وحدات القناة هي مناطق محلية متجانسة نسبياً للقناة تختلـف فـي خصائص المورفولوجية والعمق والسرعة والطبقات التحتية من المناطق المجاورة، وهي اللبنات الأساسية للمجرى الأكبر، أكثر مصطلحات وحــدة القناة استخداماً للتدفقات الصغيرة إلى متوسطة الحجم هي ضحالة البركة ، يتم إنشاء وحدات القناة الفردية من خلال التفاعلات بين عناصر التدفق وخشونة سرير المجرى على المقاييس المتوسطة (المقطع الفرعي sub reach)، عادة ما تنطبق تعريفات وحدات القناة على الظروف عند انخفاض التصريف، وفي حالة التصريف العالي، غالباً ما يتعذر تمييز وحدات القناة عن بعضها البعض.

توفر الأنواع المختلفة من وحدات القنوات القريبة من بعضها البعض إمكانية اختيار المواطن للكائنات، لا سيما في المجاري الصغيرة التي تمتلك تبايناً طبيعيا كبيراً، مفيدة لتطوير فهم توزيع ووفرة النباتات والحيوانات المائية في بيئات مجرى غير مكتملة، من المعروف أن وحدات القناة تؤثر على تبادل المغذيات، وفرة الطحالب، إنتاج اللافقاريات القاعية، تنوع الأسماك.

اللافقاريات، وتوزيع تصنيف وحدة القناة هي أداة مفيدة لفهم العلاقات بين التغيرات التي يسببها الإنسان في المواطن والكائنات المائية، إذ قام هوكينز Hawkins وآخرون، (1993) بتعديل نظام تصنيف سابق لوحدة القناة بيزون وآخرون Bisson et al، 2198) واقترح نظام تصنيف ثلاثي المستويات (الشكل 8، 13) إذ يمكن للباحثين اختيار مستوى دقة المواطن المناسب للسؤال الذي تتم معالجته، وتم تقسيم المستوى الأول إلى وحدات مياه سريعة (الضحالة riffle) ووحدات مياه بطيئة (برك pool) ، يميز المستوى الثاني بين وحدات المياه السريعة ذات الأسطح المائية هائجة (المضطربةturbulent") مقابل الأسطح المائية الملساء غير المضطربة non-turbulent) ، ووحدات المياه البطيئة المتكونة من تطهير من وحدات المياه البطيئة التي تكونت بواسطة السدود بالمعنى الدقيق للكلمة، فإن جميع تدفقات الأنهار تقريباً مضطربة على عكس الصفائحي أو غير المضطرب وفقاً للمبادئ الهيدروليكية وبالتالي فإننا نستخدم المصطلحين هائج rough وأملس smooth لوصف سطح الماء لوحدات القناة بدلاً من المصطلحات المضطربة وغيــر المضطربة التي اقترحها هوكينز وآخرون (1993) قـام المستوى الثالث من التصنيف بتقسيم كل نوع من أنواع وحدات المياه السريعة والبطيئة إلى أقسام فرعية بناءً على الخصائص الهيدروليكية المميزة والنوع الرئيسي لهيكل أو عملية تشكيل المواطن.

ــ وحدات الماء السريع الهائج Rough Fast-Water Units مصطلح سرع الماء هو مصطلح نسبي يصف السرعات الحالية التي يتم ملاحظتها عند التدفقات المنخفضة إلى المعتدلة، ويقصد به فقط تمييز هذه الفئة من وحدات القناة عن الوحدات الأخرى في نفس المجرى باستخدام الماء البطيء في معظم الأوقات، ولكن ليس دائماً، ستكون وحدات المياه البطيئة أعمق من وحدات المياه السريعة عند تصريف معين كثيراً ما يتم تطبيق المصطلحات العامة الضحالة riffle البركة and pool على وحدات قناة المياه السريعة والبطيئة على التوالي، وعلى الرغم من أن هذه المصطلحات تنقل معلومات محدودة حول الخصائص الجيومورفولوجية أو الهيدروليكية للمجرى، فالسرعة الحالية والعمق هما المعياران الرئيسيان لفصل الضحالة عن البرك في قنوات التدفق ذات مرتبة المنخفضة إلى المتوسطة، كما ان عدم وجود قيم مطلقة للسرعة أو العمق، لذلك فان تحديد الضحالة والبرك يتم فصلها حسب التعريف بالعمق، فالبرك ليست ضحلة والضحالة ليست عميقة ومع ذلك، يمكن أن تحتوي البرك على مـيـاه ســريعة أو بطيئة.

