مشروع التنبؤ بالتعرية بفعل المياه

مشروع التنبؤ بالتعرية بفعل المياه WEPP

إن نموذج مشروع التنبؤ بعملية التعرية بفعل المياه يعتبر نموذج محاكاة يعتمد أساسا على عدة علوم منها : علم المياه، علم النبات، علم السوائل المتحركة، والتعرية الميكانيكية. لقد تم تطوير هذا النموذج بواسطة فريق من العلماء بهدف أحلال المعادلة العالمية المرتبطة بمدى قابلية التربة لفقدان المياه والتي تم استخدامها على نطاق واسع في الولايات المتحدة الأمريكية وعلى مستوى العالم. يتطلب هذا النموذج أربعة مدخلات هي :

• المناخ.
• التضاريس.
• التربة.
• إدارة الحياة النباتية.

هذه المدخلات بهدف الحصول على أنواع متنوعة من المخرجات تشمل منسوب المياه (الجريان السطحي للمياه، تدفق المياه أسفل سطح الأرض، تبخر المياه) انفصال التربة والترسيب في نقاط مركزية على طول المنحدر, الإرسابات، نمو الحياة النباتية.

و لقد تم تطوير نموذج التنبؤ بعملية التعرية بفعل المياه بشكلا مستمر منذ بدايته عام 1995 حتى أصبح صالحا للتطبيق في عدة مجالات مثل:

1. أراضي زراعة المحاصيل.
2. إدارة المراعي الطبيعية.
3. الأحراج والغابات.
4. مصايد الأسماك.
5. التعدين السطحي للفحم.

الإمكانية والقدرة

يمكن تطبيق نموذج التنبؤ بعملية التعرية بفعل المياه على نطاق واسع في مجالات جغرافية، استخدامات الأرض، إدارة المصانع. ويتمتع نموذج المحاكاة هذا بقدرة التبوء بالتوزيعات المكانية والزمنية لانفصال التربة والترسيب على أسس سواء على المستوى الصغير (منحدرات التلال، الطرق، طرود صغيرة) أو على المستوى الكبير (أو مستجمع الأمطار).

فبالنسبة لتطبيقات النموذج على منحدرات التلال فإنه يمكن أن يفيد في التوزيعات المتنوعة للتربة، الحياة النباتية، وكذالك إدارة المصانع. ويمكن أن ترتبط معا كل من المنحدرات التلاليه والقنوات وخزانات المياه.

و لقد تم استخدام النموذج على نطاق واسع في الولايات المتحدة الأمريكية على أنواع كثيرة من التربة وتم تقييمه في ظروف مختلفة خاصة باستخدامات الأرض وأدارة المصانع. علاوة على ذالك فإن مشروع التنبؤ بالتعرية بفعل المياه يمكن أن يساعد على المدى الطويل في الحصول على بيانات مناخية يوميا من خلال برنامج CLIGEN. وهذا البرنامج من شأنه أن يوفر بيانات إحصائية من خلال عدد من المحطات الموزعة بالولايات المتحدة الأمريكية يقدر عددها 2600 محطة. لقد تم استكمال قاعدة البيانات المناخية الخاصة بمشروع التنبؤ بالتعرية بفعل المياه وذالك بقاعدة بيانات PRISM والمسماة CLIGENو التي ساعده على تدقيق البيانات المناخية على أساس خطوط العرض والطول والارتفاع.

إن مشروع التنبؤ بالتعرية بفعل المياه يمكن أن يزودنا بكمية التدفق اليومي لجريان المياه تحت السطحية وبكمية الرواسب أو الإرسابات التي يمكن تصنيفها إلى خمس فئات حسب حجم تلك الرواسب وذالك على النحو التالي:

1. إرسابات طينية أولية.
2. إرسابات غريانية أولية.
3. مجاميع وركامات الحصى الصغير.
4. مجاميع وركامات الحصى الكبير.
5. حبات الرمال.

هذا وقد يسمح بنقل بعض الرواسب الدقيقة مختلفة النوع والحجم.

