تأثير نظم البحيرات والنهر على مخاطر الفيضانات

إن حركة المياه عبر سطح الأرض للأرض تحدد طبيعة المناظر الطبيعية، وتشكل النظم الإيكولوجية، وتطرح التحديات المستمرة في المستوطنات البشرية، ونظم البحيرات والأنهار هي الشرايين الرئيسية والمستودعات لهذه الشبكة الهيدرولوجية، وتصرفاتها تحكم مباشرة مخاطر الفيضانات في المجتمعات المحلية في جميع أنحاء العالم، ولا يشكل خطر الفيضانات مجرد وظيفة من الأمطار الغزيرة أو البطيخة السريعة، بل يحدد كيفية قيام هذه الهيئات بتجميع المياه،

ويبحث هذا التحليل الآليات التي تؤثر من خلالها الأنهار والبحيرات على أخطار الفيضانات، ويستكشف تفاعلاتها المعقدة، ويقيّم النهج الحديثة لإدارة مخاطر الفيضانات في عصر يشهد تغيرا بيئيا سريعا، ومن خلال تجاوز الآراء التبسيطية لضبط الفيضانات ودمج منظور قائم على النظم، يمكن لأصحاب المصلحة بناء القدرة على التكيف في المناظر الطبيعية التي يعيشون فيها.

The Hydraulic Geometry of Rivers and Flood Generation

فالأنهار هي نظم دينامية تكيف باستمرار شكلها ومسارها استجابة للمياه والرواسب التي تنقلها، وقدرة النهر على احتواء التدفق داخل مصارفه تحددها قياسات الهندسة الهيدروليكية التي تشمل عرض القنوات، والعمق، والمنحدرات، والوعرة، وعندما يتجاوز حجم المياه التي توفرها مستجمعات المياه هذه القدرة، يغمر النهر بنوكه ويصبح الفيضانات الطبيعية المحيطة به.

خصائص المياه وجيل الركض

فالخصائص المادية لمستجمع المياه تمارس السيطرة الأولية على توليد الفيضانات، إذ أن مستجمعات المياه هي المنطقة التي تنزف إلى منفذ مشترك، وحجمها وشكلها وحجمها ونوع التربة وغطائها الأرضي تحدد سرعة هطول الأمطار، وتميل مساحات المياه المتطاولة التي تولدها التربة النادرة إلى إنتاج ذروت سريعة وملمحة، بينما ترتفع فيها كميات كبيرة من التربة ببطء.

فالتحضر يغير أساساً عمليات مستجمعات المياه الطبيعية، إذ أن الأسطح المزدهرة مثل الطرق، وقاعات الوقوف، والأسطح تمنع سقوط الأمطار من التسلل إلى الأرض، وأن نظم تصريف المياه العاصفة مصممة لجمع ونقل هذه الفيضانات بأسرع ما يمكن إلى أقرب مجاري أو نهر، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في حجم وتواتر الركض، مما يؤدي إلى ارتفاع سرعة الفيضانات في المناطق الحضرية.

The Impact of River Engineering

وقد ترتب على التعديلات البشرية في قنوات الأنهار آثار عميقة على مخاطر الفيضانات، وقد سعت المجتمعات منذ قرون إلى تقييد الأنهار لأغراض الملاحة واستصلاح الأراضي وحماية الفيضانات، كما أن الخيوط أو التوابيت الاصطناعي قد تُصمم بحيث تُحصر التدفق داخل قناة ضيقة، وتمنع المياه من الانسكاب إلى قافلة الفيضانات، وفي حين أن الليفيات يمكن أن تحمي مناطق معينة من الفيضانات المتكررة، فإنها كثيرا ما تزيد من خطر الفيضانات في أسفل المجرى وفي مرحلة لاحقة.

البحيرات بوصفها منظمي المواد الطبيعية والصناعية

فالبحيرات تعمل كعناصر هرمية حرجة داخل المشهد، إذ أنها تعمل كمستودعات طبيعية، وتستوعب التدفقات الداخلة من الأنهار، والتثبيتات، والمياه الجوفية، وتطلق المياه على فترات ممتدة، ويمكن أن تقلل هذه الوظيفة إلى حد كبير من حجم موجات الفيضانات التي تبثها شبكة نهرية، وتتوقف فعالية بحيرة في تنظيم الفيضانات على قدرتها على التخزين فيما يتعلق بحجم التدفقات الداخلية، وتشكيل أي هياكلها الخارجية، وقواعدها التشغيلية.

