الاستاذ بمعهد بحوث الاراضي والمياه والبيئة – جيزة –  مصر – المستشار لوزيري الزراعة والري بدولة رواندا والخبير الدولى للمياة  لدول حوض نهر النيل

تشكل ندرة الموارد المائية في الدول العربية هاجساً كبيرا يحد من تنفيذ الخطط والبرامج المائية. وقد أثر ذلك على رفاهية المواطن العربي وٕانتاجيته وصحته وبيئته، حيث تعتبر معدلات هطول الأمطار من أكثر الموارد الطبيعية أهمية في البيئات الجافة وشبه الجافة.

وفي كثير من الدول العربية تشكل هذه المعدلات المصدر الوحيد لجريان المياه السطحية وتغذية المخزون الجوفي. وفي المناطق الجافة وشبه الجافة، حيث تنعدم الأنهر دائمة الجريان. وتشكل الاستفادة من تجميع مياه الأمطار في المناطق الجافة وشبه الجافة، التي غالباً ما تهطل فيها الأمطار خلال أشهر قليلة من السنة، أهمية كبرى تفوق مثيلاتها في المناطق الرطبة، وتزداد أهميتها في المناطق التي تنعدم أو تقل فيها مصادر أخرى كالمياه الجوفية أو المياه المنقولة وتصبح في هذه الحالة الوسيلة الأكثر جدوى لتأمين حياة الإنسان والحيوان والنبات.

تعد دراسة حصاد المياه في منطقة ما من الأهمية بمكان خاصة بواسطة إنشاء السدود في مواضع مختارة، ويتطلب الأمر توفيرالمعلوومات الضرورية عن بيئة الموضع، ومصادر الموارد المائية وطرق خزنيا وتحليلها بالكيفية المناسبة لممخططين ومتخذيا القرار من أجل اختيار المواضع المناسبة لإنشاء السدود، والحد من مشاكل نقص المياه في هىذه المناطق، وكذلك تجنب الكثير من المشاكل والآثار السلبية الناتجة عن الاختيار غير الملائم لمواضع السدود.ويعرف مصطلح حصاد المياه بأنة تلك التقنية التي تستخدم في حجز وتخزين مياه الأمطار والسيول في فترات سقوطها بطرق تختلف باختلاف الغاية من تجميعيا ومعدلات هطولها واعادة استخداميا سواء أكانت للشرب أم للري التكميمي والكامل أم لتغذية المياه الجوفية.

كما يعرف حصاد المياه على انة جمع لمياه الأمطار من حوض معين يعرف بحوض التصريف أو المستجمع المائي، وهو عملية مورفولوجية أو كيميائية أو فيزيائية تُنَفذ على سطح الأرض للاستفادة من مياه الأمطار بتخزين أكبرقدر منها، ويتم ذلك بتجميع مياه الجريان السطحي في منطقة تصريف وتخزين غيرمعرضة للانجراف لاستخدامها في الري أو لاى اغراض أخرى.

وتشتمل نظم حصاد المياه على ثلاثة مكونات رئيسة:

اولا: منطقة المستجمع المائي؛وهى جزء من الأرض يسهم في بعض أو كامل حصتة من مياه الأمطار لصالح المنطقة المستهدفة التي قد تكون واقعة خارج حدود ذلك الجزء.

ثانيا: مرفق التخزين؛ وهو المكان الذي تحتجز فية المياه الجارية من وقت جمعها وحتى استخدامها.

وثالثا: المنطقة المستهدفة؛ وهي المنطقة التي تستخدم فيها المياه التي جرى حصادها .

ستحدد الدقة في اختيار الموقع نجاح السد. يجب أن يكون موقع البناء ملائمًا اقتصاديا واجتمعيا و بيئيا وقانونيا. ان اختيار الموقع لسدود المياة والتصميم  والإدارة والصيانة  يمر بالخطوات التالية:

• أولا: اختيار مستجمعات المياه المحتملة من خريطة الاحتمالات بناءً على دراسة مكتبية

First:  select potential watersheds from the probability map based on a desk study

1. 1. خريطة التضاريس:تقدم خريطة التضاريس معلومات عامة حول مستجمعات المياه ، مثل مواقع القرى والطرق. الشرط الأول هو وجود المجتمعات (المستفيدين) في المنطقة في فترة الجفاف .

2- خريطة الطبوغرافية :تحتوى على معلومات حول التشكل في منطقة ما (الارتفاع والمنحدرات). يمكن حساب خريطة اتجاه الصرف المحلي منها ، والتي ستمنح نمط الصرف (الأنهار) لمستجمعات المياه. وأيضا  يمكن الحصول على المعلومات على المنحدرات داخل مستجمعات المياه .

3  الخريطة الجيولوجية وبيانات التربة:إذا كان مجرى النهر نفسه يحتوي على أحجار كبيرة وصخور ، فقد يحدث تسرب تحت السد. عند حدوث صخور كبيرة ، يجب توخي الحذر عند اختيار الموقع. سيحتاج هذا إلى التحقق في الحقل. يمكن لبيانات التربة أن تقدم معلومات عن مكان تحديد المناطق الرملية داخل مستجمعات المياه.

