المخطط المائي

المخطط المائي هو المنحني البياني الذي يمثل تغيرات تدفق الشبكات الهيدرولوجية مع الزمن، أي هو عبارة عن المنحني. إن شكل هذا المنحني يتأثر بشدة الهطولات المطرية ومدتها وتوزعها على كامل مساحة الحوض الساكب، وكذلك بتوضع الشبكة الهيدرولوجية ضمنه.

نستطيع بوساطة المخطط المائي دراسة تغيرات الجريان خلال فترات زمنية مختلفة، تتراوح بين عدة ساعات وتصل حتى عام. إن المعادلات التي تصف العلاقة بين المكونات المختلفة للدورة الهيدرولوجية، تعتمد بشكل عام على المعادلة الأساسية التي تتعلق بالهطل المطري والجريان السطحي.

يمتلك الحوض الساكب بشكل عام خاصة تعمل على تخفيض الهطل الكلي إلى هطل فعّال، حيث أن الفرق بين الهطل الكلي والهطل الفعّال هو الفواقد التي تتضمن: الاعتراض، التسرب، الاحتجاز السطحي، التبخر، النتح.

إن الفرق بين الهطول الكلي والفواقد يدعى الجريان السطحي، وبذلك يكون مصطلح الهطل الفعّال يعادل مصطلح الجريان السطحي. وبهذا الشكل يمكن القول إن سماكة طبقة الهطل أو طبقة الجريان هي عبارة عن حجم الماء الهاطل مقسوماً على مساحة الحوض الساكب.

الاعتراض

الاعتراض هو العملية التي يتم فيها احتجاز الهطل بواسطة النباتات، حيث أنه يعود إلى الغلاف الجوي تدريجياً عن طريق التبخر. وتعتبر ضياعات الاعتراض تابعة إلى:

1.   مواصفات العاصفة ويتضمن ذلك شدتها، وارتفاع الهطل، ومدتها.

2.   نوع وانتشار وكثافة الغطاء النباتي.

3.   الفترة الزمنية من العام أو الفصل.

إن الاعتراض هو أول عملية يتم فيها فقدان الهطل أثناء حدوث العاصفة، ويكون الاعتراض كبيراً في العواصف المطرية ذات الشدّات الضعيفة، وتعادل كمية الهطل المحتجزة من هذه العواصف حوالي ٢٥% من كمية الهطل السنوية.

ومن أجل العواصف معتدلة الشدة تكون فواقد الاعتراض عرضة للتفاوت بشكل كبير حيث أنها تكون أكبر أثناء فصل النمو، وأقل في بقية أوقات السنة. وقد بينت الدراسات أن قيم فواقد الاعتراض تتفاوت بين ٧-٣٦% من الهطل الكلي أثناء فصل النمو، وبين ٣-٢٢% في بقية أوقات السنة.

أما من أجل العواصف الشديدة، فإن ضياعات الاعتراض تشكل جزءاً صغيراً من الهطل الكلي، فمن أجل العواصف ذات الاستمرارية الطويلة يكون تأثير الاعتراض قليلاً، وفي حالات معينة، وخصوصاً عند الدراسات الهيدرولوجية للفيضان، فإن إهمال الاعتراض يكون مبرراً من الناحية العلمية.

تتضمن فواقد الاعتراض عنصرين أساسيين هما:

1.   تخزين الاعتراض، وهو الحجم المحتجز على أوراق النباتات.

2.   فواقد التبخر من سطوح أوراق النباتات التي تبدأ وتستمر خلال فترة العاصفة.

ومن خلال هذين العنصرين يمكننا الحصول على العلاقة التي يمكن بواسطتها حساب الاعتراض.

التسرب

التسرب هو العملية التي يضيع فيها الهطل بالتغلغل في التربة تحت سطح الأرض، ثم يتحرك بعد ذلك بشكل أفقي حتى يظهر في السواقي والبحيرات والأنهار أو يتحرك بشكل عمودي باتجاه التشكيلات الجوفية. إن الماء الموجود في السواقي والبحيرات والأنهار يكون خاضعاً لقوى الثقالة الأرضية، ويتحرك باتجاه المحيط مثل الجريان السطحي، أما الماء الموجود في التشكيلات الجوفية، فإنه يتحرك كجريان جوفي بوساطة قوى الثقالة الأرضية حتى يصل إلى الجداول أو المحيط.

يعتبر التسرب عملية معقدة، ويمكن أن يعبّر عنه بشدة التسرب. إن ارتفاع طبقة المياه المتسربة يتم الحصول عليها بتكامل تغير التسرب خلال زمن العاصفة المطرية، كما يتم الحصول على شدة التسرب بتقسيم الارتفاع الكلي لطبقة المياه المتسربة على زمن العاصفة. إن معدل التسرب يختلف بشكل كبير من مكان إلى آخر، وهو يعتمد على:

1.   حالة سطح التربة.

2.   نوع وانتشار وكثافة الغطاء النباتي.

3.   الخصائص الفيزيائية للتربة، التي تتضمن حجم حبيبات التربة وتدرجها الحبي.

4.   مواصفات العاصفة، من حيث شدتها ومدتها وارتفاع طبقة الهطل.

5.   درجة حرارة الماء.

6.   نوعية الماء من حيث تركيبه الكيميائي وملوثاته.