Natural Lake Regulation

وفي نظام للبحيرات الطبيعية، غالبا ما يكون المنفذ هو تدفق أو نهر يتدفق بعيدا، حيث يمكن أن تؤدي المنطقة المتقاطعة و المنحدر من هذا المنفذ إلى تحديد قدرة تصريف البحيرة، وفي حالة تدفق كبير، يرتفع مستوى البحيرة، ويزيد من الرأس الهيدروليكي في المنفذ، ويتيح إطلاق المزيد من المياه، مما يؤدي إلى انخفاض مستويات الفيضانات في أمريكا.

إدارة البحيرات والمستودعات

فالسدود التي تُعدل سلوك البحيرة الطبيعية أو تُنشئ مستودعات صناعية تماماً لأغراض واضحة تتمثل في التحكم في الفيضانات، وتوليد الطاقة الكهرمائية، والري، وإمدادات المياه، وتخزن السدود المياه أثناء فترات التدفق المرتفعة وتُطلقها خلال فترات التدفق المنخفضة، وتنظم بشكل مصطنع مراحل النهر، وتشتمل إدارة هذه المستودعات على مبادلات معقدة.

التفاعلات الحرجة في بحيرة ريفر

وربما تكون أكثر ديناميات الفيضانات تعقيدا وتحديا في الوصلة بين البحيرات والأنهار، وتتميز هذه المناطق الحدودية، بما فيها دلتا النهر، والمستعمرات، والارتفاعات، بتداخل التدفقات من مصادر متعددة، وآثار المياه الخلفية، وتبادل المياه والرواسب، وتتأثر مخاطر الفيضانات في هذه المناطق الانتقالية بالظروف في مستجمعات المياه المساهمة وفي جسم المياه المستقبل.

فيضان المياه الخلفية وديناميات الارتفاع

ويحدث الفيضانات في المياه الخلفية عندما تعوق مستويات المياه المرتفعة في نهر أو بحيرة رئيسية تدفق تيار ثلاثي، وفي أثناء حدث كبير فيضانات على نهر كبير، تتراجع المياه في أفواه ثلاثيات أصغر، مما يتسبب في حدوث فيضان بعيد عن القناة الرئيسية، وهذا الأثر يتضخم حيث تخترق الأنهار البحيرات أو المحيطات.

دور تبادل المياه الجوفية

كما أنَّ هذه المجازفة التي تُحدِّد المياه السطحية تُحدَّد بالوسيلة غير المنظورة من خلال التبادل غير المرئي للمياه بين أجسام المياه السطحية ومستودعات المياه الجوفية، حيث تُحدِّد المياه الجوفية في فترات الجفاف، وتُصون تدفق المياه الجوفية، وتُفضيل هذه المسافات المائية إلى التحلل، وتُفضيل مسارات المياه الجوفية العالية، وتُعَدَّدَّدُ في مجرى المياه الجوفية.

Climate Change as a Risk Multiplier for Lake-River Networks

ويغير تغير المناخ العوامل الأساسية التي تؤدي إلى مخاطر الفيضانات في البحيرات والنهر، ويزيد من رطوبة الغلاف الجوي الاحتراري، مما يؤدي إلى تكثيف الدورة الهيدرولوجية، وتزداد تواتر أحداث التهطال وخطورة في مناطق عديدة، وتنتج الأنهار في الغلاف الجوي، التي تشكل ممرات ضيقة من النقل المركّز، سقوط الأمطار في المناطق الوسطى وفيضانها.

كما أن التغيرات في حقائب الثلج وتوقيت صهر الثلج هي أيضاً إعادة تشكيل نظم الفيضانات، وفي العديد من المناطق الجبلية، يتناقص التهطال إلى مستوى الثلج، ويزداد الثلج الذي يتراكم في وقت سابق من الربيع، ويقلل من مخزون المياه الطبيعية الذي توفره أكياس الجليد، ويمكن أن يؤدي إلى حدوث ظواهر فيضانية متغيرة في الأمطار عند سطح الماء، حيث يسقط المطر الدافئ على الجليد الحالي ويزيد من سرعة تذوبه ويحدث آثاراً متطرفة في المياه.