وقد تعرف (هوكينز وآخرون (1993) على خمسة أنواع من وحدات قناة الماء السريع الهائجة، وليتم تصنيف وحدات القناة على أنها هائجة مع زيادة عدد Froude القفزات الهيدروليكية فإنها غير كافية لإدخال فقاعات الهواء وإنشاء بقع موضعية من زوال المياه البيضاء، ويمكن أن تتجاوز التدفق الحرج، في المقابل يكون مظهر التدفق أكثر اتساقاً في وحدات الماء السريع الملساء، ويتم سرد وحدات قنوات المياه السريعة الخشنة في بترتيب تنازلي تقريبـي للمنحدر وخشونة السرير والسرعة الحالية ووفرة الخطوات الهيدروليكية.

ــ الشلالات هي في الأساس قطرات عمودية من الماء وتوجد بشكل شائع في صخور السرير والجنادل وفي مجاري ومقاطع انحدار البركة تتألف وحدات قناة الجنادل من سلسة اضطراب عالي من شلالات قصيرة وأحواض مصقولة صغيرة وتتصف عادةً بأحجام رواسب كبيرة وتدرجات في المقطع الطولي للمجرى وهي معالم شائعة في مقاطع صخور السرير والجنادل عادةً ما تكون وحدات قناة المنزلق عبارة عن فتحات ضيقة وشديدة الانحدار في الأساس الصخري وهي شائعة في مقاطع السرير الصخري وتحدث أيضاً في مقاطع الجنادل والبرك.

ــ المسارع Rapids عبارة عن وحدات قناة شديدة الانحدار مع طبقات سفلية خشنة، ولكن على عكس الجنادل تمتلك مقطعا طولياً مستوياً إلى حد ما.

ــ المنحدرات عبارة عن وحدات قناة شديدة الانحدار مع طبقات سفلية خشنة، ولكن على عكس الشلالات تمتلك ملفاً جانبياً مستوياً إلى حد ما.

ــ المنحدرات النهرية هي وحدة قناة المياه السريعة water channel fast المهيمنة في مقاطع المجرى ويتصف مستوى سرير النهر الأكثر انحداراً.

ــ الضحلة هي الأكثر شيوعاً وتضم الطمى نتيجة السطح منخفض الانحدار (اقل من 3) والقنوات الطموية في مقاطع سرير النهر ذات الأرض المستوية والتي تضم الضحلة والبركة وتموجات الكثبان الرملية، يميل حجم الترسبات للفيضة أن يكون ذو حجم اقل من رسوبيات الأنهار سريعة الجريان والهائجة، نظراً لأن الضحلة أقل عمقاً من الأنهار المنحدرة ولديها قوة جر أقل.

- وحدات جريان مياه السريع Smooth Fast Water Units:

حدد هوكينز ، وآخرون، 1993 نوعين من وحدات جريان المياه السريعة، وحدات القناة الغطائية Sheet channel units وهي نادرة في العديد من مستجمعات المياه ولكنها قد تكون شائعة في أجزاء الوادي التي يهيمن عليها الصخر، وتظهر الأغطية إذ تتدفق المياه الضحلة بشكل موحد على صخرة ناعمة منحدرة متغيرة ويمكن العثور عليها في مقاطع سرير النهر bedrock أو الجنادل cascade أو برك pool step، ولكنها تكون معزولة بشكل عام، كما أن الجريان الحقيقي للأغطية نادر للغاية في أنظمة التدفق.

ــ وحدات قنوات التسريع عبارة عن وحدات مياه سريعة ذات منحدر ضحل، وعادة ما تكون ذات طبقات تتراوح في الحجم من الرمال إلى الحصى وهي أعمق من الضحالة، وبسبب طبقاتها السفلى لديها القليل مـن الجريان المحسوس، مما يعطي سطح الماء مظهراً سلساً التسريع شائع في المجاري الضحلة وبرك الضحلة وتموجات الكثبان الرملية والمجرى المظفر و عادة في قنوات المرتبة المتوسطة والعالية للانهار.

