Understanding River Morphology and Floodplain Landforms

فالنهر هي نظم دينامية ترسم المناظر الطبيعية من خلال التحات والنقل وترسيب الرواسب، وقد أحدثت فيضانات في المناطق المسطحة المنخفضة المتاخمة للقنوات النهرية والتي تم تشكيلها وصيانتها من خلال الفيضانات الدورية التي ترسب الرواسب الخصبة، وغيّرت الأنشطة البشرية هذه العمليات الطبيعية في جميع أنحاء العالم، ومن خلال تعديل استخدام الأراضي، وبناء الهياكل الأساسية، واستخراج الموارد، أدى الناس إلى تعطيل التوازن الدقيق بين الأنهار.

إن فهم هذه الآثار ليس مجرد عملية أكاديمية؛ بل هو أمر أساسي للحد من مخاطر الفيضانات، والحفاظ على النظم الإيكولوجية المائية، وضمان الإدارة المستدامة لموارد المياه، ومع تزايد عدد السكان والتنمية بالقرب من الأنهار، تزداد الحاجة إلى اتباع نهج مدروسة ومتكاملة.

التحضر: تحويل مسارات ونموذج القناة

إن التنمية الحضرية هي أحد أكثر التأثيرات البشرية انتشارا على النظم النهرية، حيث تتوسع المدن، تُستبدل المناظر الطبيعية بسطح غير صالحة للزراعة مثل الطرق، وقاعات السيارات، والأسطح، والرصيف، وتمنع هذه المواد من التسلل إلى التربة، وتزيد بشكل كبير من حجم وسرعة مياه الأمطار، وتُعرف هذه الظاهرة باسم متلازمة تيار التدفق الحضري، التي تتميز بارتفاع معدلات تسرب الفيضانات.

The increased runoff energy erodes riverbanks and scours the streambed, often leading to channel incision-the deepening and widening of the channel. Over time, the river may become disconnected from its floodplain, lose the natural storage capacity that mitigates flood damage. Urban streams are frequently straightened, lined with concrete, or confined within culpverts to convey water away quickly.

كما تعاني من فيضانات التربة في ظل التحضر، حيث تم تم تمهيد أو بناء فيضانات، لا يمكن أن تستوعب مياه الفيضانات الزائدة، وتزيد من تفاقم فيضان المياه في أسفل المجرى وتخفض تغذية المياه الجوفية، وبالإضافة إلى ذلك، فإن المياه الحضرية تحمل ملوثات - أو أشجار، أو معادن ثقيلة، أو الأسمدة، أو عوامل مسببة للمرض - تؤدي إلى تدهور نوعية المياه وتضر بنمو في المناطق الحضرية.

للأكثر على متلازمة التدفق الحضري، انظر صفحة المسح الجيولوجي في مجرى الحضر

السدود وتحول المياه: الرواسب المضرة وسجلات تدفق المياه

فالددود من بين أكثر الهياكل تحولاً التي يقطنها البشر على الأنهار، ويوجد أكثر من 000 58 سدود كبيرة في جميع أنحاء العالم، تبنى من أجل الطاقة الكهرمائية والري ومكافحة الفيضانات وإمدادات المياه، وفي حين توفر هذه الأجهزة خدمات قيّمة، فإن السدود تُغيّر بشكل أساسي نظام التدفق الطبيعي - نمط التدفقات الموسمية العالية والمنخفضة التي تُكيَّف عليها النظم الإيكولوجية النهرية وفيضانات.

تخطي الترسبات وستار تيار أسفل النهر

ويُعتبر الخزان فخاً للرواسب: فهو يلتقط الرمل والسيل والحصى الذي تُنقله الأنهار بطبيعة الحال في أسفل النهر، ويؤدي تجويع الرواسب إلى تآكل القناة أسفل السد، كما أن الأنهار التي تُخفض فيها حمولات الرواسب تُعد في كثير من الأحيان حُكماً (تُخفض) وكراهات على الأسرار، وتفقد بار القبور والرمل الذي يوفر الموائل للأسماك.

Altered Flood Patterns

ومن خلال تخزين مياه الفيضانات وإطلاقها بأسعار خاضعة للمراقبة، تزيل السدود أو تخفض حجم وتواتر الفيضانات في أسفل المجرى، وقد يبدو ذلك مفيدا للهياكل الأساسية البشرية، ولكنه يعطل العمليات الطبيعية التي تخلق وتحافظ على التراب من الفيضانات، والفيضانات هي الآلية الرئيسية لبناء شوارع فيضانات من خلال التخدير المصرفي، وبدون الفيضانات العادية، قد تجفف الفيضانات، وتفقد الاصطدام، وتستعمرها من خلال الأراضي.

تنظيم الفيضانات والآثار الإيكولوجية

أما مشاريع تحويل المياه - الكنايات، وخطوط الأنابيب، والتخزين المضخ - الأخرى، فتغير التوقيت الطبيعي وحجم تدفقات الأنهار، ويمكن أن يترك استخراج المياه في المناطق القاحلة الأنهار جافة طويلة، وينعكس نمط في نهر كولورادو، وينغيتزي، والكثير من المشاريع الأخرى، وهذه التدفقات المخفضة من المياه، وتغيير نقل الرواسب، وإتاحة الفرصة لأن تزدهر الأنواع الغازية.

For data on dam impacts, refer to the International Rivers resource on dam impacts.]

الأنشطة الزراعية والصناعية: تغير استخدام الأراضي والتلوث

والزراعة والصناعة هي الاستخدام المهيمن للأراضي في العديد من أحواض الأنهار، وآثارهما على مورفولوجيا الأنهار وعلى قنابل الفيضانات عميقة ومتعددة الأوجه.

إزالة الغابات واندلاع التربة

كما أن إزالة الغابات من المحاصيل أو المراعي تزيل النظم الجذرية التي تربط التربة والزجاجة التي تعترض سقوط الأمطار، مما يؤدي إلى تآكل سريع يصل إلى ما بين 10 و100 مرة عن المعدلات الطبيعية في بعض المناطق، مما يؤدي إلى فيضان الأنهار التي ترتفع فيها حمولة الرواسب، وإلى تغير شكل القنوات، وإلى زيادة خطر الفيضانات في أسفل المجرى، وفي الأجل الطويل، يمكن أن يؤدي التحلل (ترفع من مستوى الإنتاجية النهرية) إلى حدوث أضرار فيضانات.

التنقل والتحديث

و تُبنى غطس الري و القفز و شبكات الصرف للسيطرة على المياه من أجل المحاصيل بينما هذه الهياكل تزيد من الإنتاج الزراعي، فإنها غالباً ما تبسط قنوات الأنهار، مما يجعلها أكثر وضوحاً وضيقاً، وتقتصر على مياه الفيضانات الطبيعية، وتمنع الفيضانات الضبابية المتاخمة للفيضانات من الرواسب والرطوبة، وعلى مر الزمن، قد تُخفّض الأرض خلفها لأنها لم تعد تزدهر بصورة دورية

التلوث ونوعية المياه

وتحلل المغذيات (النيتروجين والفوسفور) من الأسمدة، وتتسبب في حدوث تذبذبات في التربة، وتحلل مبيدات الآفات نوعية المياه، وتغيير عمليات نقل الرواسب، وتؤثر في السمات الإيكولوجية (النيتروجين والفوسفورية) على كل من السمات العضوية، وتؤثر هذه المواد على البيئة المميتة المحتوية على التحلل الحراري.

ونظرة أعمق إلى التأثيرات الزراعية، تقرير منظمة الأغذية والزراعة عن الزراعة ونوعية المياه يقدم تفاصيل مستفيضة.

التعدين واستخلاص الموارد: الاضطرابات المادية والكيميائية

فالتعدين على المعادن والفحم والرمل والمقابر يؤثر مباشرة على مورفولوجيا الأنهار والفيضانات، كما أن تعدين الرمل والمقابر في أنهار الأنهار واسع الانتشار بشكل خاص، ويقوده الطلب على مواد البناء، وتزيل هذه الممارسة الرواسب التي تحافظ على شكل القنوات والموئل، وقد تتسبب حفر الاستخراج التي خلفت تدفق المياه، في تآكل محلي، ويمكن أن تخفض منضب في تحول الغطاء النباتي في جميع الحالات.