الاستراتيجيات المتكاملة لإدارة الفيضانات للنظم المعقدة

وتتطلب معالجة مخاطر الفيضانات في البحيرات والنظم النهرية المترابطة تحولاً من النهج التقليدية ذات الوجهة الواحدة إلى استراتيجيات متكاملة ومكيفة تُشكل تعقيداً وعدم يقيناً في النظام، ولا يمكن لأي هيكل أو سياسة بمفردها أن تزيل مخاطر الفيضانات، ولكن حافظة التدابير يمكن أن تقلل بدرجة كبيرة من ذلك مع توفير فوائد اجتماعية واقتصادية وبيئية إضافية.

التدابير الهيكلية والحدود المفروضة عليها

إن التدابير الهيكلية، بما فيها الجبايات والسدود والفيضانات وتحويلات الفيضانات، لا تزال عناصر هامة لإدارة مخاطر الفيضانات، وهي أكثر فعالية عندما تكون مصممة ومستمرة إلى مستويات عالية، وعندما تكون جزءا من استراتيجية أكبر، كما أن وجود خزانات كبيرة لمراقبة الفيضانات تعمل بحيز مخصص لتخزين الفيضانات يمكن أن يوفر حماية إقليمية، كما أن قنوات التفافية الفيضانية وهياكل التحويلية يمكن أن تؤدي إلى تجاوز المياه المزروعة من المناطق المأهوبة.

الحلول القائمة على الطبيعة واستعادة آلات الفيضانات

ويتزايد الاعتراف بقوة الملامح الطبيعية والقائمة على الطبيعة في الحد من مخاطر الفيضانات، وهذه النهوج تحفز العمليات الإيكولوجية على إدارة المياه، وتكملة الهياكل الأساسية الرمادي التقليدية، وتعيد ربط الأنهار بمواد الفيضانات، وتزيل أو تُعيد تدفق مياه الأمطار إلى المناطق الساحلية، وتُبطئ وتيرة تدفق المياه، وتُستوعب الأراضي الرطبة والحواجز المزروعة المياه وتخزن المياه.

التنبؤ والإنذار المبكر وتخطيط استخدام الأراضي

كما أن التدابير غير الهيكلية هي أكثر الطرق فعالية من حيث التكلفة ومستدامة للحد من مخاطر الفيضانات، كما أن التنبؤات المائية الدقيقة ونظم الإنذار المبكر تعطي المجتمعات المحلية الوقت اللازم لإعداد وإجلاء ونشر دفاعات مؤقتة، كما أن التقدم في التنبؤات الجوية، وقياس الأنهار في الوقت الحقيقي، والنماذج الهيدرولية تسمح للتنبؤ بمراحل الفيضانات مع زيادة الوقت والدقة.

بناء القدرة على التكيف في عالم مائي مترابط

إن نظم البحيرات والنهر ليست سمات معزولة، ولكن مكونات متكاملة من دورة المياه المستمرة الترابط، وتأثيرها على مخاطر الفيضانات عميق ومتعدد الأوجه، وتتكون من العمليات الطبيعية والتدخلات البشرية، وتتوقف الإدارة الفعالة على الاعتراف بهذا الترابط، وتؤثر قرارات استخدام الأراضي في المراحل الأولى على المجتمعات المحلية، ويمكن أن يزيد بناء الليف في مكان ما من المناطق الأخرى، ويدفع تغير المناخ هذه النظم إلى الأراضي غير المأهولة، ويطالب بنهج مرن ومكيف.

ويكمن الطريق إلى الأمام في الإدارة المتكاملة لمستجمعات المياه، حيث يتم تنسيق الإجراءات عبر الحدود السياسية ومجموعات أصحاب المصلحة، ويتطلب الجمع بين أفضل العلوم المتاحة وبين الهياكل الأساسية القوية والحلول القائمة على الطبيعة والتخطيط السليم، وباحترام الديناميات الأساسية للبحيرات والأنهار، وبالعمل مع العمليات الطبيعية بدلا من معالجتها، يمكن للمجتمعات أن تقلل من الضعف، وتعزز القدرة على التكيف، وأن تقيم علاقة أكثر استدامة مع المياه المتحركة التي تشكل عالمنا.