4  صور جوية وصور الأقمار الصناعية:يمكن للصور الجوية وصور الأقمار الصناعية المساعدة في تحديد مجرى النهر.

5  بيانات الهطول والتبخر:عند تحديد المناطق المناسبة لبناء السدود ، سيكون هطول الأمطار أمرًا مهمًا لأنه يؤثر على خصائص التصريف (التدفق الأساسي) ، لحساب عائد السدالمائى ، من الضروري معرفة السلوك المناخي للمنطقة.

6  بيانات الفيضانات:يمكن استخدام بيانات الفيضانات لتحديد أقصى ارتفاع للفيضان ، وبالتالي الحد الأدنى لارتفاع ضفاف الأنهار.

• ثانيا : اختيار مجاري الأنهار المحتملة بناءً على البيانات الميدانية المتعلقة بالجوانب المادية والاجتماعية

Second: the selection of possible riverbeds based on field data on physical and social aspects

أولا :مشاركة المجتمع وتشكيل لجنة المياه

يجب إشراك المجتمع بشكل مكثف لخلق شعور بالملكية والذي أثبت أنه العامل الرئيسي في بناء وصيانة السدود المائية بنجاح. فوائد مشروع سد المياة جماعية في الغالب ، ولكن يمكن أن يكون هناك أيضًا احتياجات فردية ، مثل ري قطع أرض محددة. لذلك ، يلزم وجود منظمة ذات حساسيات تجاه الجهد الجماعي أو الفردي لمشروع سد المياة. و يجب مناقشة الجوانب التالية في الاجتماعات المحلية :

• تقييم مشاكل المياه ،- تقييم قضايا التنمية داخل منطقة المشروع ،- الإلمام والتثقيف بشأن مختلف أنواع تكنولوجيات حصاد المياه ، ولا سيما تكنولوجيا سد المياة ،

سيكون للجنة المياه  المحلية الأهداف التالية:

• إجراء مسح أساسي حول استخدام المياه داخل المجتمع- الانضمام إلى المسوحات مجرى النهر مما أدى إلى اختيار موقع المبنى- تنظيم تعبئة المجتمع لأعمال المشاركة المطلوبة أثناء عملية البناء ؛- الإشراف على إجراءات التنفيذ والتشغيل والصيانة.

ثانيا : معايير الاختيار البدني والاجتماعي

إن نتيجة الدراسة المكتبية تشير إلى أي مستجمعات مناسبة لتنفيذ السدود المائية. بعد ذلك ، يتم دمج المعلومات الواردة من المجتمع في هذه الخريطة ، مما يساعد على وجود مجاري النهر المحتملة.

والمناطق المقترحة لبناء السد والتي يلزم  جمع المعلومات التالية منها:

1. موقع وأنواع النباتات التي تشير إلى المياه. والتي تشير إلى وجود المياه على عمق معين أسفل السطح.
2. موقع فتحات المياه وعمقها إلى مستوى المياه ونوعية المياه.لاحظ عمق منسوب المياه إلى سطح مجرى النهر و تعد جودة المياه في المجرى المائي مؤشرا على جودة المياه التي يمكن حصادها بعد بناء سد مائى.
3. موقع وأنواع الصخور إذا كانت الصخور الكبيرة موجودة في مجرى النهر ، فينبغي توخي الحذر عند اختيار موقع سد المياة. يفضل أن يكون السد المائى مبنيًا على صخور صلبة أو تربة مضغوطة وقوية .
4. خشونة الرمال في مجرى النهر. تعتبر المادة الموجودة في مجرى النهر مؤشرا على نوعية المواد التي ستمتلئ خزان السد المائى بعد البناء.
5. ضفاف النهر العالية. تحتوي مجاري الأنهار المناسبة على ضفتي نهر عالية. أثناء أحداث الفيضان ، لا ينبغي أن يتدفق النهر عبر ضفاف الأنهار ، لأن ذلك قد يتسبب في تآكل ضفاف الأنهار . في هذه الحالة ، سيتم ترك السد االمائى كخراب. باستخدام بيانات ومعلومات الفيضان من إدارات المياه المحلية والمعرفة المحلية بالمجتمع ، يمكن تحديد أقصى ارتفاع للمياه خلال حدث الفيضان.
6. (المفضل) أقصى عرض 25 متر للنهر. يفضل ألا يتجاوز عرض مجرى النهر 25 متراً. التعزيز اللازم لهذا النوع من جدران السدود الطويلة باهظ الثمن ؛ وبالتالي فإن سد المياة لن يكون فعالاً من حيث التكلفة.
7. 7. طبقة (طبقة الأساس) غير منفذة. لضمان تخزين المياه داخل طبقة سد المياة ، يجب تقليل الخسائر الناتجة عن التسرب إلى المياه الجوفية العميقة. لذلك ، يجب أن يبنى السد على قاعدة صلبة أو طبقة غير منفذة. سيؤدي ذلك أيضًا إلى حماية السد المائى من التقويض من خلال تدفق المياه الجوفية أسفل السد المائى. يمكن التحقق من ذلك باستخدام الخريطة الجيولوجية.
8. نوع وملاءمة وتوافر مواد البناء. يمكن أن تساعد مواد البناء المتاحة محليًا (مثل الرمل ، النتوءات الصخرية ، الطوب ، إلخ) في تحديد نوع سد المياة للبناء. على سبيل المثال ، لا يعد سد البناء الخيار الأفضل إذا لم تتوفر أي حجارة في المنطقة لأن نقلها من مناطق أخرى يعد مكلفًا للغاية.
9. وجود معابر مجرى النهر والطرق.غالبًا ما تعبر الطرق الريفية مجرى النهر. يفضل أن يكون السد المائى بالقرب من هذه المعابر ، إذا سمحت الظروف المادية بذلك ، لأنه سيتم الوصول إليه بسهولة عبر الطرق الحالية. أيضًا ، لنقل المواد ، من المهم معرفة الطرق أو الطرق الأنسب.
10. أسماء المنازل والمدارس والمتاجر بالقرب من مجرى النهر. هذه المعلومات مفيدة لتنظيم المشروع. أيضا ، يمكن إجراء تقييم للطلب على المياه.
11. حقوق الأرض. لتجنب النزاعات ، يجب توخي الحذر في المناطق التي يكون فيها موقع السد مملوكًا أو مستخدماً من قريتين أو أكثر من القرى أو الأفراد.

