ماذا نقصد بالدراسة الهيدرولوجية لمشاريع الطرق ؟؟
الدراسة الهيدرولوجية هي موضوع مهم وأساسي لتصميم مشاريع الطرق، خاصةً عند عبورها للأودية أو المناطق المعرضة للسيول والفيضانات.
والهدف الأساسي منها هو ضمان سلامة الطريق واستدامته عن طريق توفير منشآت تصريف مناسبة.
حيث تتم الدراسة الهيدرولوجية لمشروع طريق (سواء كان جديداً أو قائماً) وفقاً للخطوات التالية:
1. 🗺️ جمع البيانات الأولية وتحديد الأحواض المائية (Data Collection & Catchment Delineation)
تعتبر هذه الخطوة الأساس لتحديد "المناطق المطرية" التي سيؤثر فيها المشروع:
- تحديد منطقة الدراسة ونطاق الطريق: رسم مسار الطريق وتحديد جميع نقاط التقاطع مع الأودية ومجاري المياه (العبّارات والجسور المقترحة).
- تحليل الأحواض المائية (Watersheds/Catchments):
استخدام نماذج الارتفاع الرقمية (DEM) ونظم المعلومات الجغرافية (GIS) لتحديد ورسم حدود الأحواض المائية (المستجمعات المائية) التي تصب مياهها باتجاه الطريق.
- حساب الخصائص المورفومترية للحوض، مثل المساحة الكلية، طول المجرى الرئيسي، ومتوسط انحدار الحوض.
- جمع البيانات المناخية و الهيدرولوجية: تجميع سجلات الهطول المطري التاريخية (السلاسل الزمنية) من محطات الرصد القريبة.
البيانات الجيولوجية والغطاء الأرضي: تحديد نوع التربة والغطاء النباتي ونوع الصخور، لأن هذه العوامل تؤثر بشكل كبير على كمية المياه التي تجري على السطح (معامل الجريان السطحي).
2. 🌧️ تحليل الهطول المطري وتقدير التدفقات القصوى (Rainfall Analysis & Peak Discharge Estimation)
- الهدف هو معرفة أقصى كمية من المياه يجب على منشآت التصريف استيعابها بأمان:
تحليل الشدة-المدة-التكرار (Intensity-Duration-Frequency - IDF): تحليل بيانات الأمطار لحساب شدة الأمطار لفترات زمنية مختلفة، والتي تتكرر كل عدد معين من السنوات (فترة العودة Return Period) مثل 25 سنة أو 50 سنة أو 100 سنة، لتصميم المنشآت.
- تقدير الجريان السطحي (Runoff Estimation): استخدام النماذج و المعادلات الهيدرولوجية لتقدير التدفق الأقصى (Peak Discharge - Q_{peak}) عند كل نقطة عبور للطريق.
أشهر الطرق المستخدمة تشمل:
- الطريقة العقلانية (Rational Method): Q = C \cdot I \cdot A (حيث C معامل الجريان، I شدة المطر، A مساحة الحوض).
- نموذج SCS-CN: لتحديد معامل الجريان ونمذجة التحويل من المطر إلى الجريان السطحي.
- النمذجة الهيدرولوجية المتقدمة: استخدام برامج متخصصة مثل HEC-HMS أو SWMM لمحاكاة سلوك الحوض.
3. 🌊 التصميم الهيدروليكي لمنشآت التصريف (Hydraulic Design of Drainage Structures)
بعد تقدير التدفقات، يتم تصميم المنشآت الهيدروليكية:
- تحديد نوع المنشأة: اختيار النوع المناسب لعبور المياه تحت الطريق (عبّارات صندوقية، عبّارات أنبوبية، أو جسور).
التصميم الهيدروليكي:
- حساب الأبعاد اللازمة للعبّارة أو الجسر (العرض، الارتفاع، وطول المفيض).
يتم استخدام المعادلات الهيدروليكية (مثل معادلة مانينغ Manning's Equation) لتحديد سرعة المياه وعمقها داخل المنشأة لضمان عدم حدوث فيضان أو سرعات عالية جداً تسبب التآكل.
- تصميم منشآت الحماية: تصميم منشآت الحماية اللازمة لمنع تآكل التربة حول العبّارة (مثل الحمايات الجانبية الخرسانية، أو الأكتاف).
- تصميم نظام التصريف على طول الطريق: تصميم خنادق التصريف الجانبية (Side Drains) ومصارف المياه لمنع تجمع المياه على سطح الطريق.
4. 📝 تحليل المخاطر وتقديم التوصيات (Risk Analysis & Recommendations)
- رسم خرائط الفيضانات: تحديد المناطق التي قد تغمرها المياه عند تجاوز التدفقات لقدرة المنشآت التصميمية.
- تحديد المناسيب الآمنة: تحديد منسوب طريق آمن لتجنب غمره بالمياه في أسوأ الظروف المتوقعة.
- إعداد التقرير الهيدرولوجي: توثيق جميع البيانات والتحليلات وحسابات التدفقات، وتقديم التوصيات النهائية لأبعاد ونوع ومواقع جميع منشآت التصريف اللازمة للمشروع.
ليست هناك تعليقات: