الفهرس 
IntroductionOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 271 |  |  |
| | | from | 271 | | |
Abstract
تعتبر الفيضانات من أخطر الكوارث الطبيعية التي يتعرض لها البلدان وخاصة في الأونة الأخيرة. ومن الجدير بالذكر أنه قد ينتج عن تلك الفيضانات خسائر متعددة في الأرواح والممتلكات كإنهيار المباني وتلف خدمات البنية التحتية مما يؤثر تأثيراً سلبياً على الدول. لذلك فقد ازداد اهتمام الحكومات مؤخراً لتشجيع المزيد من البحث العلمي في مجال دراسة الفيضانات ودرء مخاطرها. بالإضافة إلى ذلك ، فقد تم إدراك العديد من العوامل التي لها تأثير واضح على كميات وشدة الفيضانات مثل: الموقع الجغرافي ؛ البيانات المورفولوجية لمنطقة الدراسة ؛ البيانات الميترولوجية والتي تشتمل على خصائص هطول الأمطار وشدتها وكمياتها ودرجة الحرارة والرطوبة والرياح ؛ البيانات الجيولوجية بما في ذلك نوع التربة ومعدل التسلل والغطاء النباتي ؛ البيانات الطبوغرافية واستخدامات الأراضي، من الجدير بالذكر أنه كلما ازدادت شدة الفيضانات كلما أضعفت من الكفاءة الهيدروليكية لمجاري تصريف السيول. إن التغير المناخي الناتج عن ظاهرة الاحتباس الحراري له تأثير كبير على معدلات وكميات وشدة هطول الأمطار ودورة المياه الهيدرولوجية بشكل عام. ويمكن تعريف الاحتباس الحراري بأنه الزيادة التدريجية في درجة حرارة الهواء في الطبقة السفلى من الغلاف الجوي بالقرب من سطح الأرض بسبب زيادة نسبة الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي والتي ازدات مؤخراً بسبب الإفراط في استخدام مصادر الطاقة غير النظيفة ، ومن أشهر الغازات الدفيئة غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2)
ومن ناحية أخرى ، فإن الزحف العمراني له أثر كبير على معدلات الجريان السطحي لمياه الأمطار وذلك بسبب زيادة الرقعة الصماء من أسفلت وخرسانات مما يقلل من نفاذية سطح الأرض. مما يؤدي إلى تقليل معدلات تسرب ورشح المياه لباطن الأرض بشكل ملحوظ ، كما يؤدي إلى تقليل أزمنة التركيز مما يزيد بشكل كبير من قيم ذروة التصريف ومعدل الجريان السطحي مما يضعف الكفاءة الهيدروليكية لمجاري السيول ويعرض المناطق لأخطار السيول والفيضانات.أهداف البحثيهدف البحث في المقام الأول إلى دراسة الكفاءة الهيدروليكية للوديان في ظل التغيرات المناخية والزحف العمراني بغرض درء مخاطر السيول عن المواطنين والممتلكات العامة والخاصة، وقد اهتم الباحث بهذا المجال لما تم ملاحظته مؤخراً من مداهمة السيول لعديد من دول العالم. ومن أهم الأهداف أيضاً استكشاف ودراسة وتحليل أثر التغيرات المناخية على كميات ومعدلات هطول الأمطار لمنطقة الدراسة وهي مدينة الرياض بالمملكة العربية السعودية، والتنبؤ بما سيطرأ من تعديلات على قيم أقصى عمق مطر يومي مستخدم حالياً للعواصف المطرية التكرارية المختلفة، كما يهدف البحث أيضاً إلى دراسة أثر الزحف العمراني المستمر بحوض وادي أم الشيح بمدينة الرياض على معدلات الجريان السطحي لمياه الأمطار، ومن ثم دمج العاملين السابقين ودراسة تأثيرهم معاً على الكفاءة الهيدروليكية للوديان لإظهاروتوضيح المخاطر التي قد تتعرض لها منطقة الدراسة مستقبلاً. طريقة البحثولتحقيق أهداف البحث تم تنفيذ ما يلي:أولاً: جمع البيانات اللازمة عن منطقة الدراسةمن عام (1966م) حتى عام (2016م)، كما تم جمع البيانات المساحية اللازمة لدراسة طبوغرافية المنطقة واعداد نموذج الارتفاعات الرقمي بناءا على خرائط المسح الليداري التي تم الحصول عليها، وذلك بالإضافة لما تم جمعه من خرائط جيولوجية وجسات واختبارات التربة لمعرفة طبيعة تربة منطقة الدراسة اللازمة لإعداد الدراسة الهيدرولوجية، كما تم تحميل خريطة حالية من تطبيق الجوجل إيرث لمعرفة الوضع الراهن لاستعمالات الأراضي لمنطقة الدراسة حالياً، كما تم جمع البيانات اللازمة عن استعمالات الأراضي المستقبلية حسب المخطط الشامل لمدينة الرياض.
ثانياً: دراسة أثر التغيرات المناخية على أمطار مدينة الرياضتم دراسة أثر التغيرات المناخية على أمطار مدينة الرياض باستخدام البيانات التي تم جمعها من الأربع محطات من خلال دراسة التغيرات التالية ؛ (1) التغيرات التي حدثت في إجمالي كميات الأمطار السنوية و (2) التغيرات في فترات عودة تردد هطول الأمطار والتي حدثت على امتداد فترات متتالية ، وخلصت دراسة التغيرات التي حدثت في إجمالي كميات الأمطار السنوية إلى ما يلي:يمكن تقسيم الاتجاه العام من حيث الزيادة أو النقصان في إجمالي كميات مياه الأمطار السنوية على مدينة الرياض إلى ثلاثة أقسام، الأول ما بين عام 1965م حتى عام 1997م وكان الاتجاه العام في هذا القسم يوضح زيادة في كميات الامطارالسنوية بشكل عام، والقسم الثاني ما بين عام 1997م ، وحتى عام 2012م وقد كان الاتجاه العام في هذا القسم يوضح نقصان ، بينما أوضح الاتجاه العام في القسم الثالث ما بين عام 2012م وحتى عام 2016م ازدياد في إجمالي كميات مياه الأمطار السنوية.
بينما تمت دراسة التغيرات في فترات عودة تردد هطول الأمطار من خلال تكرار تحليل بيانات الأمطار باستخدام برنامج HYFRAN-PLUS لمجموعة أرصاد ل 31 عام، ثم تم التحرك بفترة قدرها عامين وتكرار التحليل لل 31 عام التاليين، وتكرار تلك العمليه على كافة الارصاد المتاحة لكل محطة، ومن ثم تم الحصول على عدد كافي من النقاط لرسم منحني لنواتج بيانات التحليل لكل محطة وقد وصلت النقاط في بعض المحطات الى 11 نقطة، ومنها تم استنباط معادلات خطية تحاكي الزيادة التي حدثت في كل عاصفة مطرية تكرارية (5-10-25-50-100 عام) لتوضح التصحيح اللازم اعتباره لتعديل أقصى عمق مطر يومي يمكن أن يسقط على مدينة الرياض، وقد خلصت تلك الدراسة إلى ما يلي:
• أفضل توزيع إحصائي مناسب لبيانات محطات تسجيل الأمطار أرقام (464 ، 452 ، 968) هو توزيع (Gamma) ، كما اتضح أيضاً من نتائج تحليل البيانات للمحطة رقم (40438) أن توزيع (Lognormal “maximum likelihood) هو الأنسب.
• يلزم تعديل قيم أقصى عمق مطر يومي/عاصفة مطرية تكرارية، وذلك بضربه في معاملات التصحيح التي تم التوصل اليها اثناء الدراسة وهي 21.61 % لعاصفة 100 عام، 12.70 % لعاصفة 50 عام، 8.48 % لعاصفة 25 عام.ثالثاً: دراسة أثر الزحف العمراني على رقم منحنى السيل كم2)، وإجمالي أطواله وروافده تصل إلى (53.71 كم) ، وهو من أهم روافد وادي السلي بمدينة الرياض ، وقد تم حساب قيمة رقم منحنى السيل المكافئ (CN current)للوضح الحالي اعتماداً على استعمالات الأراضي الحالية وطبيعة التربة وكانت قيمته (78) ، بينما إزدادت قيمة رقم منحنى السيل عند إدخال تطوير المنطقة في الحسبان (CN future)إعتماداً على المخطط الشامل المستقبلي لمدينة الرياض حيث وصلت قيمته إلى (86) مما سيؤثر تأثيراً كبيراً على ذروة السيل.رابعاً: دراسة الكفاءة الهيدروليكية لوادي أم الشيح في ظل التغيرات المناخية والزحف العمراني:تم تشكيل عدد أربع سيناريوهات مختلفة اعتمادا على (1) قيم أقصى عمق مطر يومي للوضع الحالي والمعدل (P current & P modified) ، (2) قيم رقم منحنى السيل للوضع الحالي والمستقبلي (CN current & CN future) حيث تم بناء النماذج الهيدرولوجية للأربع سيناريوهات بإستخدام برنامج (WMS) وبرنامج (HEC-HMS) حيث تم الحصول منها على القيم المتوقعة للجريان السطحي لمياه الأمطار لعاصفة مطرية تكرارية قدرها (100 عام)، وقد تم استخدام تلك المعدلات عند عدد تسع نقاط على مسار وادي أم الشيح الرئيسي لدراسة التغيرات المتوقعه في الكفاءة الهيدروليكية للوادي عند تلك النقاط بواسطة برنامج (HEC-RAS)، وقد خلصت الدراسة إلى ما يلي:
• أوضحت قيم معدلات الجريان السطحي الناتجة عن الأربع سيناريوهات أن للتغيرات المناخية والزحف العمراني أثر كبير وواضح على زيادة تلك المعدلات، حيث تراوحت قيم الزيادة المتوقعة بعد أخذ تأثير التغيرات المناخية والزحف العمراني بعين الإعتبار عند التسع نقاط المختارة على مسار وادي أم الشيح الرئيسي إلى ما بين (185%) إلى (400%).
• حدود الفيضان للوديان معرضة مستقبلاً للأزدياد مما سيعرض سكان المناطق المحيطة بالأودية لأخطار وكوارث السيول وتحتوي الدراسة علي العناصر الآتية :
- دراسة تحليل بيانات الأمطار بإستخدام برنامجHYFRAN-PLUS .
- حساب قيم أعماق أقصى هطول يومي لمدينة الرياض للعواصف المطرية التكرارية المختلفة.
- حساب قيم التصحيح الواجب اعتبارها لتصحيح قيم أعماق أقصى هطول يومي لمدينة الرياض لعاصفة(25-50-100 عام) لمدينة الرياض.
- دراسة أثر الزحف العمراني على قيم رقم منحنى السيل.
- الدراسات الهيدرولوجية للسيناريوهات الأربعة بإستخدام برنامج WMS & HEC-HMS
- الدراسات الهيدروليكية لاستكشاف التأثير الناتج عن السيناريوهات الأربعة على الكفاءة الهيدروليكية لتصريف مياه السيول للوديان.