تصنيف المنشآت المائية

تلعب المياه دوراً هاماً في حياة البشر وإذا ما أحسن استثمارها فإنها تساهم في تطوره وحضارته وهذا يتطلب التخطيط الجيد قبل المباشرة في تصميم أي مشروع مائي، وتقدر كمية المياه الموجودة على كوكبنا الأرضي بحوالي 1.5 مليار كيلومتر مكعب، وتقسم كما يلي:

    1.     1.37 مليار كيلومتر مكعب مياه محيطات وبحار وهي مياه مالحة.

    2.     60 مليون كيلومتر مكعب مياه جوفية مالحة.

    3.     28.25 مليون كيلومتر مكعب مياه عذبة، كمية كبيرة منها توجد بشكل جليد في القطبين يتبقى 826 ألف كيلومتر مكعب فقط قابلة للاستعمال يجري منها في الأنهار (25-30) ألف كيلومتر مكعب.

يمكن استعمال مياه الأنهار لأغراض عديدة منها: ملاحة نهرية، تربية الأسماك، إنتاج الطاقة، وهذه الميزة تتطلب ربط كل تصميم للمنشآت المائية مع أغراض استثمار المياه وإمكانية تطويرها في المستقبل.

تعريف المنشأة المائية

تعرف المنشأة المائية بأنها كل منشأة مجمعة أو حاجزة للماء كالسدود، هدفها تجميع أو حجز الماء أي خلق فرق منسوب أمام وخلف المنشأة، وتبنى غالباً في وديان الأنهار لتجميع مياهها أو هي كل منشأة تمرر المياه فوقها أو عبرها أو تخزنها (كالأقنية والعبارات والمفيضات والمجاري السريعة وأحواض التهدئة والخزانات وغيرها). إن جمع المياه له أغراض عديدة منها:

    1.     الحماية من أخطار الفيضانات من خلال تقليل موجة الفيضان في الحوض المائي المتشكل.

    2.     استغلال الطاقة المائية في الحوض المائي المتشكل من خلال تركيز هبوطها لإنتاج الطاقة الكهربائية.

    3.     تجميع المياه لاستخدامها في أغراض الري والشرب.

    4.     تأمين منسوب مناسب قرب المآخذ المائية.

    5.     زيادة إنتاج الثروة السمكية وتلطيف الجو.

ليس من الضروري تحقيق كل هذه الأغراض دفعة واحدة ولكن قد يحقق قسماً منها نظراً لما يتطلبه بناء مثل هذه المنشآت من تكاليف كبيرة وخبرات هندسية باختصاصات مختلفة وزمن للتنفيذ ثم وضعها موضع الاستثمار.

تصنيف المنشآت المائية

تصنف حسب المكان المقامة فيه إلى:

    1.     منشآت مائية نهرية.

    2.     منشآت مائية بحرية.

    3.     منشآت مائية مقامة على البحيرات.

وتصنف حسب طبيعة التأثير المتبادل مع الماء إلى:

    1.     منشآت حجز المياه كالسدود.

    2.     منشآت توجيه وتنظيم كالبوابات والمفيضات والمفرغات.

    3.     منشآت جر المياه مثل الأقنية والأنابيب والأنفاق.

كما تصنف حسب عدة اعتبارات وحسب الهدف والمواد التي ستبنى منها ونوع المنشأة وطريقة طرد الماء وكذلك حسب أهمية العمل والتأثيرات الاقتصادية وحسب عمر المنشأة.

وعلى هذه الأسس صنفت المنشآت إلى أربع فئات رئيسية حسب درجة أهميتها:

درجة أولى وثانية وثالثة ورابعة وذلك تبعاً للأمور التالية:

    1.     لارتفاع الماء المتجمع خلف المنشأة.

    2.     لأهمية المنشأة اقتصادياً (قدرة المحطة الكهرمائية، مساحة المنطقة المروية).

    3.     الزمن المتوقع لاستخدام هذه المنشآت (ثابتة أم مؤقتة).

    4.     النتائج السلبية لانهيار المنشأة على المساحات الواقعة أسفل المنشأة.

    5.     أهمية عناصر المنشأة للاستثمار الأكيد وأمان كامل المجموعة.

تعتبر المنشآت المائية من المنشآت الهندسية المعقدة إنشائياً لاحتوائها على عدد من الأشكال المختلفة عن الأشكال المعتادة كالأبنية والجسور لذلك فإن عملية تصميم المنشأة المائية لا بد أن تتضمن مجموعة من الدراسات التي تشمل:

    1.     الظروف الطبيعية والمناخية لمنطقة المنشأة ومحيطها.

    2.     الظروف الطبوغرافية لمنطقة المشروع.

    3.     الظروف الجيولوجية والجيوفيزيائية (التضاريس، الفوالق التكتونية، طبقات التربة ونوعها وعمرها وكل ما يتعلق بها).

    4.     الظروف المائية للمجرى المائي (نهر، مسيل، بحيرة،…) ودراسة الجريانات (التدفقات الأصغرية والأعظمية)، دراسة ظاهرة الحت والترسيب.

    5.     الظروف والظواهر الهيدرولوجية في المنطقة واحتمالات الفيضان.

    6.     الظروف الاجتماعية والآثار البيئية على منطقة المشروع.

    7.     دراسة الجدوى الاقتصادية ومردودية المشروع في الفترة الزمنية المحددة.

    8.     بعد ذلك يتم اختيار عدة مواقع ويحدد الموقع الأفضل للمنشأة ليتم تصميمها.

    9.     الدراسة الهيدروليكية والإنشائية التي يتم خلالها: اختيار نوع المادة المستخدمة، دراسة الإجهادات واختيار شكل وأبعاد المنشأة، دراسة توازن المنشأة ودرجة ثباتها، برمجة عمل الإنشاء وإدارة العمل لتنفيذ، تقدير الكلفة واختيار إمكانيات التنفيذ الهندسية والاقتصادية.