كما أن عمليات التعدين الكبيرة تزيل المياه والموازين المحتوية على حامض، والمعادن التي تحتوي على معادن مثل النحاس والزنك والزئبق، والتي يمكن أن تستمر في تربة فيضان القاحلة لقرون، كما أن عمليات التعدين الواسعة النطاق تزيل أيضاً مساحات واسعة من الأراضي، وتزيد من التحات، وتغير إمدادات الرواسب إلى النهر، وقد أدى تعدين الجبال على الحطام في أعالي البحار، على سبيل المثال، إلى تغيير مسارات المياه السطحية.

Channelization and River Engineering: Direct Human Manipulation

فبعد التحضر والسدود، يصمم البشر مباشرة قنوات الأنهار للملاحة، ومراقبة الفيضانات، واستصلاح الأراضي، ويشمل التوحيد، وتعميق، وتوسيع النهر، الذي كثيرا ما يربطه بالمنعطف أو الخرسانة، ويزيل الذنب الطبيعي الذي يساعد على تفكك طاقة مياه التدفق، ويتسبب في سرعة سرعة المياه في أسفل المجرى، وينجم عن ذلك زيادة التآكل في أسفل النهر وتفكك في القناة التي تباطؤ فيها سرعة الربط.

وتجمع نظم الغطس، مع حماية مناطق محددة من الفيضانات، مياه الفيضانات بينها، مما يزيد من ارتفاعات الفيضانات، وقد تم توضيح هذه الظاهرة بشكل مأساوي في تأثير إعصار كاترينا على نيو أورليانز، حيث تحاصر موجات نهر ميسيسيبي التدفق، وأدت الفشل إلى تحصين كارثي، وبالمثل، فإن نظام الليفي الواسع النطاق على منع سقوط نهر ميسيسيبي.

Climate Change: Amplifying Human Impacts

ويُعد تغير المناخ مضاعفاً للإجهاد، ويتفاعل مع التعديلات البشرية القائمة من أجل إيجاد تحديات جديدة لإدارة مياه الأنهار والفيضانات، كما أن التغيرات في أنماط التهطال - سقوط الأمطار أكثر حدة في بعض المناطق، والجفاف المطول في نظم أخرى بعد الفيضانات والتدفقات المنخفضة، ويؤثر فقدان المذوفات الجليدية والثلجية على الأنهار التي تغذيها البطيخ الموسمي، ويقلل من التدفقات الصيفية ويتزايد شت الشتاء.

وقد أصبحت الفيضانات وحالات الجفاف الشديدة أكثر تواتراً وشدة، واختبار قدرة نظم الأنهار المصممة، وأصبحت الفيضانات الطبيعية أكثر أهمية من حيث أنها عازلة ضد عدم القدرة على التنبؤ بالمناخ، غير أن العديد من مشاعل الفيضانات قد تدهورت بالفعل بسبب الزراعة أو التنمية، مما يحد من قدرتها على استيعاب المياه الفيضانية وتخزين الكربون. ]]

"للمزيد من التأثيرات المناخية على الأنهار، انظر تأثيرات (نوا) المناخية على جمع الأنهار"

التخفيف والإدارة: إعادة التوازن

وإدراكا منا للضرر الكبير الذي تسببه الأنشطة البشرية، تتابع مناطق كثيرة الآن استراتيجيات ترميم وإدارة لاستعادة صحة الأنهار والفيضانات، وتختلف هذه النُهج من مشاريع محلية صغيرة إلى خطط إدارة أحواض الأنهار على نطاق واسع.

إعادة بسط فيضان السفن وإعادة ربطها

ومن أكثر التدخلات فعالية إعادة تشغيل المصابيح الطبيعية عن طريق إزالة أو وضع الجذام، وملأ الخنادق المتدفقة، والسماح للأنهار بالوصول إلى قنابلها الفيضانية، وبرنامج " روم للنهر " في هولندا مثال رائد يوسع القنوات، ويخفض الموائل المتدفقة، ويخلق قنوات تبوّلية لإعطاء الراين وتجاريها مزيدا من المساحة أثناء الفيضانات.