التطورات الحديثة:

خلال العقد الماضي، حقق الباحثون تطوراً ملحوظا بالنسبة للنموذج الخاص بمشروع التنبؤ بالتعرية بفعل المياه، وقد أشتمل هذا التطوير على :

1. القواعد الرياضية, أو الخوارزميات، بهدف تحفيز تأثير البني الهيدروليكية وعمل خزانات للمياه السطحية لحجز الإرسابات.
2. إضافة خوارزميات تقرير مونتيت Monteith.
3. معرفة التدفق الجانبي تحت السطح لتمثيل منطقة جريان المياه متغيرات المصدر.
4. تحسين مضلة الكتلية الحيوية أو البيولوجية بالنسبة للتطبيقات على مناطق الغابات مع التدعيم ببعض البدائل بالنسبة للتحقيق توازن الطاقة المعتمدة على توجيه المسار المائي.
5. استحداث برامج واجهة مستخدم الرسومات للمساعدة في تقييم استخدام أسهل التطبيقات الخاصة بمشروع التنبؤ بالتعرية بفعل المياه.

الواجهة الرئيسية لهذا النموذج تطبيقات لنوافذ برنامج ويندوز مستقلة، وهي تسمح للمستخدم لعمل محاكة لخصائص الانزلاق التلاليه وأماكن أحواض المياه الصغيرة (أماكن تجمع المياه) والتحكم الكامل في مدخلات النموذج، علاوة على ذالك واجهات شبكة الإنترنت التي تسمح بالاستخدام الأسهل والأسرع للنموذج أثناء محاولة الوصول إلى قائمة المناخ والتربة وإدارة قواعد البيانات. و هناك عدد من المواقع الخاصة بشبكة الإنترنت يمكن الرجوع إليها لمعرفة واجهات شبكة الإنترنت مثل :

http://www.geog.buffalo.edu/~rensch/geowepp/

http://milford.nserl.purdue.edu/

http://wepp.mesonet.agron.iastate.edu/

http://www.netmaptools.org

برامج خاصة بالغابات والمراعي الطبيعية:

طورت خدمات الغابات بالولايات المتحدة الأمريكية موقعا على شبكة الإنترنت وذلك لمشروع التنبؤ بالتعرية بفعل المياه وبهدف تحقيق إدارة سهلة للغابات والمراعي الطبيعية لأصحاب المصلحة والجهات المعنية (مثل : مهندسو الغابات، علماء المراعي الطبيعية، المسؤلين الاتحاديين، وحكومة الولاية أو عامة الناس).

و يمكن الوصول إلى البرامج الخاصة وتشغيلها بسهولة عن طريق شبكة الإنترنت ودونما أن يتطلب هذا فهم عميق بمبادئ الهيدروليكا أو الهيدروليجي (علم المياه) والجدير بالذكر أن تلك البرامج تتضمن الأتي:

1. برنامج تصريف المياه(توقع كمية الرواسب من المنطقة العازلة أو المخزن المؤقت).
2. برنامج الصخرة (خاص بالمناخ تعديل وم تحميل ملفات المناخ الخاصة بالتعرية بفعل المياه)
3. برنامج الطرق الداخلية للغابات (خاصة بالتنبؤ بتآكل أجزاء من الغابات وعلاماتها).
4. برنامج العلامات المؤدية للطرق داخل الغابات وتأكل بعضها.
5. صورة مشوشة من مشروع التنبؤ بالتعرية بفعل المياه من خلال الأماكن المبعثرة في الغابات والمراعي الطبيعية والتي تكون بسبب وجود حريق هائل أو عمليات قطع الأشجار.
6. نموذج رواسب حوض بحيرة تاهو (تحت التشييد) للتنبؤ بكمية المياه الجارية فوق سطح الأرض والتآكل في حوض البحيرة.
7. التزود بفنيات الإدارة أي التنبؤ بالرواسب من خلال التدرب على عمليات الإدارة.
8. الإرسابات ومخاطر الإدارة : التنبؤ بكمية الإرسابات المحتملة من خلال معالجات متتعده مرة كل خمس سنوات قد يحدث فيها حرائق هائلة.