حفر الانجراف Scour Holes
بقاع مجرى نهر النيل شرق جزيرة الزمالك
د/ على مصطفى كامل مرغنى*
تعرف حفر الانجراف Scour Holes بقيعان مجارى الأنهار بأنها حفر طبيعية عمودية عميقة ينخفض منسوبها عن منسوب قاع المجرى، وتبدو فى كثير من الأحيان مستديرة أو مستطيلة، وتتكون فى شكل تجمعات، وتعزى نشأتها إلى فعل الدوامات التى تنشأ نتيجة للتدخلات البشرية كحماية النهر، أو الإنشاءات التى تقام بين ضفتى النهر مثل السدود والقناطر والكبارى، أو نتيجة للعوامل الهيدروليكية الناجمة عن تفرع المجرى، وهى تتكون إما فى مناطق الإنثناءات، أو ملاصقة للدعامات Spurs، أو بالقرب من التكسيات Revetmen، أو دعامات الجسورBridge Piers، أو فى مواقع إلتقاء الفروع Confluences. (Coastal Engineering Research Center, 1973).
الهدف من الدراسة:
1- تهدف الدراسة إلى تحليل ظاهرة بقاع مجرى النيل للتعرف على خصائصها، وتطورها ومدى تأثيرها على مورفولوجية وهيدروجرافية مجرى النيل بمنطقة الدراسة.
2- تقدمت عدة جهات لتطوير الجانب الشرقى لمجرى نهر النيل شرق جزيرة الزمالك، ومن ثم تعد هذه الدراسة إسهامًا فى التعرف على الخصائص المورفولوجية والهيدروجرافية والأخطار لهذه المنطقة والتغيرات التى تطرأ عليها.
مصادر وأسلوب البحث:
لإبراز الخصائص المورفومترية والمراحل التطورية لتلك الظاهرة كان لابد من تعدد مصادر الدراسة واستخدام الأسلوب التحليلى والقياسى للخروج بنتائج حقيقية ومن ثم تمثلت مصادر الدراسة فيما يلى :
1- الخريطة الهيدروجرافية لعام 1982 وعام 2005.
2- الخريطة الهيدروطبوغرافية لعام 2005 لمنطقة الدراسة.
3- تحليل القياسات الهيدروليكية لمنطقة الدراسة ممثله فى قياسات سرعة التيارات المائية، وعينات القاع، وقياس تركيز المواد العالقة.
4- إجراء التحليلات المورفومترية للظاهرة للتعرف على توزيعها، ونمطها، وكثافتها، والعوامل المؤثرة فى نشأتها وتطورها من خلال تحليل الخريطة الهيدروطبوغرافية لعام 2005، والتى أخرجها معهد بحوث النيل فى مايو 2005، واعتمد فى إنشائها على الخريطة الهيدروجرافية لعام 1982 والقياسات الحقلية.
نتـــائج البحـــث:
1- أوضح التحليل المورفومترى وتحليل العوامل المؤثرة فى نشأة وتطور حفر الانجراف أن التغير فى الانحدار الهيدروليكى للمجرى سيؤثر بدوره على تغير العلاقات الهيدروليكية للمجرى مثل عرض المجرى وعمق المياه فيه بسبب تغير أحد المعاملات الهيدروليكية أو تغير من معامل أكثر مثل تصرف المياه، أو حجم رواسب مواد القاع.
2- أوضحت الدراسة أن حفر الانجراف المختارة بمنطقة الدراسة تمر الآن بمرحلة التطور والتوسيع من مراحل تطور التى تنقسم إلى أربع مراحل.
أ - مرحلة بداية جرف الرواسب (طور النشأة الأولى) Phase Initiation بالقرب من الانحدار فى اتجاه قاع مجرى النهر.
ب - مرحلة التطور والتوسيع Phase Development وهى المرحلة التى تنشط فيها عملية التقاط الرواسب من الحفر، وانحرافها باتجاه تحرك التيار وارتباطها بمعدلات سرعته.
حـ- مرحلة الاستقرار Phase Stabilization.
د - مرحلة التوازن Phase Equilibrium.
3- أوضحت الدراسة أن الخطورة الناجمة عن حفر الانجراف ترتبط ارتباطاً واضحاً بتطور مراحل العمليات بها وحيثما تبدأ الحفر فى التكون، ما يلبث أن تتكون حالة من عدم الاستقرار ينتج عنها زيادة فى معدلات إلتقاط الرواسب من الحفر ينتج عنها تكسر أجزاء من التكسية على بعض المنحدر فى اتجاه قاع المجرى، ويواكب ذلك حدوث حالة استقرار ثانية ينتج عنها توسيع الحفر وسقوط أجزاء من التكسية مما يسبب حدوث حركة للرواسب أسفل أجزاء التكسية معرضة المنشآت بالقرب منها إلى أخطار جسيمة.
4- مما سبق يمكن القول أن منطقة الدراسة تحتاج قبل أى تطوير من خلال إقامة منشآت جديدة على ضفاف النهر إلى عمل مجسم أو نموذج محاكاة بواسطة الحاسب الآلى مع تخليق نموذج مجسم لحساب احتمالات تأثير انثناء النهر وحدوث نحر إلى جانب القوس الخارجى للمجرى، مع توزيع التصرفات على القطاع العرضى المائى بما يضمن حدوث تأثير متوازن للتيارات الثانوية على قاع المجرى، مع مراعاة تأثير ذلك على الملاحة فى المجرى الشرقى، ويعتمد هذا النموذج إلى إدخال عناصر التطوير من حيث:
(1) طول الجسر.
(2) طبيعة المواد التى سوف يتم استخدامها.
(3) زوايا الانحدار به.
(4) حساب مدى المسافة بين تكسيات الجسر وظاهرات قاع المجرى.
(5) تحديد طبيعة رواسب القاع ودرجة خشونته.
(6) قياس الكثافة النوعية Specific gravity للمياه وتحليل خصائصها الكيميائية مع اتجاه وسرعة التيار بالمجرى.
(7) قياس وتحليل التيارات الرأسية والثانوية.
|
