تطور نشوء النهر

المياه المتساقطة من الأمطار تجري على الأرض باتجاه الميل الأكبر محدثة جريانات تصبح فيما بعد جداول  وهذه بدورها تصب في الأنهار، وتقوم المياه المتدفقة في سرير النهر على حت جوانبه وقعره وتحمل المواد الناتجة عن الحت إلى مواقع أخرى.

التطور الطبيعي للنهر وشكله في المسقط يأخذ إما الشكل الالتفافي أو الأفعواني عندما تكون الزوايا الداخلية للمنحنيات لا تتجاوز 180 أو الشكل الملتوي عندما تكون الزوايا الداخلية للمنحنيات تتجاوز 180 وعندها يكون القوس له طول أكبر من نصف محيط دائرة التي نصف قطرها يساوي وتر الجزء المتعرج.

المنحنيات الحاصلة في الأنهار هي غالباً متعاكسة وبعد انعطاف النهر إلى اليمين يتبعه انعطاف إلى اليسار وهكذا، وأحياناً يفصل بين الأقواس أجزاء مستقيمة، على كل منحني تظهر ضفة مقعرة وأخرى محدبة وتلاحظ عند الضفاف المقعرة أكبر سرعة للماء التي يتقاذفها مسار النهر من ضفة لأخرى. أماكن تغير المنحنيات من اليمين لليسار وقدوم التيار من ضفة مقعرة إلى أخرى نسميه خط القدوم، وجزء النهر الموجود بين المسارات نسميه توضع النهر.

على طول خط التوضع نلاحظ تغير عمق النهر ويكون العمق أكبر ما يمكن عند الضفاف المحدبة وأقل ما يمكن عند المناطق المقعرة. إذا كانت الحفرة مستمرة وتدخل إلى القسم المجتاح فتتشكل عتبة دنيا التي تعيق الملاحة عند مستويات المياه المنخفضة.

تحديد شروط توازن قعر أسرة الأنهار الطبيعية والمنظمة

لتحديد شروط توازن قعر أسرة الأنهار الطبيعية والمنظمة من الضروري معرفة كمية ونوعية وأقطار المواد المنقولة التي تتعلق بشدة الهطول وغيرها من العوامل لذلك يقال عن توازن القعر بأنه التوازن الديناميكي حيث تكون كمية المواد السفلية المحمولة والمسحوبة لأسفل النهر تساوي كمية المواد المسحوبة من أعلى النهر.

في حال نقص التوازن الديناميكي على كل أجزاء النهر يمكن ظهور ظاهرة الحت أو التجميع أي تخريب الضفاف أو حدوث فجوات أو تأثر النهر على الأكتاف وهكذا فإن هذه العملية يمكن أن تسبب بأذية وتشوه السرير النهري.

قوانين فاركو

من شكل المقاطع العرضية في مختلف أجزاء مجرى النهر يمكن الاستنتاج أنه يوجد علاقة بين التركيب العمودي (شكل القعر) والتركيب الأفقي (المسقط).

تجارب فاركو المنجزة على أنهار فرنسية سمحت بتحديد بعض القوانين المتعلقة بتشكل مجاري الأنهار في مناطق الطمي والترب المفككة. وفي عام 1908 نشر فاركو نتائج التجارب المحددة بستة قوانين:

    1.     القانون الأول هو قانون الانزياح:

العمق الأكبر ينزاح أسفل المنعطف الأكبر والأصغر أسفل المنعطف الأصغر، هذا الانزياح يساوي تقريباً ضعف عرض سطح الماء.

    2.     القانون الثاني هو قانون طول القوس:

من أجل خلق أعماق مريحة (مثالية) يجب أن يكون طول القوس مناسب لشكل النهر.

    3.     القانون الثالث هو قانون العمق:

كلما كبر المنعطف (قطر أصغر) كلما كبر العمق على القوس.

    4.     القانون الرابع هو قانون الاستمرارية والميول:

المقطع الطولي للقعر في مسار النهر يكون نظامي فقط عندما يتغير المنعطف بأسلوب مستمر، وكل تغير مفاجئ للمنعطف يسحب معه تغير مفاجئ بالعمق. إذا تغير المنعطف بأسلوب مستمر فإن الخط المماسي في نقطة لا على التعيين على المنحني يحدد ميل القعر في هذا المكان.

    5.     القانون الخامس هو قانون الزوايا:

عند الأطوال المستقيمة للأقواس يكون العمق الوسطي أكبر كلما كبرت الزاوية الداخلية المتشكلة بين المسامات المرسومة من بداية القوس إلى نهايته.

    6.     القانون السادس هو قانون عرض المجرى:

كي نحصل على أشكال مستمرة للجزء المتنقل وعمق مناسب يكون عرض المجرى عند الانتقال أصغر من العرض عند القوس إذاً المنحنيات المقعرة يجب أن تكون أطول من المنحنيات المحدبة.