مختبر الأحواض المائية والتحليل المورفومتري

نظرة عامة

التحليل المورفومتري للأحواض المائية من أكثر موضوعات الرسائل والتقارير شيوعاً في الجيولوجيا والجغرافية والموارد المائية في العراق، وهو الخطوة الأولى لكل دراسة سيول أو حصاد مياه أو موقع سد. ويحتاج عادة إلى برنامج نظم معلومات مكتبي ونموذج ارتفاع مُنزّل وخطوات يدوية كثيرة. وهنا تجري السلسلة كلها في المتصفح من نقرة واحدة على الخريطة.

تُنقل النقرة إلى أقوى مجرى قريب، وتتسع نافذة التحليل تلقائياً حتى يقع الحوض كله داخلها، مع تخشين الشبكة للأحواض الكبيرة لتبقى الحسابات ضمن ذاكرة الهاتف.

المدخلات · المخرجات

طريقة العمل في الحقل

المنهجية والمعادلات

الدقة وحدود الخطأ

• المساحة والحدود بدقة نموذج الارتفاع: فمع النموذج بدقة 30 م يكون الحوض الذي مساحته بضعة كيلومترات مربعة أو أكثر ضمن 2–5 % عادة من التحديد على الخرائط. وتعتمد كثافة التصريف وتكرار المجاري وأعدادها مباشرة على مساحة العتبة وحجم الخلية، فلا تقارن الأحواض إلا حين يتساويان. وذروة الفيضان بطريقة رقم المنحنى تكون عادة ضمن ±30–50 % من الفيضانات المقيسة في الأحواض غير المرصودة.
• ما لا يغطيه: السهول الرسوبية المستوية والأهوار والأراضي المروية، حيث يتبع الماء القنوات والمبازل والسداد لا التضاريس؛ والكارست حيث يغادر الماء الحوض تحت الأرض؛ والأحواض الصغيرة دون نحو 20 خلية؛ وفواقد المجرى في قيعان الوديان الجافة التي تقلل السيول في الصحاري؛ والسدود والخزانات داخل الحوض. وتُحلل الأحواض الكبيرة على شبكة أخشن، مما يقصّر المجاري وينعّم التضاريس.
• لتقليل الخطأ: ضع المصب على الوادي نفسه وتحقق من النقطة المنقولة، واستعمل أدق تفصيل للأحواض الصغيرة، وقارن الحدود بخريطة طبوغرافية أو صورة فضائية، واضبط العتبة لتطابق مجاري المرتبة الأولى الخطوط الزرقاء في الخريطة، وخذ المطر التصميمي من التحليل التكراري لأقرب محطة، وعاير رقم المنحنى بأي فيضان مرصود.

لمن هذه الأداة

المعايير والمراجع العلمية

1. Horton, R.E. (1945). Erosional development of streams and their drainage basins. Geological Society of America Bulletin, 56(3), 275–370.
2. Strahler, A.N. (1952). Hypsometric (area-altitude) analysis of erosional topography. Geological Society of America Bulletin, 63(11), 1117–1142.
3. Strahler, A.N. (1964). Quantitative geomorphology of drainage basins and channel networks. In Chow, V.T. (ed.), Handbook of Applied Hydrology, Section 4. McGraw-Hill.
4. Schumm, S.A. (1956). Evolution of drainage systems and slopes in badlands at Perth Amboy, New Jersey. Geological Society of America Bulletin, 67(5), 597–646.
5. Miller, V.C. (1953). A quantitative geomorphic study of drainage basin characteristics in the Clinch Mountain area. Technical Report 3, Columbia University.
6. Melton, M.A. (1965). The geomorphic and paleoclimatic significance of alluvial deposits in southern Arizona. Journal of Geology, 73(1), 1–38.
7. Pike, R.J. & Wilson, S.E. (1971). Elevation-relief ratio, hypsometric integral, and geomorphic area-altitude analysis. Geological Society of America Bulletin, 82(4), 1079–1084.
8. Barnes, R., Lehman, C. & Mulla, D. (2014). Priority-flood: An optimal depression-filling and watershed-labeling algorithm for digital elevation models. Computers & Geosciences, 62, 117–127.
9. O’Callaghan, J.F. & Mark, D.M. (1984). The extraction of drainage networks from digital elevation data. Computer Vision, Graphics, and Image Processing, 28(3), 323–344.
10. Kirpich, Z.P. (1940). Time of concentration of small agricultural watersheds. Civil Engineering, 10(6), 362.
11. USDA NRCS (2004–2010). National Engineering Handbook, Part 630 Hydrology, Chapters 9, 10, 15 and 16.
12. Wilford, D.J., Sakals, M.E., Innes, J.L., Sidle, R.C. & Bergerud, W.A. (2004). Recognition of debris flow, debris flood and flood hazard through watershed morphometrics. Landslides, 1(1), 61–66.