كم من مطر العاصفة يصير سيلاً في كل حوض؟ جدول جاهز لأحواض الجزيرة العربية كلها
رقم المنحنى (Curve Number)، وعمق الجريان الصافي وحجمه، لـ3,408 أحواض تصريف تغطي الجزيرة العربية، بطريقة SCS كما في دليل TR-55. تُدخل مطر التصميم الرسمي لمحطتك، وتقرأ الجواب لكل حوض.
في نصف الأحواض يصير أكثر من 64٪ من مطر 100 ملم سيلاً، وفي نصفها أقل. وأعلى النسب في سهل تهامة الساحلي (0.67)، وأدناها في الربع الخالي (0.50).
لكل حوض جدول استجابة: عمق الجريان وحجمه ومعامله عند سبع درجات من المطر، من 25 إلى 200 ملم، ومعه رقم المنحنى لحالات رطوبة التربة الثلاث.
لم نحسب «جريان المائة سنة» من مطر الأقمار الصناعية، لأنه يقلّل ذروات العواصف: سجّل عاصفة جدة في يناير 2011 بـ25 ملم، والمحطات رصدت أكثر من 100 ملم.
ما الجريان الصافي؟
حين تمطر العاصفة، تحتجز التربة والنبات أول المليمترات، ثم يتسرّب جزء مما بعدها في التربة، والباقي يجري على سطح الأرض نحو الأودية. هذا الباقي هو الجريان الصافي، ويسمّيه المهندسون أيضاً الجريان السطحي المباشر (Direct Runoff). وطريقة رقم المنحنى تحسبه من رقم واحد لكل موقع، بين 30 و100: كلما ارتفع قلّ ما تمتصه الأرض، وزاد ما يجري عليها.
وطريقة رقم المنحنى لا تُدخل الانحدار (Slope) في حساب الكمية: الرقم تحدّده التربة والغطاء الأرضي، وجداوله تفترض انحداراً معتدلاً. ولهذا لا تعلو الجبال السهول في الخريطة أعلاه. لكن الانحدار الشديد في الواقع يقلّل وقت الارتشاح (Infiltration) فيزيد الجريان، فأرقام الأحواض الجبلية أقرب إلى حدّها الأدنى.
| الإقليم | معامل الجريان عند مطر 100 ملم |
|---|---|
| سهل تهامة الساحلي | 0.67 |
| ساحل الخليج العربي | 0.62 |
| جبال الحجاز والسراة | 0.61 |
| نجد ووسط الجزيرة | 0.61 |
| الربع الخالي | 0.50 |
المعامل مرجّح بمساحة الأحواض في كل إقليم. ومعامل 0.67 يعني أن 67 ملم من كل 100 ملم مطر تصير سيلاً.
جدول استجابة لكل حوض
| الحوض | المساحة (كم²) | رقم المنحنى | عمق الجريان عند مطر 100 ملم | حجمه (مليون م³) |
|---|---|---|---|---|
| حوض جدة | 464 | 89 | 71 ملم | 33.2 |
| حوض مكة | 3,514 | 88 | 68 ملم | 238.6 |
| منحدر السراة الغربي | 1,721 | 86 | 63 ملم | 109.6 |
| حوض رملي شمال الربع الخالي | 3,359 | 78 | 46 ملم | 156.4 |
كيف تستعمله
- من الجدول مباشرة: خذ مطر التصميم لمحطتك لفترة التكرار (Return Period) المطلوبة، واضربه في معامل خفض المساحة (Areal Reduction Factor)، ثم استوفِ خطياً بين درجتي السلّم المحيطتين به. لا تقرّب إلى أقرب درجة: مطر 112 ملم إن قرّبته إلى 100 صغُرت القناة عن حاجتها. والاستيفاء الخطي (Linear Interpolation) يعطي قيمة أعلى قليلاً من الحقيقة، أي في جانب الأمان. فحقل
q_p100_mmعمق الجريان عند مطر 100 ملم، وv_p100_mcmحجمه بالمليون متر مكعب. - لكل خلية بالأداة المرفقة:
python runoff_for_your_rain.py 110تعطيك خريطة عمق الجريان بمطر 110 ملم، أو أعطها خريطة مطرك نفسها. - بحاسبة الراستر (Raster Calculator): في الدليل المرفق الصيغة لـArcGIS Pro، وصيغة أخرى لـQGIS، لأن الدالّتين تختلفان بين البرنامجين.
لماذا لا نعطيك مطر التصميم جاهزاً؟
حسبناه فعلاً: أقصى مطر يومي لكل سنة من 1998 إلى 2025 من بيانات الأقمار CHIRPS، ثم فترات التكرار بتوزيع Gumbel. ثم قارنّاه بأكبر عاصفتين موثّقتين في جدة:
| العاصفة | ما رصدته المحطات | ما سجّله القمر في أشدّ خلية |
|---|---|---|
| 25 نوفمبر 2009 | نحو 90 ملم | 53 ملم |
| 26 يناير 2011 | أكثر من 100 ملم | 25 ملم |
القمر يرى المطر معدّلاً على خلية عرضها نحو خمسة كيلومترات، فيفوته قلب العاصفة. ولو بنينا «جريان المائة سنة» على هذه الأرقام لصمّم المهندس قنوات أصغر مما يلزم. ولهذا جعلنا المطر مُدخلاً تختاره أنت من منحنيات الشدّة والمدّة والتكرار (IDF) الرسمية لمحطتك. وأبقينا مطر الأقمار في الحزمة طبقةً مرجعية تُظهر النمط المكاني فقط، واسمها يقول إنها ليست للتصميم.
ما الذي نضيفه إلى البيانات الخام؟
- نحسب الحجم لكل خلية ثم نجمع، لا من متوسط رقم المنحنى للحوض. المعادلة غير خطية، فالحساب بمتوسط الرقم يعطي جرياناً أقل دائماً. الفرق نحو 1٪ في أغلب الأحواض عند مطر 50 ملم، لكنه يبلغ 21٪ في الأحواض التي تختلط فيها تربة متباينة.
- صحّحنا مساحات الأحواض: حقل المساحة في الطبقة الأصلية حُسب بإسقاط Web Mercator، فكانت المساحات أكبر من حقيقتها بنحو 22٪. أعدنا حسابها على الإهليلج، فصار مجموعها يطابق مجموع الخلايا بفارق 0.02٪.
- رقم المنحنى لحالات الرطوبة الثلاث مقتطعاً للمنطقة، وخريطة سعة الاحتفاظ S جاهزة، فيُحسب الجريان لأي مطر بمعادلة واحدة.
- إحصاءات الارتفاع والانحدار لكل حوض في الجدول نفسه، لحساب زمن التركيز بعدها.
- أداة بايثون وصيغتا حاسبة الراستر مختبرة على الحساب اليدوي، ودليل عربي فيه قاموس الحقول كلها.
خصائص الحزمة
| محتويات الحزمة | طبقة الأحواض (3,408 مضلّعاً) وجدولها بـ47 حقلاً، وأربع خرائط شبكية لرقم المنحنى وسعة الاحتفاظ، وطبقات مطر مرجعية، وأداة بايثون، ودليل عربي |
|---|---|
| التغطية | الجزيرة العربية كلها، ومعها العراق وبلاد الشام وحوض دجلة والفرات — من 12.6° إلى 40° شمالاً. والحوض الأخير مقصوص عند خط العرض 40°، فأطراف منابعه في تركيا خارج الحزمة |
| حجم الخلية | رقم المنحنى وسعة الاحتفاظ بخلية 7.5 ثوانٍ قوسية — نحو 250 × 250 متراً |
| سلّم المطر في جدول الأحواض | 25 و50 و75 و100 و125 و150 و200 ملم في 24 ساعة |
| حالات رطوبة التربة | الجافة (AMC I) والمتوسطة (AMC II) والرطبة (AMC III) — والحساب على المتوسطة كما في TR-55 |
| الطريقة | SCS لرقم المنحنى — USDA-NRCS، دليل TR-55، بفقد أولي Ia = 0.2 S |
| رقم المنحنى | GCN250 — Jaafar وآخرون، Scientific Data 2019، بترخيص CC BY 4.0 |
| الصيغة | GeoPackage وCSV وGeoTIFF، وأداة Python |
| نظام الإحداثيات (الإسناد المكاني) | WGS 84 (EPSG:4326) |
| الترخيص | لاستعمالك واستعمال الجهة التي تشتري لها، بلا إعادة توزيع للملفات — والأحواض مشتقة من HydroSHEDS الإصدار الأول (© WWF، بترخيص) |
| التسليم | رابط تحميل خاص بك صالح لمدة 24 ساعة |
ما يجدر أن تعرفه
- اضرب مطر المحطة في معامل خفض المساحة (ARF). منحنيات IDF تعطي مطراً عند نقطة، والعاصفة لا تمطر بالشدّة نفسها على حوض مساحته مئات الكيلومترات. تطبيق مطر المحطة كما هو على الحوض كله يضخّم الحجم.
- الجريان الصافي عمقٌ وحجم، لا ذروة التصريف. لحساب ذروة التصريف بالمتر المكعب في الثانية تحتاج زمن التركيز والهيدروغراف.
- بعض الأحواض مغلقة داخلياً وضخمة، يبلغ أكبرها مئات آلاف الكيلومترات المربعة. أرقامها للمقارنة بين الأحواض، ولا يُفترض فيها مطر منتظم على المساحة كلها.
- الغطاء الأرضي في رقم المنحنى من سنة 2015، فالأحياء الأحدث لا تظهر فيه. ارفع رقم المنحنى لها يدوياً في المدن سريعة النمو.
- خلية 250 متراً تناسب الأحواض من عشرات الكيلومترات المربعة فأكثر، لا تصريف شارع أو قطعة أرض.
للتواصل
نقدم الدراسات الهيدرولوجية كاملة لمشروعك: تحليل الأمطار ومنحنيات الشدّة والمدّة والتكرار، وزمن التركيز، وذروة التصريف والهيدروغراف، ورسم حدود الغمر لفترات التكرار (Return Periods) المختلفة.