وفي الولايات المتحدة، أزالت مشاريع في نهر ميسيسيبي ونهر ساكرامنتو آلاف فدان من الأراضي الزراعية من الإنتاج، وأعادت ربطها بالفيضانات التاريخية لتحسين القدرة على الفيضانات ودعم الأسماك الأصلية مثل سمك السلمون، وكثيرا ما تنطوي هذه المشاريع على زراعة الغطاء النباتي الأصلي، وإزالة الأنواع الغازية، والسماح باستئناف العمليات الطبيعية مثل الترسب والترسبات فوق البنوك.

البنية التحتية الخضراء والتصميم الحضري

وفي المناطق الحضرية، تُدير ممارسات البنية التحتية الخضراء - مثل الحدائق المطرية والأسطح الخضراء والرصف البارع، وتشييد الأراضي الرطبة - المياه العاصفة في مصدرها، وتخفض أحجام المياه وتدفقات الذروة، وتُعد هذه التدابير عمليات هيدرولوجية طبيعية، وتسمح بالماء بالتسلل أو التبخر أو تستخدم بواسطة النباتات، كما أنها تُرشّد ملوثات في المناطق الحضرية وتوفر البيئة الحضرية.

إدارة الرواسب

ولمعالجة التجويع الرسوبي تحت السدود، يدمج بعض مشغلي السد الآن تقنيات إدارة الرواسب مثل التلويث (تعطيل المياه في مستويات المستودعات المنخفضة لتمرير الرواسب من خلال) وتجفيف الفيضانات التي تتحكم فيها، كما أن استعادة النبضات الموسمية في نهر كولورادو تحت سد غلين كانيون قد استخدمت لإعادة بناء الحبار والشوارع، مما يدل على أن عمليات الفيضان قد استعادت إلى حد بعيد.

النُهج التنظيمية والسياساتية

وتتوقف الإدارة الفعالة أيضا على أطر الحوكمة التي تحد من التنمية في الفيضانات، وتفرض قيودا على التعدين في قاع الأنهار، وتنظم ممارسات استخدام الأراضي التي تسبب التآكل، وقد اعتمدت بلدان كثيرة سياسات " لا تكسب صافيا " أو " انتصار " لمهام الفيضانات والأراضي الرطبة، وتوفر الإدارة المتكاملة لموارد المياه إطارا لتحقيق التوازن بين الاستخدامات المتنافسة للمياه مع الحفاظ على سلامة الأنهار والفيضانات.

لدراسات الحالات الإفرادية عن النُهج المتكاملة، انظر موارد برنامج البيئة لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة

الاستنتاج: نحو نظم مستدامة للنهر

إن البصمة البشرية على مورفولوجيا الأنهار وفيضانات الأنابيب واسعة النطاق ومتنامية، فالتحضر والسدود والزراعة والتعدين والتحويل وتغير المناخ قد غيرت بصورة جماعية الديناميات الطبيعية التي خلقت الأنهار والفيضانات التي نعتمد عليها في المياه والغذاء والنقل والخدمات الإيكولوجية، وتشمل النتائج زيادة خطر الفيضانات وفقدان التنوع البيولوجي وتآكل السواحل وانخفاض نوعية المياه.

غير أن هناك توافقاً متزايداً في الآراء على أن العديد من هذه الآثار يمكن التخفيف منها، وفي بعض الحالات عكس مسارها عن طريق الإدارة المدروسة وإعادة الاستعادة، ومع التسليم بأن الأنهار تحتاج إلى غرفة فضاء للفيضانات، وللتعذيب، وللرواسب، هي الخطوة الأولى، وباستعادة القدرة على الاتصال فيضانات الفيضانات، والحد من الغطاء غير الضار، وإدارة الرواسب على نحو أكثر حكمة، والتكيف مع تغير المناخ، يمكننا أن نعيد إلى إعادة إرساء العمليات الطبيعية التي تحافظ على قدرة كل من خلال تعافي من مسارات.