيث يتم تصريف أكبر قدر ممكن من مياه الفيضانات .
4. إجراء عمليات الصيانة للقناطر ومكوناتها من تأثير عمليات التعرية التي تقوض أسس هذه القناطر.
5. ضرورة إجراء دراسات تفصيلية للحمولة النهرية لمثل هذه الشبكات وايجاد الوسائل والمعلاجات للحد من حدوث انهدام أكتاف القناطر .
للقراءة والتحميل
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق