Understanding River Morphology and Floodplain Landforms

فالنهر نظم دينامية ترسم المناظر الطبيعية عن طريق التحات والنقل وترسيب الرواسب، كما أن فيضانات التربة - المناطق الشقيقة، والمناطق المنخفضة المتاخمة للقنوات النهرية - تشكلت وتحافظ عليها الفيضانات الدورية التي ترسب الرواسب الخصبة، وقد غيرت الأنشطة البشرية هذه العمليات الطبيعية تغييرا عميقا 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

فالتنمية الحضرية هي أحد أكثر التأثيرات البشرية انتشارا على النظم النهرية، حيث تتوسع المدن، تُستبدل المناظر الطبيعية بسطح غير صالحة للزراعة مثل الطرق، وقاعات الوقوف، والأسطح، والرصيف، وتمنع هذه المواد من التسلل إلى التربة، وتزيد بشكل كبير حجم وسرعة مياه الأمطار، وتُعرف نتيجة ذلك بتدفقات أعلى من المجرى الحضري، وتتميز بتدفقات أعلى من حيث 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 فقدان التربة في التربة تحت التحضر، حيث يتم تمهيد أو بناء فيضانات، لا يمكن أن يستوعب مياه الفيضانات الزائدة، ويؤدي فقدان مخزون الفيضانات الطبيعية إلى تفاقم الفيضانات في أسفل النهر ويقلل من تغذية المياه الجوفية، وبالإضافة إلى ذلك، فإن المياه الحضرية تحمل الملوثات - النفط، والفلزات الثقيلة، والأسمدة، والمسببات - التي تؤدي إلى تدهور نوعية المياه، وتضر بنمو في المناطق الحضرية.

للأكثر على متلازمة التدفق الحضري، انظر صفحة المسح الجيولوجي في المستودعات الحضرية

السدود وتحول المياه: الرواسب المضرة ورواسب المياه

والسدود من بين أكثر الهياكل تحولاً التي يوجد فيها البشر على الأنهار، ويوجد أكثر من 000 58 سدود كبيرة في جميع أنحاء العالم، مبنية على الطاقة الكهرمائية والري ومكافحة الفيضانات والإمداد بالمياه، وفي حين أنها توفر خدمات قيمة، فإن السدود تغير بشكل أساسي نظام التدفق الطبيعي - نمط التدفقات الموسمية العالية والمنخفضة التي تكيف النظم الإيكولوجية النهرية والفيضانات.

الترسب والتجويع في أسفل النهر

ويُستخدم الخزان كفخ للرواسب: فهو يلتقط الرمل والسيل والحصى الذي ستنقله الأنهار بطبيعة الحال في أسفل النهر، ويؤدي تجويع الرواسب إلى تآكل القناة أسفل السد، كما أن الأنهار التي تُحمّل الرواسب المخفضة كثيرا ما تُحمّل (تُخفض) وتُفقد أسوارتهم، وتُفقد القضبان القبورية التي توفر الموائل للأسماكة.

Altered Flood Patterns

ومن خلال تخزين مياه الفيضانات وإطلاقها بأسعار خاضعة للمراقبة، تزيل السدود أو تقلل حجم وتواتر الفيضانات في أسفل النهر، وقد يبدو ذلك مفيدا للهياكل الأساسية البشرية، ولكنه يعطل العمليات الطبيعية التي تخلق وتحافظ على التراب المسبب للفيضانات، والفيضانات هي الآلية الرئيسية لبناء شوارع فيضانات المياه من خلال الترسبات فوق المصارف، وبدون الفيضانات العادية، قد تجفف الفيضانات وتفقد الخواصق وتسته

تنظيم الفيضانات والآثار الإيكولوجية

أما مشاريع تحويل المياه - قنوات الأنابيب، والتخزين المضخ - الأخرى، فتغير التوقيت الطبيعي وحجم تدفقات الأنهار، ويمكن أن يترك استخراج المياه في المناطق القاحلة الأنهار جافة طويلة، وهو نمط شوهد في نهر كولورادو، وينغيتزي، والكثير من المشاريع الأخرى، وهذه التدفقات المخفضة تقلل من جداول المياه، وتغيير نقل الرواسب، والسماح للأنواع الغازية بالازدهار.

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 الغالب للأراضي في العديد من أحواض الأنهار، وآثارهما على مورفولوجيا الأنهار والفيضانات 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 تضاؤل معدلات الإنتاج الزراعي بمعدلات تتراوح بين 10 و100 مرة، مما يؤدي إلى فيضان الأنهار التي ترتفع فيها كميات الرسوبيات، وإلى تدهور شكل الموائل المتدفقة في الفيضانات.

التنقل والتحديث

و عندما تزيد هذه الهياكل من الإنتاج الزراعي فإنها غالباً ما تبسط قنوات الأنهار وتجعلها أكثر وضوحاً وضيقاً، وتقتصر على مياه الفيضانات الطبيعية، وتمنع الفيضانات الضبابية، وبالتالي تنهار الفيضانات المتاخمة جوعاً من الرواسب والرطوبة، وعلى مر الزمن، قد تتدهور الأرض التي خلفها الجذام بسبب عدم حدوث فيضانات دورية

التلوث ونوعية المياه

وتحلل المغذيات (النيتروجين والفوسفور) من السمادات العضوية، وتتسبب في حدوث تغذيات في كل من المناطق العضوية المتجمعة من التربة، وتؤثر هذه المواد على البيئة المميتة في التربة، وتؤثر على السمات العضوية في التربة، وتؤثر على كل من هذه المواد على البيئة العضوية المحتوية على مواد ملوثة بالأنهار.

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

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، وهذه الممارسة تزيل الرواسب التي تحتفظ بشكل وموئل القناة، وقد تسبب حفر الاستخراج التي خلفت تدفق المياه في تدهور التربة، ويمكن أن تؤدي إلى تحول في المياه.

كما أن التلوث الكيميائي الناجم عن التعدين - وخاصة مياه المجاري المائية والموازين المحتوية على أحواض حامض - مع المعادن مثل النحاس والزنك والزئبق - يمكن أن تستمر هذه الملوثات في تربة فيضان قزحية لقرون، كما أن عمليات التعدين الواسعة النطاق تزيل أيضا مساحات واسعة من الأراضي، وتزيد من التحات، وتغير إمدادات الرواسب إلى النهر، وقد أدى تعدين الجبال على سبيل المثال إلى تدفُّل المياه السطحية.

Channelization and River Engineering: Direct Human Manipulation

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

نظم الغطس، بينما تحمي مناطق محددة من الفيضانات، تركز مياه الفيضانات بينها، وترفع مستويات الفيضان، 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 نهر ميسيسبي السفلى قد أدى إلى قطع الفيضان.

Climate Change: Amplifying Human Impacts

ويستخدم تغير المناخ كمضاعف للإجهاد، ويتفاعل مع التعديلات البشرية القائمة من أجل إيجاد تحديات جديدة لإدارة مياه الأنهار والفيضانات، وتغير أنماط الأمطار - وتفاقم هطول الأمطار في بعض المناطق، والجفاف في مناطق أخرى بعد الفيضانات ونظم تدفق المياه المنخفضة، وتؤثر المذوفات الجليدية وفقدان أكياس الثلج على الأنهار التي تغذيها مصهر الثلج الموسمي، وتخفض التدفقات الصيفية وتزيد من سرعة 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 حالات الفيضانات قد تدهورت بالفعل بسبب الزراعة أو التنمية، مما يحد من قدرتها على استيعاب المياه الفيضانية وتخزين الكربون. ]]

أكثر من تأثيرات المناخ على الأنهار، انظر تأثيرات المناخ التي تحدثها نونا على جمع الأنهار

التخفيف والإدارة: إعادة التوازن

وإدراكا 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 الإمداد بالفلود والارتقاء

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

وفي الولايات المتحدة، أزالت مشاريع في نهر ميسيسيبي ونهر ساكرامنتو آلاف فدان 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 والرصفة القابلة للزراعة، وتشييد الأراضي الرطبة - المياه العاصفة في مصدرها، وتخفض أحجام المياه الجوفية وتدفقات الذروة، وتُعد هذه التدابير عمليات هيدرولوجية طبيعية، وتسمح بالماء بالتسلل أو التبخر أو تستخدم بواسطة النباتات، كما أنها تُضع برامج للترشيحات وتُفُصُصُ على البيئة.

إدارة الرواسب

ولتناول التجويع الرسوبي تحت السدود، يدمج بعض مشغلي السد الآن تقنيات إدارة الرواسب مثل التسمم (تعطيل المياه في مستويات منخفضة من الخزان لتمرر الرواسب من خلال)، وتجفيف الفيضانات وتتحكم فيها، كما أن استعادة النبض الموسمي في نهر كولورادو تحت سد غلين كانيون قد استخدمت لإعادة بناء الحبار والشوارع، مما يدل على أن عمليات الفيضانات قد استعادت إلى حد بعيد.

النهج 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 وظائف الأراضي 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 الأمم المتحدة للبيئة (IWRM) .]

الاستنتاج: نحو نظم مستدامة للنهر

إن الآثار البشرية على مورفولوجيا الأنهار وفيضانات التربة 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 وتدهور التربة الساحلية وانخفاض نوعية المياه.

بيد أن هناك توافقا متزايدا 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، والرواسب، هي الخطوة الأولى، وباستعادة القدرة على الاتصال فيضانات الفيضانات، والحد من التغطية غير السليمة، وإدارة الرواسب بصورة أكثر حكمة، والتكيف مع تغير المناخ، يمكننا أن نعيد إرساء العمليات الطبيعية التي تحافظ على كل من خلال التصدي للفيضانات.