وحدة المخطط المائي

وحدة المخطط المائي هي بالتعريف المخطط المائي للمياه السطحية الناتجة عن هطول عاصفة مطرية منتظمة ومنعزلة وشاملة فوق حوض ساكب لمجرى مائي، شدتها تساوي واحدة الطول وتستمر فترة زمنية محددة.

تعتمد فكرة وحدة المخطط المائي التي كان أول من وضعها العالم الأمريكي شيرمان سنة1932  على أن:

1.   العواصف المطرية التي لها زمن الهطول نفسه، ينتج عنها جريان سطحي له نفس المدة تقريباً.

2.   زمن القاعدة للجريان السطحي لمنحني الواحدة لا يعتمد على الشدة المطرية.

3.   ترتيب الجريان السطحي لمنحني الواحدة لزمن هطل معين، يتناسب مع تراتيب الجريان السطحي لهذه العاصفة.

4.   الظروف الطبيعية للحوض الساكب تكون متشابهة قبل حدوث الهطل، وهذا نادراً ما يحصل، إضافة إلى أنه وجد عملياً أن زمن القاعدة يتأثر بشكل مباشر بالشدة المطرية.

بالرغم من ذلك فقد بينت النتائج العملية أن استنتاج منحني التدفق من منحني الواحدة في حال عدم توفر البيانات الكافية عن التدفق أو المنسوب، تعطي درجة مقبولة من الدقة.

استنتاج المخطط المائي الواحدي من المنحني الزمني للتدفق: يتم استنتاج المخطط الواحدي من المنحني الزمني للتدفق باتباع الخطوات الآتية:

1.   بعد مراجعة سجلات قياس التدفق للمجرى المائي، نختار عدداً من العواصف المطرية المنعزلة والمنتظمة والشاملة، والتي لها الشدة نفسها والمدة نفسها.

2.   نرسم المخططات المائية للمجرى المائي الموافقة للعواصف المطرية المختارة، ولفترة زمنية تبدأ قبل حدوث العاصفة، وتنتهي بعد انتهاء الفيضان بفترة كافية.

3.   يتم فصل مركبة الجريان السطحي عن مركبة التغذية الجوفية لكل مخطط مائي بإحدى الطرق المعروفة حيث تستخدم الطريقة نفسها من أجل جميع المخططات.

4.   نحسب تراتيب التغذية الجوفية وتطرح من تراتيب الجريان الكلي، فيكون الناتج تراتيب الجريان السطحي.

5.   نحسب حجم الجريان السطحي الناتج عن هذه العاصفة (المساحة المحصورة بين المخطط المائي ومنحني التغذية الجوفية) باستخدام مقياس المساحة البلانيمتر، أو بطريقة هندسية.

6.   نضرب المساحة الناتجة بمقياس الرسم، فنحصل على حجم الجريان الناتج عن الجريان السطحي.

7.   نحسب ارتفاع طبقة الجريان السطحي، وذلك بتقسيم حجم الجريان السطحي على مساحة الحوض الساكب.

8.   نقسم تراتيب الجريان السطحي على ارتفاع طبقة الجريان السطحي، فنحصل على تراتيب وحدة المخطط المائي للعاصفة المدروسة.

9.   نرسم المخططات المائية للعواصف المطرية المختارة في جملة إحداثيات واحدة، ونوجد المخطط المائي الواحدي الوسطي، وبذلك نتلافى الخطأ المحتمل من فرض أن العاصفة المطرية المختارة منتظمة ومنعزلة وشاملة لكامل مساحة الحوض الساكب.

يمكن أن تحدث أخطاء في حساب وحدة المخطط المائي تعود إلى الفرضيات الآتية:

1.   ثبات العاصفة المطرية وأنها لا تتحرك في أي اتجاه، الأمر الذي يستدعي معرفة اتجاهها وسرعتها وشكل الحوض الساكب، من أجل تقدير الخطأ المرتكب في الحساب.

2.   اعتبار العاصفة المطرية المختارة منعزلة ومستقلة زمنياً عن العواصف السابقة أو اللاحقة، على سطح الحوض الساكب.

هذه الطريقة التي تم شرحها، تستخدم لإنشاء وحدة المخطط المائي، عندما يكون المخطط المائي للجريان السطحي وحيد القمة. ولكن يلاحظ أحياناً عدة قمم، وهي تنشأ من جغرافية الأرض، أو غالباً من عواصف مطرية تنفصل عن بعضها بفترات ذات مطر قليل أو معدوم، أو نتيجة للتغير المساحي للعواصف.

في هذه الحالة يتم تجزئة المخطط المائي إلى مخططات مائية جزئية، تبعاً لعدد القمم الموجودة، وبحيث يكون زمن القاعدة هو نفسه لجميع هذه المخططات بعد ذلك يتم إيجاد وحدة المخطط المائي لكل مخطط جزئي بشكل مستقل، وبحسب الطريقة المشروحة. ثم تجمع المخططات المائية الواحدية فنحصل على المخطط المائي الواحدي الكلي المطلوب.