م.م سالي سيلان<br />المقدمة<br /><br />تعتبر السدود الترابية (Earth Dams) من أبرز المنشآت المائية التي تُستخدم لتخزين المياه لأغراض الري، توليد الطاقة الكهرومائية، والحماية من الفيضانات.<br />مع التغيرات المناخية وزيادة معدلات هطول الأمطار، أصبح تحليل كفاءة السدود الترابية أمرًا حيويًا لضمان سلامتها واستدامتها.<br />تعتمد النمذجة الهيدرولوجية على تمثيل العمليات المائية في الحوض المائي لتقييم تصريف المياه، تخزينها، واستجابة السدود للأحمال المطرية والجريان السطحي.<br /><br />مفهوم النمذجة الهيدرولوجية للسدود الترابية<br /><br />النمذجة الهيدرولوجية هي عملية استخدام نماذج رياضية وكمبيوترية لمحاكاة حركة المياه في الحوض المائي، بما في ذلك الجريان السطحي، التسرب، وتخزين المياه في السد.<br />تساعد هذه النماذج على:<br /><br />تقدير تدفقات الذروة أثناء العواصف.<br /><br />تقييم استجابة السد للأمطار الغزيرة.<br /><br />تحديد مخاطر الفيضانات وتسرب المياه.<br /><br />تحسين تصميم وتطوير استراتيجيات التشغيل والصيانة.<br /><br />المكونات الرئيسية للنمذجة الهيدرولوجية<br /><br />جمع البيانات الهيدرولوجية والمناخية:<br /><br />معدلات هطول الأمطار، درجات الحرارة، التبخر، والتصريف الطبيعي.<br /><br />نمذجة الجريان السطحي:<br /><br />تقدير كمية المياه التي تصل إلى خزان السد بعد التسرب والامتصاص.<br /><br />نمذجة التخزين والتصريف:<br /><br />تحديد حجم التخزين المتاح والحد الأقصى للتصريف لضمان سلامة السد.<br /><br />تحليل السيناريوهات:<br /><br />دراسة استجابة السدود تحت عواصف شديدة، فترات جفاف طويلة، أو تغييرات مناخية مستقبلية.<br /><br />أدوات وتقنيات النمذجة<br /><br />HEC-HMS (Hydrologic Modeling System): نموذج شائع لتقدير الجريان السطحي وحساب تدفقات الذروة.<br /><br />SWAT (Soil and Water Assessment Tool): لتقييم تأثير الاستخدام الأرضي والزراعة على الجريان السطحي وتخزين المياه.<br /><br />MIKE SHE: نموذج متكامل لمحاكاة الهيدرولوجيا السطحية والجوفية.<br /><br />أدوات GIS: لتحليل تضاريس الحوض ومسارات الجريان.<br /><br />العوامل المؤثرة على كفاءة السدود الترابية<br /><br />مواصفات التصميم الهندسي: طول وارتفاع السد، زاوية الميل، ونوعية المواد المستخدمة.<br /><br />الخصائص الهيدرولوجية للحوض: مساحة التصريف، نوع التربة، معدل النفاذية.<br /><br />التسرب والاهتزازات: وجود شقوق أو تآكل داخلي يقلل الكفاءة ويزيد مخاطر الفشل.<br /><br />ظروف التشغيل والصيانة: فحص القنوات، البوابات، وأجهزة التحكم في التصريف.<br /><br />التغيرات المناخية: زيادة شدة الأمطار أو فترات الجفاف تؤثر على قدرة التخزين.<br /><br />أهمية تحليل كفاءة السدود الترابية<br /><br />ضمان السلامة الهيكلية للسدود وتقليل مخاطر الانهيار.<br /><br />تحسين إدارة المياه لتلبية الاحتياجات الزراعية والصناعية.<br /><br />التقليل من الفيضانات في المناطق السفلية.<br /><br />تخطيط استراتيجي للتشغيل طويل الأمد وفق الظروف المناخية المستقبلية.<br /><br />دراسات وأمثلة تطبيقية<br /><br />أظهرت دراسة Chowdhury et al. (2019) أن استخدام HEC-HMS لتحليل سدود ترابية في الهند ساعد على تحسين تصريف المياه خلال موسم الأمطار وتقليل مخاطر الفيضانات بنسبة 25%.<br /><br />طبق Li et al. (2020) نموذج SWAT لتقييم تأثير التغيرات المناخية على سدود نهرية في الصين، مما ساعد في تعديل استراتيجيات التخزين والتصريف.<br /><br />أظهرت دراسة أخرى أن استخدام GIS مع النمذجة الهيدرولوجية في السدود الترابية العربية ساعد على تحديد مناطق التسرب والمناطق المعرضة للانهيار بدقة عالية.<br /><br />الخاتمة<br /><br />تمثل النمذجة الهيدرولوجية أداة فعالة لتحليل كفاءة السدود الترابية، إذ توفر تقديرًا دقيقًا لتدفقات المياه، تخزينها، واستجابة السد للأحمال المطرية.<br />دمج النماذج الرياضية مع البيانات الحقلية وأنظمة GIS يعزز من سلامة السدود، تحسين إدارة الموارد المائية، وتقليل مخاطر الفيضانات.<br />يعكس ذلك أهمية استخدام التقنيات الحديثة في تصميم وتشغيل السدود الترابية لضمان استدامتها على المدى الطويل.<br /><br />المراجع (APA 7th Edition)<br /><br />Chowdhury, R., Saha, S., & Das, S. (2019). Hydrological modeling of earth dams using HEC-HMS for flood mitigation. Water Resources Management, 33(12), 4155–4172.<br /><br />Li, X., Wang, Y., & Zhang, Q. (2020). Assessment of climate change impacts on earth dam performance using SWAT model. Journal of Hydrology, 590, 125–137.<br /><br />HEC (Hydrologic Engineering Center). (2016). HEC-HMS Hydrologic Modeling System User’s Manual. U.S. Army Corps of Engineers.<br /><br />Maidment, D. R. (Ed.). (2002). Handbook of hydrology. McGraw-Hill.<br /><br />Sadeghi, S. H., & Azari, H. (2018). GIS-based hydrological modeling for earth dam safety assessment. Environmental Monitoring and Assessment, 190(4), 203.<br />جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق