Language
Country/Area
No result found
استكشاف أسرار التضاريس: ما هي الطريقة التقليدية لترسيم حدود مستجمعات المياه يدوياً؟
ترسيم مستجمعات المياه هو عملية تحديد حدود منطقة مستجمعات المياه، والمعروفة أيضًا بمنطقة الاحتجاز أو حوض الصرف أو حوض النهر. وفي العديد من المجالات، بما في ذلك العلوم البيئية والهندسة والإدارة، فهي خطوة مهمة في دراسة مشاكل مثل الفيضانات أو الموائل المائية أو تلوث المياه. يتم تنفيذ هذا النشاط عادةً بواسطة الجغرافيين والعلماء والمهندسين.
من الناحية التاريخية، اعتمد ترسيم منطقة مستجمعات المياه بشكل أساسي على العمل اليدوي على الخرائط الطبوغرافية الورقية، مكملة بالمسوحات الميدانية. في الثمانينيات، ومع تطور أجهزة الكمبيوتر والبيانات الإلكترونية، بدأت الأساليب الآلية لترسيم مستجمعات المياه في الظهور وأصبحت مستخدمة على نطاق واسع.
تستخدم طرق تحديد مستجمعات المياه المحوسبة نماذج الارتفاع الرقمية (DEMs)، وهي عبارة عن مجموعات بيانات تمثل ارتفاع سطح الأرض.
في الوقت الحاضر، يتم تحديد مستجمعات المياه عادةً باستخدام برامج النمذجة الهيدرولوجية المتخصصة، مثل WMS، أو برامج نظام المعلومات الجغرافية (مثل ArcGIS أو QGIS)، أو باستخدام لغات البرمجة مثل Python أو R. باعتباره الوحدة الجغرافية الأساسية للهيدرولوجيا، يشمل مستجمع المياه حركة المياه وتوزيعها وإدارتها على الأرض.
التحديد اليدوي لمناطق تجمع المياه
تتمثل الطريقة التقليدية لحساب حدود مستجمعات المياه في رسمها يدويًا على خرائط طبوغرافية ورقية، ويتم المساعدة في بعض الأحيان باستخدام أفلام شفافة. يمكنك بعد ذلك استخدام محدد المدى لتقدير المساحة، أو يمكن رقمنة النتائج لاستخدامها مع برنامج رسم الخرائط. حتى في العصر الإلكتروني، لا تزال مهارة تحديد مستجمعات المياه يدويًا مفيدة جدًا لأنها يمكن التحقق من صحة مستجمعات المياه التي تم إنشاؤها باستخدام البرامج.
وفقًا لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، تتضمن خطوات تحديد مستجمعات المياه يدويًا ما يلي: تحديد نقاط خروج مستجمعات المياه على الخريطة، وتخيل أو رسم خطوط المياه السطحية التي تتدفق إلى المناطق المنخفضة، ووضع علامات على مواقع نقاط الإغاثة المرتفعة، وتحديد نقاط التدفق بمستجمعات المياه، وربط هذه النقاط بمناطق مستجمعات المياه المحددة.
تتضمن بعض القواعد الأساسية لترسيم الحدود ما يلي: يجب أن تكون حدود مستجمعات المياه متعامدة مع الخطوط الكنتورية عند عبورها، ويجب ألا تعبر الأنهار أو الجداول إلا عند مخرجها. يجب أن تتبع حدود مستجمعات المياه خطوط التلال وتربط النقاط العالية.
عيب التحديد اليدوي هو أنه يخضع للحكم الشخصي ويوجد معدل خطأ معين. تنص وكالة حماية البيئة في إلينوي على أن "تحديد مستجمعات المياه هو علم غير دقيق. حتى أن اثنين من الخبراء قد يصلان إلى حدود مختلفة قليلاً." بالنسبة لمستجمعات المياه الأصغر حجمًا، خاصة عندما تكون النتائج الدقيقة حاسمة، قد تكون الرحلات الميدانية ضرورية لاكتشاف الميزات غير الموضحة على الخريطة رسم خريطة.
الترسيم الآلي لمنطقة مستجمعات المياه
إن استخدام برامج الكمبيوتر لتحديد مستجمعات المياه غالبًا ما يكون أسرع وأكثر اتساقًا من الأساليب اليدوية لأنه يزيل ذاتية المحلل. لقد أصبحت طرق تحديد مستجمعات المياه الآلية شائعة منذ الثمانينيات وتستخدم على نطاق واسع في المجتمعات العلمية والهندسية.
يستخدم الباحثون أيضًا أساليب الكمبيوتر لتحديد مناطق تجميع المياه على سطح المريخ.
تستخدم طرق ترسيم مستجمعات المياه الآلية نماذج الارتفاع الرقمية (DEMs)، وعادةً ما تستخدم طريقة "المنحدر الأكثر انحدارًا" لحساب اتجاه التدفق. وعادة ما يتم تنفيذ هذه العملية على شبكة مستطيلة، كما هو الحال مع معظم الخوارزميات المعاصرة. للحصول على نتائج أكثر دقة، يجب معالجة البيانات و"تكييفها" حتى يمكن الحصول على نتائج هيدرولوجية واقعية.
في عملية تحديد مناطق تجميع المياه بناءً على نماذج الارتفاع الرقمي، ستأخذ الخوارزمية في الاعتبار المناطق المنخفضة في التضاريس ومسارات التدفق وعوامل أخرى، ثم تحدد اتجاه تدفق المياه، والذي يتضمن مجموعة متنوعة من طرق الحساب . تحتوي خوارزمية D8 الأكثر استخدامًا على قيود لتدفق المياه في ثمانية اتجاهات، مما قد يؤدي إلى أنماط تدفق غير واقعية.
البرمجيات المستخدمة لتحديد مستجمعات المياه
تمت كتابة بعض أقدم برامج تحديد مستجمعات المياه بلغة فورتران، مثل CATCH وDEDNM. اليوم، تتضمن العديد من حزم برامج نظام المعلومات الجغرافية (GIS)، مثل ArcGIS وQGIS وGRASS GIS، أدوات تحديد مستجمعات المياه. بالإضافة إلى ذلك، تتوفر أيضًا تطبيقات ترسيم مستجمعات المياه المستقلة مثل TauDEM.
يمكن استخدام بعض البرامج للمحاكاة الهيدرولوجية ولها وظيفة تحديد مستجمعات المياه. وتشمل هذه البرامج WMS (البرامج الهيدرولوجية)، ونموذج SWAT، والأحواض، وما إلى ذلك.
مجموعات البيانات والموارد الأخرى المتاحة
توجد العديد من مجموعات البيانات المتجهة التي تمثل مستجمعات المياه والتي يمكن عرضها وتحليلها باستخدام نظم المعلومات الجغرافية أو البرامج الأخرى. تقسم مجموعات البيانات هذه سطح الأرض بالكامل إلى "مستجمعات فرعية" أو "مستجمعات وحدة". يمكن دمج مستجمعات الوحدات الفردية لإنتاج مستجمعات أكبر، ويمكن تحديد مسارات التدفق والوصلات من خلال تحليل الشبكة.
مع التقدم المستمر للعلوم والتكنولوجيا، لا تزال تكنولوجيا وأساليب تحديد مستجمعات المياه في طور التطور. يمكن لهذه البيانات الأكثر دقة والخوارزميات الجديدة أن تزيد من تحسين دقة الترسيم. عند النظر في تأثير التغيرات البيئية والأنشطة البشرية، كيف يؤثر تحديد مستجمعات المياه على حياتنا وبيئتنا؟
