هيدرولوجيا المياه السطحية
تدرس هيدرولوجيا المياه السطحية المياه المتدفقة والمخزنة على سطح الأرض، خاصة في الأنهار والقنوات، بما في ذلك كيفية توليد التدفقات وتوجيهها وقياسها، وكيفية تحديد خصائص الفيضانات الشديدة.
Definition
هيدرولوجيا المياه السطحية هي فرع الهيدرولوجيا المعني بحدوث وحركة وقياس وإحصائيات المياه على سطح الأرض، وبشكل رئيسي تدفق المجاري المائية في الأنهار والقنوات والفيضانات وحمولات الرواسب التي تحملها.
Scope
يغطي هذا المجال تدفق المجاري المائية في القنوات المفتوحة وديناميكياتها المائية، والرسم البياني المائي للعواصف وأنظمة تدفق الأنهار، والتوصيف الإحصائي والفيزيائي للفيضانات، ونقل الرواسب التي تشكل القنوات. ويركز على المياه بمجرد تركزها في القنوات وعلى السطح، بينما يتم تطوير توليد الجريان السطحي على المنحدرات تحت عمليات مستجمعات المياه والجريان السطحي، والتدفق تحت السطحي تحت المياه الجوفية.
Sub-topics
Core questions
- كيف يتم توليد تدفق المجاري المائية، وتوجيهه عبر القنوات، وقياسه؟
- ماذا يكشف شكل الرسم البياني المائي عن استجابة مستجمعات المياه للأمطار؟
- كيف يتم تقدير مقادير الفيضانات واحتمالاتها للتصميم والمخاطر؟
- كيف تقوم الأنهار المتدفقة بجرف ونقل الرواسب وتشكيل قنواتها؟
Key concepts
- تدفق المجاري المائية والتصريف
- ديناميكيات القنوات المفتوحة
- الرسم البياني المائي للعواصف
- مدة التدفق وأنظمة التدفق
- تكرار الفيضانات وفترة العودة
- نقل الرواسب والهندسة الهيدروليكية
Key theories
- تدفق القنوات المفتوحة والهندسة الهيدروليكية
- يتم وصف تدفق المجاري المائية في القنوات بواسطة ديناميكيات القنوات المفتوحة، وتربط الهندسة الهيدروليكية التجريبية العرض والعمق والسرعة بالتصريف، مما يوفر أوصافًا منهجية لكيفية تكيف القنوات مع المياه التي تحملها.
- تحليل تكرار الفيضانات
- تتميز مقادير الفيضانات إحصائيًا عن طريق مطابقة التوزيعات الاحتمالية مع ذروة التدفقات السنوية، مما ينتج عنه كميات الفيضانات وفترات العودة التي تدعم التصميم الهندسي وإدارة السهول الفيضية.
Clinical relevance
تدعم هيدرولوجيا المياه السطحية تصميم السدود والجسور والعبّارات ولوائح السهول الفيضية، وتشغيل الخزانات وإمدادات المياه، والتنبؤ بالفيضانات والتحذير منها، وإدارة الأنهار للملاحة والبيئة وجودة المياه.
History
تطورت القياسات المنهجية لتدفق المجاري المائية وتصنيف الأنهار خلال القرنين التاسع عشر والعشرين جنبًا إلى جنب مع ديناميكيات القنوات المفتوحة؛ وجلب منتصف القرن العشرين الرسم البياني المائي للوحدة، والتحليل الإحصائي لتكرار الفيضانات، والجيومورفولوجيا الكمية لليوبولد وزملاؤه التي ربطت شكل القناة بالتدفق.
Key figures
- Luna B. Leopold
- Ven Te Chow
- David R. Maidment
Related topics
Seminal works
- dingman2015
- chow1988
- leopold1953
Frequently asked questions
- كيف يتم قياس تصريف النهر فعليًا؟
- يتم تحديد التصريف عادةً عن طريق قياس سرعة المياه عبر مقطع عرضي وضربها بالمساحة، ثم ربطها بمستوى مياه مسجل باستمرار من خلال منحنى تصنيف المرحلة-التصريف بحيث يمكن تقدير التدفق من المرحلة وحدها.
- ماذا يعني فيضان المائة عام؟
- إنه حجم فيضان يُقدر باحتمال واحد بالمائة أن يتساوى أو يتجاوز في أي سنة معينة، ويُستمد من تحليل تكرار الفيضانات؛ إنه بيان احتمالي، وليس ضمانًا بأن مثل هذه الفيضانات تحدث مرة واحدة فقط كل قرن.