- تشكيل البرك Pools:

هناك فئتان من وحدات قناة جريان الماء البطيء: أحواض البرك pools والتي يتم إنشاؤها بواسطة النحت العمودي الذي يؤثر على الجريان ويشكل انخفاضاً في مجرى النهر والبرك التي تتشكل بواسطة حجز المياه في اتجاه المنبع امام عائق الجريان الجدول جدول 8، 3، يمكن إنشاء برك عندما يكون التصريف كافياً لملأ الطبقات التحتية substrata في موقع معين بمعدل يتجاوز إمداد المنبع للرواسب، بينما يمكن عمل أحواض سدود تحت أي ظروف للجريان، وقد ذكر هوكينز وآخرون، (1993) بوجود ستة أنواع من البرك.

ــ البرك الدوامة Eddy pools نتيجة عوائق الجريان على طول حافة المجرى أو النهر، تقع هذه البرك على الجانب السفلي مـن الـعـائق وعادة ما تكون متناسبة مع حجمه وغالباً ما ترتبط برواسب خشبية كبيرة أو نتوءات صخرية وصخور ويمكن العثور عليها في جميع أنواع الأنهار.

عادة ما توجد برك الخنادق Trench pools ، مثل المزالق chutes في روافد محصورة بشدة ويهيمن عليها الصخر، وهي على شكل حرف U في مقطعها العرضي وتمتلك ضفافا عمودية تقريباً شديدة المقاومة، ويمكن أن تكون برك الخنادق من بين أعمق وحدات قنوات المياه بطيئة الجريان التي تم إنشاؤها بواسطة النحت، ويميل عمقها إلى أن يكون موحداً إلى حد ما في معظم أطوالها على الرغم من أن برك الخنادق غالباً ما تكون عميقة إلا أنها قد تمتلك سرعات تيار عالية نسبياً.

ــ برك منتصف القناة Mid channel pools تتشكل من خلال الحواجز الضفاف للجريان التي تركز على النحت على طول المحور الرئيسي للجريان في منتصف النهر، وهذا النوع من وحدات قناة المياه البطيئة شائع جداً في مقاطع الجنادل، بركة، الضحالة، قد يحدث انقباض التدفق بسبب المحصورة جانبياً والصلبة دعامات الجسر هي أمثلة جيدة لها هي اتجاه حركة المياه حول العائق لم يتم تحويله نحو ضفة المقابلة.

ــ برك التقارب Convergence pools تنتج عن التقاء مجريين من نفس الحجم إلى حد ما في كثير من النواحي تشبه هذه برك منتصف القناة باستثناء وجود نقطتين رئيسيتين لدخول المياه، مما قد يؤدي إلى نمط من فرز الجسيمات الناعمة إذ يتم ترسيم بالقرب من رأس البركـة فـي الفــراغ بـيـن قناتي التدفق، ويمكن أن تحدث ايضا في أي نوع من الوصلات في مجاري الفيضية ولكنها شائعة في المجاري المظفرة.

ــ برك النحت الجانبية Lateral scour pools تحدث إذ واجهة القناة ضفة مجرى مقاومة أو عوائق أخرى بالقرب من حافته وتشمل العوائق الصخري أو الأخشاب الكبيرة أو حواجز الحصى.

وتتشكل العديد من الأحواض الجانبية بجوار أو أسفل هياكل كبيـرة غيـر منقولة نسبياً مثل تراكمات جذوع الأشجار أو على طول ضفة مجرى تم تبطينه بالإسمنت أو غيرها من المواد التي تقاوم انتقال القناة الجانبية، ويكون الماء في أعمق مكان مجاور لضفة المجرى ويكون ضحلاً بجوار الضفة المقابلة. تعد البرك الجانبية المنحوتة شائعة جـداً فـي والـبـرك الضحلة وذات التموج لوجود الترسبات الرملية والمقاطع المظفرة في مجاري البرك الضحلة وتموجات الترسبات الرملية، تتشكل أحواض النحت الجانبية بشكل طبيعي عند الثنيات المنعطفة حتى بدون ترسبات ذات خشونة كبيرة.

يشير الموقع إلى ما إذا كان من المحتمل أن تكون الوحدة مرتبطة بموجة القناة (الجزء الرئيسي من (التدفق أو مجاورة لضفة، تشير الملامح الطولية والمستعرضة إلى أعمق نقطة في الوحدة بالنسبة لمنطقة الرأس أو الوسط أو النهاية للوحدة، تشير خصائص الطبقة التحتية إلى مدى فرز الجسيمات (أي تجانس الجسيمات ومقاومتها للإزالة، يصف قيد تشكيل وحدة القناة الميزة التي من المرجح أن تسبب التجميع، تم التعديل من ( هوكينز وآخرون، 1993).

ــ برك الغطس Plunge pools تنتج عن السقوط العمودي للمياه فـوق عائق كامل الامتداد على مجرى النهر يقع العائق لفترة كاملة الذي يؤدي إلى إنشاء حوض الغطس على رأس البركة ويمكن أن يتراوح ارتفاع الشلال من أقل من متر إلى مئات الأمتار طالما أن قوة السقوط كافية لتنظيف السرير الرواسب نحو طرف مجرى النهر والناتج بركة، يوجد نوع ثان أقل شيوعاً من الغطس في القنوات ذات المرتبة الأعلى، إذ يمر المجرى فـوق انقطاع جيولوجي حاد مثل حافة الهضبة، مكونـاً شلالات كبيـرة مـع بركـة عميقة في القاعدة، اعتماداً على ارتفاع الشلال وتكوين الطبقات السفلية يمكن أن تكون أحواض الغطس عميقة جداً، بشكل عام تكون أحواض الغطس أكثر وفرة في مجاري المياه المنحدرة الصغيرة شديدة الانحدار على وجه الخصوص تلك التي تحتوي على حجر الأساس والشلال وتدرجات البركة ولكنها شائعة أيضاً في قنوات البركة - الضحالة الحرجية حيث تنشئ تدرجات غطس برك.

ــ برك السدود Dammed Pools: يتم إنشاء البرك المحصورة عن طريق حجز المياه في اتجاه المنبع من عائق الجريان وليس عن طريق التنظيف والنحت في اتجاه مجرى النهر من العائق، وهي تتميز بنوع المادة التي تسبب احتباس المياه وموقعها بالنسبة إلى خط الاعماق thalweg، يعتمد المعدل الذي تملأ به الرواسب لبرك السدود على توليد الرواسب من مناطق المصدر وانتقال الأنهار من المنبع، نظراً لسرعات المجرى المنخفضة، وغالباً ما تحتوي برك السدود على المزيد من سطوح صخرية مصقولة مقارنة ببرك النحت، وتمتلئ بالرواسب بمعدل أسرع بكثير ومع ذلك، تميل بعض أنواع أحواض السدود إلى امتلاك بنية وغطاء للكائنات المائية أكثر من أحواض النحت بسبب الترتيب المعقد للمواد المكونة للسد، فضلا عن ذلك يمكن أن تكون البرك المسدودة كبيرة جداً، وتتنوع حسب ارتفاع السد ومدى منع التدفق، وقد تؤدي السدود شديدة المسامية إلى حجز قليل، وعادة ما تملأ السدود المحكمة الإغلاق جيداً إلى قمة السد مما يؤدي إلى حدوث تسريب فيضاني أو جانبي.

هوكينز وآخرون، (1993) حددوا خمسة أنواع من برك السدود ثلاثـة منها تحدث في القناة الرئيسية للمجاري.

ــ برك الحطام السدود dam pools Debris تتشكل عادة عند نهاية تدفق الحطام أو حيث تطفو قطع كبيرة من الخشب في اتجاه مجرى النهر عنـد تصريف عال وتنزل مقابل الانحسار للقناة، يتكون الهيكل لسدود الحطام من قطعة واحدة أو بضع قطع رئيسية كبيرة تثبت السد في مكانه والتي تحبس قطعاً أصغر من الخشب والرواسب التي تشكل بهيئة منتظمة مرصوفة.

ــ أحواض سد القندس Dam Pools Beaver وهي وحدة القناة الوحيدة ذات الأصل الحيوي الطبيعي والتي تختلف عن أحواض ســد الـحـطـام مـن حيث أنها تفتقر عادةً إلى قطع رئيسية كبيرة جداً ولكنها تتكون بدلاً من ذلك من قطع صغيرة منسوجة بإحكام على سطح المنبع مع رواسب دقيقة، وقد يتجاوز ارتفاع بعض سدود القندس مترين، لكن معظم السدود في أنظمة التدفق يبلغ ارتفاعها حوالي متر أو أقل، ففي مستجمعات المياه ذات الجريان السطحي الموسمي المرتفع، قد يتم اختراق سدود القندس وإعادة بنائها سنوياً، في مثل هذه الحالات، يتم التخلص من الرواسب الدقيقة المخزنة فوق السد عند كسر السد.

ــ أحواض الانزلاقات الأرضية Dam Pools Landslide تتشكل عندما يؤدي تحرك المواد من منحدر تلال مجاور أو تدفق حطام رافد إلـى ســد مجرى مائي، مما يؤدي إلى حجز وتتكون مادة السد من خليط من الرواسب الخشنة والناعمة والحطام الخشبي، وعندما تحدث الانزلاقات الأرضية، وقد يتم نقل بعض أو معظم الرواسب الدقيقة من ترسباتها بسرعة في اتجاه مجرى النهر، تاركاً وراءها هياكل كبيرة جداً بحيث لا يمكن نقلها بواسطة التدفق، وتوجد برك الانزلاقات الأرضية الرئيسية للقناة بشكل أساسي في مناطق مقيدة جانبياً من مجاري صغيرة نسبياً، وأكثر وفرة في المقاطع المحصورة برك التدرج وجنادل تقترن منحدرات التلال مباشرة بالقناة، على الرغم من أن بعضها موجود في مقاطع البرك الضحلة المحصورة بشكل معتدل وطبقة قاع المجاري ذات المرتبة الأكبر، لاسيما عند أحواض الرافد شديدة الانحدار ترسب مراوح تدفق الحطام في النهر الرئيسي، تكون البرك المحصورة دائماً أقل وفرة من البرك الطينية في القنوات الفيضية، وذلك بسبب السرعة التي تملأ بها الرواسب والطبيعة المؤقتة لمعظم السدود.

يوجد نوعان من برك السدود الموجودة بعيداً عن القناة الرئيسية بشكل أساسي عند تدفق الجريان المنخفضة، وتحدث تجمعات المياه الراكدة على طول ضفة المجرى الرئيسي في نهاية مجرى النهر لقناة السهول الفيضية المنفصلة، وغالباً ما تظهر أحواض المياه الراكدة Backwater pools على شكل diverticulum أنبوب أعمى يقود من تجويف أو ممر نحو المجرى الرئيسي لا تحتوي أحواض القنوات المهجورة على مقاطع مياه سطحية للقناة الرئيسية، وتتشكل بواسطة رواسب تكون حواجز في قنوات ثانوية معزولة عند التدفق أو الجريان المنخفض، امـا بـرك القنوات المهجورة فهي مظاهر السهول الضحلة، وتموجات ترسبات الرمال، والمقاطع المظفرة التي قد تكون سريعة الزوال أو يتم الحفاظ عليهـا عـن طريق التدفق تحت السطحي.

مواضيع ذات صلة

التصنيف الجيورفولوجي والإيكولوجي لمونتغمري وبوفينجتون Montgomery and Buffingtons geomorphological and ecological classification

جيوبولوتيكية أحواض دجلة والفرات Geopolitics of the Tigris and Euphrates Basins

نسبة التحصين Entrenchment Ratio

اضطرابات المناخ وديناميكية الأنهار Climate disturbances and river dynamics

وادي النوع الحادي عشر الدلتا Delta

التطور الجيولوجي- الجيومورفولوجي لسهل الرافدين في العراق Geological geomorphological development of the Mesopotamian Plain in Iraq

تغير مجرى النهرين دجلة والفرات The course of the Tigris and Euphrates rivers changed

أحواض الانزلاقات الأرضية Dam Pools Landslide

سيادة مواد القناة المهيمنة Dominant Channel Materials

تطور وإدارة نهري دجلة والفرات في العراق The development and management of the Tigris and Euphrates rivers in Iraq

تصنيف اجزاء أو مقاطع الوادي Valley Segment Classification

استقرار القناة Channel Stability