ثالثا : اختيار أقسام مجرى النهر وموقع السد المائى

Third: Selecting the sections of the riverbed and the location of the water dam

1- بعد تجميع المعلومات المذكورة أعلاه ، يتم إجراء مسح تفصيلي في أجزاء من مستجمعات المياه التي تبدو واعدة. وهذة البيانات التي ينبغي جمعها خلال هذا الاستطلاع هي: عمق وخشونة الرمال على مستويات مختلفة ونوع الطبقات السفلى  .-  عمق الماء في الطبقات السفلى.-  عرض مجرى النهر وارتفاع ضفاف النهر.-  يلاحظ وجود نباتات تشير إلى المياه ، فتحات مائية ، طرق ، إلخ.يتم تكرار هذا الإجراء على فترات منتظمة ، على سبيل المثال على مسافات كل 20 مترا.

النتائج التي تم جمعها من قبل المسح الموصوف أعلاه توضع في خريطة وملف تعريف من قسم النهر. تُظهر هذه الخريطة معلومات حول طول النهر وعرضه ومواقع المقاطع الجانبية والخطوط الطولية والأشجار التي تشير إلى الماء وفوهات المياه.

.2- سعة التخزين ونسبة استخراج المياة  استخراج المياه هو أكثر ربحية من مجاري الأنهار التي تحتوي على رمل خشن من تلك التي تحتوي على رمل ناعم. يمكن تحديد المسامية وسعة استخراج الرمال لمعرفة النسبة الصافية للخزين.

. 3- الانحدار فى مجرى النهر ضرورى لحساب التصرف والتخزين .

.4 – عمق ونوع الطبقة السفلي وعمق المياه الجوفية من الأهمية بمكان تحديد عمق الطبقة السفلي أو الطبقة غير المنفذة في قاع النهر. يجب أن يتم بناؤه في الموقع الذي تكون فيه الطبقة غير منفذة أقرب إلى سطح مجرى النهر. ، يكون الطبقة السفلي في هذا الموقع أعمق ، للحصول على سد مائى أكبر.

رابعا: الطلب على المياه مقابل غلة المياه

Fourth: water demand versus water yield

.1  تقييم استخدام المياه

يجب دراسة الطلب على المياه في المجتمع المحلي قبل البدء في مشروع للمياه ، لفهم أهم احتياجات المجتمع. بجانب هذا يجب أن يكون المجتمع على دراية بإمكانيات وقيود سد المياة.

والمعلومات التي يجب جمعها تشمل: عدد الأسر داخل المجتمع ؛-عدد النساء والرجال والفتيان والفتيات ؛- احتياجاتهم الحالية من المياه لكل نشاط يحتاج إلى الماء ؛- تطلعاتهم / توقعاتهم لاحتياجات المياه في المستقبل.

.2  غلة المياه

تحديد حجم المياه المستخرجة ليس مستقيما للغاية في حالة سد تخزين المياة. أن ضفاف النهر تلعب دوراً حاسماً في تشغيل سد تخزين المياة بسبب استمرار تدفق المياه الجوفية من ضفاف النهر إلى قاع النهر.عموما هناك فقد جزئي للمياة من خلال التسرب والتبخر .

خامسا : تصميم السد

Fifth: the design of the dam

تستخدم العديد من الدول العربية تقانات حصاد المياه منذ القدم خاصة سكان المناطق المرتفعة على سفوح الجبال، حيث يتم

حفر قنوات تحول إليها مياه الجريان السطحي الناتجة عن هطل الأمطار، وتحفظ في برك أو مستودعات لتستخدم لاحقاً للشرب

ولاغراض الري بعد فترة انتهاء الهطل المطري .وتعد عملية حصاد المياه مفتاح استخدام مياه الأمطار على نحو أفضل لغايات زراعية فهي تشكل زيادة في كمية المياه المتاحة في وحدة المساحة المحصولية، وتقلل من تأثير الجفاف، وتستخدم مياه الجريان على نحو مفيد.

ينتشر تطبيق هذه التقانات في السهول الفيضية للأودية الداخلية وقرب مصبات الأودية .

وتشكل سدود تحويل ونشر المياه إحدى المنشآت الهامة لاستغلال الموارد المائية بالأودية الموسمية في المناطق الجافة وشبه الجافة لأغراض التنمية الزراعية وتحسين المراعي الطبيعية بشكل خاص .

تهدف هذه المنشآة الى تنظيم استثمار مياه الأنهار والأودية الموسمية ذات الايرادات العالية في المشروعات الزراعية وذلك بتحويل مياه الفيضانات ونشرها لري المزارع المجاورة .

كما أنها تهدف أيضاً للحد من الخسارات والكوارث بالنقص والحد من كميات المياه الجارية في الوديان بإنجاز العديد من السدود على مجاري الأنهار .وقد ساعد في ازدهارها الضرورة الملحة لزيادة الإنتاج الزراعي لمواجهة الاحتياجات المتزايدة للموارد الغذائية ، وتشكل السدود التحويلية إحدى القواعد الأساسية لتحقيق هذا الهدف  .

وتكون هذه السدود مصحوبة بقنوات الري المتواجدة على ضفاف الأودية وذلك لنقل المياه إلى المزارع أو الواحات . تختلف هذه السدود بعضها عن بعض في التصميم لكنها تتشابه في طريقة الانجاز والتشغيل .

ويجب عند التصميم أن تأخذ بعين الاعتبار نوعية التربة والمعطيات الطبوغرافية وظروف جريان المياه .إن تقنية الري عن طريق تحويل الفيض تتطلب من السكان مجهودات كثيرة ومتكررة ودائمة إذ أنه كل مرة وبعد مرور مياه الفيض بالقنوات يجب على المزارعين القيام بتنفيذ القنوات واستصلاح الأراضي الزراعية من جديد من أجل الاستعداد لاستقبال كمية كبيرة من المياه في ظرف وجيز .

السدود و الخزانات :

السد هو المنشأ الذي يقام على المجرى المائي، بحيث يحجز المياه و يكون عرضه بعرض ذلك المجرى المائي، و من خلاله يتم التحكم بكمية المياه التي تتدفق في المجرى من خلال بوابات توضع اسفل السد و فق احتياجات المدينة او المنطقة.

الخزان: هو البحيرة الصناعية التي تتكون في منطقة خلف السد وفى حالة الانهار و في بعض الحالات تكون الخزانات امام السد   .

يتكون السد التحويلي عادة من المكونات التالية :

– جسم السد      :  ويكون ترابياً أو ركامياً أو خرسانياً وهو يعترض مجرى النهر او الوادي لرفع مستوى مياهه إلى منسوب معين .

–   بحيرة التخزين .

–  المفيض      :  وهو منشآه رئيسية في السد لتأمين تصريف فائض المياه .

–  قناة التحويل :  وهى قناة محفورة وقد تكون مبنية أيضاً وهى تأخذ المياه من السد وتنقلها إلى شبكة من قنوات الري بالمنطقة المراد زراعتها المجاورة للسد التحويلي .

أما أنواع السدود التحويلية للري فهي نوعان حسب توافر الموارد المائية وهي كالتالي :

–  السدود التحويلية الدائمة : تشيّد غالباً لخدمة المشاريع الزراعية الكبرى وتوفر لها مياه الري والشرب طوال العام .

–  السدود التحويلية الموسمية : تشيد على الأنهار الصغيرة والأودية الموسمية التي تفيض بضعة أشهر في العام حيث تخزن مياهها ومن ثم تؤمن المياه لمشاريع الري لفترة محدودة خلال العام .

وتتكون من الوحدات التالية :

–  سد رئيسي يعترض المجرى المائي في موقع مناسب ليسمح بتخزين جزئي مؤقت للمياه الواردة لحين نشرها ، خاصة في حالة الأودية الموسمية .

–  مخارج المياه لحماية السد من الانهيار .

–  نظام لتحويل المياه المحجوزة بقناة أو مجرى طبيعي الى المنطقة المراد نشر المياه فيها .

–  مجموعة من الردميات الترابية أو الحوائط الحجرية المنخفضة لتوزيع المياه المحولة في المنطقة المراد نشر المياه فيها .

–  مخارج مناسبة غير مجموعة الردميات لتأمين نشر المياه .

ولإنجاز هذه السدود التحويلية تستلزم المسوحات التالية :

–  توفير المعلومات المناخية ومسوحات هيدرولوجية .

–  مسوحات جيولوجية لموقع السد والبحيرة .

–  مسوحات التربة .

–  مسوحات طبوغرافية لموقع السد والبحيرة .

تختلف أساليب التنفيذ  للسدود التحويلية حسب ظروف كل موقع فهي قد تكون مبسطة للغاية في بعض الحالات أو معقدة في حالات أخرى وتحتاج لأعمال الصيانة من وقت لآخر  لضمان بقائها .

الاغراض التي ينشأ من اجلها السد:

1. تنظيم التصريف )كمية المياه المارة( في المجرى المائي او النهر.
2. تجنب حدوث الفيضان من خلال التحكم بكمية المياه اثناء الفيضان.
3. الحصول على الطاقة الكهربائية.
4. الحصول على كمية المياه المطلوبة للزراعة و الصناعة.

تعتبر السدود من المنشآت الهندسية غير العادية سواء من حيث ضخامتها او من حيث القوى الخارجية الهائلة التي تؤثر عليها، حيث ان انهيار أي سد يعتبر كارثة لما يسببه من دمار و خسائر حيث تندفع المياه بقوة مسببة الدمار خلال مرورها، لذا يجب اكمال جميع الدراسات و الابحاث و الاختبارات المتعلقة بجيولوجية المنطقة المزمع اقامة السد عليها.

انواع السدود

يتم تقسيم السدود الى انواع مختلفة حسب الشكل و المواد المستخدمة في الانشاء و حسب تاثير القوى كالاتي:

اولا: السدود البنائية:

أ. السدود التثاقلية: و تنشأ من الخرسانة العادية و بدون استخدام حديد التسليح و يكون اشكال مقاطعها مختلفة فقط يتحكم بشكله حسب طبوغرافية المنطقة. و يفضل ان تنشأ تلك السدود على طبقات من الصخور الصماء )غير النفاذة( و قد تنشأ فوق صخور بها تشققات. و يعتمد هذا النوع من السدود على وزنه فقط في مقاومة القوى الخارجية التي يتعرض لها

ب . السدود ذات الاكتاف: و يتألف هذا السد من جزئيين، الجزء الاول حائط من الخرسانة المسلحة عادة ما يكون مائل يكون تحت تأثير القوى الناتجة من ضغط المياه، اما الجزء الثاني فتكون عبارة عن اكتاف او حوائط عمودية على الحائط المسلح )الجزء الاول( و التي تنقل

قوى المياه من الحائط في الجزء الاول الى الاساسات. هذا النوع من السدود يكون اقتصادي حيث انه يوفر كمية كبيرة من الخرسانة مقارنة بالسدود التثاقلية. ان الجزء الثاني من هذا السد (الاكتاف( تكون ذات مقاطع صغيرة فلذلك سوف تنقل تلك الاكتاف قوى مركزة على الاسس، لذا تطلب الامر من المهندس اهتمام كبير في تصميم و تنفيذ تلك الأسس

ت . السدود القوسية او القبوية: يتكون هذا النوع من السدود من حائط خرساني محدب) على شكل قوس( باتجاه منبع المجرى المائي و توزع القوى المؤثرة على هذا القوس على طوله من مناطق اسناده الى وسطحه، و عادة ما تكون مناطق اسناده )تثبيت نهايتيه( من الصخور التي يجب ان تكون ذات مقاومة عالية تمكنها من تثبيت نهايتي القوس و بالتالي تحمل القوى التي تنقل اليها.

القوى التي تؤثر على السدود البنائية:

1. قوة ناتجة عن وزن السد: تختلف قيمة هذه القوة بالاعتماد على نوع السد فتكون اكبر ما يمكن في السدود التثاقلية.
2. قوة ناتجة عن ضغط المياه امام و خلف السد: تولدت نتيجة الضغط الهيدروستاتيكي للمياه وتكون عمودية على الاسطح، فاذا كانت واجهت السد عمودية فتكون هذه القوة افقية، اما اذا كان السطح مائل فتكون ايضا مائلة.
3. قوة افقية ناتجة عن الطمى المترسب في الخزان امام السد و الطمى هي مواد عالقة في الماء واتجاه هذه القوة باتجاه ضغط الماء و تعمل على انزلاق و انقلاب حائط السد.
4. قوى ناتجة عن ضغط الثلوج: تعتمد على سمك الثلوج و في الغالب تقدر هذه القوة بحوالي 10طن لكل متر مربع و تؤثر افقيا عند منسوب سطح الماء امام السد.
5. قوة التعويم )ضغط الاصعاد(:تؤثر هذه القوة على قاعدة السد و تعمل على دفع السد الى الاعلى و تكون مساوية للضغط الهيدروستاتيكي عند نفس العمق.
6. قوة ناتجة عن الحركات الارضية كالزلازل: و تكون بجميع الاتجاهات و لكن عند التصميم السدود يتم اخذها افقية.
7. قوة رد فعل التربة او الصخور اسفل السد و قوة رد الفعل على الجانبيين في حالة السدودالقوسية.

ثانيا: السدود الترابية:

يتم انشاء تلك السدود من التربة الطبيعية و هي مواد مفككة من الرمل و الطمى و الطين و الحصى و الصخور المكسرة. و دائما ما يكون مقطع هذه السدود على شكل شبه منحرف و كما بالشكل ادناه، و يجب ان تتم حماية الاسطح المائلة للسد الترابي حتى لا يتأثر بالأمواج التي تتولد في الخزان وكذلك لحماية تلك الميول من العوامل الخارجية الاخرى مثل الامطار، ويجب ان تكون التربة المكونة للسد مجدولة )مضغوطة( بحيث لا تسمح الا بقدر قليل من تسرب المياه خلالها.

و اذا ما توفرت نوعية التربة الملائمة للسد في مكان قريب من الانشاء فسيكون هذا النوع من السدود ذو كلفة اقل من كلفة انشاء السدود البنائية

يمكن التغلب على مشكلة تسرب المياه خلال السد الترابي و ذلك بعمل نواة )لب( له من الطين اوالخرسانة بحيث لا يسمح بمرور المياه خلاله و هذا النوع من السدود لا توجد فيه بوابات لمرور المياه بل يتم التخلص من المياه الزائدة عند انابيب بزل توضع في قمة السد و للسدود الترابية تكون هناك اشكال مختلفة لتكسية و حماية جوانب السد.

الطرق المتبعة في انشاء السدود الترابية:

(Hydraulic Fill) 1. الطرق الهيدروليكية و في هذه الطريقة يتم نقل التربة ) المواد المفككة التي سيتم انشاء السد بها )بواسطة المياه، حيث تكون التربة عالقة في الماء و تتحرك الى حيث تترسب في مواقعها بداخل جسم السد.

(Rolled Fill) 2.  (طريقة الدمك (الحدل و هي الطريقة الشائعة حيث يتم وضع التربة المفككة بداخل السد على شكل طبقات و تقوم الحادلات بالمرور على تلك التربة لحين الوصول الى درجة الضغط المطلوبة ) يتم التحكم في مقدار انضغاط المواد المفككة(

ثالثا: السدود الركامية

تتشابه السدود الركامية مع السدود الترابية من حيث شكل مقطع السد الذي يكون على شكل شبه منحرف و من حيث انها جالسة على اساس من المواد المفككة او اساس من التربة الصخرية.الاختلاف بين السدين هو ان المواد المفككة المستعملة في انشاء السد الركامي هي الصخور المكسرة المحدولة (Rock fill) . و يتكون هذا السد من الصخور المكسرة اما  منطقة مقدم السد و تكون غير نفاذة يتم عملها من الخرسانة الصلبة.

جيولوجية مواقع السدود

بناء على المعلومات التالية نستطيع اختيار الموقع الصحيح للسد المقترح و كذلك على اساسها يمكن اختيار نوع السد:

1. يجب ان تكون هناك معلومات كاملة عن القوى التي ستؤثر على السد و اتجاهها فقد تكون قوة افقية تحاول ان تجعل السد ينزلق و قوة عمودية تحاول ابقاء السد في مكانه )تقاوم قوة الانزلاق(. و قد تتكون طبقة رقيقة من الماء على سطح الصخر تقلل من قيمة معامل الاحتكاك بين اساس السد و الصخر. و قد توجد قوى اصعاد تحاول رفع قاعدة السد.
2. من خلال اعداد خارطة جيولوجية يمكن ان نحدد موقع السد بحيث يكون قريب من المواد المستعملة في السد و تحديد مكان تلك المواد. و كذلك تحديد مواقع الكسور او الشقوق الكبيرة في الموقع المزمع اقامة السد عليه حيث تعتبر تلك الكسور مناطق ضعف للتحمل و كما انها

تكون مجاري و قنوات يجري بها الماء تحت السد حيث لا يجوز بناء سد فوق الفوالق اوالصدوع. كذلك توضح تلك الخريطة طبقات الصخور و التربة و اتجاه الميل لها و كذلك تحديد مواقع المدن و المناجم و مواقع الاثار و بعدها عن السد.

3. يجب ان تكون التربة او الصخور التي يجلس عليها السد غير قابلة للانجراف عند مرورالمياه خلالها و كذلك يجب ان لا تعمل المياه المارة على اذابة المواد اللاحمة في الصخور او اذابة الاملاح و الجبس في التربة المستند عليها السد و بالتالي زيادة حجم الفجوات مما يؤدي الى زيادة الهبوط او النزول للسد، لذا من المفضل ان تقام السدود على الصخور الصماء.
4. و في حالة كون المادة التي سيجلس عليها الاساس هي تربة، لذلك يجب ان لا تكون تلك المواد سهلة الانضغاط مثل الطين او مواد مسربه للمياه.
5. نوع التربة او الصخور: الخصائص الفيزيائية للتربة و الصخور و الخصائص الميكانيكية للصخور و سمكها من الممكن ان تؤثر في اختيار موقع السد من خلال اجراء فحوصات مختبرية للصخور و ذلك بأخذ عينات من الموقع المزمع اقامة السد عليه بحيث ان الصخور

او التربة تكون قوية بكفاية لتحمل الاجهادات و القوى المتولدة من السد دون ان تؤدي تلك القوى الى تفتت او تشقق او انكسار تلك الصخور و من غير المفضل ان تقام السدود على صخور ذات طبقات مختلفة من الصلابة.

5. اذا كانت طبقات الارض التي ستكون كاساس للسد مائلة فانه يفضل بان يكون ذلك الميل باتجاه منبع النهر.
6. يجب ان تكون الظروف الجيولوجية و الطوبوغرافية )مناسيب الارض الطبيعية)  بحيث  تسمح بسهولة الانشاء و في السدود القوسية يشترط ان تكون الصخور على جانبي السد قوية لتحمل الاجهادات.

جيولوجية مواقع الخزانات

تفقد مياه الخزانات بالتبخر او بالتسرب خلال طبقات التربة المنفذة للمياه او عند جريان المياه خلال الشقوق او الصدوع التي تتواجد في الصخور و التي تمون لها اشكال مختلفة و اما اتجاه التسرب فيكون باتجاه جوانب او قاع الخزان او قد يحدث خلال طبقات الصخور الواقعة اسفل السد. المستوي المائي في منطقة الخزان يعتمد على جوانب الخزان فاذا كانت مكونة من صخور منفذة ففي هذه الحالة قد يفقد قدر كبير من مياه الخزان بالتسرب خلال الصخور و اعتمادا على المستوي المائي بداخل المنطقة.

قد يفقد ماء الخزان نتيجة لذوبان بعض الصخور و ما ينتج عن ذلك من تكوين تشققات او ممرات مائية. و من امثلة هذه الصخور نذكر الحجر الجيري و الجبس و الملح الصخري و يصعب تحديد تلك الممرات من الاختبارات و الفحوصات. و قد يفقد الخزان من مياه ان وجدت صخور بازلتية وهي صخور بركانية سطحية بحيث تبرد الماكما بسرعة كبيرة مما ينتج عنه تشققات تكون كممرات لجريان الماء. تلك الممرات تكون بطول قد يصل الى عدة كيلومترات و قطر قد يصل الى حوالي تسعة امتار.و عند وجود تلك الخزانات فوق صخور غير قابلة للذوبان الصخور النارية او المتحولة مثل الجرانيت و الحجر الرملي فأنها لا تكون لدينا مشاكل في التسرب، بل اصبح ضروريا ان نحدد مواقع الفوالق و الفواصل و التشققات حيث ان وجودها يؤدي الى فقدان كبير في مياهه عن طريق تلك التشققات، لذا يجب ان تملىء تلك التشققات بالخرسانة لمنع التسرب.

الإدارة والصيانة والرصد وتدريب المجتمع المحلي

يُنصح بتيسير التدريبات المجتمعية على التنفيذ والتشغيل والإدارة والصيانة أثناء مشروع السد المجتمعي. التدريبات المجتمعية لها الأهداف التالية للمجتمع :

• المشاركة الكاملة في عملية تخطيط المشروع وتنفيذه ؛- زيادة الوعي بإدارة المشروع ؛- ضمان المهارات التقنية والإدارية بعد الانتهاء من المشروع ؛- تعزيز الوعي بإدارة نوعية المياه والمخاطر التي تنطوي عليها.

خلال مشروع السد ، يتم تقسيم التدريبات المجتمعية إلى ثلاث فئات:

1-• جلسات بشأن تخطيط المشاريع وتنفيذ وإدارة الأنشطة.

2-.دورات تعليمية حول إدارة الموارد الطبيعية ؛

3-• التدريب الفني على التشغيل والإدارة والصيانة للجنة المياه.

سيتم تدريب شخصين من لجنة المياه أو عضوين في المجتمع على بناء السد والآبار من خلال المشاركة أثناء البناء.. يمكن أن يصبح هؤلاء الأفراد المجتمعيين المدربين حرفيين محتملين لبناء السدود المستقبلية في المنطقة. سيصبحون القائمين على السدود والآبار والمنطقة المحيطة بها.

إدارة السد

نظرًا لتدريب لجنة المياه ومقدمي الرعاية وتنسيق التعبئة المجتمعية أثناء التنفيذ ، سيتم تعيين مسؤولية السد  بالكامل إلى لجنة المياه ومقدمي الرعاية بعد الانتهاء من بناء السد. ستكون لجنة المياه مسؤولة عن إدارة السد بالإضافة إلى مراقبة وتشغيل وصيانة السد والآبار والمنطقة المحيطة بها يوميًا. وتقوم لجنة المياه ، بدعم ومساعدة من الإدارات الحكومية المحلية المعنية والشريك المنفذ ، بمراقبة جميع الأنشطة لضمان استدامة المشروع.

الصيانة

يمكن ضمان صيانة السد إذا تمت معالجة المشكلات التالية بشكل صحيح أثناء المشروع:

• صنعة جيدة أثناء بناء السد.- المشاركة الكاملة للمجتمع لضمان التشغيل والإدارة والصيانة بمجرد الانتهاء من بناء السد.- وجود مدربين بالقرب من مشروع السد لضمان إصلاحات كافية إذا كان هناك أي أضرار جسيمة في الهيكل ، وهو ما يتجاوز قدرة القائمين بالتدريب المدربين.- الربط السليم بين المجتمع المحلي والإدارة المحلية والقطاع الحكومي لضمان المساعدات الفنية والاستشارية للمجتمع.

الخطوات الواجب اتخاذها في مشاركة المجتمع أثناء اختيار الموقع:

الخطوة 1: خلق الوعي وتوعية المجتمع.

الخطوة 2: تقييم المجتمع وإجراء تقييم لاستخدام المياه.

الخطوة 3: إنشاء لجنة المياه.

يجب إنشاء لجنة المياه ، ويجب تحديد مسؤولياتها في وثيقة ملزمة مثل مذكرة التفاهم  بين لجنة المياه والشريك المنفذ. يجب على اللجنة على أساس أسبوعي رصد وتقييم التقدم المحرز. من جانب الشريك المنفذ ، تنص مذكرة التفاهم على ما يلي:  لتوريد جميع مواد البناء إن لم يكن- توفير العمالة الماهرة – توفير الإشراف الفني علاوة على ذلك ، سيتعين على لجنة المياه والشريك المنفذ وضع خطة عمل مجتمعية  ، تحتوي على جدول زمني للتنفيذ حتى الانتهاء. ويتم توثيقه بتنسيق جدولي يحدد جميع الأنشطة والمسؤوليات. يحدد بوضوح أدوار كل شريك داخل المشروع ، أي المجتمع والمنظمة المنفذة.

فوائد حصاد المياه

ثمة فوائد عديدة لحصاد المياه على الصعيد العملي ولاسيما في الظروف التالية :

–  الاستفادة من الموارد المائية للأودية الموسمية لتحسين رطوبة التربة لرفع إنتاجية الزراعات البعلية وزراعة الخضروات المحدودة في بعض الحالات .

–  المساعدة في تقليص آثار مشاكل الترسيب والانجراف وعلى توزيع المواد المترسبة على مساحات واسعة .

–  المساعدة في بعض الحالات على تحسين التغذية الطبيعية للطبقات المائية الجوفية ، وبالتالي تعتبر كوسيلة ترشيد لاستخدامات الموارد المائية السطحية بتخزينها في باطن الأرض .

–  المساعدة على الاستقرار الاجتماعي في الأرياف .

–  عائدها الاقتصادى كبير على المدى البعيد بالمقارنة بتكلفتها الإنشائية .
إن الفوائد المدرجة أعلاه تؤدي بدورها إلى مكاسب أخرى غير ملموسة وغير مباشرة على الصعيد الاجتماعي-الاقتصادي. وتشمل هذه المكاسب استقرار المجتمعات الريفية؛ والتخفيف من هجرة الريفيين إلى المدن؛ استخدام المهارات المحلية وتحسينها؛ وتحسين المستويات المعيشية لملايين من الفقراء الذين يعيشون في مناطق يضربها الجفاف .

أما العيوب فهي كالتالي :

–  تتعرض السدود للانهيار في بعض الحالات .

–  تحتاج لمعرفة كاملة بالخصوصيات الهيدرولوجية للأحواض المائية .

سادسا :الاستنتاجات وبحوث المستقبل

Sixth: Conclusions and Future Research

لذ ايجب ان  ينصب الجهد العلمى خصوصا في المناطق الجافة و النصف جافة على حصاد مياه الأمطار والسيول باستخدام سدود الوديان في مواقع معينة يمكن من خلالها الاستفادة من المياه في أولى فترات هطولها وبعد ذلك بفترات  قصيرة لشرب الحيوانات والماشية بجانب الاستزراع الرعوي وٕانتاج المحاصيل الحقلية والأعلاف، إضافة إلى المحافظة على الغطاء النباتي والتنوع الحيوي وحفظ الأصول الوراثية  للنباتات في مواقعها الطبيعية وٕاعادة إعمار البيئات المتدهورة بإعطائها دفعه أولية تعزز من مقاومتها للتقلبات الطبيعية والاستخدام المرشد للموارد الأرضية وتغذية مخزون المياه الجوفية.