أكثر

كيف تجد مناطق المنبع - الجانبية والمصب حول المناطق الحضرية؟


لدي DTM وملف أشكال المناطق المبنية. بالنسبة لنموذج مخاطر الحريق ، يجب أن أجد (داخل منطقة عازلة محددة) منطقتين حول المناطق المبنية: واحدة أعلى / أعلى وجانبية والأخرى أسفل (أسفل المصب) المنطقة المبنية. ثم سأصنفهم وفقًا لأوزان النموذج.

أنا أستخدم ArcGIS 10. لقد أجريت بعض المحاولات مع المحلل المكاني ولكن ما زلت لم أجد حلًا لأنه قد يكون في نفس المنطقة العازلة (المنحلة) توجد منطقة في نفس الوقت فوق منطقة مبنية وأسفل منطقة بناء أخرى أحتاج إلى الاحتفاظ بالمعلومات "أدناه" وتجاهل المعلومات "أعلاه".


لقد كنت محقًا بشأن امتداد المحلل المكاني. اعتمادًا على بعض الافتراضات (انظر أدناه) مع أي حظ ، لا ينبغي أن يكون هناك الكثير من التحليل.

  1. خذ ملف الأشكال الخاص بك للمناطق المبنية وقم بتحويله إلى شبكة - تأكد من أنه نفس الأصل وحجم الخلية مثل DTM الأصلي.
  2. قم بتشغيل Combine بين البيانات النقطية للمناطق المبنية و DTM - لاحظ أن المناطق المبنية ستحتوي على مناطق خالية ، لذا ستحصل فقط على البيانات مرة أخرى في المناطق التي قمت فيها بإنشاء مناطق.
  3. (تحذير: افتراض كبير!) بافتراض أنك مهتم فقط بتصنيف البيانات النقطية بناءً على الارتفاع مقارنة بالمناطق المبنية ، لاحظ الحد الأقصى للارتفاع في ناتج التجميع (في عمود DTM) ، وصنف DTM الأصلي بناءً على هذا - أي منطقة من DTM> = الارتفاع الأقصى هو المنبع أو الجانبي ، وإلا في اتجاه مجرى النهر.

هذا لا يأخذ في الاعتبار أن منطقة DTM قد لا تكون مباشرة في اتجاه مجرى النهر للمنطقة المبنية ، فقط أن ارتفاعها أقل. إذا كنت مهتمًا بالتعامل مع المصب مباشرةً ، فسيصبح الأمر أكثر صعوبة قليلاً (ما يلي هو مجرد طريقة واحدة يمكنك تجربتها لتحقيق نتيجتك):

  1. استنادًا إلى شبكة المناطق المبنية (من الخطوة الأولى أعلاه) ، قم بتشغيل مجموعة المنطقة لفصل المناطق المبنية إلى كائنات متجاورة. بالتناوب يمكننا فقط استخدام المضلعات.
  2. قم بإنشاء خطوط نقطية جديدة مثل DTM -ve بينما ننظر إلى المصب.
  3. قم بتشغيل اتجاه التدفق على -ve DTM - قد تحتاج إلى ملء مجموعة البيانات أو إغراقها لتنعيمها.
  4. قم بتشغيل مستجمعات المياه باستخدام اتجاه التدفق الجديد والمناطق المبنية المجمعة كمصادر. يختار مستجمعات المياه كل شيء في اتجاه المنبع ، لكننا عكسنا ذلك ، لذلك بدلاً من ذلك يتم تحديد كل شيء في اتجاه التيار.
  5. (تحذير: افتراض آخر) يمكننا أن نفترض أن كل مكان في مصفوفة تتبع النزوح ليس في مستجمعات المياه هو بالتالي منبع مناطقنا المبنية ، ويمكن تصنيفها على هذا النحو.
  6. أي منطقة مبنية تتاخم مستجمعات المياه لمنطقة مبنية أخرى هي في اتجاه مجرى النهر ، ويمكن تصنيفها على هذا النحو.
  7. يمكن تصنيف أي مبان متبقية على أنها أبنية
  8. يمكن تصنيف أي مناطق متبقية من مستجمعات المياه على أنها اتجاه مجرى النهر.

قد ترغب في تجربة التوسع للحصول على مناطق جانبية ، واعتمادًا على حجم المنطقة وزاوية الانحدار ، قم أولاً بتصنيف DTM الخاص بك بناءً على التسطيح النسبي. أتمنى أن يكون هذا قد أعطاك شيئًا لتجربته على الأقل!


خريطة النطاق العريض الوطنية

هذه الخريطة الوطنية ذات النطاق العريض هي محاولتنا لتقديم الخريطة الأكثر دقة وحداثة لـ التوفر و سرعات وأول من قدم وجهة نظر وطنية التسعير وصولا إلى كتلة التعداد.

قم بالتحريك والتكبير / التصغير حول خريطتنا التفاعلية لترى كيف يختلف التوافر من منطقة إلى أخرى. يمكنك استخدام مفاتيح التبديل للتصفية حسب السعر والتوافر والسرعة.

هل أنت صحفي أو باحث تكتب عن هذا الموضوع؟

اتصل بنا وسنقوم بتوصيلك بخبير سوق النطاق العريض في فريقنا الذي يمكنه تقديم رؤى وبيانات لدعم عملك.


سيرة ذاتية

La cartographie géospatiale de areas à potentiel aquifère est. essentielle pour satisfaire les besoins en eau des en eau de l’ag Agriculture dans des régions arides telle que la région d’El-Qaà، Péninsule du Sinai، Egypte. L’étude vise à identifier des Secteurs pourer de nouveaux puits pouvant pallier à la rareté de l’eau. L’intégration de la télédétection، des systèmes d’information géographique (SIG) et des Technologies géophysiques تشكل une avancée dans la prospection de l’eau souterraine. تقنيات Sur la base de ces ، plusieurs paramètres d’évaluation du potentiel en eau souterraine de la plaine El-Qaà ont été identifiés. Afin de mettre en évidence des sites prometteurs، les données géophysiques se sont appuyées sur des information déduites d’un modèle altimétrique numérique، et sur des données géologiques، géomorphologiques et hydrologiques. Toutes les données spatiales qui représent les Facteurs المساهمين على مستوى العالم المتكامل والتحليل في كادر عمل SIG. Une pondération permée a été appliquée à chaque Facteur sur la base de sa مساهمة نسبية في مقابل قوة en eau souterraine ، et la carte permet de délimiter l’aire d’étude en 5 classes de très faible à très bon potentiel. المناطق ذات الإمكانات العالية من المناطق المحلية في المناطق الرباعية السابقة للصفيحة الطبوغرافية أو douce و des linéaments denses et des chenaux Structuraux de التصريف. La carte du potentiel en eaux souterraines a été testée en la adventant in la Distribution des puits and terres Cultivées. La méthodologie intégrée fournit un outil puissant pour concevoir un plan de gestion de l'eau souterraine adapté aux régions arides.


العمليات الطبيعية لتفاعل المياه السطحية والمياه السطحية

تصف الدورة الهيدرولوجية الحركة المستمرة للمياه فوق سطح الأرض وعليه وتحته. تتواجد المياه الموجودة على سطح الأرض - المياه السطحية - في شكل جداول وبحيرات وأراضي رطبة ، وكذلك الخلجان والمحيطات. تشمل المياه السطحية أيضًا الأشكال الصلبة للماء - الثلج والجليد. المياه الموجودة تحت سطح الأرض هي المياه الجوفية بشكل أساسي ، ولكنها تشمل أيضًا مياه التربة.

عادة ما يتم تصوير الدورة الهيدرولوجية من خلال مخطط مبسط للغاية يوضح فقط عمليات النقل الرئيسية للمياه بين القارات والمحيطات ، كما هو الحال في الشكل 1. ومع ذلك ، لفهم العمليات الهيدرولوجية وإدارة الموارد المائية ، يجب النظر إلى الدورة الهيدرولوجية على نطاق واسع من المقاييس ولأنها تتمتع بقدر كبير من التباين في الزمان والمكان. هطول الأمطار ، وهو مصدر كل المياه العذبة تقريبًا في الدورة الهيدرولوجية ، يسقط في كل مكان تقريبًا ، لكن توزيعه متغير بدرجة كبيرة. وبالمثل ، فإن التبخر والنتح يعيدان الماء إلى الغلاف الجوي في كل مكان تقريبًا ، لكن معدلات التبخر والنتح تختلف اختلافًا كبيرًا وفقًا للظروف المناخية. نتيجة لذلك ، لا يصل الكثير من هطول الأمطار إلى المحيطات على شكل جريان سطحي وتحت سطحي قبل عودة المياه إلى الغلاف الجوي. قد تختلف الأحجام النسبية للمكونات الفردية للدورة الهيدرولوجية ، مثل التبخر ، بشكل كبير حتى على المستويات الصغيرة ، كما هو الحال بين حقل زراعي وغابة قريبة.

شكل 1. المياه الجوفية هي ثاني أصغر أحواض المياه الأربعة على الأرض ، وتدفق النهر إلى المحيطات هو أحد أصغر التدفقات ، ومع ذلك فإن المياه الجوفية والمياه السطحية هي مكونات النظام الهيدرولوجي الذي يستخدمه البشر أكثر. (معدلة من Schelesinger، WH، 1991، Biogeochemistry-an analysis of global change: Academic Press، San Diego، California.) (تُستخدم بإذن.)

لعرض المفاهيم والجوانب العديدة للتفاعل بين المياه الجوفية والمياه السطحية بطريقة موحدة ، يتم استخدام منظر طبيعي مفاهيمي (الشكل 2). يُظهر المشهد المفاهيمي بطريقة عامة ومبسطة تفاعل المياه الجوفية مع جميع أنواع المياه السطحية ، مثل الجداول والبحيرات والأراضي الرطبة ، في العديد من التضاريس المختلفة من الجبال إلى المحيطات. الغرض من الشكل 2 هو التأكيد على أن المياه الجوفية والمياه السطحية تتفاعل في العديد من الأماكن في جميع أنحاء المناظر الطبيعية.

الشكل 2. تتفاعل المياه الجوفية والمياه السطحية في جميع المناظر الطبيعية من الجبال إلى المحيطات ، كما هو موضح في هذا الرسم البياني للمناظر الطبيعية المفاهيمية. M ، جبل K ، كارست G ، جليدي R ، نهري (صغير) V ، نهري (كبير) C ، ساحلي.

ضباب فوق جبال الأبلاش في ولاية كارولينا الشمالية. (الصورة بإذن من إدارة السفر والسياحة في نورث كارولينا.)

من السهل نسبيًا تصور حركة الماء في الغلاف الجوي وعلى سطح الأرض ، لكن حركة المياه الجوفية ليست كذلك. تم تقديم المفاهيم المتعلقة بالمياه الجوفية وحركة المياه الجوفية في المربع أ. كما هو موضح في الشكل 3 ، تتحرك المياه الجوفية على طول مسارات التدفق بأطوال متفاوتة من مناطق التغذية إلى مناطق التصريف. تبدأ مسارات التدفق المعممة في الشكل 3 عند منسوب المياه الجوفية ، وتستمر عبر نظام المياه الجوفية ، وتنتهي عند التيار أو عند البئر الذي يتم ضخه. مصدر المياه الجوفية (تغذية المياه الجوفية) هو تسرب الترسيب عبر المنطقة غير المشبعة. في طبقة المياه الجوفية العلوية غير المحصورة ، يمكن أن يتراوح طول مسارات التدفق بالقرب من التيار من عشرات إلى مئات الأقدام ويكون لها أوقات سفر مقابلة تتراوح من أيام إلى بضع سنوات. قد يتراوح طول مسارات التدفق الأطول والأعمق في الشكل 3 آلاف الأقدام إلى عشرات الأميال ، وقد تتراوح أوقات السفر من عقود إلى آلاف السنين. بشكل عام ، تكون المياه الجوفية الضحلة أكثر عرضة للتلوث من المصادر والأنشطة البشرية بسبب قربها من سطح الأرض. لذلك ، تم التأكيد على الأنماط المحلية الضحلة لتدفق المياه الجوفية بالقرب من المياه السطحية في هذه الدائرة.

(المربع أ)

تتحرك المياه الجوفية على طول مسارات التدفق بأطوال متفاوتة في نقل المياه من مناطق التغذية إلى مناطق التصريف & quot

تؤثر السمات الجيولوجية صغيرة الحجم في طبقات المسطحات المائية السطحية على أنماط التسرب على مقاييس أصغر من أن تظهر في الشكل 3. على سبيل المثال ، يؤثر حجم وشكل واتجاه حبيبات الرواسب في طبقات المياه السطحية على أنماط التسرب. إذا كان قاع المياه السطحية يتكون من نوع واحد من الرواسب ، مثل الرمل ، فإن التدفق الداخل يكون بأكبر قدر على الخط الساحلي ، وينخفض ​​في نمط غير خطي بعيدًا عن الخط الساحلي (الشكل 4). تؤثر الوحدات الجيولوجية ذات النفاذية المختلفة أيضًا على توزيع التسرب في طبقات المياه السطحية. على سبيل المثال ، طبقة رملية عالية النفاذية داخل طبقة مياه سطحية تتكون إلى حد كبير من الطمي ستنقل المياه بشكل تفضيلي إلى المياه السطحية كنبع (الشكل 5).

نبع مائي في ولاية نبراسكا. (تصوير تشارلز فلاورداي.)

الشكل 3. تختلف مسارات تدفق المياه الجوفية اختلافًا كبيرًا في الطول والعمق ووقت السفر من نقاط التغذية إلى نقاط التصريف في نظام المياه الجوفية.

الشكل 4. عادة ما يكون تسرب المياه الجوفية إلى المياه السطحية أكبر قدر بالقرب من الشاطئ. في مخططات التدفق مثل تلك الموضحة هنا ، تكون كمية التفريغ متساوية بين أي خطي تدفق ، لذلك تشير خطوط التدفق الأقرب إلى تفريغ أكبر لكل وحدة من مساحة القاع.

الشكل 5. يمكن أن تنتج الينابيع تحت المائية من المسارات المفضلة لتدفق المياه الجوفية من خلال رواسب عالية النفاذية.

تؤثر ظروف الأرصاد الجوية المتغيرة بشدة على أنماط التسرب في طبقات المياه السطحية ، خاصة بالقرب من الخط الساحلي. يتقاطع منسوب المياه الجوفية عادةً مع سطح الأرض عند الخط الساحلي ، مما يؤدي إلى عدم وجود منطقة غير مشبعة في هذه المرحلة. يمر الترسيب المتسرب بسرعة عبر منطقة رقيقة غير مشبعة مجاورة للخط الساحلي ، مما يتسبب في تشكل أكوام منسوب المياه بسرعة بجوار المياه السطحية (الشكل 6). يمكن أن تؤدي هذه العملية ، المسماة التغذية المركزة ، إلى زيادة تدفق المياه الجوفية إلى المسطحات المائية السطحية ، أو يمكن أن تتسبب في التدفق إلى المسطحات المائية السطحية التي عادة ما تتسرب إلى المياه الجوفية. كل حدث لهطول الأمطار لديه القدرة على التسبب في حالة التدفق العابر هذه بالقرب من السواحل وكذلك في المنخفضات في المرتفعات (الشكل 6).

الشكل 6. تتركز إعادة تغذية المياه الجوفية بشكل عام في البداية حيث تكون المنطقة غير المشبعة رقيقة نسبيًا عند حواف المسطحات المائية وتحت المنخفضات في سطح الأرض.

النتح من النباتات القريبة من الشاطئ له تأثير معاكس لإعادة الشحن المركزة. مرة أخرى ، نظرًا لأن منسوب المياه الجوفية قريب من سطح الأرض عند حواف المسطحات المائية السطحية ، يمكن لجذور النباتات أن تخترق المنطقة المشبعة ، مما يسمح للنباتات بنضح المياه مباشرة من نظام المياه الجوفية (الشكل 7). عادة ما يؤدي نتح المياه الجوفية إلى انخفاض منسوب المياه الجوفية مثل تأثير البئر الذي يتم ضخه. هذا النتح اليومي والموسمي المتغير للغاية للمياه الجوفية قد يقلل بشكل كبير من تصريف المياه الجوفية إلى سطح مائي أو حتى يتسبب في حركة المياه السطحية في باطن الأرض. في العديد من الأماكن ، من الممكن قياس التغيرات اليومية في اتجاه التدفق خلال مواسم النمو النشط للنبات ، أي أن المياه الجوفية تنتقل إلى المياه السطحية أثناء الليل ، وتتحرك المياه السطحية إلى المياه الجوفية الضحلة أثناء النهار.

الشكل 7. عندما يكون عمق منسوب المياه الجوفية صغيرًا بجوار المسطحات المائية السطحية ، فإن النتح مباشرة من المياه الجوفية يمكن أن يسبب مخاريط اكتئاب مماثلة لتلك التي تسببها ضخ الآبار. يؤدي هذا في بعض الأحيان إلى سحب المياه مباشرة من المياه السطحية إلى باطن الأرض.

تحدث هذه التغييرات الدورية في اتجاه التدفق أيضًا على نطاقات زمنية أطول: تسود التغذية المركزة من الهطول خلال الفترات الرطبة ويسود الانخفاض عن طريق النتح خلال فترات الجفاف. نتيجة لذلك ، يمكن أن تتسبب العمليتان ، جنبًا إلى جنب مع الضوابط الجيولوجية على توزيع التسرب ، في أن تكون ظروف التدفق عند حواف المسطحات المائية متغيرة للغاية. من المحتمل أن تؤثر هذه & amp ؛ تأثيرات الاقتباس & quot على المسطحات المائية السطحية الصغيرة أكثر من المسطحات المائية الكبيرة لأن نسبة طول الحافة إلى الحجم الكلي أكبر في المسطحات المائية الصغيرة عنها في المسطحات المائية الكبيرة.

Phreatophytes على طول نهر ريو غراندي في ولاية تكساس. (تصوير مايكل كولير).

تفاعل المياه الجوفية والجداول

تتفاعل الجداول مع المياه الجوفية في جميع أنواع المناظر الطبيعية (انظر الإطار ب). يحدث التفاعل بثلاث طرق أساسية: تكتسب المجاري المياه من تدفق المياه الجوفية عبر مجرى مجرى النهر (مجرى الكسب ، الشكل 8 أ) ، أو تفقد المياه إلى المياه الجوفية عن طريق التدفق الخارج من خلال مجرى المجرى (فقد التيار ، الشكل 9 أ) ، أو تفعل كلاهما ، حيث يكسب بعض الروافد ويخسر في مجالات أخرى. لكي يتم تصريف المياه الجوفية إلى قناة مجرى مائي ، يجب أن يكون ارتفاع منسوب المياه بالقرب من التيار أعلى من ارتفاع سطح تيار المياه. على العكس من ذلك ، لكي تتسرب المياه السطحية إلى المياه الجوفية ، يجب أن يكون ارتفاع منسوب المياه الجوفية بالقرب من التيار أقل من ارتفاع سطح مياه التيار. تشير ملامح ارتفاع منسوب المياه إلى اكتساب تيارات من خلال الإشارة إلى اتجاه المنبع (الشكل 8 ب) ، وتشير إلى فقدان التدفقات من خلال الإشارة إلى اتجاه مجرى النهر (الشكل 9 ب) في المنطقة المجاورة مباشرة للتيار.

(المربع ب)

الشكل 8. الحصول على تيارات تستقبل المياه من نظام المياه الجوفية (أ). يمكن تحديد ذلك من الخرائط الكنتورية لجدول المياه لأن الخطوط الكنتورية تشير إلى اتجاه المنبع حيث تعبر التيار (B).

الشكل 9. تفقد التيارات المفقودة الماء في نظام المياه الجوفية (أ). يمكن تحديد ذلك من الخرائط الكنتورية لجدول المياه لأن الخطوط الكنتورية تشير إلى اتجاه مجرى النهر حيث تعبر التيار (B).

يمكن توصيل التيارات المفقودة بنظام المياه الجوفية بمنطقة مشبعة مستمرة (الشكل 9 أ) أو يمكن فصلها عن نظام المياه الجوفية بمنطقة غير مشبعة. عندما يتم فصل التيار عن نظام المياه الجوفية عن طريق منطقة غير مشبعة ، قد يكون لجدول المياه كومة يمكن تمييزها أسفل التيار (الشكل 10) إذا كان معدل التغذية من خلال مجرى التيار والمنطقة غير المشبعة أكبر من معدل الأرض الجانبية - تدفق المياه بعيدًا عن الكومة الجوفية. من السمات المهمة للتيارات المنفصلة عن المياه الجوفية أن ضخ المياه الجوفية الضحلة بالقرب من التيار لا يؤثر على تدفق التيار بالقرب من الآبار التي يتم ضخها.

الشكل 10. يتم فصل التيارات المنفصلة عن نظام المياه الجوفية بمنطقة غير مشبعة.

في بعض البيئات ، يمكن أن يستمر كسب أو خسارة تدفق المجرى ، أي أن التيار قد يحصل دائمًا على المياه من المياه الجوفية ، أو قد يفقد دائمًا المياه إلى المياه الجوفية. ومع ذلك ، في بيئات أخرى ، يمكن أن يختلف اتجاه التدفق بشكل كبير على طول مجرى مائي يصل البعض منه إلى المياه الجوفية ، بينما يفقد البعض الآخر المياه في المياه الجوفية. علاوة على ذلك ، يمكن أن يتغير اتجاه التدفق في أطر زمنية قصيرة جدًا نتيجة للعواصف الفردية التي تتسبب في إعادة الشحن المركزة بالقرب من ضفة النهر ، أو تحرك قمم الفيضانات المؤقتة أسفل القناة ، أو نتح المياه الجوفية عن طريق الغطاء النباتي بجانب مجرى النهر.

أحد أنواع التفاعل بين المياه الجوفية والجداول التي تحدث في جميع الجداول تقريبًا في وقت أو آخر هو الارتفاع السريع في مرحلة المجرى الذي يتسبب في انتقال المياه من التيار إلى ضفاف المجاري المائية. عادة ما تكون هذه العملية ، التي يطلق عليها اسم التخزين المصرفي (الشكلان 11 و 12 ب) ، ناتجة عن هطول الأمطار أو الذوبان السريع للثلوج أو إطلاق المياه من الخزان في أعلى المنبع. طالما أن الارتفاع في المرحلة لا يتجاوز ضفاف المجرى ، فإن معظم حجم مياه التيار الذي يدخل ضفاف المجرى يعود إلى المجرى في غضون أيام أو أسابيع قليلة. يميل فقدان مياه التيار إلى التخزين المصرفي وعودة هذه المياه إلى المجرى في فترة أيام أو أسابيع إلى تقليل قمم الفيضان وتدفقات التدفق اللاحقة لاحقًا. إذا كان الارتفاع في مرحلة مجرى المياه كافياً لتجاوز الضفاف وإغراق مساحات كبيرة من سطح الأرض ، يمكن إعادة التغذية على نطاق واسع إلى منسوب المياه الجوفية في جميع أنحاء المنطقة المغمورة (الشكل 12 ج). في هذه الحالة ، قد يكون الوقت الذي تستغرقه عودة مياه الفيضانات المعاد شحنها إلى التيار عن طريق تدفق المياه الجوفية أسابيع أو شهورًا أو سنوات لأن أطوال مسارات تدفق المياه الجوفية أطول بكثير من تلك الناتجة عن تخزين البنوك المحلية . اعتمادًا على تواتر العواصف وحجمها وشدتها وعلى الحجم المرتبط بالزيادات في مرحلة المجرى ، قد تكون بعض التدفقات وطبقات المياه الجوفية الضحلة المجاورة في حالة إعادة تعديل مستمرة من التفاعلات المتعلقة بالتخزين المصرفي والفيضان فوق الضفاف.

الشكل 11. إذا ارتفعت مستويات التدفق أعلى من مستويات المياه الجوفية المجاورة ، فإن تيار المياه ينتقل إلى ضفاف المجرى كمخزن للبنك.

تتفاعل التيارات مع المياه الجوفية بثلاث طرق أساسية: تكتسب الجداول المياه من تدفق المياه الجوفية من خلال مجرى مجرى النهر (مجرى الكسب) ، أو تفقد المياه إلى المياه الجوفية عن طريق التدفق من خلال مجرى مجرى النهر (التدفق المفقود) ، أو تفعل الأمرين معًا ، وتكتسب بعضًا منها. يصل ويخسر في مناطق أخرى & quot

الشكل 12. إذا ارتفعت مستويات مجاري المياه أعلى من ضفافها (C) ، فإن مياه الفيضانات تعيد تغذية المياه الجوفية في جميع أنحاء المناطق التي غمرتها الفيضانات.

بالإضافة إلى التخزين المصرفي ، قد تؤثر العمليات الأخرى على التبادل المحلي للمياه بين التيارات وخزانات المياه الجوفية الضحلة المجاورة. يمكن أيضًا أن تحدث التغييرات في تدفق التيار بين ظروف الكسب والخسارة عن طريق ضخ المياه الجوفية بالقرب من الجداول (انظر الإطار ج). يمكن أن يعترض الضخ المياه الجوفية التي كان من الممكن أن يتم تصريفها إلى مجرى الكسب ، أو بمعدلات ضخ أعلى يمكن أن تحفز التدفق من التيار إلى الخزان الجوفي.

(المربع ج)

فيضانات عند التقاء نهري ميسوري وميسيسيبي. (تصوير روبرت ميد).

عندما يتولد تدفق التيار في مناطق مياه الرأس ، فإن التغيرات في تدفق المجرى بين ظروف الكسب والخسارة قد تكون متغيرة بشكل خاص (الشكل 13). يمكن أن يكون الجزء العلوي من مجاري المياه جافًا تمامًا ما عدا أثناء أحداث العواصف أو خلال مواسم معينة من السنة عندما يكون ذوبان الجليد أو هطول الأمطار كافيين للحفاظ على التدفق المستمر لأيام أو أسابيع. خلال هذه الأوقات ، سيفقد التيار الماء إلى المنطقة غير المشبعة تحت قاعه. ومع ذلك ، مع ارتفاع منسوب المياه الجوفية من خلال إعادة التغذية في منطقة منابع المياه ، قد يصبح الوصول الخاسر وسيلة وصول مع ارتفاع منسوب المياه الجوفية فوق مستوى التيار. في ظل هذه الظروف ، فإن النقطة التي تساهم فيها المياه الجوفية أولاً في التيار تتحرك تدريجياً نحو الأعلى.

الشكل 13. يمكن أن يختلف الموقع الذي يبدأ فيه التدفق الدائم في القناة اعتمادًا على توزيع التغذية في مناطق منابع المياه. بعد فترات الجفاف (أ) ، سوف يتحرك بداية تدفق التيار إلى أعلى خلال الفترات الرطبة حيث يصبح نظام المياه الجوفية أكثر تشبعًا (ب).

بعض التيارات المكتسبة تصل إلى طبقة المياه الجوفية في ظل الظروف العادية لتدفق المياه. عادة ما يرتبط اتجاه التسرب عبر قاع هذه التيارات بالتغيرات المفاجئة في منحدر مجرى التيار (الشكل 14 أ) أو بالتعرجات في قناة التدفق (الشكل 14 ب). على سبيل المثال ، عادةً ما يكون الوصول الخاسر للتيار موجودًا في نهاية مجرى النهر في تيارات البرك والبندقية (الشكل 14 أ) ، أو المنبع من انحناءات القناة في التدفقات المتعرجة (الشكل 14 ب). يشار إلى المنطقة تحت السطحية حيث تتدفق مياه التيار عبر أجزاء قصيرة من قاعها المجاور والبنوك المجاورة لها باسم المنطقة الخافضة. يختلف حجم وهندسة المناطق الخافتة المحيطة بالتيارات بشكل كبير في الزمان والمكان. بسبب الاختلاط بين المياه الجوفية والمياه السطحية في المنطقة الخافضة ، قد يختلف الطابع الكيميائي والبيولوجي للمنطقة الخافضة بشكل ملحوظ عن المياه السطحية المجاورة والمياه الجوفية.

الشكل 14. يرتبط تبادل المياه السطحية مع المياه الجوفية في المنطقة الخافضة بالتغيرات المفاجئة في منحدر مجرى المجرى (أ) وبتعرجات التيار (ب).

تجمع وبندقية تيار في كولورادو. (تصوير روبرت بروشيرز.)

يمكن أن تشكل أنظمة المياه الجوفية التي تصب في مجاري المياه تحت مساحات شاسعة من سطح الأرض (الشكل 15). نتيجة لذلك ، تعكس الظروف البيئية عند السطح البيني بين المياه الجوفية والمياه السطحية التغيرات في المشهد الأوسع. على سبيل المثال ، تنتج أنواع وأعداد الكائنات الحية في نطاق معين من مجرى النهر ، جزئيًا ، عن التفاعلات بين المياه في المنطقة النافرة والمياه الجوفية من مصادر بعيدة.

الشكل 15. تعتبر مجاري الأنهار والبنوك بيئات فريدة لأنها المكان الذي تتفاعل فيه المياه الجوفية التي تستنزف الكثير من تحت سطح الأرض للمناظر الطبيعية مع المياه السطحية التي تستنزف الكثير من سطح المناظر الطبيعية.

تفاعل المياه الجوفية والبحيرات

تتفاعل البحيرات مع المياه الجوفية بثلاث طرق أساسية: يتلقى البعض تدفقًا للمياه الجوفية في جميع أنحاء قاعهم بالكامل ، وبعضهم يعاني من فقدان التسرب إلى المياه الجوفية في جميع أنحاء قاعهم بالكامل ، ولكن ربما تتلقى معظم البحيرات تدفق المياه الجوفية من خلال جزء من قاعها ويكون لها تسرب المياه الجوفية من خلال أجزاء أخرى (الشكل 16). على الرغم من أن هذه التفاعلات الأساسية هي نفسها بالنسبة للبحيرات كما هي للتدفقات ، إلا أن التفاعلات تختلف بعدة طرق.

الشكل 16. يمكن أن تتلقى البحيرات تدفق المياه الجوفية (أ) ، أو تفقد المياه كتسرب إلى المياه الجوفية (ب) ، أو كليهما (ج).

إن مستوى المياه في البحيرات الطبيعية ، أي تلك التي لا تتحكم فيها السدود ، لا يتغير بشكل عام بنفس سرعة مستوى مياه المجاري المائية ، وبالتالي فإن تخزين البنوك أقل أهمية في البحيرات مما هو عليه في الجداول. يؤثر التبخر بشكل عام على مستويات البحيرة أكثر من تأثيره على مستويات مجاري المياه لأن مساحة سطح البحيرات تكون عمومًا أكبر وأقل تظليلًا من العديد من المجاري المائية ، ولأن مياه البحيرة لا تتجدد بسهولة مثل وصول مجرى مائي. يمكن أن توجد البحيرات في أجزاء مختلفة من المناظر الطبيعية ويمكن أن يكون لها أنظمة تدفق المياه الجوفية المعقدة المرتبطة بها. هذا ينطبق بشكل خاص على البحيرات في التضاريس الجليدية والكثبان ، كما تمت مناقشته في قسم لاحق من هذه النشرة. علاوة على ذلك ، تحتوي رواسب البحيرة عادة على كميات أكبر من الرواسب العضوية من التيارات. يمكن أن تؤثر هذه الرواسب العضوية ضعيفة النفاذية على توزيع التسرب والتبادل الكيميائي الجيوكيميائي للمياه والمواد المذابة في البحيرات أكثر من الجداول.

بلد بحيرة في شمال ولاية ويسكونسن. (تصوير ديفيد كرابنهوفت.)

الخزانات هي بحيرات من صنع الإنسان مصممة بشكل أساسي للتحكم في تدفق وتوزيع المياه السطحية. يتم إنشاء معظم الخزانات في أودية الأنهار ، وبالتالي فهي تتميز ببعض خصائص كل من الجداول والبحيرات. مثل الجداول ، يمكن أن تحتوي الخزانات على مستويات متذبذبة على نطاق واسع ، ويمكن أن يكون التخزين المصرفي كبيرًا ، وعادة ما يكون لها تدفق مستمر للمياه من خلالها. مثل البحيرات ، يمكن أن تتسبب الخزانات في فقد كبير للمياه عن طريق التبخر ، ودوران كبير للمواد الكيميائية والبيولوجية داخل مياهها ، والتبادلات الكيميائية الجيوكيميائية واسعة النطاق للمذابات مع الرواسب العضوية.

& مثل يمكن أن تتلقى البحيرات والأراضي الرطبة تدفق المياه الجوفية من خلال قاعها بالكامل ، أو يكون لها تدفق خارجي في جميع أنحاء قاعها بالكامل ، أو يكون لها تدفق داخلي وخارجي في مواقع مختلفة & quot

تفاعل المياه الجوفية والأراضي الرطبة

توجد الأراضي الرطبة في المناخات والمناظر الطبيعية التي تتسبب في تصريف المياه الجوفية إلى سطح الأرض أو التي تمنع التصريف السريع للمياه من سطح الأرض. على غرار الجداول والبحيرات ، يمكن للأراضي الرطبة أن تتلقى تدفق المياه الجوفية ، أو تعيد شحن المياه الجوفية ، أو تقوم بالأمرين معًا. تلك الأراضي الرطبة التي تحتل المنخفضات في سطح الأرض لها تفاعلات مع المياه الجوفية مشابهة للبحيرات والجداول. على عكس الجداول والبحيرات ، لا تشغل الأراضي الرطبة دائمًا نقاطًا منخفضة ومنخفضات في المناظر الطبيعية (الشكل 17 أ) ، كما يمكن أن توجد أيضًا على المنحدرات (مثل السدود) أو حتى على فجوات الصرف (مثل بعض أنواع المستنقعات). Fens هي أراضٍ رطبة تتلقى عادةً تصريفًا للمياه الجوفية (الشكل 17 ب) ، وبالتالي فهي تتلقى إمدادًا مستمرًا بالمكونات الكيميائية الذائبة في المياه الجوفية. المستنقعات هي أراض رطبة تحتل المرتفعات (الشكل 17 د) أو مناطق مسطحة واسعة ، وتتلقى الكثير من المياه والمكونات الكيميائية من هطول الأمطار. يوضح الشكل 18 توزيع مناطق الأراضي الرطبة الرئيسية في الولايات المتحدة.

أبلاند بوغ لابرادور ، كندا. (تصوير لين فرانك.)

في مناطق المنحدرات الأرضية الشديدة ، يتقاطع منسوب المياه الجوفية أحيانًا مع سطح الأرض ، مما يؤدي إلى تصريف المياه الجوفية مباشرة إلى سطح الأرض. يسمح المصدر الثابت للمياه في وجوه التسرب هذه (الشكل 17 ب) بنمو نباتات الأراضي الرطبة. يتم أيضًا توفير مصدر ثابت للمياه الجوفية لنباتات الأراضي الرطبة لأجزاء من المناظر الطبيعية التي تكون متدنية من الانقطاعات في منحدر منسوب المياه (الشكل 17 ب) ، وحيث تسبب الانقطاعات الجوفية في الوحدات الجيولوجية حركة تصاعدية للمياه الجوفية (الشكل 17 أ) . توجد العديد من الأراضي الرطبة على طول الجداول ، وخاصة التيارات بطيئة الحركة. على الرغم من أن هذه الأراضي الرطبة النهرية (الشكل 17 ج) عادة ما تتلقى تصريفًا للمياه الجوفية ، إلا أنها تعتمد بشكل أساسي على التيار لتزويدها بالمياه.

الشكل 17. يمكن أن يكون مصدر المياه إلى الأراضي الرطبة من تصريف المياه الجوفية حيث يكون سطح الأرض تحتها حقول تدفق المياه الجوفية المعقدة (أ) ، من تصريف المياه الجوفية عند أوجه التسرب وعند فواصل منحدر منسوب المياه الجوفية (ب) ، من التيارات (C) ، ومن التهطال في الحالات التي لا يوجد فيها تدفق تيار للأراضي الرطبة وتنحدر تدرجات المياه الجوفية بعيدًا عن الأراضي الرطبة (D).

الشكل 18. توجد الأراضي الرطبة في جميع أنحاء الدولة ، لكنها تغطي أكبر المناطق في التضاريس الجليدية في شمال وسط الولايات المتحدة ، والتضاريس الساحلية على طول سواحل المحيط الأطلسي والخليج ، والتضاريس النهرية في وادي نهر المسيسيبي السفلي.

للأراضي الرطبة في المناطق النهرية والساحلية تفاعلات هيدرولوجية معقدة لأنها تخضع لتغيرات دورية في مستوى المياه. تتأثر بعض الأراضي الرطبة في المناطق الساحلية بدورات المد والجزر التي يمكن التنبؤ بها. تتأثر الأراضي الرطبة الساحلية الأخرى والأراضي الرطبة النهرية بدرجة أكبر بالتغيرات الموسمية في مستوى المياه والفيضانات. تؤدي التأثيرات المجمعة لهطول الأمطار والتبخر والتفاعل مع المياه السطحية والمياه الجوفية إلى نمط من أعماق المياه في الأراضي الرطبة يكون مميزًا.

Hydroperiod هو مصطلح شائع الاستخدام في علم الأراضي الرطبة يشير إلى سعة وتواتر تقلبات مستوى المياه. تؤثر فترة Hydroperiod على جميع خصائص الأراضي الرطبة ، بما في ذلك نوع الغطاء النباتي ودورة المغذيات وأنواع اللافقاريات والأسماك وأنواع الطيور الموجودة.

وجه تسرب في حديقة صهيون الوطنية ، يوتا. (تصوير روبرت شيدلوك).

يتمثل أحد الاختلافات الرئيسية بين البحيرات والأراضي الرطبة ، فيما يتعلق بتفاعلها مع المياه الجوفية ، في سهولة تحرك المياه عبر أسِرَّتها. عادة ما تكون البحيرات ضحلة حول محيطها حيث يمكن للأمواج إزالة الرواسب الدقيقة الحبيبات ، مما يسمح للمياه السطحية والمياه الجوفية بالتفاعل بحرية. من ناحية أخرى ، في الأراضي الرطبة ، إذا كانت الرواسب العضوية دقيقة الحبيبات والمتحللة للغاية موجودة بالقرب من حافة الأراضي الرطبة ، فمن المحتمل أن يكون نقل المياه والمذابات بين المياه الجوفية والمياه السطحية أبطأ بكثير.

يتم تحديد اختلاف آخر في التفاعل بين المياه الجوفية والمياه السطحية في الأراضي الرطبة مقارنة بالبحيرات من خلال الغطاء النباتي المتجذر في الأراضي الرطبة. تعتبر حصيرة الجذور الليفية في تربة الأراضي الرطبة شديدة التوصيل لتدفق المياه ، وبالتالي فإن امتصاص الماء من جذور النباتات الناشئة يؤدي إلى تبادل كبير بين المياه السطحية والمياه المسامية لرواسب الأراضي الرطبة. تبادل المياه في منطقة التربة العلوية هذه حتى لو كان التبادل بين المياه السطحية والمياه الجوفية مقيدًا عند قاعدة رواسب الأراضي الرطبة.

التفاعلات الكيميائية للمياه الجوفية والمياه السطحية

تطور كيمياء المياه في أحواض الصرف

اثنان من عناصر التحكم الأساسية في كيمياء المياه في أحواض الصرف هما نوع المواد الجيولوجية الموجودة وطول الوقت الذي يكون فيه الماء على اتصال بهذه المواد. تشمل التفاعلات الكيميائية التي تؤثر على الخصائص البيولوجية والجيوكيميائية للحوض (1) التفاعلات الحمضية القاعدية ، (2) الترسيب وانحلال المعادن ، (3) الامتصاص والتبادل الأيوني ، (4) تفاعلات تقليل الأكسدة ، (5) التحلل البيولوجي و (6) انحلال وانحلال الغازات (انظر الإطار د). عندما تتسرب المياه إلى سطح الأرض لأول مرة ، فإن الكائنات الحية الدقيقة في التربة لها تأثير كبير على تطور كيمياء المياه. تتحلل المواد العضوية في التربة بفعل الميكروبات ، مما ينتج عنه تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون المذاب (CO 2 ). تعمل هذه العملية على خفض الرقم الهيدروجيني عن طريق زيادة حمض الكربونيك (H 2 كو 3 ) التركيز في مياه التربة. يبدأ إنتاج حمض الكربونيك عددًا من تفاعلات التجوية المعدنية ، والتي تؤدي إلى تكوين البيكربونات (HCO 3 -) هو الأكثر وفرة في الماء. عندما تكون أوقات التلامس بين الماء والمعادن في مسارات تدفق المياه الجوفية الضحلة قصيرة ، يكون تركيز المواد الصلبة الذائبة في الماء منخفضًا بشكل عام. في مثل هذه الظروف ، تحدث تغييرات كيميائية محدودة قبل تصريف المياه الجوفية إلى المياه السطحية.

(المربع د)

& مثل اثنان من الضوابط الأساسية على كيمياء المياه في أحواض الصرف هما نوع المواد الجيولوجية الموجودة وطول الوقت الذي يكون فيه الماء على اتصال بهذه المواد & quot

في أنظمة تدفق المياه الجوفية العميقة ، يكون وقت التلامس بين الماء والمعادن أطول بكثير مما هو عليه في أنظمة التدفق الضحلة. نتيجة لذلك ، قد يتم استبدال الأهمية الأولية للتفاعلات المتعلقة بالميكروبات في منطقة التربة بمرور الوقت من خلال التفاعلات الكيميائية بين المعادن والمياه (التجوية الجيوكيميائية). مع تقدم التجوية ، يزداد تركيز المواد الصلبة الذائبة. اعتمادًا على التركيب الكيميائي للمعادن التي تتعرض للعوامل الجوية ، تتغير الوفرة النسبية للمواد الكيميائية غير العضوية الرئيسية الذائبة في الماء (انظر الإطار هـ).

(المربع هـ)

يمكن للمياه السطحية في الجداول والبحيرات والأراضي الرطبة أن تتبادل بشكل متكرر مع المياه الجوفية القريبة. وبالتالي ، يمكن أن يستمر طول الفترة الزمنية التي يتلامس فيها الماء مع الأسطح المعدنية في حوض الصرف بعد أن يدخل الماء أولاً في مجرى أو بحيرة أو أرض رطبة. إحدى النتائج المهمة لهذه التبادلات المستمرة بين المياه السطحية والمياه الجوفية هي قدرتها على زيادة وقت التلامس بين الماء والمواد الجيولوجية المتفاعلة كيميائيًا.

التفاعلات الكيميائية للمياه الجوفية والمياه السطحية في الأنهار والبحيرات والأراضي الرطبة

لا يمكن التعامل مع كيمياء المياه الجوفية وكيمياء المياه السطحية بشكل منفصل حيث تتفاعل أنظمة التدفق السطحي وتحت السطحي. توفر حركة المياه بين المياه الجوفية والمياه السطحية مسارًا رئيسيًا للانتقال الكيميائي بين الأنظمة الأرضية والمائية (انظر الإطار و). يؤثر نقل المواد الكيميائية هذا على إمداد الكربون والأكسجين والمواد المغذية مثل النيتروجين والفوسفور والمكونات الكيميائية الأخرى التي تعزز العمليات الكيميائية الجيولوجية على جانبي الواجهة. يمكن أن يؤثر هذا النقل في النهاية على الخصائص البيولوجية والكيميائية للأنظمة المائية في اتجاه مجرى النهر.

(المربع و)

& مثل توفر حركة المياه بين المياه الجوفية والمياه السطحية مسارًا رئيسيًا للانتقال الكيميائي بين النظم الأرضية والمائية.

العديد من الجداول ملوثة. لذلك ، فإن الحاجة إلى تحديد مدى التفاعلات الكيميائية التي تحدث في المنطقة النافرة منتشرة على نطاق واسع بسبب القلق من أن مياه المجاري الملوثة سوف تلوث المياه الجوفية الضحلة (انظر الإطار ز). تقدم التيارات أمثلة جيدة لكيفية تأثير الترابط بين المياه الجوفية والمياه السطحية على العمليات الكيميائية. تتسبب قيعان القناة الخشنة في دخول تيار المياه إلى مجرى مجرى النهر واختلاطه بالمياه الجوفية في المنطقة النافرة. يُحدث هذا الخلط تغيرات حادة في التركيزات الكيميائية في المنطقة الخافضة للحيوية ، وعادة ما تتطور منطقة النشاط الكيميائي الجيوكيميائي المعزز في المياه الجوفية الضحلة نتيجة لتدفق المياه السطحية الغنية بالأكسجين إلى البيئة تحت السطحية ، حيث توجد البكتيريا وطلاءات الرواسب النشطة جيوكيميائياً. وفيرة (الشكل 19). هذا المدخل من الأكسجين في مجرى التيار يحفز مستوى عالٍ من النشاط بواسطة الكائنات الحية الدقيقة الهوائية (التي تستخدم الأكسجين) إذا كان الأكسجين المذاب متاحًا بسهولة. ليس من غير المألوف أن يتم استخدام الأكسجين المذاب بالكامل في مسارات التدفق الناقص على مسافة ما في مجرى النهر ، حيث تهيمن الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية على النشاط الميكروبي. يمكن للبكتيريا اللاهوائية استخدام النترات أو الكبريتات أو غيرها من المواد المذابة بدلاً من الأكسجين لعملية التمثيل الغذائي. نتيجة هذه العمليات هي أن العديد من المواد المذابة شديدة التفاعل في المياه الجوفية الضحلة بالقرب من مجاري الأنهار.

(المربع ز)

الشكل 19. يتم تحسين النشاط الميكروبي والتحولات الكيميائية بشكل شائع في المنطقة النافرة مقارنة بتلك التي تحدث في المياه الجوفية والمياه السطحية. يوضح هذا الرسم البياني بعض العمليات والتحولات الكيميائية التي قد تحدث في المنطقة الخافضة. تعتمد التفاعلات الكيميائية الفعلية على العديد من العوامل بما في ذلك معادن الخزان الجوفي ، وشكل الخزان الجوفي ، وأنواع المواد العضوية في المياه السطحية والمياه الجوفية ، واستخدام الأرض القريب.

تتأثر حركة المغذيات والمكونات الكيميائية الأخرى ، بما في ذلك الملوثات ، بين المياه الجوفية والمياه السطحية بالعمليات البيوجيوكيميائية في المنطقة الناقصة. على سبيل المثال ، يمكن أن يتجاوز المعدل الذي تتحلل به الملوثات العضوية في المنطقة النافرة معدلات في مياه التيار أو في المياه الجوفية بعيدًا عن التيار. مثال آخر هو إزالة المعادن الذائبة في المنطقة النافرة. عندما يمر الماء عبر المنطقة النافرة ، تتم إزالة المعادن الذائبة عن طريق ترسيب طلاءات أكسيد الفلز على الرواسب.

تتمتع البحيرات والأراضي الرطبة أيضًا بخصائص بيوجيوكيميائية مميزة فيما يتعلق بتفاعلها مع المياه الجوفية. تؤثر كيمياء المياه الجوفية واتجاه وحجم التبادل مع المياه السطحية بشكل كبير على مدخلات المواد الكيميائية الذائبة في البحيرات والأراضي الرطبة. بشكل عام ، إذا كانت البحيرات والأراضي الرطبة لها تفاعل ضئيل مع الجداول أو المياه الجوفية ، فإن مدخلات المواد الكيميائية المذابة تكون في الغالب من الترسيب ، وبالتالي فإن مدخلات المواد الكيميائية تكون ضئيلة. تحتوي البحيرات والأراضي الرطبة التي تحتوي على قدر كبير من تدفق المياه الجوفية على مدخلات كبيرة من المواد الكيميائية الذائبة. في الحالات التي يتجاوز فيها مدخلات المغذيات الذائبة مثل الفوسفور والنيتروجين الناتج ، يكون الإنتاج الأولي من الطحالب ونباتات الأراضي الرطبة كبيرًا. عندما تموت هذه الكمية الكبيرة من المواد النباتية ، يتم استخدام الأكسجين في عملية التحلل. في بعض الحالات ، يمكن أن يكون فقدان الأكسجين من مياه البحيرة كبيرًا بما يكفي لقتل الأسماك والكائنات المائية الأخرى.

يؤثر حجم تدفق المياه السطحية والداخلية إلى الخارج أيضًا على الاحتفاظ بالمغذيات في الأراضي الرطبة. إذا لم يكن هناك تدفق للخارج في البحيرات أو الأراضي الرطبة ، فإن احتباس المواد الكيميائية يكون مرتفعًا. عادة ما يكون الميل إلى الاحتفاظ بالمغذيات أقل في الأراضي الرطبة التي يتم شطفها بشكل كبير عن طريق تدفق المياه السطحية. بشكل عام ، مع زيادة مدخلات المياه السطحية ، تختلف الأراضي الرطبة من تلك التي تحتفظ بقوة بالمغذيات إلى تلك التي تستورد وتصدر كميات كبيرة من المغذيات. علاوة على ذلك ، عادة ما يكون للأراضي الرطبة دور مهم في تغيير الشكل الكيميائي للمكونات الذائبة. على سبيل المثال ، تميل الأراضي الرطبة التي تتدفق عبر المياه السطحية إلى الاحتفاظ بالأشكال المؤكسدة كيميائيًا وإطلاق الأشكال المختزلة كيميائيًا من المعادن والمغذيات.

بحيرة متوترة في ساسكاتشوان ، كندا. (تصوير جيمس لابو.)

& مثل تؤثر كيمياء المياه الجوفية واتجاه وحجم التبادل مع المياه السطحية بشكل كبير على إدخال المواد الكيميائية الذائبة في البحيرات والأراضي الرطبة.

تفاعل المياه الجوفية والمياه السطحية في المناظر الطبيعية المختلفة

المياه الجوفية موجودة في جميع المناظر الطبيعية تقريبًا. يعتمد تفاعل المياه الجوفية مع المياه السطحية على البيئة الفيزيوجرافية والمناخية للمناظر الطبيعية. على سبيل المثال ، قد يتلقى تيار في مناخ رطب تدفق المياه الجوفية ، لكن تيارًا في بيئة فيزيوغرافية متطابقة في مناخ جاف قد يفقد المياه في المياه الجوفية. لتوفير منظور واسع وموحد لتفاعل المياه الجوفية والمياه السطحية في المناظر الطبيعية المختلفة ، يتم استخدام منظر طبيعي مفاهيمي (الشكل 2) كمرجع. بعض السمات المشتركة للتفاعل لأجزاء مختلفة من المشهد المفاهيمي موصوفة أدناه. الأنواع الخمسة العامة للتضاريس التي تمت مناقشتها هي جبلية ونهرية وساحلية وجليدية وكثبان رملية وكارستية.

التضاريس الجبلية

تتميز هيدرولوجيا التضاريس الجبلية (المنطقة M من المشهد المفاهيمي ، الشكل 2) بتغير كبير في هطول الأمطار وحركة المياه فوق ومنحدرات الأرض شديدة الانحدار. على المنحدرات الجبلية ، تمتلك المسام الكبيرة التي تم إنشاؤها بواسطة الكائنات الحية المختبئة وعن طريق تحلل جذور النباتات القدرة على نقل التدفق تحت السطحي إلى أسفل المنحدر بسرعة. بالإضافة إلى ذلك ، قد تكون بعض أنواع الصخور الموجودة أسفل التربة شديدة التجوية أو التصدع وقد تنقل كميات إضافية كبيرة من التدفق عبر باطن الأرض. في بعض الأماكن ، ينتج عن هذا التدفق السريع للمياه منابع التلال.

يتضمن المفهوم العام لتدفق المياه في التضاريس الجبلية عدة مسارات يتحرك من خلالها هطول الأمطار عبر منحدر التل إلى مجرى مائي (الشكل 20). بين فترات العواصف وذوبان الجليد ، يتم الحفاظ على تدفق التيار عن طريق التصريف من نظام المياه الجوفية (الشكل 20 أ). أثناء العواصف الشديدة ، تصل معظم المياه إلى مجاري المياه بسرعة كبيرة عن طريق التشبع الجزئي وتدفقها عبر التربة عالية التوصيل. في الأجزاء السفلية من منحدرات التلال ، يرتفع منسوب المياه في بعض الأحيان إلى سطح الأرض أثناء العواصف ، مما يؤدي إلى التدفق البري (الشكل 20 ب). عندما يحدث هذا ، فإن هطول الأمطار على المنطقة المشبعة يضيف إلى كمية التدفق البري. عندما تستمر العواصف أو ذوبان الجليد في المناطق الجبلية ، يمكن أن تتوسع المناطق المشبعة القريبة من الجداول إلى الخارج لتشمل مناطق أعلى على منحدر التلال. في بعض الأماكن ، خاصة في المناطق القاحلة ، يمكن أن يتولد التدفق البري عندما يتجاوز معدل هطول الأمطار قدرة تسلل التربة (الشكل 20 ج).

الشكل 20. ينتقل الماء الناتج عن هطول الأمطار إلى مجاري جبلية على طول عدة مسارات. بين فترات العواصف وذوبان الجليد ، يكون معظم التدفق إلى الجداول عادة من المياه الجوفية (أ). خلال فترات العواصف وذوبان الجليد ، يكون الكثير من تدفق المياه إلى المجاري المائية من التدفق الضحل في المسام الكبيرة المشبعة في منطقة التربة. إذا كان التسرب إلى منسوب المياه الجوفية كبيرًا بدرجة كافية ، فإن منسوب المياه الجوفية سيرتفع إلى سطح الأرض ويكون التدفق إلى التيار من المياه الجوفية ومياه التربة والجريان السطحي البري (ب). في المناطق القاحلة حيث تكون التربة جافة جدًا وتكون النباتات متناثرة ، يتم إعاقة التسلل ويمكن أن يحدث الجريان السطحي من هطول الأمطار كتدفق بري (C). (معدلة من Dunne، T.، and Leopold، LB، 1978، Water in Environmental Planning: San Francisco، WH Freeman.) (مستعملة بإذن.)

بالقرب من قاعدة بعض سفوح الجبال ، يتقاطع منسوب المياه الجوفية مع جدار الوادي شديد الانحدار على مسافة من قاعدة المنحدر (الشكل 21 ، الجانب الأيسر من الوادي). ينتج عن هذا تصريف دائم للمياه الجوفية ، وفي كثير من الحالات ، وجود أراضٍ رطبة. إن العملية الهيدرولوجية الأكثر شيوعًا والتي تؤدي إلى وجود الأراضي الرطبة في بعض الوديان الجبلية هي التصريف التصاعدي للمياه الجوفية الناتج عن التغيير في منحدر منسوب المياه من الانحدار على جانب الوادي إلى كونه مسطحًا نسبيًا في الوادي الغريني (الشكل 21 ، الجانب الأيمن من الوادي). في حالة وجود كل من ظروف منسوب المياه الجوفية هذه ، يمكن أن توجد الأراضي الرطبة التي تغذيها المياه الجوفية ، والتي يشار إليها عادةً باسم fens.

الشكل 21. في التضاريس الجبلية ، يمكن تصريف المياه الجوفية عند قاعدة المنحدرات شديدة الانحدار (الجانب الأيسر من الوادي) ، عند حواف السهول الفيضية (الجانب الأيمن من الوادي) ، وفي مجرى النهر.

هناك جانب ديناميكي آخر لتفاعل المياه الجوفية والمياه السطحية في الإعدادات الجبلية ناتج عن المكون الطولي الملحوظ للتدفق في الوديان الجبلية. ينتج عن التدرج العالي للتيارات الجبلية ، مقترنًا بالقوام الخشن لرواسب مجرى النهر ، مكون تدفق قوي لأسفل الوادي مصحوبًا بتبادل متكرر لمياه التيار مع الماء في المنطقة الخافضة (الشكل 14) (انظر الإطار ح). يتم إنشاء القوة الدافعة لتبادل المياه بين مجرى مائي ومنطقته الخافضة عن طريق المياه السطحية المتدفقة على مجاري الأنهار الخشنة ، من خلال البرك والبنادق ، والشلالات ، وحول الصخور والأشجار. عادةً ، يدخل التيار إلى المنطقة الخافضة في نهاية المجرى لحمامات السباحة ثم يتدفق تحت أقسام شديدة الانحدار من التيار (تسمى البنادق) ، ويعود إلى التيار في نهاية المنبع للمجمع التالي (الشكل 14 أ). قد يدخل تيار المياه أيضًا إلى المنطقة النابضة بالحياة في اتجاه المنبع من تعرجات القناة ، مما يتسبب في تدفق المياه عبر شريط من الحصى قبل إعادة دخول القناة في اتجاه مجرى النهر (الشكل 14 ب).

(المربع ح)

تيار الجبل في ولاية أوريغون. (تصوير دينيس وينتز).

مروحة الغرينية في ألاسكا. (تصوير إيرل براب).

عادة ما تتدفق التيارات المتدفقة من التضاريس الجبلية عبر مراوح الطمي عند حواف الوديان. تفقد معظم التيارات في هذا النوع من البيئة المياه إلى المياه الجوفية لأنها تعبر المراوح الغرينية عالية النفاذية. تم التعرف على هذه العملية منذ فترة طويلة في المناطق الغربية القاحلة ، ولكن تم توثيقها أيضًا في المناطق الرطبة ، مثل جبال الأبلاش. في المناطق القاحلة وشبه الجافة ، يمكن أن يكون تسرب المياه من التيار هو المصدر الرئيسي لتغذية الخزان الجوفي. على الرغم من أهميتها ، فإن إعادة تغذية المياه الجوفية من فقدان الجداول تظل جزءًا غير مؤكد إلى حد كبير من التوازن المائي لطبقات المياه الجوفية في هذه المناطق. يتم تطوير طرق جديدة واعدة لتقدير تغذية المياه الجوفية ، على الأقل محليًا ، على طول الجبهات الجبلية - وتشمل هذه الطرق استخدام أدوات التتبع البيئية ، وقياس ملامح درجة الحرارة الرأسية في مجاري الأنهار ، وقياس الخصائص الهيدروليكية لقيعان التدفق ، وقياس الفرق في الرأس الهيدروليكي بين التيار وطبقة المياه الجوفية الأساسية.

أكثر البحيرات الطبيعية شيوعًا في التضاريس الجبلية هي تلك التي تسدها عتبات الصخور أو الرواسب الجليدية في أعالي الجبال. تسمى بحيرات سيرك ، وهي تتلقى الكثير من مياهها من ذوبان الجليد. ومع ذلك ، فإنها تتفاعل مع المياه الجوفية بشكل يشبه إلى حد كبير العمليات الموضحة في الشكل 21 ، ويمكن الحفاظ عليها بواسطة المياه الجوفية طوال الموسم الخالي من الثلج.

تتنوع البيئة الجيوكيميائية للجبال تمامًا بسبب تأثيرات المناخ المتغير للغاية والعديد من أنواع الصخور والتربة المختلفة على تطور كيمياء المياه. يمكن أن تشمل المواد الجيولوجية الصخور البلورية والبركانية والرسوبية والرواسب الجليدية. يمكن أن تختلف الرواسب عن تلك التي لديها آفاق تربة متطورة لتدفق الطمي الذي لا توجد به تربة. أثناء هطول الأمطار الغزيرة ، يتدفق الكثير من المياه عبر مسارات التدفق الضحلة ، حيث تتفاعل مع الميكروبات وغازات التربة. في التدفق الأعمق عبر حجر الأساس المكسور ، تحدد التفاعلات الجيوكيميائية طويلة المدى للمياه الجوفية مع المعادن كيمياء المياه التي تتدفق في النهاية إلى الجداول. يتم اشتقاق التدفق الأساسي للتيارات في الأراضي الجبلية عن طريق الصرف من الطمي المشبع في قيعان الوادي ومن تصريف الكسور الصخرية الأساسية. ينتج عن خلط أنواع المياه المختلفة كيميائيًا تفاعلات جيوكيميائية تؤثر على كيمياء المياه في الجداول. أثناء النقل في اتجاه مجرى النهر في القناة ، تمتزج مياه التيار مع المياه الجوفية في المنطقة النافرة. في بعض التيارات الجبلية ، يكون حجم الماء في المنطقة الخافضة أكبر بكثير من حجم المياه في قناة التيار. يمكن للتفاعلات الكيميائية في المناطق النافرة ، في بعض الحالات ، أن تغير بشكل كبير كيمياء المياه للتيارات (الشكل 19).

التضاريس النهرية

في بعض المناظر الطبيعية ، تكون وديان الأنهار صغيرة وعادة لا تحتوي على سهول فيضان متطورة (المنطقة R من المناظر الطبيعية ، الشكل 2) (انظر الإطار 1). ومع ذلك ، فإن الأنهار الرئيسية (المنطقة V من المناظر الطبيعية المرجعية ، الشكل 2) بها وديان عادة ما تصبح أوسع بشكل متزايد في اتجاه مجرى النهر. تعتبر المصاطب والسدود الطبيعية وتعرجات الأنهار المهجورة من سمات المناظر الطبيعية الشائعة في وديان الأنهار الرئيسية ، وعادة ما ترتبط الأراضي الرطبة والبحيرات بهذه الميزات.

(الإطار 1)

يتأثر تفاعل المياه الجوفية والمياه السطحية في وديان الأنهار بتبادل أنظمة تدفق المياه الجوفية المحلية والإقليمية مع الأنهار والفيضان والتبخر. تتلقى التيارات الصغيرة تدفق المياه الجوفية بشكل أساسي من أنظمة التدفق المحلية ، والتي عادة ما يكون لها مدى محدود ومتغيرة بشكل كبير موسمياً. لذلك ، ليس من غير المعتاد أن تكتسب التدفقات الصغيرة أو تخسر نقاطًا تتغير موسميًا.

الوادي الغريني لنهر المسيسيبي. (تصوير روبرت ميد.)

بالنسبة للأنهار الكبيرة التي تتدفق في الوديان الغرينية ، يكون تفاعل المياه الجوفية والمياه السطحية عادةً أكثر تنوعًا من الناحية المكانية مما هو عليه بالنسبة للتيارات الأصغر. تصريف المياه الجوفية من أنظمة التدفق الإقليمية إلى النهر وكذلك في أماكن مختلفة عبر سهل الفيضان (الشكل 22). إذا كانت المدرجات موجودة في الوادي الغريني ، فقد تترافق أنظمة تدفق المياه الجوفية المحلية مع كل شرفة ، وقد تتشكل البحيرات والأراضي الرطبة بسبب هذا المصدر للمياه الجوفية. في بعض المواقع ، مثل جدار الوادي وعلى النهر ، قد يتم تصريف أنظمة تدفق المياه الجوفية المحلية والإقليمية على مسافة قريبة. علاوة على ذلك ، في الوديان الغرينية الكبيرة ، قد توجد أيضًا مكونات تدفق كبيرة في أسفل الوادي في مجرى النهر وفي الطمي الضحل (انظر الإطار 1).

الشكل 22. في وديان الأنهار العريضة ، تتواجد أنظمة تدفق المياه الجوفية المحلية الصغيرة المرتبطة بالمدرجات فوق أنظمة تدفق المياه الجوفية الإقليمية. إن التغذية من مياه الفيضانات المتراكبة على أنظمة تدفق المياه الجوفية تزيد من تعقيد هيدرولوجيا وديان الأنهار.

يضاف إلى هذا التوزيع لتصريف المياه الجوفية من أنظمة التدفق المختلفة إلى أجزاء مختلفة من الوادي تأثير الفيضان. في أوقات تدفق الأنهار العالية ، ينتقل الماء إلى نظام المياه الجوفية كمخزن للبنك (الشكل 11). يمكن أن تكون مسارات التدفق بمثابة تدفق جانبي عبر ضفة النهر (الشكل 12 ب) أو ، أثناء الفيضانات ، مثل التسرب الرأسي فوق سهل الفيضان (الشكل 12 ج). مع ارتفاع مياه الفيضانات ، فإنها تتسبب في انتقال مخزون البنوك إلى المدرجات العالية والعالية.

لا يكون منسوب المياه الجوفية عمومًا بعيدًا عن سطح الأرض في الوديان الغرينية. لذلك ، فإن الغطاء النباتي في السهول الفيضية ، وكذلك في قاعدة بعض المدرجات ، عادة ما يكون له أنظمة جذرية عميقة بما يكفي بحيث يمكن للنباتات أن ترشح المياه مباشرة من المياه الجوفية. بسبب المصدر المستقر نسبيًا للمياه الجوفية ، لا سيما في مناطق تصريف المياه الجوفية ، يمكن للنباتات أن ترشح المياه بالقرب من الحد الأقصى لمعدل النتح المحتمل ، مما يؤدي إلى نفس التأثير كما لو تم ضخ المياه بواسطة بئر (انظر الشكل 7) ). يمكن أن يؤدي هذا الفقد الكبير في المياه إلى انخفاض منسوب المياه الجوفية بحيث تعترض النباتات بعض المياه التي قد تتدفق بطريقة أخرى إلى النهر أو الأراضي الرطبة أو البحيرة. علاوة على ذلك ، في بعض الظروف ، ليس من غير المألوف خلال موسم النمو أن يكون تأثير الضخ الناتج عن النتح كبيرًا بدرجة كافية بحيث تنتقل المياه السطحية إلى باطن الأرض لتجديد المياه الجوفية المنبعثة.

يتراوح حجم الرواسب الغرينية النهرية من الطين إلى الصخور ، ولكن في العديد من الوديان الرسوبية ، تعتبر الرمل والحصى الرواسب السائدة. التفاعلات الكيميائية التي تنطوي على انحلال أو ترسيب المعادن (انظر الإطار د) عادة لا يكون لها تأثير كبير على كيمياء المياه في طبقات المياه الجوفية الرملية والحصوية لأن معدل حركة المياه سريع نسبيًا مقارنة بمعدلات التجوية. بدلاً من ذلك ، من المحتمل أن يكون لتفاعلات الامتصاص والامتصاص وتفاعلات الأكسدة / الاختزال المتعلقة بنشاط الكائنات الحية الدقيقة تأثير أكبر على كيمياء المياه في هذه الأنظمة. كما هو الحال في الجداول الصغيرة ، قد يكون للعمليات البيوجيوكيميائية في المنطقة الناقصة تأثير كبير على كيمياء المياه الجوفية والمياه السطحية في أنظمة الأنهار الأكبر. تؤدي حركة المياه السطحية الغنية بالأكسجين إلى باطن الأرض ، حيث تكون طبقات الرواسب المتفاعلة كيميائيًا وفيرة ، إلى زيادة التفاعلات الكيميائية المرتبطة بنشاط الكائنات الحية الدقيقة. تعتبر التدرجات الحادة في تركيز بعض المكونات الكيميائية في الماء ، والتي تحدد هذه المنطقة من النشاط البيوجيوكيميائي المتزايد ، شائعة بالقرب من الحدود بين المياه الجوفية والمياه السطحية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتسبب التفاعلات الكيميائية في المنطقة الخافضة في ترسيب بعض المواد المذابة والملوثات التفاعلية ، مما يؤثر على جودة المياه.

التضاريس الساحلية

تمتد التضاريس الساحلية ، مثل تلك الواقعة على طول السواحل الشرقية والوسطى والجنوبية للولايات المتحدة ، من المنحدرات الداخلية والمدرجات إلى المحيط (المنطقة C من المشهد المفاهيمي ، الشكل 2). تتميز هذه التضاريس بـ (1) منحدرات منخفضة ومدرجات تشكلت عندما كان المحيط أعلى مما هو عليه في الوقت الحاضر (2) تيارات ومصبات الأنهار والبحيرات التي تتأثر بالمد والجزر (3) البرك التي ترتبط عادة بالكثبان الرملية الساحلية و (4) جزر الحاجز. تغطي الأراضي الرطبة مناطق شاسعة في بعض التضاريس الساحلية (انظر الشكل 18).

يتأثر تفاعل المياه الجوفية والمياه السطحية في التضاريس الساحلية بتصريف المياه الجوفية من أنظمة التدفق الإقليمية ومن أنظمة التدفق المحلية المرتبطة بالمنحدرات والمدرجات (الشكل 23) ، والتبخر ، والفيضان المد والجزر. إن أنظمة التدفق المحلية المرتبطة بالحدائق والمدرجات ناتجة عن تكوين منسوب المياه الجوفية بالقرب من هذه الميزات (انظر الإطار ي). عندما يكون منسوب المياه الجوفي فاصلًا هبوطيًا في منحدر بالقرب من الجزء العلوي من المنحدرات والمدرجات ، توجد مكونات لأسفل لتدفق المياه الجوفية حيث يوجد في منسوب المياه الجوفية فاصل صعودي في منحدر بالقرب من قاعدة هذه الميزات ، والمكونات الصاعدة للمياه الجوفية التدفق موجود.

(المربع ي)

الشكل 23. في التضاريس الساحلية ، تتواجد خلايا تدفق المياه الجوفية المحلية الصغيرة المرتبطة بالمدرجات فوق أنظمة تدفق المياه الجوفية الإقليمية. في منطقة المد والجزر ، تختلط المياه السطحية المالحة والمياه المالحة بالمياه الجوفية العذبة من أنظمة التدفق المحلية والإقليمية.

ينتشر التبخر النتح مباشرة من المياه الجوفية في المناطق الساحلية. سطح الأرض مسطح ويكون منسوب المياه بشكل عام قريبًا من سطح الأرض ، وبالتالي ، فإن العديد من النباتات لها أنظمة جذرية عميقة بما يكفي لتدفق المياه الجوفية بأقصى معدل محتمل تقريبًا. والنتيجة هي أن التبخر النتح يسبب خسارة كبيرة في المياه ، مما يؤثر على تكوين أنظمة تدفق المياه الجوفية وكذلك كيفية تفاعل المياه الجوفية مع المياه السطحية.

التضاريس الساحلية في ولاية ماريلاند. (تصوير روبرت شيدلوك).

في أجزاء المناظر الطبيعية الساحلية التي تتأثر بفيضانات المد والجزر ، يتشابه تفاعل المياه الجوفية والمياه السطحية مع تلك الموجودة في الوديان الرسوبية المتأثرة بالفيضانات. الفرق الرئيسي بين الاثنين هو أن فيضان المد والجزر أكثر قابلية للتنبؤ في كل من التوقيت والحجم من فيضان النهر. الاختلاف الآخر المهم في كيمياء المياه. تكون المياه التي تنتقل إلى مخازن البنوك من الأنهار عذبة بشكل عام ، لكن المياه التي تنتقل إلى مخازن البنوك من المد والجزر تكون عمومًا قليلة الملوحة أو مالحة.

المد والجزر المنغروف الأراضي الرطبة في ولاية فلوريدا. (تصوير فرجينيا كارتر).

مصبات الأنهار هي واجهة ديناميكية للغاية بين القارات والمحيط ، حيث يختلط تصريف المياه العذبة من الأنهار الكبيرة بالمياه المالحة من المحيط. بالإضافة إلى ذلك ، تصب المياه الجوفية إلى مصبات الأنهار والمحيطات ، لتوصيل المغذيات والملوثات مباشرة إلى المياه الساحلية. ومع ذلك ، تم إجراء تقديرات قليلة لموقع وحجم تصريف المياه الجوفية إلى السواحل.

في بعض مصبات الأنهار ، تختلط المياه الجوفية الإقليمية الغنية بالكبريتات بالمياه الجوفية المحلية الغنية بالكربونات ومياه البحر الغنية بالكلوريد ، مما يخلق حدودًا حادة تفصل بين مجتمعات النباتات والحياة البرية. تتكيف المجتمعات البيولوجية المرتبطة بهذه الحدود الحادة مع ظروف هيدروكيميائية مختلفة ، وتخضع لضغوط دورية ناتجة عن اختلاف كيمياء مدخلات المياه. يؤدي التوازن بين تدفق الأنهار والمد والجزر إلى احتفاظ مصبات الأنهار بالكثير من الجسيمات والمواد الذائبة التي يتم نقلها في التدفقات السطحية والجوفية ، بما في ذلك الملوثات.

& مثل تصريف المياه الجوفية إلى مصبات الأنهار والمحيطات ، لتوصيل المغذيات والملوثات مباشرة إلى المياه الساحلية & quot

التضاريس الجليدية والكبارية

تتميز التضاريس الجليدية والكثبان (المنطقة G من المشهد المفاهيمي ، الشكل 2) بمناظر طبيعية للتلال والمنخفضات. على الرغم من أن شبكات التدفق تستنزف أجزاء من هذه المناظر الطبيعية ، فإن العديد من مناطق التضاريس الجليدية والكثبان لا تساهم في الجريان السطحي لشبكة تصريف سطحية متكاملة. وبدلاً من ذلك ، فإن الجريان السطحي الناتج عن هطول الأمطار على المناظر الطبيعية يتراكم في المنخفضات ، مما يؤدي عادةً إلى وجود البحيرات والأراضي الرطبة. بسبب نقص منافذ التيار ، يتم التحكم في التوازن المائي لهذه الأنواع من البحيرات والأراضي الرطبة بشكل كبير عن طريق تبادل المياه مع الغلاف الجوي (هطول الأمطار والتبخر) ومع المياه الجوفية (انظر الإطار K).

(المربع ك)

التضاريس الجليدية في ولاية مينيسوتا. (تصوير روبرت كارلس).

يمكن أن تتدفق البحيرات والأراضي الرطبة في التضاريس الجليدية والكثبان من المياه الجوفية أو التدفق الخارجي إلى المياه الجوفية أو كليهما (الشكل 16). يتم تحديد التفاعل بين البحيرات والأراضي الرطبة والمياه الجوفية إلى حد كبير من خلال موقعها فيما يتعلق بأنظمة تدفق المياه الجوفية المحلية والإقليمية. المفهوم الشائع هو أن البحيرات والأراضي الرطبة الموجودة في المناطق الطبوغرافية العالية تعيد شحن المياه الجوفية ، وأن البحيرات والأراضي الرطبة الموجودة في المناطق المنخفضة تتلقى تصريفًا من المياه الجوفية. ومع ذلك ، فإن البحيرات والأراضي الرطبة التي تقع أسفلها رواسب ذات نفاذية منخفضة يمكن أن تتلقى تصريفًا من أنظمة تدفق المياه الجوفية المحلية حتى لو كانت موجودة في منطقة تغذية المياه الجوفية الإقليمية. على العكس من ذلك ، يمكن أن تفقد المياه لأنظمة تدفق المياه الجوفية المحلية حتى لو كانت موجودة في منطقة تصريف المياه الجوفية الإقليمية (الشكل 24).

الشكل 24. في التضاريس الجليدية والكثبان الرملية ، تتفاعل أنظمة تدفق المياه الجوفية المحلية والمتوسطة والإقليمية مع البحيرات والأراضي الرطبة. ليس من غير المألوف أن تكون الأراضي الرطبة التي تعيد تغذية أنظمة تدفق المياه الجوفية المحلية موجودة في الأراضي المنخفضة والأراضي الرطبة التي تتلقى تصريفًا من المياه الجوفية المحلية لتكون موجودة في المرتفعات.

البحيرات والأراضي الرطبة في التضاريس الجليدية والكثبان التي تحتها رواسب عالية النفاذية عادة ما تتسرب المياه الجوفية إلى جانب واحد وتتسرب إلى المياه الجوفية على الجانب الآخر. هذه العلاقة مستقرة نسبيًا لأن تدرج منسوب المياه بين المسطحات المائية السطحية في هذا النوع من الإعداد ثابت نسبيًا. ومع ذلك ، فإن الحد الفاصل بين التدفق إلى البحيرة أو الأراضي الرطبة والتدفق الخارج منها ، والذي يُطلق عليه اسم خط المفصلة ، يمكن أن يتحرك لأعلى ولأسفل على طول الخط الساحلي. إن حركة الخط المفصلي بين التدفق الداخلي والخارجي هي نتيجة لتغير منحدر منسوب المياه الجوفية استجابة للتغيرات في إعادة تغذية المياه الجوفية في المرتفعات المجاورة.

تضاريس الكثبان الرملية في نبراسكا. (تصوير جيمس سوينهارت).

النتح مباشرة من المياه الجوفية له تأثير كبير على تفاعل البحيرات والأراضي الرطبة مع المياه الجوفية في التضاريس الجليدية والكثبان الرملية. قد يكون للنتح من المياه الجوفية (الشكل 7) تأثير أكبر على البحيرات والأراضي الرطبة التي تحتها رواسب منخفضة النفاذية أكثر من أي منظر طبيعي آخر. قد لا تكون الحركة الجانبية للمياه الجوفية في الرواسب منخفضة النفاذية سريعة بما يكفي لتزويد كمية المياه بالسرعة التي يتم إزالتها عن طريق النتح ، مما ينتج عنه مخاريط اكتئاب عميقة وجوانب شديدة الانحدار. توجد مخاريط الاكتئاب هذه عادةً حول محيط البحيرات والأراضي الرطبة (الشكل 7 والمربع K).

في شمال وسط الولايات المتحدة ، يمكن أن تؤدي الدورات في التوازن بين هطول الأمطار والتبخر النتح والتي تتراوح من 5 إلى 30 عامًا إلى تغييرات كبيرة في مستويات المياه ، والتركيزات الكيميائية ، ونوع المياه الأيوني الرئيسي للأراضي الرطبة الفردية. في بعض الظروف ، يؤدي التدوير المتكرر للمياه بين السطح وتحت السطح في نفس المكان إلى تركيز تبخري للمواد المذابة وفي النهاية ترسيب المعادن في باطن الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تسبب هذه الظروف الهيدرولوجية والكيميائية الديناميكية تغييرات كبيرة في أنواع وعدد وتوزيع نباتات الأراضي الرطبة والحيوانات اللافقارية داخل الأراضي الرطبة.هذه الظروف الهيدرولوجية المتغيرة التي تتراوح من مواسم إلى عقود هي عملية أساسية لتجديد الأراضي الرطبة التي توفر موطنًا مثاليًا وظروف تغذية للطيور المائية المهاجرة.

& مثل يتم تحديد الخصائص الهيدرولوجية والكيميائية للبحيرات والأراضي الرطبة في التضاريس الجليدية والكثبان الرملية إلى حد كبير من خلال موقعها فيما يتعلق بأنظمة تدفق المياه الجوفية المحلية والإقليمية & quot

كارست تيرين

يمكن تعريف الكارست على نطاق واسع على أنه جميع التضاريس التي يتم إنتاجها بشكل أساسي عن طريق انحلال الصخور ، وخاصة الحجر الجيري والدولوميت. تتميز التضاريس الكارستية (المنطقة K من المشهد المفاهيمي ، الشكل 2) بـ (1) المنخفضات السطحية المغلقة ذات الأحجام والأشكال المختلفة المعروفة باسم الثقوب ، (2) شبكة الصرف الصحي تحت الأرض التي تتكون من فتحات المحلول التي تتراوح في الحجم من الشقوق المتضخمة في الصخور إلى الكهوف الكبيرة ، و (3) أنظمة الصرف السطحي شديدة التعطل ، والتي ترتبط مباشرة بالطابع الفريد لنظام الصرف تحت الأرض.

بيج سبرينغ ، ميسوري. (تصوير جيمس باركس).

يوجه انحلال الحجر الجيري والدولوميت التطور الأولي للكسور إلى ثقوب المحلول التي تُشخص التضاريس الكارستية. ربما لا يوجد مكان آخر يعتبر التفاعل المعقد بين الهيدرولوجيا والكيمياء مهمًا جدًا للتغيرات في شكل الأرض. طقس الحجر الجيري والدولوميت سريعًا ، مما ينتج عنه مياه كربونات الكالسيوم والمغنيسيوم عالية القوة الأيونية نسبيًا يسمح الحجم المتزايد لثقوب المحلول بمعدلات تدفق أعلى للمياه الجوفية عبر مساحة أكبر من المعادن المكشوفة ، مما يحفز عملية الذوبان بشكل أكبر ، مما يؤدي في النهاية إلى تطوير الكهوف. يتضمن تطوير التضاريس الكارستية أيضًا عمليات بيولوجية. يؤثر الإنتاج الميكروبي لثاني أكسيد الكربون في التربة على توازن كربونات الماء أثناء إعادة شحن المياه الجوفية ، مما يؤثر بعد ذلك على مقدار انحلال المعادن قبل الوصول إلى توازن المادة المذابة.

تعتبر إعادة تغذية المياه الجوفية فعالة للغاية في التضاريس الكارستية لأن هطول الأمطار يتسلل بسهولة عبر فتحات الصخور التي تتقاطع مع سطح الأرض. يتحرك الماء بمعدلات مختلفة إلى حد كبير من خلال طبقات المياه الجوفية الكارستية ، فهو يتحرك ببطء عبر الكسور الدقيقة والمسام وبسرعة من خلال الكسور والقنوات المتضخمة بالمحلول. نتيجة لذلك ، قد يكون تصريف المياه من العديد من الينابيع في التضاريس الكارستية مزيجًا من المياه بطيئة الحركة نسبيًا التي تستنزف من المسام وتتحرك بسرعة المياه المشتقة من العواصف. يميل المكون بطيء الحركة إلى عكس كيمياء مواد الخزان الجوفي ، وكلما زادت سرعة حركة المياه المرتبطة بهطول الأمطار مؤخرًا ، تميل إلى عكس الخصائص الكيميائية للترسيب والجريان السطحي.

لا يمكن التنبؤ بحركة المياه في التضاريس الكارستية بسبب المسارات العديدة التي تمر بها المياه الجوفية عبر متاهة الكسور وفتحات المحلول في الصخر (انظر الإطار L). نظرًا للحجم الكبير للفتحات المترابطة في الأنظمة الكارستية المتطورة جيدًا ، يمكن أن تحتوي التضاريس الكارستية على تيارات حقيقية تحت الأرض. يمكن أن يكون لهذه التيارات الجوفية معدلات تدفق عالية ، وفي بعض الأماكن تصل إلى معدلات التدفق في التيارات السطحية. علاوة على ذلك ، ليس من غير المعتاد أن تختفي التيارات متوسطة الحجم في فتحات الصخور ، وبالتالي تعطل نظام الصرف السطحي تمامًا ، وتعاود الظهور على السطح في مكان آخر. تعتبر التسربات والينابيع من جميع الأحجام من السمات المميزة للتضاريس الكارستية. عادةً ما تكون الينابيع التي تحتوي على مناطق تغذية كبيرة بما فيه الكفاية للمياه الجوفية مصدرًا للتيارات الصغيرة والمتوسطة الحجم وتشكل جزءًا كبيرًا من تدفق الرافد إلى الجداول الأكبر. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يتغير الموقع الذي تظهر فيه التيارات ، اعتمادًا على التوزيع المكاني لتغذية المياه الجوفية فيما يتعلق بأحداث هطول الأمطار الفردية. تتناقض تدفقات الينابيع الكبيرة إلى الجداول في التضاريس الكارستية بشكل حاد مع خاصية تدفق المياه الجوفية الأكثر انتشارًا بشكل عام للتدفقات المتدفقة عبر طبقات المياه الجوفية الرملية والحصوية.

(المربع L)

دفق يختفي في حفرة في التضاريس الكارستية في ولاية تكساس. (تصوير جون جيلهوسين).

بسبب الأنماط المعقدة لتدفق المياه السطحية والمياه الجوفية في التضاريس الكارستية ، أظهرت العديد من الدراسات أن فجوات تصريف المياه السطحية وفواصل تصريف المياه الجوفية لا تتطابق. المثال المتطرف هو مجرى يختفي في أحد أحواض المياه السطحية ويظهر مرة أخرى في حوض آخر. هذا الوضع يعقد تحديد مناطق مصادر المياه والمكونات الذائبة المرتبطة بها ، بما في ذلك الملوثات ، في التضاريس الكارستية.

تستخدم كيمياء المياه على نطاق واسع لدراسة هيدرولوجيا طبقات المياه الجوفية الكارستية. تم استخدام دراسات تتبع مكثفة (انظر الإطار G) ورسم خرائط ميدانية لتحديد مواقع نقاط التغذية والتصريف لتقدير مناطق تغذية الينابيع ، ومعدلات حركة المياه الجوفية ، والتوازن المائي لخزانات المياه الجوفية. تم استخدام الاختلافات في المعلمات مثل درجة الحرارة ، والصلابة ، ونسب الكالسيوم / المغنيسيوم ، والخصائص الكيميائية الأخرى لتحديد مناطق إعادة تغذية المياه الجوفية ، والتمييز بين مسارات تدفق المياه الجوفية السريعة والبطيئة الحركة ، ومقارنة خصائص تدفق الينابيع في مناطق مختلفة . تم توثيق النقل السريع للملوثات داخل طبقات المياه الجوفية الكارستية والينابيع في العديد من المواقع. بسبب الحركة السريعة للمياه في طبقات المياه الجوفية الكارستية ، يمكن أن تصبح مشاكل جودة المياه التي قد تكون موضعية في أنظمة طبقات المياه الجوفية الأخرى مشاكل إقليمية في النظم الكارستية.

بعض المناظر الطبيعية التي تعتبر تضاريس كارستية لا تحتوي على صخور كربونية على سطح الأرض. على سبيل المثال ، في بعض مناطق جنوب شرق الولايات المتحدة ، توجد رواسب سطحية فوق صخور الكربونات ، مما يؤدي إلى & quot؛ تضاريس & quot؛ كارستية. تتفاعل البحيرات والأراضي الرطبة في التضاريس الكارستية المكسوة بالمياه الجوفية الضحلة بطريقة مماثلة لتلك الموجودة في التضاريس الرملية الجليدية والكثبان الرملية. يرتبط الاختلاف بين كيفية تفاعل البحيرات والأراضي الرطبة مع المياه الجوفية في التضاريس الجليدية والكثبان الرملية وكيفية تفاعلها في الكارست المغطى بصخور الكربونات المدفونة. إذا تسبب انحلال صخور الكربونات المدفونة في حدوث ركود في طبقة محصورة علوية ، بحيث يمكن للماء أن يتحرك بحرية عبر الطبقة المحصورة ، فإن البحيرات والأراضي الرطبة يمكن أن تتأثر أيضًا بتغيير الرؤوس الهيدروليكية في طبقات المياه الجوفية الواقعة أسفل الطبقة الحاصرة (انظر المربع L) .


المناطق المشاطئة: وظائف واستراتيجيات للإدارة (2002)

يُعتقد عمومًا أن المناطق المشاطئة هي تلك الأراضي المتاخمة للجداول والأنهار والبحيرات. هذا الارتباط بالمياه المجاورة هو جزء جوهري من هيكل وعمل مناطق النهر. في المناظر الطبيعية السليمة بيئيًا ، تشكل الجداول ومناطقها النهرية وحدة لا يمكن فصلها و mdashthe ممر التيار. لا يشمل ممر التيار قناة النهر النشطة فحسب ، بل يشمل أيضًا القضبان المكشوفة ومناطق المياه البركية بالقرب من القناة ، بالإضافة إلى أسطح السهول الفيضية فوق ضفاف القناة وخارجها. لم تعد القناة النهرية التي انفصلت عن منطقة النهر تخزن المياه وتتراكم الرواسب ، وبالتالي تفقد العديد من وظائفها البيئية.

تعد ممرات الجداول وشواطئ البحيرات الصحية بيئيًا أكثر من مجرد رواسب ومياه وقنوات وسهول فيضان. وهي تشمل مجموعات من مجتمعات النباتات النهرية والحياة البرية التي تعتمد على النظم الهيدرولوجية الطبيعية التي تمثل منظرًا طبيعيًا معينًا. في حالة عدم وجود تغيير بشري ، تدعم المجتمعات النباتية الواقعة على ضفاف النهر العديد من الوظائف بما في ذلك استقرار البنوك من خلال قوة الجذر ، وترسب الرواسب في السهول الفيضية خلال فترات التدفق فوق الضفاف ، والتدفق الخلالي عبر الرواسب ، وإمدادات الأخشاب الكبيرة ، والتي لها تأثير كبير على تعقيد القناة و ميزات الموائل أثناء البث. تحتفظ المناطق الواقعة على ضفاف النهر التي لم تتأثر بيئيًا بشكل طبيعي بالمغذيات وتعيد تدويرها ، وتعديل المناخ المحلي المحلي ، وتحافظ على شبكات غذائية واسعة النطاق تساعد في دعم مجموعة متنوعة من الأسماك والحياة البرية. مثل فقدان اتصال السهول الفيضية الناجم عن القنوات المتغيرة وأنظمة التدفق ، فإن إزالة الغطاء النباتي لضفاف النهر له تأثير بيئي كبير ويؤثر على الجماليات ، والفرص الترفيهية ، وغيرها من الخصائص التي يقدرها الإنسان.

الاستخدام التاريخي للمناطق المشاطئة

قبل استيطان الولايات المتحدة من قبل الأوروبيين وغيرهم ، استخدم الأمريكيون الأصليون مناطق ضفاف النهر لعدد من الأغراض. توفر البحيرات والمجاري المائية ، التي تحدها المجتمعات النباتية والتضاريس النهرية ، ممرات نقل مهمة. كانت المناطق المشاطئة منتجة طبيعية للتوت والبذور والجذور والأعشاب وأجزاء النباتات الأخرى المفيدة لهذه المجتمعات المبكرة. هناك عدد كبير من أنواع الحياة البرية التي توجد بشكل شائع في المناطق المشاطئة لتكمل موارد مصائد الأسماك في الجداول والبحيرات المجاورة. وبسبب قربها من المياه ، أصبحت أنظمة النهر مرادفًا لتوافر المياه للاستهلاك البشري وكذلك للتخفيف من الظروف الحارة والجافة الشائعة في أجزاء كثيرة من غرب الولايات المتحدة.

مع ظهور الاستيطان الأوروبي ، في البداية في شرق الولايات المتحدة وبعد ذلك عبر الغرب الأوسط والغرب ، تم استخدام الأنهار والأنظمة النهرية بشكل كبير وتغييرها بشكل كبير ، وهو اتجاه يستمر حتى اليوم. استمرت الأنهار الرئيسية في العمل كممرات للنقل ، وقدمت الغابات الواقعة بجانب مجرى النهر الوقود للقوارب النهرية التي تعمل بالبخار. قدم استخدام الممرات المائية للنقل حافزًا لكل من إزالة الأخشاب الكبيرة من القنوات وتقليل التجنيد المحتمل للخشب الكبير في قنوات التدفق عن طريق حصاد الأشجار الموجودة بجانب مجرى النهر (Maser and Sedell ، 1994). علاوة على ذلك ، كانت تربة السهول الفيضية شديدة الخصوبة ، وبالتالي تم تطهير مساحات شاسعة من الغابات النهرية للزراعة. في الغرب الأوسط ، أدى التخلي عن وتجفيف السهول الفيضية الواسعة وغيرها من المناطق المنخفضة للإنتاج الزراعي إلى فقدان العديد من أنظمة النهر. كانت الأشجار النهرية ، نظرًا لحجمها وجودة الخشب ، وقربها من نهر أو مجرى مائي حيث يمكن بسهولة أن تطفو إلى منشرة في اتجاه مجرى النهر ، ذات قيمة عالية ، مما زاد بشكل كبير من احتمالية حصادها.

تم بناء آلاف الأميال من الطرق السريعة وخطوط السكك الحديدية في البلاد و rsquos على طول الممرات المائية (Rose، 1976 Jensen، 1993 Lewty، 1995) ، مما أدى إلى إحداث تأثيرات كبيرة على أنظمة النهر بما في ذلك إزالة الغطاء النباتي على ضفاف النهر وتقليص و rdquo على ضفاف الأنهار بالخرسانة أو التمزق أو وسائل أخرى إعادة تنظيم القنوات وزيادة إنتاج الرواسب. في غرب الولايات المتحدة ، أثر بناء السدود وغيرها من هياكل التحكم في المياه لتوليد الطاقة وتحويلات الري التي أعقبها التغيير اللاحق للأنظمة الهيدرولوجية في اتجاه مجرى النهر بالإضافة إلى مدى وجودة وعمل العديد من النظم النهرية (Reisner ، 1987). في حالات أخرى ، أدى القلق بشأن استخدام المياه للنباتات الواقعة على جانب مجرى النهر في جنوب غرب الولايات المتحدة خلال الستينيات من القرن الماضي إلى بدء برامج موجهة إلى إزالة الغطاء النباتي & ldquophreatophytic & rdquo (المحب للماء) على طول المجاري المائية (Culler ، 1970). كما أدى الإنتاج الحيواني التاريخي إلى إضعاف وظيفة النهر ، حيث تعرضت مناطق النهر الغربي للرعي الجائر بشكل متكرر خلال معظم القرنين التاسع عشر والعشرين. في العقود الأخيرة ، تسارعت معدلات التحضر والتنمية الترفيهية على طول الممرات المائية وغيرت بشكل كبير العديد من مناطق ضفاف النهر. بأي دفتر الأستاذ و mdashphysical أو البيولوجية أو الاجتماعية و [مدش] آثار ومدى

تم تعويم الطوافات الخشبية أسفل نهر المسيسيبي من بريسكوت ويسكونسن إلى المناشر والأسواق في الجنوب في عام 1885. وتتكون الطوافات من أسرة و mdash16 × 32 قدمًا من جذوع الأشجار المشدودة معًا. المصدر: Neuzil (2001).

كان التغيير في الأنظمة النهرية في جميع أنحاء البلاد واسع النطاق ومتنوعًا ومستمرًا.

تم استخدام الأنهار والجداول والبحيرات في America & rsquos والأنظمة النهرية المصاحبة لها لعدة قرون ، عمومًا بمعرفة محدودة حول العواقب البيئية لمثل هذه الإجراءات على الأجيال الحالية أو اللاحقة. العديد من التأثيرات على الأنظمة المشاطئة كانت مرتبطة بشكل مباشر أو غير مباشر بسياسات تنمية الموارد الاستباقية التي هيمنت على تاريخ هذه الأمة. لقد كفلت القاعدة السكانية المتزايدة إلى جانب مستوى المعيشة المتزايد طلبًا مرتفعًا ومتزايدًا على الإنتاجية ليس فقط في المناطق المشاطئة ، ولكن أيضًا لجميع الموارد الطبيعية للأمة و rsquos. لا يزال النمو السكاني المستمر والطلب المتزايد على الموارد قوة مهيمنة في الأجندة الوطنية. على الرغم من أن المساحات الكبيرة (على سبيل المثال ، المتنزهات الوطنية والغابات الوطنية) قد تم وضعها جانباً ووضع سياسات لحماية بعض مواردها الطبيعية ، إلا أن حماية أجزاء أخرى من المناظر الطبيعية الأمريكية كانت أقل صرامة وأقل تنظيماً ولم يتم تنفيذها دائمًا. المناطق المشاطئة هي سمة من سمات هذا الوضع الأخير.

حماية المنطقة المشاطئة المتغيرة

من المجالات التي كانت فيها حماية الموارد الطبيعية موضوعاً أساسياً على الصعيد الوطني هو قانون وسياسة الغابات (لجنة العلماء ، 1999). ومع ذلك ، حتى الأراضي الحرجية تقدم مثالاً على كيف أن المناطق الواقعة على ضفاف النهر لم تفترض إلا مؤخرًا المزيد من الاعتراف الواضح والطبيعة المتغيرة لحمايتها. عندما أجاز الكونجرس إنشاء محميات الغابات في القانون الإبداعي لعام 1891 ، كان السبب الرئيسي للتشريع هو تلبية طلب البلديات ومناطق الري لحماية مستجمعات المياه. في القانون العضوي لعام 1897 ، كان الغرض الأول المدرج لإنشاء محميات الغابات (التي أصبحت فيما بعد غابات وطنية) هو تأمين الظروف المواتية لتدفقات المياه ، والذي تم تفسيره عمومًا على أنه حماية مستجمعات المياه في المرتفعات من الآثار السلبية الكبيرة. ومع ذلك ، فإن الحفاظ على الاتصال الهيدرولوجي وسلامة أنظمة النهر قد يكون على ما يبدو جزءًا مهمًا من تأمين واستدامة ظروف التدفق المواتية. أكد قانون الأسابيع لعام 1911 أيضًا على حماية مستجمعات المياه.

في النصف الأخير من القرن العشرين ، دعت التشريعات إلى استخدامات متعددة للغابات الوطنية ، ولكن دون الإضرار بإنتاجية الأرض (قانون الإنتاجية المستدامة متعدد الاستخدامات لعام 1960). على الرغم من أنه في القانون الوطني لإدارة الغابات (NFMA) لعام 1976 ، تمت الإشارة إلى إنتاج الأخشاب والموارد الأخرى على أنها استخدامات متعددة مهمة لأراضي الغابات الفيدرالية ، فقد أكد الكونجرس على أن & ldquothe Forest Service لديها مسؤولية وفرصة لتكون رائدة في ضمان ذلك تحتفظ الأمة بموقف للحفاظ على الموارد الطبيعية يلبي متطلبات شعبنا إلى الأبد. وأشار الكونجرس كذلك إلى الحاجة إلى ضمان توفير الحماية للجداول أو ضفاف الأنهار أو الشواطئ أو البحيرات أو الأراضي الرطبة أو المسطحات المائية الأخرى من التغيرات الضارة. في درجات حرارة المياه ، وانسداد مجاري المياه ، ورواسب الرواسب. & rdquo على الرغم من عدم تحديد المناطق المشاطئة بشكل صريح في NFMA ، إلا أنه من المقبول بشكل متزايد في ممارسة الوكالة أن حماية الموارد المائية لا يمكن أن تحدث بدون حماية أنظمة النهر.

على الرغم من أن الحماية الممنوحة للعديد من المناطق النهرية قد زادت في السنوات الأخيرة على الغابات الوطنية والأراضي العشبية ، والأراضي التي يديرها مكتب إدارة الأراضي (BLM) ، وأراضي الدولة ، والأراضي الحرجية الصناعية والأراضي الحرجية الخاصة ، وفقدان وتدهور النظم النهرية في جميع أنحاء جزء كبير من الولايات المتحدة تواصل. إذا لم يتم تحديد الأصول البيئية أو الاقتصادية أو الثقافية للأنظمة المشاطئة بشكل كامل وفهمها وتقديرها من قبل المجتمع ، فمن المحتمل أن يكون هناك القليل من الحافز أو الرغبة من قبل الأفراد أو المجتمعات أو الأمة لحماية هذه المناطق والحفاظ عليها.

تزايد الاعتراف بالمصطلح ldquoRiparian و rdquo

مصطلح & ldquoriparian ، & rdquo الذي استخدم منذ فترة طويلة في الولايات المتحدة ، كان مقصورًا بشكل عام على السياسة واللوائح المرتبطة بقانون المياه. أ

& ldquoriparian & rdquo يمنح حق المياه بشكل عام مالك الأرض الذي تقع ممتلكاته على حدود مجرى أو نهر أو أي جسم مائي آخر الحق في استخدام جزء من تلك المياه للري أو الاستهلاك البشري أو أغراض أخرى. في شرق الولايات المتحدة ، تم استخدام & ldquoriparian rights & rdquo كأساس لتخصيص المياه ، بينما في غرب الولايات المتحدة ، حيث المياه نادرة نسبيًا ، تم استخدام عقيدة & ldquoprior التخصيص & rdquo. في كلتا الحالتين ، تم منح الغالبية العظمى من حقوق المياه قبل وقت طويل من توثيق وفهم الأهمية البيئية للمناطق المشاطئة واعتمادها على أنظمة التدفق. لقد حدثت زيادة كبيرة في عدد الدراسات المنشورة التي تتناول قضايا ضفاف النهر فقط خلال الثلاثين عامًا الماضية. وهكذا ، بدأ العلماء مؤخرًا ، من مجموعة متنوعة من التخصصات ، في استكشاف وفهم أهمية هذه الأنظمة على نطاق واسع لمجموعة من الوظائف البيئية والقيم الإنسانية.

لتوضيح الزيادة في المؤلفات العلمية الحديثة حول المناطق المشاطئة ، تم التحقيق في ثلاث قواعد بيانات. الأول كان مكتبة الكونجرس حيث تم إجراء بحث بالكلمات الرئيسية لجميع الاستشهادات & ldquoriparian & rdquo ، حسب العقد ، للفترة من عام 1900 حتى عام 1999. من بين 210 وثيقة تم تحديدها بواسطة البحث بالكلمة الرئيسية ، تناول حوالي 37 بالمائة الموضوعات البيئية ، وعالج 52 بالمائة قانون المياه وقضايا السياسة ، وكان 10 في المائة غير محدد في تركيزهم. نظرًا لأن بعض الاستشهادات تمثل وقائع الندوة والمؤتمرات ، يمكن تمثيل عدد كبير نسبيًا من المنشورات المتعلقة بالضفاف والضفاف بأي استشهاد معين. وبالتالي ، فإن العدد الفعلي للمنشورات الموجودة في قاعدة بيانات مكتبة الكونغرس أكبر بكثير مما تشير إليه الأرقام الإجمالية. ومن المثير للاهتمام ، أنه من بين الاستشهادات المشاطئة للولايات المتحدة التي تم تحديدها على أنها ذات تركيز بيئي ، تم نشر 5 في المائة فقط قبل عام 1970 (الشكل 1-1).

قاعدة البيانات الثانية التي تم الاستعلام عنها هي تلك التي تم تطويرها بشكل مشترك من قبل دائرة الغابات الأمريكية (USFS) وجامعة واشنطن (http://www.lib.washington.edu/Forest/). تحتوي قاعدة البيانات هذه على أكثر من 11000 مرجع لمقالات صحفية ووثائق حكومية ودراسات ووقائع مؤتمرات وأوراق أخرى مرتبطة بالتيارات والأنهار والنباتات على جانب النهر وجودة المياه وغيرها من الموضوعات المتعلقة بالضفاف. تحتوي قاعدة البيانات هذه على تحيز غربي لأن معظم الغابات والمراعي الوطنية تقع في الولايات الغربية ، وقد حدثت العديد من الدراسات البيئية المرتبطة بالتيارات والأنهار الغربية في العقود الأخيرة. ومع ذلك ، تحتوي قاعدة البيانات على اقتباسات من كل دولة وعدد من الدول الأجنبية (انظر الشكل 1-2). كما هو الحال مع الوثائق المدرجة من قبل مكتبة الكونغرس ، تم نشر جزء صغير فقط (أقل من 10 في المائة) من المراجع المدرجة في قاعدة بيانات USFS / جامعة واشنطن قبل عام 1970. من تلك المراجع التي استخدمت صراحة المصطلح & ldquoriparian & rdquo ككلمة رئيسية المعرف (حوالي خمس المجموع) ، تم نشر أقل من 5 بالمائة قبل عام 1970.

يكشف التجميع الثالث لمنشورات ضفاف النهر والأراضي الرطبة لغرب الولايات المتحدة (Koehler and Thomas، 2000) عن اتجاهات زمنية مماثلة في

الشكل 1-1: العدد التراكمي للاستشهادات ، حسب تاريخ النشر ، التي تم الحصول عليها من البحث في فهرس مكتبة الكونجرس باستخدام المصطلح & ldquoriparian & rdquo لكلمة رئيسية ، ديسمبر 2000.

الشكل 1-2 النسبة المئوية للمنشورات المتعلقة بالضفاف والنهر ، حسب المنطقة ، من قاعدة بيانات دائرة الغابات الأمريكية وجامعة واشنطن (كلية موارد الغابات) اعتبارًا من ديسمبر 2000.

عدد المنشورات (الشكل 1-3). علاوة على ذلك ، لم يُعقد مؤتمر & ldquo الأول لأمريكا الشمالية على ضفاف النهر في الولايات المتحدة إلا في عام 1985 (جونسون وآخرون ، 1985).

تتوافق الاتجاهات التي كشفت عنها قواعد البيانات هذه مع التكاثر الحديث نسبيًا للمعلومات العلمية التي تتناول على وجه التحديد الموضوعات المتعلقة بالضفاف والضفاف. على الرغم من أن الكثير من الأبحاث البيولوجية والجيومورفولوجية والهيدرولوجية الأساسية قد سبقت بلا شك هذه الفترة الأخيرة من البحث على ضفاف النهر وقدمت سياقًا مفيدًا لفهم العديد من القضايا المشاطئة ، فقد أظهرت العقود القليلة الماضية اتجاهًا استثنائيًا نحو زيادة إنتاجية البحث في مجموعة متنوعة من الموضوعات المشاطئة. تشير هذه الاتجاهات إلى أن العديد من مديري الموارد الطبيعية الحاليين ، وأعضاء مجالس المدن ، والسياسيين في الولاية والسياسيين الفيدراليين ، وعامة الناس قد اكتسبوا خلفياتهم التعليمية خلال فترة كان من المحتمل ألا يتم فيها ذكر القضايا والوظائف والقيم المشاطئة أو مناقشتها ، ناهيك عن التأكيد عليها. حتى في عصر اليوم و rsquos للوعي والمخاوف البيئية العامة ، كانت البرامج التعليمية بطيئة في دمج الموضوعات التي تتناول أهمية الوظائف والقيم المشاطئة.

تعريف ldquoRIPARIAN و rdquo

تم تحديد عدم وجود تعريف متسق لـ & ldquoriparian & rdquo كمشكلة رئيسية في البرامج الفيدرالية وبرامج الولاية التي قد تدير هذه المناطق وتحميها (Steiner et al. ، 1994). كما نوقش بالتفصيل أدناه ، المناطق المشاطئة بشكل عام

الشكل 1-3 العدد التراكمي لمنشورات النهر / الأراضي الرطبة ، حسب تاريخ النشر ، لغرب الولايات المتحدة. المصدر: كوهلر وتوماس (2000).

لا تفي بالتعريفات التنظيمية والتعاريف الأخرى لـ & ldquowetland ، & rdquo وبالتالي فهي غير مشمولة بالبرامج التنظيمية لحماية الأراضي الرطبة. الهدف من هذا التقرير هو تطوير تعريف عملي لـ & ldquoriparian & rdquo يمكن استخدامه لتحديد تلك المناطق التي تتطلب الحماية وشرح الحاجة إلى هذه الحماية.

يُعرِّف قاموس Webster & rsquos التاسع الجديد كوليجيت ضفاف النهر بأنه & ldquorelation to or living أو الواقعة على ضفة مجرى مائي طبيعي (كنهر) أو أحيانًا بحيرة أو مياه مد. بالتبادل مع المجالات & ldquoriparian. & rdquo كما قد يتوقع المرء ، تم توسيع تعريف القاموس البسيط أو تغييره مرات لا حصر لها من قبل العلماء وغيرهم ، في كثير من الأحيان لأغراض محددة أو لتعكس تفضيلات تأديبية معينة. ومع ذلك ، كشفت دراسة استقصائية غير رسمية للتعريفات من مجموعة متنوعة من المصادر و [مدشس] التي تم تجميعها في الجدول 1-1 و mdash بعض السمات العامة التي تشترك فيها معظم تعريفات & ldquoriparian & rdquo.

الإشارة إلى الموقع هي السمة الأكثر شيوعًا لتعريفات & ldquoriparian. & rdquo تُعرَّف مناطق ضفاف النهر دائمًا على أنها مجاورة مباشرة لتجمع مائي ، وعادة ما تكون مجرى مائي. تختلف التعريفات إلى حد أنها تشمل جميع أنواع التدفقات ، من الدائمة إلى سريعة الزوال (انظر الإطار 1-1). يقتصر بعضها على المياه العذبة ، بينما يشمل البعض الآخر المياه البحرية ومياه الأنهار أيضًا. على الرغم من التفكير عادةً فيما يتعلق بالجداول والأنهار ، فإن العديد من التعريفات & ldquoriparian & rdquo (مثل تعريف القاموس أعلاه) تتضمن أنظمة هيدرولوجية أكثر ثباتًا تتضمن البحيرات ومصبات الأنهار ومياه أخرى بالإضافة إلى الجداول. أخيرًا ، تشمل التعريفات الموسعة المياه من صنع الإنسان ، مثل الخزانات وخنادق الصرف.

الهيدرولوجيا هي التركيز الأساسي لمعظم تعريفات الأراضي الرطبة وتستخدم أيضًا لتحديد مناطق النهر. في الواقع ، فإن قربها من المياه ينذر بأهمية الهيدرولوجيا في بعض تعريفات مناطق النهر. ومع ذلك ، لا تشمل جميع التعريفات علم الهيدرولوجيا ، وتلك التي تشترك في القليل من اللغة المشتركة. العبارة الوحيدة الموجودة عالميًا أو المضمنة بقوة في التعاريف المختلفة هي أن المناطق المشاطئة أكثر رطوبة من المرتفعات المجاورة. تشير الأوصاف الهيدرولوجية الأكثر تفصيلاً إلى مدى وتواتر البلل ، وعرض المنطقة المبللة (Freeman and Dick-Peddie ، 1970) ، ودور الفيضانات (Naiman et al. ، 1993) ، والتفاعلات مع المنطقة المشبعة. على الرغم من أن البعض قد اقترح تعريفات دقيقة مثل السهول الفيضية لمدة 100 عام (لويس ، 1996) ، فإن مثل هذه التعريفات لم تحظ بقبول واسع.

تشمل التعاريف التنظيمية والمرجعية للأراضي الرطبة الغطاء النباتي وظروف التربة. على الرغم من أن هذه العوامل قد تكون أقل إدراكًا إلى حد ما لأهميتها للمناطق المشاطئة ، إلا أن العديد من التعريفات لـ & ldquoriparian & rdquo تشملها. وكثيرا ما لوحظ أن خصائص التربة والغطاء النباتي في المناطق المشاطئة تختلف أو يمكن تمييزها عن مناطق المرتفعات المجاورة ، لا سيما في المناطق شبه القاحلة والجافة من البلاد. دائمًا ما يُلاحظ أن التربة والنباتات في المناطق النهرية تتكيف مع الأنظمة الهيدرولوجية المتميزة مثل ارتفاع منسوب المياه الجوفية ، أو المستويات العالية نسبيًا من رطوبة التربة ، أو الفيضانات المتكررة.

الجدول 1-1 تعريفات الوكالة الفيدرالية لـ & ldquoRiparian & rdquo

مكتب إدارة الأراضي (1999)

منطقة النهر هي مساحة من الأرض تتأثر مباشرة بالمياه الدائمة. لها غطاء نباتي مرئي أو خصائص فيزيائية تعكس تأثير الماء الدائم. شواطئ البحيرة وضفاف الأنهار هي مناطق مشاطئة نموذجية. يُستثنى من ذلك مواقع مثل التيارات أو الغسلات سريعة الزوال التي لا تظهر وجود نباتات تعتمد على الماء الحر في التربة.

خدمة الأسماك والحياة البرية الأمريكية (1998)

المناطق المشاطئة هي مجتمعات نباتية متجاورة ومتأثرة بالسمات الهيدرولوجية السطحية وتحت السطحية للمسطحات المائية الدائمة أو المتقطعة (الأنهار والجداول والبحيرات أو طرق الصرف). تتميز المناطق المشاطئة بواحدة أو كلتا الصفات التالية: (1) أنواع نباتية مختلفة بشكل مميز عن المناطق المجاورة ، و (2) أنواع مشابهة للمناطق المجاورة ولكنها تظهر أشكال نمو أكثر نشاطًا أو قوة. عادة ما تكون المناطق المشاطئة انتقالية بين الأراضي الرطبة والمرتفعات.

المناطق المشاطئة هي مناطق محددة جغرافيًا ، ذات قيم وخصائص موارد مميزة ، والتي تتكون من النظم البيئية المائية والنهرية ، والسهول الفيضية ، والأراضي الرطبة. وهي تشمل جميع المناطق الواقعة على مسافة أفقية تبلغ 100 قدم من حافة الجداول المعمرة أو غيرها من المسطحات المائية والهيليب. النظام البيئي المشاطئ هو انتقال بين النظام البيئي المائي والنظام البيئي الأرضي المجاور ويتم تحديده من خلال خصائص التربة ومجتمعات الغطاء النباتي المميزة التي تتطلب مياهًا مجانية وغير مرتبطة.

منطقة خدمة الغابات الأمريكية 9 (باروت وآخرون ، 1997)

تتكون المناطق المشاطئة من النظم الإيكولوجية المائية والنظم الإيكولوجية النهرية والأراضي الرطبة. لها ثلاثة أبعاد: امتداد طولاني لأعلى ولأسفل على طول الشواطئ الجانبية إلى الحدود المقدرة للأرض مع تفاعلات مباشرة بين الأرض والمياه وعموديًا من أسفل منسوب المياه إلى فوق مظلة الأشجار الناضجة المحتملة.

وزارة الزراعة الأمريكية NRCS (1991)

المناطق المشاطئة هي أنظمة بيئية تحدث على طول المجاري المائية والمسطحات المائية. وهي تختلف بشكل واضح عن الأراضي المحيطة بسبب خصائص التربة والنباتات الفريدة التي تتأثر بشدة بالمياه الحرة أو غير المقيدة في التربة. تحتل النظم الإيكولوجية النهرية المنطقة الانتقالية بين النظم البيئية الأرضية والمائية. تشمل الأمثلة النموذجية السهول الفيضية ، وضفاف الأنهار ، وشواطئ البحيرات.

قانون إدارة المناطق الساحلية لوكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) و (NOAA) (وكالة حماية البيئة ، 1993)

المناطق المشاطئة هي أنظمة بيئية نباتية على طول المسطح المائي والتي تمر من خلالها الطاقة والمواد والمياه. تتميز المناطق المشاطئة بشكل مميز بارتفاع منسوب المياه وتخضع لفيضانات دورية وتأثير من الحوض المائي المجاور. تشمل هذه الأنظمة الأراضي الرطبة أو المرتفعات أو بعض مجموعات هذين الشكلين من الأراضي. لن يكون لديهم في جميع الحالات جميع الخصائص اللازمة لتصنيفهم كأراضي رطبة.

فريق تقييم إدارة النظام البيئي للغابات (FEMAT ، 1993)

المحميات النهرية هي أجزاء من مستجمعات المياه حيث تتلقى الموارد المترابطة على الشاطئ التركيز الأساسي وحيث يتم تطبيق معايير وإرشادات خاصة لتحقيق أهداف استراتيجية الحفاظ على الأحياء المائية. تشمل المحميات النهرية تلك الأجزاء من مستجمعات المياه المطلوبة للحفاظ على العمليات الهيدرولوجية والجيومورفولوجية والبيئية التي تؤثر بشكل مباشر على المسطحات المائية القائمة والمتدفقة مثل البحيرات والبرك والأراضي الرطبة والجداول.

المربع 1-1
التيارات الدائمة والمتقطعة والعابرة

على الرغم من عدم وجود تعريفات مقبولة عالميًا لأنواع التدفقات الدائمة أو المتقطعة أو سريعة الزوال ، فإن معظم التعريفات تتضمن أو تتضمن الخصائص التالية (Hewlett، 1982 Art، 1993 Com & iacuten and Williams، 1994 Nevada Division of Water Planning، 1999). تتلقى المجاري الدائمة من المجاري المائية مدخلات كبيرة من المياه الجوفية وتتدفق بشكل عام بشكل مستمر طوال العام. يمكن أن تختلف تدفقاتها بشكل كبير من عام إلى آخر وقد تجف أثناء فترات الجفاف الشديدة ، على الرغم من أن المياه الجوفية تكون بالقرب من السطح بشكل عام. توجد التيارات الدائمة في كل من المناطق الرطبة والجافة ، على الرغم من أن نقطة البدء في المناطق القاحلة تحدث بشكل عام في اتجاه مجرى النهر. يصل التدفق المتقطع عادةً إلى التدفق لعدة أسابيع أو أشهر كل عام عندما يكون هطول الأمطار ومدخلات المياه الجوفية المرتبطة به مرتفعًا نسبيًا. توقيت التدفق والتجفيف للتيارات المتقطعة يمكن التنبؤ به على نطاق واسع على أساس موسمي. على الرغم من ارتباطها أحيانًا بالمناخات الجافة وشبه الجافة ، إلا أن التيارات المتقطعة ممثلة جيدًا في المناطق الرطبة. تتدفق أجزاء سريعة الزوال من الجداول فقط كاستجابة مباشرة لهطول الأمطار. وبالتالي ، فإن تدفقهم لا يمكن التنبؤ به مثل أحداث هطول الأمطار التي تدفعهم. نظرًا لأن قناة التيارات سريعة الزوال تكون عمومًا أعلى بكثير من منسوب المياه الجوفية ، فإن هذه التيارات تتدفق لبضع ساعات أو أيام فقط بعد عاصفة ذات حجم كافٍ لإنتاج تدفق بري. يمكن تصنيف العديد من الغسلات الجافة أو arroyos في المناطق الأكثر جفافاً في أمريكا الشمالية على أنها تيارات سريعة الزوال.

كما يتم أحيانًا تضمين أوصاف الكائنات الحية الأخرى ، وخاصة التجمعات الفريدة داخل المناظر الطبيعية ، في تعريفات النهر.

أخيرًا ، أحد أكثر خصائص التعريفات انتشارًا هو مفهوم المناطق المشاطئة كتدرجات. تشغل هذه المساحة بين الأرض والمياه ، وتتميز هذه المناطق بتحولات متعددة في التربة ، والكائنات الحية ، والهيدرولوجيا. وصف بعض العلماء المناطق المشاطئة بأنها & ldquoecotones & rdquo أو واجهات بين النظم البيئية الأرضية والمائية (Gregory ، 1997) ، بينما احتضن آخرون النظم البيئية المشاطئة كوحدات طبيعية تضم مجموعة من المناطق التي تمتد من البيئات المائية إلى البيئات المرتفعة (Brinson et al. ، 1981) . في كلتا الحالتين ، تتميز المناطق المشاطئة بوضوح بالتدرجات في الظروف البيئية والعمليات البيئية والأنواع التي تجعل من الصعب تعيين حدود منفصلة لها (Naiman and D & eacutecamps ، 1990).

وتجدر الإشارة إلى أنه للأغراض الإدارية والتنظيمية ، تُمنح المناطق المشاطئة في كثير من الأحيان حدودًا مكانية متميزة من أجل تحقيق أهداف محددة ، ومن ثم تسمى مناطق الإدارة المائية أو مناطق الإدارة الجوفية. & rdquo تتضمن هذه التعيينات الإدارية المفاضلات المتأصلة بين نسب الوظائف المشاطئة المدرجة داخل وخارج حدود المنطقة.

التعريف العملي الذي تم تطويره في هذا التقرير واسع بمعنى أنه يشمل جميع الخصائص المذكورة أعلاه ، بما في ذلك الإشارة إلى الموقع والهيدرولوجيا والغطاء النباتي والتربة ومفهوم التدرجات:

تعتبر المناطق المشاطئة انتقالية بين النظم الإيكولوجية الأرضية والمائية وتتميز بالتدرجات في الظروف الفيزيائية الحيوية والعمليات البيئية والحيوانات. وهي مناطق تربط من خلالها الهيدرولوجيا السطحية وتحت السطحية المسطحات المائية مع المرتفعات المجاورة لها. وهي تشمل أجزاء النظم البيئية الأرضية التي تؤثر بشكل كبير على تبادل الطاقة والمواد مع النظم الإيكولوجية المائية (أي منطقة نفوذ). المناطق المشاطئة متاخمة للتيارات الدائمة ، المتقطعة ، سريعة الزوال ، والبحيرات ، وشواطئ مصبات الأنهار و ndashmarine.

يتوافق هذا التعريف مع التعريفات الأخرى التي طورتها مجموعات متعددة التخصصات من العلماء ذوي الخبرة في القضايا المشاطئة. على سبيل المثال ، Ilhardt et al. (2000) وصف المناطق المشاطئة بأنها & ldquothones ثلاثية الأبعاد للتفاعل التي تشمل النظم البيئية الأرضية والمائية ، والتي تمتد إلى أسفل في المياه الجوفية ، أعلى فوق المظلة ، إلى الخارج عبر السهول الفيضية ، أعلى المنحدرات القريبة التي تصب في الماء ، بشكل جانبي في النظام البيئي الأرضي ، وعلى طول مجرى المياه بعرض متغير. & rdquo Lowrance et al. (1985) يعرف المناطق المشاطئة بأنها تجمع معقد للنباتات والكائنات الحية الأخرى في بيئة مجاورة للمياه. بدون حدود محددة ، قد تشمل ضفاف الأنهار ، والسهول الفيضية ، والأراضي الرطبة والهيليب التي تشكل منطقة انتقالية بين المرتفعات والموائل المائية. تتميز بشكل أساسي بأنها خطية في الشكل والمدى ، وتتميز بالمياه المتدفقة جانبياً التي ترتفع وتنخفض مرة واحدة على الأقل خلال موسم النمو. & rdquo حتى البرامج ذات الأهداف المتباينة طورت تعريفات مماثلة لـ & ldquoriparian. & rdquo

على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية ، طورت العديد من الوكالات الفيدرالية تعريفات أضيق إلى حد كبير لـ & ldquoriparian & rdquo للتطبيق على برامجها ، على النحو الملخص في الجدول 1-1. تعكس معظم التعريفات الأهداف الخاصة للوكالات الفردية ، بما في ذلك تفويضات حماية المناطق المشاطئة وإدارتها واستعادتها (على سبيل المثال ، BLM و USFS) ورسم خريطة للمناطق المشاطئة ، وهي مسؤولية إدارة الأسماك والحياة البرية الأمريكية (FWS).

من المفيد تحديد مصطلحين يستخدمان أحيانًا بالتبادل مع & ldquoriparian. & rdquo تمتلك جميع الأنهار تقريبًا السهول الفيضيةو mdashaggraded تتكون من رواسب قاعية معقدة (الطمي) حيث تنتشر مياه الفيضانات بشكل جانبي. من الواضح أن السهول الفيضية جزء من مناطق النهر ، وهي عبارة عن هياكل ديناميكية تتكون من نظام القناة والسدود الترسيبية المجاورة ، والقضبان البينية والأرفف الترسيبية المنخفضة ، غالبًا مع تضاريس التلال والجبال التي تعكس ردم قنوات الأنهار القديمة. أ نهر أو ممر تيار يشير بشكل عام إلى المناطق المشاطئة و المسطحات المائية المجاورة لها كوحدة محددة طوليًا من منابع المياه إلى المحيط. الشكل 1-4 هو رسم تخطيطي لممر تيار يوضح الوصلات العديدة بين مكوناته المختلفة. نظرًا لأن السهول الفيضية مسامية وتحتوي على طبقات المياه الجوفية التي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بنظام القناة وتتحكم فيه ، فإن المسطحات المائية ومناطقها النهرية مرتبطة طوليًا وعموديًا وأفقيًا و mdashnot فقط بحركة المياه والرواسب ، ولكن أيضًا بحركة الكائنات الحية (ستانفورد وارد ، 1993).

الشكل 1-4 منظر مثالي لممر نهر غريني يظهر الأبعاد الطولية (المنبع و ndash downstream) والعمودية (الخلالية) والجانبية (السهول الفيضية) التي تتفاعل هيدرولوجيًا وبيئيًا. تشمل منطقة النهر نظام القنوات ، والسهول الفيضية ، والمنطقة الانتقالية إلى المرتفعات. يقع الخزان الجوفي الغريني تحت القناة ويشمل منطقة ناقصة النمو ومنطقة حرارية أعمق من المياه الجوفية. تحتوي المنطقة الجوفية على المياه الجوفية التي لم يكن لها اتصال أو اختلاط من المصادر السطحية لفترات زمنية طويلة جدًا ، غالبًا مئات السنين أو أكثر. على النقيض من ذلك ، في المنطقة النافرة ، تتحرك مياه النهر بسرعة (حسب ترتيب الأيام) من خلال الطمي السطحي الذي يتميز بموصلية هيدروليكية عالية جدًا. تم وصف المصطلحات الأخرى (parafluvial و bank-full) والتفاعلات بالتفصيل في الفصل 2. pb = شريط النقطة. المصدر: مقتبس من ستانفورد (1998).

تمييز المناطق المشاطئة عن المناطق الأخرى

هناك طريقة أخرى لتوصيف المناطق المشاطئة وهي تحديد ما هي ليست كذلك ومقارنتها بوحدات الأرض والمياه المجاورة الأخرى. يصف التعريف الوارد في القسم السابق المناطق المشاطئة بأنها & ldquozones للتأثير & rdquo بين المناطق المائية والبرية. على هذا النحو ، تشمل المناطق المشاطئة بعض أو كل الأراضي الرطبة في بيئة طبيعية نموذجية ، ولكنها تشمل أيضًا أجزاء من البيئات المائية والمرتفعات المجاورة. يوضح الشكل 1-5 (أ) منطقة التأثير المشاطئة & ldquogeneric & rdquo بالتفصيل توضح الأشكال 1-5 (B & ndashE) منطقة التأثير هذه في إعدادات مجرى صغير ونهر وبحيرة ومصبات الأنهار وتقريب النطاق الذي تنطبق عليه المنطقة .

الشكل 1-5 (أ) رسم تخطيطي لمنطقة مشاطئة عامة (أ) يوضح منطقة تأثير بالنسبة إلى المناطق المائية والمناطق المرتفعة. تم توضيح أربعة إعدادات مشتركة على ضفاف النهر: (ب) جدول صغير ، (ج) نهر كبير ، (د) بحيرة ، و (هـ) إعداد مصبات الأنهار و ndashmarine. تختلف المقاييس الأفقية ويتم توفيرها للمنظور. يتم تصوير شدة تأثير النهر بالتظليل. & ldquo تدفقات المواد rdquo تشير إلى الطاقة ، والمواد العضوية ، والمياه ، والرواسب ، وتدفق المغذيات. المصدر: مقتبس من Ilhardt et al. (2000).

المناطق المشاطئة مقابل النظم البيئية المائية

تختلف المناطق المشاطئة عن النظم البيئية المائية والأراضي الرطبة والمرتفعات بناءً على نفس الخصائص و mdashhydrology والتربة والنباتات المستخدمة لتحديدها. فيما يتعلق بالنباتات ، عادة ما تهيمن النباتات الخشبية (مثل الأشجار) والأعشاب والغطاء النباتي العشبي الناشئ على المناطق النهرية ، على عكس النظم الإيكولوجية المائية حيث لا توجد هذه الأنواع من النباتات. بدلاً من ذلك ، تشتمل النباتات المائية الموجودة عادةً في أمريكا الشمالية على نباتات الثيران ورأس السهم في المياه الضحلة ، وزنابق الماء في المياه العميقة مع القليل من التيار ، والنباتات المائية المغمورة (على سبيل المثال ، عشب البرك ، ميلفويل ، coontail ، الأعشاب المائية ، و bladderwort) ، التي تتسامح مع السرعات الحالية المعتدلة.

على الرغم من اختلاف المناطق المشاطئة والنظم الإيكولوجية المائية بشكل واضح في أنظمة الرطوبة وعمق المياه ، إلا أنه من الصعب تحديد الحدود التي يمكن استخدامها باستمرار لفصلها. في الواقع ، قد تشمل تعريفات ضفاف النهر البيئات المائية المتقطعة إلى الدائمة ، لا سيما في تيارات منابع المياه حيث توفر الأجزاء النباتية من مناطق النهر الجزء المائي من المواد العضوية والظل والبنية النهرية والتبادلات الحيوية. [بعض تعريفات النظم الإيكولوجية للأراضي الرطبة (وموائل المياه العميقة) تمتد إلى مترين من عمق المياه (Cowardin وآخرون ، 1979) وحتى ستة أمتار في البيئات البحرية (Scott and Jones ، 1995)].

في الانتقال من منابع إلى تيارات أكبر ، هناك ميل لأن تكون الفيضانات أطول وأقل فجائية بسبب الآثار التراكمية للهيدروغراف للروافد المتعددة الناشئة من مناطق تختلف في كمية وتوقيت التدفق. تصبح السهول الفيضية أكثر اتساعًا في اتجاه مجرى النهر ، وفي بعض الحالات تكون أكثر رطوبة (Rheinhardt et al. ، 1998).في نهاية المطاف ، تتدرج مناطق الأنهار الواقعة على ضفاف الأنهار إلى مصبات الأنهار الساحلية حيث تتحد النظم الهيدرولوجية المدارة والملوحة لدعم مناطق مصبات الأنهار.

تحسبًا للأسباب العملية لتحديد الحدود المائية ، خاصة للأنهار الكبيرة والبحيرات ومصبات الأنهار ، يتم تقديم المنظور التالي. يمكن إنشاء الحدود المائية لمناطق النهر حيث تبدأ المياه الدائمة. بالنسبة للأجسام المائية ذات الارتفاعات الثابتة نسبيًا ، مثل شواطئ مصبات الأنهار المتأثرة بالتغير البطيء في مستوى سطح البحر ، فمن السهل نسبيًا تحديد الحدود مثل متوسط ​​المد المرتفع أو متوسط ​​المد المنخفض. بالنسبة للأجسام المائية ذات التقلبات الكبيرة نسبيًا مثل الجداول ، يعد & ldquopermanence & rdquo مصطلحًا نسبيًا. تمامًا كما هو معتاد في تخصيص فترات عودة أو ترددات لارتفاعات الفيضانات للتدفقات ، يمكن استخدام نفس النهج لتحديد فترة عودة لمستوى الدوام أثناء الجفاف و mdashe.g. ، المستوى المنخفض الذي قد يحدث عند تردد كل عشرة سنوات. بالنسبة للتيارات سريعة الزوال والمتقطعة ، تقع هذه المرحلة المنخفضة أسفل القناة ، وبالتالي فإن منطقة النهر التي تستخدم هذا المعيار ستشمل مجرى مجرى النهر بأكمله والطين الأساسي. (يتوافق هذا النهج في تحديد منطقة التأثير مع حقيقة أن مظلات الغابة تحجب عرض التيار بالكامل للعديد من التيارات المتقطعة.) بالنسبة للجداول والبحيرات المعمرة ، يمكن أن تشمل منطقة التأثير الأجزاء المائية المظللة بالضفاف.

الغطاء النباتي أو حتى مسافة تعادل ارتفاع شجرة المظلة. بالنسبة لشواطئ بعض البحيرات (على سبيل المثال ، البحيرات العظمى) ، تتقلب المستويات على مدار دورة متعددة السنوات ، مما يتسبب في هجرة حدود منطقة النهر ذهابًا وإيابًا.

المناطق المشاطئة مقابل الأراضي الرطبة

يوفر تعريفان للأراضي الرطبة نقطة انطلاق مفيدة للتمييز بينها وبين مناطق النهر. أحدهما هو التعريف القضائي أو القانوني المستخدم كأساس لتحديد الأراضي الرطبة في البرنامج التنظيمي لفيلق المهندسين بالجيش الأمريكي (WES ، 1987):

يعني المصطلح & ldquowetlands & rdquo تلك المناطق التي غمرتها المياه السطحية أو الجوفية أو تشبعها بتواتر ومدة كافية لدعم ، والتي تدعم في الظروف العادية ، انتشار الغطاء النباتي الذي يتكيف عادةً مع الحياة في ظروف التربة المشبعة. تشمل الأراضي الرطبة عموما المستنقعات، والمستنقعات، والمستنقعات، ومجالات مماثلة.

يسلط هذا التعريف الضوء على ثلاثة عوامل و mdashwater والنباتات والتربة و mdash المستخدمة لتوصيف الأراضي الرطبة. من الناحية العملية ، يتم استخدام عدد من المؤشرات الميدانية الأولية والثانوية لتحديد الأراضي الرطبة ، كما هو موضح في دليل Corps & rsquo. تشكل هذه المؤشرات معايير مرتبطة بواحد أو أكثر من العوامل الثلاثة. وهي عرضة للتنوع الجغرافي ، مما يؤدي إلى الحاجة إلى إضفاء الطابع الإقليمي على الدليل من خلال المواد التكميلية ، كما تمت مناقشته في NRC (1995). وجد تقرير المجلس النرويجي للاجئين أن تعريف الأراضي الرطبة ونهج الترسيم سليمين علميًا على الرغم من أنهما تم تطويرهما خصيصًا للأغراض التنظيمية مع إيحاءات سياسية حتمية تحكم تطبيقهما.

يقدم المجلس النرويجي للاجئين (1995) تعريفًا مرجعيًا لـ & ldquowetland & rdquo والذي يمكن مقارنة التعاريف التنظيمية المحددة به. على الرغم من أن تعريف NRC & rsquos يتوافق مع المعايير الثلاثة المذكورة أعلاه ، إلا أنه يعترف بالظروف الهيدرولوجية باعتبارها ذات أهمية قصوى لأنها تؤدي إلى ظهور السمات التشخيصية للتربة المائية والنباتات المائية. تحدد NRC (1995) & ldquowetland & rdquo على النحو التالي:

الأرض الرطبة هي نظام بيئي يعتمد على غمر أو تشبع ثابت أو متكرر أو ضحل على سطح الركيزة أو بالقرب منه. الحد الأدنى من الخصائص الأساسية للأراضي الرطبة هي الغمر المتكرر أو المستمر أو التشبع على السطح أو بالقرب منه ووجود السمات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية التي تعكس الغمر المتكرر أو المستمر أو التشبع. السمات التشخيصية الشائعة للأراضي الرطبة هي التربة المائية والنباتات المائية. ستكون هذه الميزات موجودة إلا في الحالات التي أزالتها فيها عوامل فيزيائية أو حيوية أو بشرية محددة أو حالت دون تطورها.

في كلا التعريفين ، ينصب التركيز على الشروط الدنيا التي تميز حدود الأراضي الرطبة و ndashupland (أي & ldquos enough لدعم & rdquo و & ldquominimal الخصائص الأساسية & rdquo) بدلاً من وصف التدرج الرطب الكامل. مع امفا-

على الطرف الجاف من التدرج اللوني ، يتم تحديد نقطة في المناظر الطبيعية بين الظروف الأكثر رطوبة (الأراضي الرطبة بالتأكيد) والجفاف (بالتأكيد المرتفعات).

على عكس معظم تعريفات الأراضي الرطبة ، يجب أن يتعامل التوصيف المتوازن للمناطق المشاطئة مع منطقة النهر ككل وألا يركز بشكل لا داعي له على هامشها الجاف أو الأكثر رطوبة. علاوة على ذلك ، فإن الخصائص الأساسية للمناطق المشاطئة هي طبيعتها المنطقية وموقعها في المناظر الطبيعية. باستثناء تعريف FWS الذي يشير إلى الأراضي الرطبة باعتبارها & ldquolands انتقالية بين الأنظمة الأرضية والمائية & rdquo (Cowardin et al. ، 1979) ، فإن معظم تعريفات الأراضي الرطبة لا تتضمن مفاهيم تقسيم المناطق والمواقع الطبيعية. ومع ذلك ، فإن حذف هذه الخصائص للمناطق المشاطئة سوف يعني تجاهل اثنين من خصائصها التشخيصية.

ومن ثم ، مقارنة بالأراضي الرطبة ، فإن المناطق المشاطئة هي أكثر اتساعًا من بعض المنظورات وأكثر تقييدًا من البعض الآخر. إنها أكثر اتساعًا لأنها قد لا تشتمل فقط على أجزاء من الأراضي الرطبة ، ولكن أيضًا أجزاء غير نباتية من القضبان النقطية. في النهاية الجافة ، تشمل المناطق الأرضية التي لا تتطلب بالضرورة الغمر والتشبع بالقرب من السطح ، كما هو الحال مع الأراضي الرطبة. تعد المناطق المشاطئة أكثر تقييدًا من الأراضي الرطبة لأنها محصورة في إعدادات جيومورفولوجية محددة من الجداول والبحيرات والبيئات البحرية المصبوبة. على سبيل المثال ، لن تُعتبر أراضي الخث الممتدة أو الأراضي الرطبة من الخشب المسطح مناطق مشاطئة لأن معظمها يفتقر إلى سمات المناظر الطبيعية للتكوين الخطي والتقسيم الجغرافي المتميز والقرب من المسطحات المائية.

المناطق المشاطئة مقابل المرتفعات

على عكس المرتفعات التي تتلقى هطول الأمطار كمصدر رئيسي أو وحيد للمياه ، يمكن توفير الرطوبة في مناطق النهر من المرتفعات المجاورة والنظم الإيكولوجية المائية. تدخل المياه المناطق المشاطئة من المرتفعات في شكل تصريف للمياه الجوفية ، وتدفق تحت سطح ضحل ، وتدفق بري (انظر الفصل 2). من الجانب المائي ، يتم توفير المياه عن طريق التدفق فوق الضفة ، والتسلل عبر بنوك القناة المجاورة (تخزين البنك) ، وعن طريق التدفق الناقص من الطمي في أعلى المنبع. على عكس المرتفعات ، تعتبر الفيضانات عوامل مهمة للتغير الجيومورفي في المناطق النهرية ، مما يؤدي إلى تآكل التربة والرواسب من بعض أجزاء منطقة النهر بينما ترسبها في مناطق أخرى لإنشاء أسطح شكلية جديدة. يشكل النقل الجانبي للمواد إلى المناطق المشاطئة من خارج السهول الفيضية فرقًا أساسيًا بين المناطق المشاطئة والمرتفعات.

تنعكس هذه الظروف الهيدرولوجية بوضوح في الغطاء النباتي المميز لمناطق النهر والمرتفعات. أولاً ، تختار أنظمة الفيضانات في المناطق المشاطئة الأنواع التي تتحمل الاضطرابات ، وقد تقيد أيضًا استعمار المناطق النهرية من قبل الأنواع الحساسة للفيضانات. ثانيًا ، نظرًا لوجود مناطق ضفاف النهر حيث يكون عمق المياه الجوفية ضحلة نسبيًا ، فإن مجموعات معينة من الشجيرات والأشجار تسحب المياه مباشرة من المنطقة المشبعة (روبنسون ، 1958) ، وهي ظاهرة غير ممكنة بشكل عام في المرتفعات. في إعدادات الارتفاع المنخفض

من المناظر الطبيعية القاحلة ، قد تكون المناطق المشاطئة هي المكان الوحيد الذي توجد فيه غابات القطن والصفصاف ، والمكان الوحيد الذي ينمو فيه المسكيت بقوة (Stromberg et al. ، 1996). قد تمتد هذه المناطق مئات الأمتار من قنوات التيار على المدرجات حيث تكون التوصيلات السطحية غائبة تمامًا ولكن المياه الجوفية الضحلة متاحة للنباتات. تستمر الغابات المشاطئة في المناطق القاحلة حيث لا يوجد هطول كافٍ لدعم غابات المرتفعات (Brinson ، 1990) ، وبالتالي إنشاء حدود مميزة. في المناخات الرطبة ، لا يعد توافر المياه أمرًا بالغ الأهمية ، كما أن الحدود بين المرتفعات والمناطق النهرية ليس من السهل دائمًا تمييزها. ومع ذلك ، هناك تجمعات مميزة من الأشجار في المناطق المشاطئة الرطبة ، بما في ذلك بعض أنواع الصفصاف ، وجار الماء ، والسرو ، والتوبيلو ، والجميز (Hupp and Osterkamp ، 1985). في أحواض الصرف ذات الرواسب الدقيقة نسبيًا ، من المرجح أن تتميز أنواع الأشجار المشاطئة بقدرتها على تحمل ضغوط نقص الأكسجين في الرواسب أكثر من الحاجة إلى مصدر موثوق للمياه الجوفية (Wharton et al.، 1982 Friedman and Auble، 2000).

تمثل المنحدرات شديدة الانحدار ، مثل منحدرات الصخور أو ضفاف الرواسب المفاجئة ، حالة أكثر غموضًا لأنه قد لا يكون هناك اتصال هيدرولوجي نشط مع التيار أو النهر أو البحيرة المجاورة لغالبية منطقة النهر. ومع ذلك ، تظل الوظائف المشاطئة قوية ، مع التدفقات الواضحة للمواد الحيوية وغير الحيوية بين النظم الإيكولوجية المائية والبرية. توفر مناطق ضفاف النهر هذه & ldquoupland & rdquo موطنًا مهمًا لمجموعة متنوعة من الأنواع التي تستجيب للتضاريس والمناخات المائية المتأثرة بالمياه ووجود ممر حركة طبيعي ، من بين عوامل أخرى. في المناطق ذات المنحدرات الشديدة ، يجب أن يعتمد التمييز بين المناطق المشاطئة وغير المشاطئة على الوظيفة. يمكن تبرير ذلك لأن منطقة التأثير عن طريق الرطوبة أو الاضطراب وحده قد تكون ضيقة جدًا وغير كافية لتفسير التأثيرات الأخرى. تمشيا مع التعريف العملي لـ & ldquoriparian & rdquo الذي تم تطويره في هذا التقرير ، والذي يتضمن المناطق التي & ldquosence تؤثر بشكل كبير على تبادل الطاقة والمواد مع النظم الإيكولوجية المائية ، & rdquo يمكن تحديد الحدود العليا لهذه المناطق المشاطئة وظيفيًا من خلال إمكانية مساهمة الأشجار بأجزاء من خشبها إلى قناة البث ، إذا وقعوا في هذا الاتجاه.

مجال الدراسة

هذه الدراسة هي ثمرة دراسة المجلس القومي للبحوث و rsquos (NRC) حول توصيف الأراضي الرطبة (NRC ، 1995). كان الهدف الرئيسي من هذا العمل هو تحديد نقاط القوة والضعف في الممارسة التنظيمية الحالية فيما يتعلق بالأراضي الرطبة. بدءًا من منتصف السبعينيات ، أثار تنظيم الأراضي الرطبة كـ & ldquowaters في الولايات المتحدة بموجب المادة 404 من قانون المياه النظيفة معارضة قوية من قبل المدافعين عن حقوق الملكية والمطورين وملاك الأراضي. نظرًا لأن أجزاء من مناطق ضفاف النهر تحتوي على & ldquowaters & rdquo ، وكما أوضحنا لاحقًا ، فإنها تؤدي العديد من الوظائف نفسها مثل الأراضي الرطبة ، وتساؤلات حول مدى

غالبًا ما تكون المناطق التي يجب إدارتها مشابهة جدًا لتلك الخاصة بالأراضي الرطبة. توفر خلفية موجزة لكيفية ظهور دراسة الأراضي الرطبة سياقًا تاريخيًا لهذه الدراسة.

من أجل أن يملأ مالك الأرض أرضًا رطبة ، يجب على المالك أن يطلب ويحصل على تصريح من سلاح المهندسين بالجيش الأمريكي (Corps) ، مع سلطة إشرافية مقدمة من وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA). تتمثل الخطوة الأولى في تحديد موقع الأراضي الرطبة التي ستتأثر وحدودها ، والتي تم تطوير أدلة فنية لها لمساعدة المنظمين في تطبيق إجراءات الترسيم باستمرار في هذا المجال. حتى عام 1989 ، كان لدى الفيلق ووكالة حماية البيئة كتيبات مختلفة لهذه المهمة. من أجل توفير المزيد من التوحيد في البرنامج التنظيمي ، تم إنتاج دليل جديد ومنقح و mdashthe & ldquo1989 Manual & rdquo & mdashwas بواسطة فريق من العلماء المشترك بين الوكالات (اللجنة الفيدرالية المشتركة بين الوكالات لتحديد الأراضي الرطبة ، 1989).

وكنتيجة جزئية لتطبيقه غير المتسق ، اعتبر مالكو الأراضي والمطورون دليل عام 1989 أنه يوسع نطاق الأراضي الرطبة لتشمل الأراضي التي لم يتم تصنيفها سابقًا كأراضي رطبة. علاوة على ذلك ، اشتكى معارضو الدليل الجديد من أنه تم اعتماده دون تعليق عام وأن تطبيقه يشكل & ldquotaking للممتلكات & rdquo (بدون تعويض عادل) (Kusler، 1992). رداً على ذلك ، أصدر البيت الأبيض في أغسطس 1991 وثيقة و mdash1991 تنقيحات مقترحة (56 Fed. Reg. 40،446 10991) & mdashm كثيرًا عن النهج الذي اتخذه العلماء. وجد الاختبار الميداني أن التنقيحات المقترحة لعام 1991 ليست فقط مطلوبة من الناحية الفنية ، ولكن لاقتراح تعريف أضيق بكثير للأراضي الرطبة. على عكس دليل عام 1989 ، فإن التنقيحات المقترحة لعام 1991 ستقلل بشكل كبير من مساحة الأراضي الرطبة التي ستندرج تحت الولاية القضائية للقسم 404 من قانون المياه النظيفة. أدى تزايد الشكاوى والاعتراضات الأخرى إلى وضع قضية تعريف الأراضي الرطبة تحت المجهر من قبل الكونجرس. في مواجهة الحاجة إلى الاستجابة للنداءات العامة من كلا الجانبين ، أمر الكونجرس الفيلق بالعودة إلى استخدام دليل عام 1987 (WES، 1987) وأمر المجلس النرويجي للاجئين بدراسة الموقف وتقديم توصيات.

استعرضت لجنة المجلس النرويجي للاجئين علم تحديد الأراضي الرطبة وترسيمها ، وحددت وظائف وقيم الأراضي الرطبة ، وفحصت التباين بين أنواع الأراضي الرطبة. خلال هذه العملية ، أصبح من الواضح أن بعض مناطق المناظر الطبيعية ، وخاصة المناطق النهرية ، لم تكن دائمًا رطبة بدرجة كافية ليتم تضمينها في أي من الأدلة الفنية أو من خلال التعريف المرجعي للأراضي الرطبة. وبعبارة أخرى ، لم يكن لديهم رطوبة كافية لتطوير تربة مائية ودعم الغطاء النباتي المائي ومعايير mdashkey (جنبًا إلى جنب مع الهيدرولوجيا) اللازمة لتحديد الأراضي الرطبة. كانت هذه المناطق الجافة بشكل هامشي سائدة في المناخات القاحلة وشبه الجافة حيث تكون الأراضي الرطبة نادرة للغاية ، ولكنها غالبًا ما كانت في نفس الوضع الطبيعي مثل الأراضي الرطبة في السهول الفيضية ذات المناخات الأكثر رطوبة. إلى حد كبير ، تؤدي المناطق المشاطئة العديد من الوظائف نفسها مثل المناطق التي تعتبر أراضي رطبة قضائية في المناخات الأكثر رطوبة ، مثل تخزين المياه ونقلها ، وإزالة المغذيات والرواسب ، وصيانة الموائل النباتية والحيوانية.

واعتبرت اللجنة أن حماية وصيانة مناطق النهر مهمة لتحقيق أهداف قانون المياه النظيفة. ومع ذلك ، نظرًا لأن الدراسة التي كلف بها الكونجرس كانت مقتصرة على الأراضي الرطبة ، فإن أي محاولة لتشمل مناطق النهر والجرف من شأنه أن يوسع بشكل غير معقول تعريف الأراضي الرطبة ويقوض خصوصية المعايير والمؤشرات التي تم تطويرها حول ترسيم الأراضي الرطبة (NRC ، 1995). كان من بين توصيات اللجنة ما يلي: & ldquo إذا امتدت السياسة الوطنية لتشمل حماية المناطق المشاطئة وفقًا لأهداف قانون المياه النظيفة ، فيجب تحقيق التنظيم من خلال تشريع يعترف بالسمات الخاصة لسمات المناظر الطبيعية هذه ، وليس عن طريق المحاولة. لتعريفها على أنها أراضٍ رطبة. & rdquo الغرض من هذه الدراسة هو التعرف على سمات المناطق المشاطئة وتحديدها وتقديم توصيات لإدارة هذه الصفات والحفاظ عليها.

يصف الفصل 2 بنية النهر وكيف تؤثر المناطق النهرية على جودة المياه ، وتوفر موطنًا للأسماك والحياة البرية ، وتعمل كممرات لحركة الأنواع ، من بين العديد من الوظائف الأخرى. يستكشف التقرير هذه الجوانب وغيرها من الوظائف ، لا سيما أنها تختلف بين الظروف المناخية المتطرفة في أمريكا الشمالية. نظرًا لأهمية المناطق المشاطئة في المناطق القاحلة وشبه القاحلة في البلاد ، يتم إيلاء اهتمام خاص لهذه المواقع. في حين أن المناطق المشاطئة هي أيضًا جزء أساسي من المناظر الطبيعية الأكثر رطوبة ، فقد لا يمكن فصلها بسهولة عن المرتفعات المجاورة كما هو الحال في المناطق القاحلة. ومع ذلك ، فإن المبادئ التي تحكم عمل المناطق المشاطئة يمكن نقلها على نطاق واسع عبر مجموعة واسعة من المناظر الطبيعية.

تعد معرفة حالة الأراضي المشاطئة في الولايات المتحدة ، من حيث الكمية والنوعية ، أمرًا أساسيًا لأي برنامج إدارة يحدد أهدافًا للتحسين. يجب أن تتضمن هذه المعلومات ما إذا كان المورد يتزايد أو يتناقص بمرور الوقت ، والتوزيع الجغرافي لهذه التغييرات ، وبشكل مثالي ، البيانات المتعلقة بحالة مناطق النهر الحالية. ولكن حتى بدون قوائم جرد تفصيلية لموارد النهر على الصعيد الوطني ، فإن المعرفة المحلية بحالة ضفاف النهر توفر أدلة على أنواع التأثيرات التي مروا بها. بناء السدود والسدود ، ورعي الماشية ، والتحويل إلى الإنتاج الزراعي ، وسحب المياه للاستهلاك المنزلي ، وتوليد الطاقة ، والري هي مجرد أمثلة قليلة. يصف الفصل 3 بشكل شامل الآثار العامة لتنمية الموارد المائية والأنشطة البشرية الأخرى على حالة وعمل مناطق النهر. يتم تقييم الوضع الحالي للأراضي الواقعة على ضفاف النهر في الولايات المتحدة من حيث الزيادات أو النقصان العام في المساحات ، وظروف الموائل ، وغيرها من الاتجاهات الهامة.

على الرغم من الثروة المتزايدة للمعلومات العلمية ، فإن قضايا السياسة النهرية معقدة بسبب التاريخ الطويل والمعقد لتغيير استخدام الأراضي وملكيتها ، وانتشار القوانين القانونية التي تؤثر على تنميتها لأغراض مختلفة ، والتراكب الحديث نسبيًا للوائح البيئية. التعقيد هو نتيجة جزئية لتطوير التشريعات بمرور الوقت مع القليل من الاهتمام لإزالة التكرار وتجنب التضارب. لأن السياسة تختلف جغرافيا على المستوى الوطني ومستوى الولاية ، واختلاف الاختصاص بين

الوكالات ، يتم حل النزاعات في بعض الأحيان في المحاكم. يتم تحليل هذه القضايا في الفصل 4 ، الذي يصف المشهد التنظيمي المحيط بالمناطق النهرية. الفصل 4 يركز على الاختلافات بين المناطق الشرقية والغربية وبين الأراضي العامة والخاصة ، وكذلك على التباين الملحوظ من دولة إلى أخرى. ويأخذ في الاعتبار أهداف السياسة التي تنعكس في القوانين الحالية والبرامج التنظيمية وغير التنظيمية للمناطق المشاطئة ويقدم توصيات بشأن حماية هذه المناطق في المستقبل. يتم تسليط الضوء على برامج الوكالات الفيدرالية والخاصة بالولاية ذات الصلة أو المعتمدة على المناطق النهرية.

أخيرًا ، ينظر الفصل الخامس في إدارة المناطق المشاطئة ، التي تشوشها العديد من النزاعات الحالية فيما يتعلق بعمل المناطق النهرية والاستخدامات المتعددة المرغوبة للأراضي والمياه المشاطئة. يصف التقرير فهمنا العلمي الحالي لهذه النزاعات والمعلومات العلمية الإضافية اللازمة لحلها. تم استكشاف العديد من استراتيجيات الإدارة ، بما في ذلك إعادة تشغيل السدود وغيرها من التلاعبات الهيدرولوجية ، وتصميم أنظمة إدارة ضفاف النهر للزراعة ، وممارسات الرعي والغابات ، والتعليم ، من أجل استعادة المناطق النهرية وتعزيزها والحفاظ عليها في جميع أنحاء الولايات المتحدة.

استنتاج

تم تطوير مجموعة كبيرة من المعلومات العلمية حول المناطق المشاطئة على مدى العقود العديدة الماضية لتوثيق أهميتها كعناصر للمناظر الطبيعية الإقليمية. ركزت المنشورات المبكرة حول مواضيع ضفاف النهر في الغالب على قانون المياه. ومع ذلك ، منذ عام 1970 كان هناك انفجار في المعلومات التي تتناول الموضوعات والعمليات والوظائف البيئية والهيدرولوجية ، وموائل الحياة البرية المائية والبرية ، ودعم شبكة الغذاء ، والجماليات ، وإنتاج السلع والخدمات ، والقيم الثقافية والاجتماعية ، وغيرها من الموضوعات المتعلقة بضفاف النهر. المناطق. كما تمت مناقشته بمزيد من التفصيل في الفصلين الرابع والخامس ، يجب تضمين المعلومات العلمية الجديدة حول هيكل وعمل وأهمية المناطق المشاطئة بشكل مباشر في التعليم على جميع المستويات وإعطاؤها الاعتبار الكامل في عمليات التنظيم والسياسات البيئية بما في ذلك صنع القرار.

المراجع

الفن ، H.W. 1993.قاموس البيئة والعلوم البيئية. نيويورك: Henry Holt and Co.

برينسون ، إم إم ، بي إل سويفت ، آر سي بلانتيكو ، وجي إس باركلي. 1981. النظم البيئية المشاطئة: بيئتها وحالتها. FWS / OBS & ndash81 / 17. Kearneysville ، WV: US Fish and Wildlife Service.

برينسون ، م. 1990. الغابات النهرية. ص. 87 & ndash141 في: الأراضي الرطبة الحرجية. إيه إي لوجو ، إم إم برينسون ، إس.براون (محرران). أمستردام ، هولندا: إلسفير.

مكتب إدارة الأراضي (BLM). 1999. مشروع بيان الأثر البيئي لإدارة الموائل النهرية والمائية في المكتب الميداني لاس كروسيس ، نيو مكسيكو.


ورقة العمل رقم 13

جيرالد ل.مونتغمري
NRCS ، وزارة الزراعة الأمريكية
المكتب الإقليمي للسهول الشمالية
لينكولن ، نبراسكا

محتويات

  • مقدمة
  • الطبيعة والأهمية
  • فرق ديني
  • الوظائف والقيم
  • الاضطرابات في المناطق المشاطئة
  • إجراءات تقييم النهر
  • الوضع الحالي والظروف والاتجاهات
  • فرص العلاج والإدارة
  • التوصيات
  • الجدول 1. أميال الأنهار المبلغ عنها من التقرير الوطني لجودة المياه إلى الكونغرس
  • الجدول 2. مجاميع طول النهر على الأراضي الزراعية
  • مراجع
  • الملحق

مقدمة

المناطق المشاطئة هي المناطق الواقعة على طول المسطحات المائية التي تعمل كواجهات بين النظم البيئية الأرضية والمائية. تشكل النظم البيئية المشاطئة بشكل عام نسبة صغيرة من المناظر الطبيعية. ومع ذلك ، فهي عادة أكثر تنوعًا من الناحية الهيكلية وأكثر إنتاجية في الكتلة الحيوية النباتية والحيوانية من مناطق المرتفعات المجاورة. توفر المناطق المشاطئة الغذاء والغطاء والمياه لمجموعة كبيرة ومتنوعة من الحيوانات ، وتعمل كطرق للهجرة وروابط بين الموائل لمجموعة متنوعة من الحياة البرية (Manci 1989).

تعتبر المناطق المشاطئة مهمة في تخفيف أو التحكم في تلوث المصدر غير المحدد. يمكن أن تكون النباتات المشاطئة فعالة في إزالة المغذيات الزائدة والرواسب من الجريان السطحي والمياه الجوفية الضحلة وفي تيارات التظليل لتحسين ظروف الضوء ودرجة الحرارة للنباتات والحيوانات المائية. كما أن الغطاء النباتي على ضفاف النهر ، وخاصة الأشجار ، فعال أيضًا في استقرار ضفاف الأنهار وإبطاء تدفقات الفيضانات ، مما يؤدي إلى انخفاض قمم الفيضانات في اتجاه مجرى النهر.

غالبًا ما تكون مناطق ضفاف النهر مهمة لقيمها الترفيهية والمناظر الطبيعية ، مثل الصيد وصيد الأسماك وركوب القوارب والسباحة والمشي لمسافات طويلة والتخييم والنزهات ومراقبة الطيور. ومع ذلك ، نظرًا لأن المناطق المشاطئة غالبًا ما تكون مناطق صغيرة نسبيًا وتحدث جنبًا إلى جنب مع المجاري المائية ، فهي عرضة للتغييرات الشديدة.

تأثرت النظم البيئية المشاطئة في جميع أنحاء الولايات المتحدة بشدة من الأنشطة البشرية ، مثل الطرق السريعة والجسور وخطوط الأنابيب ، وتعديلات قناة تطوير المياه للتحكم في الفيضانات ، التنمية الصناعية والسكنية ، الزراعة ، الري ، رعي الماشية ، قطع الأشجار والتعدين. يمكن أن يكون للاضطرابات خارج الموقع في مستجمعات المياه التي تغير هيدرولوجيا مستجمعات المياه آثار سلبية على تكوين وإنتاجية النباتات النهرية والجمعيات الحيوانية المقابلة (Manci 1989).

الطبيعة والأهمية

وفقًا لقاموس أوكسفورد الإنجليزي ، فإن المصطلح & quotriparian & quot مشتق من الكلمة اللاتينية ripa ، والتي تعني ضفة النهر. في السنوات الأخيرة ، كانت هناك محاولات عديدة لتحسين هذا التعريف من خلال تضمين معايير محددة لميزات مثل رطوبة التربة والغطاء النباتي. تم توسيع المصطلح من قبل العديد ليشمل مناطق على طول جميع المسطحات المائية ، بما في ذلك البحيرات والبرك وبعض الأراضي الرطبة. يوجد الآن العديد من التعريفات للمناطق المشاطئة ، لكن جميعها تشترك في الكثير. المناطق المشاطئة هي مناطق تؤثر وتتأثر بشدة بالبيئة المائية المجاورة.

تحدد خدمة حفظ الموارد الطبيعية (NRCS) المناطق المشاطئة في دليلها العام مثل & quot الأنظمة البيئية التي تحدث على طول مجاري المياه والمسطحات المائية. وهي تختلف بشكل واضح عن الأراضي المحيطة بسبب خصائص التربة والنباتات الفريدة التي تتأثر بشدة بالمياه الحرة أو غير المقيدة في التربة. تحتل النظم الإيكولوجية النهرية المنطقة الانتقالية بين النظم البيئية الأرضية والمائية. تشمل الأمثلة النموذجية السهول الفيضية ، وضفاف الأنهار ، والبحيرات & quot (190-GM ، الجزء 411).

مؤشرات NRCS للمناطق المشاطئة تشمل:

  • الغطاء النباتي - ستعكس أنواع وكميات الغطاء النباتي تأثير المياه الحرة أو غير المقيدة من مجرى مائي مرتبط أو جسم مائي وعلى النقيض من النباتات الأرضية
  • التربة - تتكون التربة في المناطق النهرية الطبيعية من رواسب طبقية ذات قوام متفاوت تخضع لفيضانات متقطعة أو مناسيب مائية متقلبة قد تصل إلى السطح. تعتمد مدة خاصية رطوبة التربة على خصائص الأرصاد الجوية الموسمية للمسطح المائي المجاور.
  • المياه - تتأثر مناطق ضفاف النهر مباشرة بالمياه من مجرى مائي أو جسم مائي. تحدث المناطق النهرية على طول مجاري المياه الطبيعية ، مثل الجداول والأنهار الدائمة أو المتقطعة ، أو بجوار البحيرات الطبيعية. قد تحدث أيضًا على طول المجاري المائية أو المسطحات المائية مثل الخنادق والقنوات والبرك والخزانات (190-GM ، الجزء 411).

تؤثر التضاريس والتضاريس والمناخ والفيضانات وترسب التربة بشدة على مدى أنظمة المياه والمناطق النهرية المرتبطة بها. وبالمثل ، تمارس منطقة النهر سيطرة كبيرة على التدفقات في المناظر الطبيعية ، لا سيما على حركة المياه والمغذيات والرواسب وأنواع الحيوانات والنباتات. وهكذا يختلف مظهر وحدود منطقة النهر من موقع إلى آخر. تحدث المناطق المشاطئة كنظم إيكولوجية كاملة أو كمناطق بيئية (مناطق انتقالية) بين النظم الإيكولوجية المائية والبرية. قد تحدث أيضًا كمناطق انتقالية أكثر تدريجيًا ، تسمى الخطوط البيئية.

بعض المناطق النهرية تفي بالمعايير الموضوعة للأراضي الرطبة (Cowardin وآخرون 1979). البعض الآخر لا ، لأنهم لا يمتلكون النظام المائي الهيدرولوجي الضروري ، أو غلبة التربة المائية ، أو انتشار الغطاء النباتي المائي. حتى المناطق المشاطئة غير الرطبة تشترك في العديد من الخصائص والوظائف والقيم مع الأراضي الرطبة.

بالإضافة إلى الانتقال الرأسي بين النظم البيئية المائية والبرية ، تمتلك المناطق المشاطئة بنية طولية مميزة. تشكل أنماط الصرف شبكة شجيرية واسعة في جميع أنحاء البلاد. تشكل المناطق النهرية المرتبطة بها ممرات تمتد داخل مناطق مختلفة وداخلها. سيكون هناك أيضًا تباين على طول مناطق النهر بسبب القوى المتغيرة في مستجمعات المياه من منابع المياه إلى مصب النهر. وبالتالي ، فإن النمط المكاني العام للمناطق المشاطئة يشكل تدرجًا طوليًا للارتفاع والعرض ويصبح شبكة داخل مصفوفة شاملة (Malanson 1993).

فرق ديني

نظرًا للاختلافات الشاسعة في المناخ والتضاريس وغيرها من الميزات ، تتخذ المناطق المشاطئة مظاهرًا مختلفة في مناطق مختلفة من البلاد. في المناطق الرطبة ، تكون المناظر الطبيعية على ضفاف النهر غير واضحة إلى حد ما ، بينما في المناطق الجافة ، يتناقض النهر نفسه بشدة مع المناطق المحيطة ، ويكون تدرج الرطوبة بعيدًا عن النهر حادًا ، والحدود واضحة.

في المناطق القاحلة ، عادة ما يكون الغطاء النباتي على ضفاف النهر أكثر إنتاجية من الأراضي المجاورة ، لذلك يقف الغطاء النباتي أطول بكثير من الغطاء النباتي في المناظر الطبيعية المحيطة. منطقة النهر ضيقة نسبيًا وهي مميزة بصريًا بشكل عام. مثال على ذلك جدول ، تصطف عليه أشجار الصفصاف أو خشب القطن ، يتدفق عبر الأراضي العشبية المحلية.

في حين أن جميع المناطق النهرية تميل إلى أن تكون خطية ، فإن تلك الموجودة على طول السهول الغرينية في المناطق الرطبة الجنوبية واسعة نسبيًا. نظرًا لأن عنصر النهر ليس متميزًا جدًا ، يصعب تمييز تفاعلاته مع العناصر المحيطة. مثال على ذلك هو السهول الفيضية العريضة لأشجار الأخشاب الصلبة السفلية المختلطة مع مستنقعات متداخلة من السرو الأصلع المتاخمة لغابة من أشجار الأخشاب الصلبة في المرتفعات. توفر إزالة الغابات على نطاق واسع وما ينتج عنها من تحويل جزء كبير من منطقة النهر إلى أراضي زراعية أو استخدامات أخرى للأراضي أمثلة حيث يصبح نمط المناظر الطبيعية أكثر وضوحًا.

بعيدًا عن المنبع في الغابة المعتدلة الرطبة ، لا تغير منطقة النهر بشكل ملحوظ المشهد البصري. ومع ذلك ، فإن هذه المناطق متميزة بيئيًا.

المناطق المشاطئة في المناطق الجبلية الغربية متغيرة تمامًا. قد تكون غابات ضيقة للغاية على طول الجداول المتقطعة في الوديان الجبلية. من ناحية أخرى ، قد يظهر التمييز البيئي فقط بين الأنواع الفرعية ، حيث قد تكون الأشجار السائدة هي تلك الموجودة بشكل عام أيضًا في المواقع المتوسطة وليس على وجه التحديد في المواقع المشاطئة.

في المنطقة شبه القطبية الجنوبية ، يكون التنوع الإجمالي للأنواع أقل من التنوع الموجود في خطوط العرض المنخفضة ، ولكنه يكون في ذروته في المناطق المشاطئة.

الوظائف والقيم

تعمل المناطق المشاطئة بطرق مختلفة وتعرض قيمًا مختلفة بسبب تباينها في جميع أنحاء البلاد. على الرغم من اختلافاتهم ، تمتلك المناطق المشاطئة بعض الخصائص البيئية الأساسية مثل تدفق الطاقة ، ودورة المغذيات ، وهيكل المجتمع. غالبًا ما تعمل هذه الخصائص بطرق معينة تمنح المناطق المشاطئة قيمًا فريدة. فيما يلي بعض الوظائف والقيم الأكثر شهرة للمناطق المشاطئة.

تُعزى أهمية المناطق المشاطئة في الغالب إلى علاقتها المكانية في المناظر الطبيعية. قليل من أنواع النظم البيئية الأخرى تمتلك مثل هذا القدر الكبير من المنطقة الانتقالية بالنسبة للمنطقة التي يشغلونها. هذه المناطق الانتقالية هي النقاط التي تتداخل فيها النظم الإيكولوجية البرية والمائية ومواقع التبادلات الهامة للمواد والطاقة في المناظر الطبيعية (Brinson et al. 1981).

العمليات الانسيابية

تعتبر عمليات الأنهار الطبيعية مسؤولة عن العديد من السمات الطبوغرافية المتنوعة ، الدقيقة في كثير من الأحيان ، في السهول الفيضية ، وبالتالي فهي مسؤولة عن تكوين النظم البيئية النهرية. هذه العمليات (ليوبولد وآخرون ، 1964) مدفوعة بأحداث الفيضانات. في الأساس ، تنتج عن مزيج من ترسب المواد الغرينية (التخمير) وتقليل المواد (التدهور) على مدى سنوات عديدة. لا تظل ميزات السهول الفيضية بالضرورة ثابتة في الواقع ، فالسمات المورفولوجية للسهول الفيضية تتغير باستمرار.

نظرًا لأن قنوات النهر تتعرج بشكل جانبي وفي اتجاه مجرى النهر ، تتم إزالة المواد من المنحنى الخارجي للتعرج ، مما يؤدي إلى تآكل منطقة النهر. ومع ذلك ، تترسب الرواسب المتآكلة على المنحنى الداخلي بعيدًا عن مجرى النهر ، وتشكل قضبان نقطية. في النهاية ، يبدأ الشريط النقطي في دعم الغطاء النباتي ويتطور إلى منطقة مستقرة على ضفاف النهر.

بمجرد أن تغمر مياه الفيضانات على ضفاف الأنهار ، فإنها تفقد الكثير من سرعتها وقدرتها على حمل الرواسب. ثم تترسب الرواسب التي تحملها الفيضانات في السهول الفيضية. تتسرب المادة الثقيلة والأثقل أولاً ، وتشكل حواجز طبيعية مجاورة للقناة. يتم ترسيب المواد الدقيقة في السهول الفيضية بعيدًا عن القناة. قد تجوب الفيضانات الشديدة مناطق في السهول الفيضية وتعيد ترسب الرواسب في مكان آخر ، مما يؤدي إلى زيادة تموج السهول الفيضية.

هذه العمليات النهرية مهمة للنظم البيئية المشاطئة لأنها تخلق مجموعة متنوعة من الظروف في السهول الفيضية على ما يبدو. يمكن أن تعني الاختلافات الطبوغرافية الصغيرة الفرق بين البيئة المشبعة بالمياه واللاهوائية والركيزة جيدة التصريف والتهوية. العديد من الأنواع النباتية لا تتحمل حتى فترات الغمر القصيرة ، في حين أن القليل من الأنواع تتكيف للبقاء على قيد الحياة في التربة المغمورة بالمياه باستمرار. بالإضافة إلى الاختلاف في رطوبة التربة ، قد تحدث اختلافات كبيرة في نسيج التربة وخصوبتها. سيتم العثور على تربة أكثر خشونة وأقل خصوبة في مناطق معينة وتربة أكثر دقة وخصوبة في مناطق أخرى. نتيجة لذلك ، قد تحدث تغييرات مفاجئة في تكوين الأنواع في السهول الفيضية مع اختلافات ارتفاعية لا تزيد عن سنتيمترات قليلة (Brinson et al. 1981).

الهيدرولوجيا

تعتبر الفيضانات التي شكلت السهول الفيضية مهمة أيضًا للنظم البيئية المشاطئة لأنها يمكن أن تؤثر على عملية التمثيل الغذائي ونمو الغطاء النباتي بثلاث طرق أساسية. الأول هو إمدادات المياه ، حيث يتم إعادة شحن تخزين المياه من خلال التسرب وتوجيه الفائض إلى السهول الفيضية. ثانيًا ، يعتمد الإمداد بالمغذيات في النظم الإيكولوجية النهرية جزئيًا على ترسيب الجسيمات المنقولة عن طريق التدفق فوق ضفة النهر ، وجزئيًا على توافر المغذيات الذائبة في المياه الملامسة للتربة السهلية. أخيرًا ، تعمل المياه المتدفقة في السهول الفيضية على تهوية التربة والجذور بحيث يتم تبادل الغازات بسرعة أكبر. يتم توفير الأكسجين للجذور وميكروبات التربة ، بينما يتم تعزيز إطلاق المنتجات الغازية لعملية التمثيل الغذائي مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان. ثم يوفر تدفق الماء الوسيط لتصدير هذه المركبات العضوية المذابة (Brinson et al. 1981).

تعتبر الفترة المائية للنظام البيئي على ضفاف النهر ، والتي تشمل مدة الفيضان وكثافتها وتوقيتها ، المحدد النهائي لهيكل النظام البيئي ووظيفته. يعد توقيت الفيضان مهمًا بشكل خاص لأن الفيضانات في موسم النمو لها تأثير أكبر على إنتاجية النظام البيئي مقارنة بكمية متساوية من الفيضانات في موسم عدم النمو (ميتش وجروسلينك 1986).

المياه الجوفية في الخزان الغريني لها علاقة وثيقة بالمياه السطحية في مجاري المياه ومنخفضات السهول الفيضية (مثل بحيرات قوس قزح). يكون التدرج الطبيعي واتجاه حركة المياه الجوفية نحو ميزات المياه السطحية هذه من خلال تصريف المياه الجوفية. خلال فترات مراحل النهر المرتفعة ، ينعكس التدرج ويتحرك الماء من التيار إلى طبقة المياه الجوفية.

تدفقات القاعدة

عادة ما تكون التربة الغرينية في مناطق النهر عميقة وتخزن كميات كبيرة من المياه ، من الأمطار ومن المياه المتدفقة إلى أسفل. يتم الحفاظ على العديد من طبقات المياه الجوفية في غرب الولايات المتحدة عن طريق تسلل جريان المرتفعات في قناة التيار أو الرواسب الغرينية النهرية. تخزين المياه في طبقات المياه الجوفية هذه مسؤول جزئيًا عن الحفاظ على التدفق الأساسي في العديد من الأنهار (Lowrance et al. 1985). يتم الحفاظ على التدفقات القاعدية بشكل أكبر من خلال النباتات النهرية التي تحجب المياه ، وتبقيها أكثر برودة وبالتالي تقلل التبخر السريع.

ركوب الدراجات الغذائية

يتم نقل المغذيات الذائبة وتلك المرتبطة بالرسوبيات من النظم البيئية الأرضية إلى مجاري المياه أثناء أحداث الجريان السطحي وتنقل في اتجاه مجرى النهر حيث تتلامس مع تربة المناطق المشاطئة. المغذيات الأخرى التي تتحرك نحو مجرى مائي ، إما في المياه الجوفية أو الجريان السطحي ، قد تعترضها مناطق النهر قبل أن تصل إلى التيار. بمجرد دخول هذه العناصر الغذائية إلى منطقة النهر ، فإنها تتعرض لآليات قد تستخدمها أو تغيرها بطرق مختلفة.

المغذيات ، وخاصة النيتروجين والفوسفور والكالسيوم والمغنيسيوم والبوتاسيوم الذائب في المياه الفائضة وتلك المرتبطة بالرواسب المترسبة ، يتم امتصاصها من قبل النباتات النهرية الضحلة الجذور. المغذيات الذائبة التي تتحرك مع المياه الجوفية وتلك التي يتم ترشيحها في التربة يمكن أن تعترضها النباتات النهرية العميقة الجذور. يحدث التدوير المحلي للمغذيات مع امتصاص المغذيات المنقولة بواسطة أنظمة الجذور ، ليتم تخزينها مؤقتًا في الأوراق ثم إعادتها إلى سطح التربة عند سقوط الأوراق (أو الإبر). يحدث التراكم طويل الأمد لبعض العناصر الغذائية في أعمدة وفروع الأشجار والشجيرات.

لا تبقى جميع العناصر الغذائية في منطقة النهر ، وعمليات الإطلاق موسمية. تمر بعض العناصر الغذائية من خلال عدم وجود احتجاز كبير. قد يتم إعادة إدخال بعض النباتات التي تم تناولها على ضفاف النهر في عمود الماء عند موت الغطاء النباتي. ينتج هذا النوع من الإفرازات مواد مغذية عالية الذوبان.

توفر النباتات القمامة التي تتحلل بسرعة عند تغطيتها بالرواسب أثناء الفيضان لتطلق المغذيات وتضيف الدبال إلى التربة. هذا يضيف إلى الفسيفساء المعقدة من الرمال والطمي والطين المترسبة عن طريق المياه المتدفقة. توفر هذه التربة والتربة السفلية التي تغمرها المياه موسميًا والغنية بالمواد العضوية ظروفًا مثالية لإنتاج الكائنات الميكروبية التي تعتبر مهمة في تحويل النيتروجين.

تنتج طبقة رقيقة مؤكسدة عند السطح البيني بين التربة والماء عن انتشار الأكسجين من الماء أو الغلاف الجوي إلى التربة. هذه الطبقة الهوائية هي ملجأ صغير للبكتيريا الهوائية المسؤولة عن تحويل الأمونيوم N إلى نترات (النترجة). هذا الشكل من النيتروجين قابل للذوبان ويخضع للترشيح إلى الطبقة اللاهوائية ، حيث تقوم البكتيريا اللاهوائية بتحويل النترات-النيتروجين إلى أشكال غازية (نزع النتروجين) التي تهرب في النهاية إلى الغلاف الجوي.

نقل الطاقة

المناطق المشاطئة هي أنظمة بيئية فريدة من نوعها في الطريقة التي يتم بها نقل بعض الطاقة كمادة عضوية أو كربون عضوي من المنتج إلى الكائنات الحية الاستهلاكية. ينبع هذا التفرد من حقيقة أن تساقط القمامة الذي يتم إنتاجه داخل النظام البيئي على ضفاف النهر قد يتم نقله بشكل جانبي وإتاحته لتدفق المجتمعات الحيوانية وكذلك تلك الموجودة في اتجاه مجرى النهر من مصدر إنتاج المواد العضوية. بالمقارنة مع النظم البيئية المائية أو الأرضية البحتة ، فإن المواد العضوية المنتجة في النظم الإيكولوجية النهرية لديها القدرة على دعم مجموعة متنوعة من الشبكات الغذائية داخل كلا النوعين من الموائل.

تتلقى الجداول في الروافد العليا لمستجمعات المياه التي تحتوي على سهول فيضانات ضئيلة أو ضيقة مواد عضوية من منطقة النهر بشكل أساسي كقمامة تسقط مباشرة من الغطاء النباتي على جانب النهر إلى سطح التيار. قد تنقل أحداث الفيضانات القمامة من ضفاف الأنهار إلى القناة وفي اتجاه مجرى النهر. وبالمقارنة ، لا يقتصر الأمر على أن الجداول الأبعد في مستجمعات المياه (وبالتالي وجود نسبة أعلى من السهول الفيضية إلى مساحة سطح المرتفعات) تستقبل القمامة التي تسقط مباشرة في قنواتها ، ولكن غمر السهول الفيضية العريضة يوفر الفرصة لنقل مواد عضوية إضافية من السهول الفيضية (Brinson et al. 1981).

الفيضانات المصب

تؤدي المناطق المشاطئة وظيفة مهمة في تقليل قمم الفيضانات في اتجاه مجرى النهر عن طريق تقليل سرعات مياه الفيضانات. عندما تتدفق مياه الفيضانات عبر منطقة نباتية ، تعمل النباتات كمقاوم للتدفق وتبديد الطاقة. تعتبر المناطق المشاطئة مهمة في هذا الصدد ، لأن هذه المناطق تدعم الكثير من الغطاء النباتي خلال فترات تدفقات الفيضانات المتوقعة.

ليست كل النباتات متساوية في فعاليتها في إبطاء مياه الفيضانات. عادة ما تكون النباتات منخفضة النمو كثيفة جدًا وتوفر مقاومة ممتازة. ومع ذلك ، بمجرد ارتفاع مياه الفيضان إلى ارتفاع يغمر هذه النباتات ، يتم تحقيق انخفاض ضئيل جدًا في السرعة. من ناحية أخرى ، قد لا تنمو الأشجار بنفس الكثافة ، لكنها تستمر في توفير المقاومة أثناء الفيضانات الشديدة.

جودة المياه

كما ذكرنا سابقًا ، مع انتشار مياه الفيضانات فوق السهول الفيضية ، تقل سرعات المياه ، مما يسمح لكثير من الرواسب بالاستقرار مع احتمال ضئيل لدخولها إلى التيار. يتم اعتراض الرواسب الإضافية التي يحملها التدفق البري من المرتفعات المجاورة بواسطة منطقة النهر ، حيث تستقر. يزيد الغطاء النباتي على ضفاف النهر من الترسيب في السهول الفيضية عن طريق تصفية الرواسب الإضافية من الجريان السطحي ومياه الفيضانات. والنتيجة هي أن المناطق المشاطئة تعمل كمصائد فعالة للرواسب وتقلل من كمية الرواسب التي قد تصل إلى مجرى مائي أو مجرى مائي في اتجاه مجرى النهر.

يلعب الغطاء النباتي على ضفاف النهر أيضًا دورًا مهمًا في تقليل الرواسب في الماء عن طريق تقليل معدل تآكل البنوك. هذا ينطبق بشكل خاص على النباتات الخشبية عميقة الجذور.يحمي الغطاء النباتي مجرى النهر من التآكل عن طريق تقليل القوة الجاذبة للمياه ، وحماية الضفة من التأثيرات المباشرة ، وعن طريق إحداث الترسب (بارسونز 1963).

المغذيات ومبيدات الآفات والمعادن الثقيلة التي يتم نقلها مع الرواسب محصورة أيضًا في منطقة النهر. يتم تقسيم العديد من هذه العمليات الفيزيائية أو البيوكيميائية وتحويلها إلى أشكال غير ضارة. يتم تناول بعضها عن طريق النباتات النهرية ودمجها في أنسجتها الحية خلال موسم النمو. يرتبط البعض الآخر بالرواسب ويتم تخزينه بشكل دائم في تربة منطقة النهر.

أجريت معظم دراسات الرواسب والمغذيات المرتبطة بالمناطق المشاطئة في غابات السهول الفيضية الجنوبية الشرقية ، حيث كان لوجود فترات مائية طويلة نسبيًا وسهول فيضانات واسعة تأثيرًا كبيرًا على جودة المياه في الجداول والأنهار. تختلف النتائج إلى حد ما ، ولكن معظمها يشير إلى انخفاض كبير في الرواسب والمغذيات ، وخاصة النيتروجين والفوسفور المنقولين في اتجاه مجرى النهر مقارنة بالكمية التي دخلت منطقة النهر.

يمكن أن يكون للنباتات المشاطئة أيضًا تأثير كبير على درجات حرارة الماء. يمكن أن يؤدي انخفاض درجة حرارة التيار إلى زيادة قدرة تيار وحمل الأكسجين وتقليل توافر العناصر الغذائية. هذا مهم بشكل خاص خلال أشهر الصيف الحارة.

يمتص الإشعاع الشمسي وينعكس بشكل انتقائي أثناء مروره عبر مظلة النهر. درجة تظليل الجداول هي دالة لهيكل وتكوين النباتات النهرية. تقلل الستائر الكثيفة والمنخفضة والمتدلية بشكل كبير من شدة الضوء على سطح الماء ، ولكن الستائر العالية والمفتوحة نسبيًا تسمح بوصول كميات أكبر من الضوء إلى التيار. تتدفق ظلال النباتات النهرية المتساقطة على ضفاف النهر خلال فصل الصيف ، ولكنها تعدل ظروف الإضاءة بشكل طفيف فقط بعد سقوط الأوراق ، في حين أن المناطق النهرية دائمة الخضرة تتدفق باستمرار. مع زيادة عرض القناة ، تزداد فتحة المظلة فوق التيار ويقل تأثير الغطاء النباتي بجانب التيار على المدخلات الشمسية لقناة التيار (Gregory et al.1991).

الحياة المائية

يعتبر الغطاء النباتي على ضفاف النهر مهمًا للأنظمة البيئية المائية لأنه ينظم قاعدة الطاقة عن طريق التظليل وتوفير مخلفات النبات للتيار. يؤثر التظليل على كل من درجة حرارة التدفق والضوء المتاح لدفع الإنتاج الأولي. في التيارات المظللة ، تصبح المخلفات أساس السلسلة الغذائية التي ينتج عنها مجتمع فريد ومتنوع (Cummins 1974).

تتأثر تيارات منابع المياه الضيقة أكثر بالنباتات النهرية ، سواء من خلال التظليل أو كمصدر لمدخلات المواد العضوية. تتلقى هذه التيارات ذات الإضاءة المنخفضة والعالية التدرج ودرجة الحرارة الثابتة إمدادًا وفيرًا من الجسيمات الخشنة في شكل مخلفات النبات. تقوم مجموعة من اللافقاريات الكبيرة المعروفة باسم آلات التقطيع بتقليل المواد الفتاتية إلى مادة عضوية جسيمية أصغر تصبح غذاء لمجموعة أخرى من اللافقاريات ، جامعي. توفر وفرة الحياة دعمًا إضافيًا لكل من اللافقاريات الكبيرة والأسماك المفترسة (Vannote et al. 1980).

عندما يتسع التيار ويخترق المزيد من الضوء الماء ، تحل الطحالب محل المخلفات كمصدر أساسي للغذاء. هنا يصبح الجامعون أكثر وفرة في المجتمع ، جنبًا إلى جنب مع حيوانات الرعي واللافقاريات التي تتغذى مباشرة على الطحالب. تحل الأنواع اللافقارية والأسماك الأكثر تحملاً للظروف الأكثر دفئًا محل الأنواع التي تعتمد على التيار المظلل الأكثر برودة. قد تزداد وفرة الأفراد داخل أحد الأنواع ، لكن تنوع الأنواع يتناقص عادةً عندما يصبح التيار أقل تأثرًا بالنباتات النهرية (Vannote et al. 1980).

يساعد تجذير النباتات العشبية والخشبية أيضًا في تشكيل الموائل المائية عن طريق تثبيت ضفاف الأنهار ، وتأخير التعرية ، وفي بعض الأماكن ، إنشاء بنوك متدلية تعمل كغطاء للأسماك. فوق سطح الأرض ، تشكل النباتات الخشبية المشاطئة عائقًا أمام تدفق مجاري المياه العالية وحركة الرواسب والفضلات وهي مصدر للحطام العضوي الكبير. يتحكم الحطام العضوي الكبير في الجداول في توجيه الرواسب والمياه من خلال النظام يحدد فرص الموائل من خلال تشكيل البرك والبنادق ومواقع الترسيب ومن خلال توفير الغطاء والعمل كركيزة للنشاط البيولوجي بواسطة الكائنات الميكروبية واللافقارية (Meehan et al. 1977 ).

الحياة الأرضية

عادةً ما توفر النظم الإيكولوجية النهرية غير المضطربة غذاءً وغطاءً وماءً وفيرًا. غالبًا ما تحتوي على بعض السمات البيئية الخاصة أو مجموعات من الميزات غير الموجودة في المناطق المرتفعة. وبالتالي ، فإن النظم الإيكولوجية النهرية منتجة للغاية ولها قيم موائل متنوعة للحياة البرية (Brinson et al. 1981).

تم إثبات أوضح دليل على أهمية المناطق المشاطئة للحياة البرية في غرب الولايات المتحدة. على الرغم من أن الموائل النهرية تشكل أقل من واحد في المائة من إجمالي مساحة اليابسة في غرب الولايات المتحدة ، إلا أن هذه المناطق تدعم عددًا هائلاً من الحياة البرية البرية وتنوعها. في أجزاء من جنوب شرق ولاية أوريغون وجنوب شرق ولاية وايومنغ ، يعتمد أكثر من 75 في المائة من أنواع الحياة البرية البرية على منطقة النهر لجزء على الأقل من دورة حياتها. في أريزونا ونيو مكسيكو ، تستخدم 80 في المائة على الأقل من جميع الحيوانات المناطق المشاطئة في مرحلة ما من حياتها ، وأكثر من نصف هذه الأنواع تعتبر واجبة على ضفاف النهر (Chaney et al. 1990).

تظهر الدراسات التي أجريت في جنوب غرب الولايات المتحدة أن المناطق المشاطئة تدعم تنوع تكاثر أعلى للطيور مقارنة بجميع الموائل الغربية الأخرى مجتمعة (أندرسون وأومارت 1977 ، جونسون وآخرون. 1977 ، جونسون وهايت 1985). كما أن الموائل الواقعة على ضفاف النهر الغربي تضم أعلى كثافة لتربية الطيور غير الاستعمارية في أمريكا الشمالية (جونسون وآخرون 1977). ستيفنز وآخرون. (1977) ذكرت قطع أراضي على ضفاف النهر تحتوي على أكثر من عشرة أضعاف عدد الأنواع المهاجرة المهاجرة مثل قطع الأراضي المجاورة غير المهددة. كما وجدوا ما لا يقل عن ضعف عدد الأفراد والأنواع المتكاثرة في المناطق المشاطئة كما هو الحال في المناطق غير المتناثرة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أكثر من 60 في المائة من الأنواع التي تم تحديدها على أنها طيور مهاجرة استوائية جديدة تستخدم مناطق ضفاف النهر في الغرب كمناطق توقف أثناء الهجرة أو لموائل التكاثر (Krueper 1993).

كما ثبت أن المناطق المشاطئة مهمة للحياة البرية في جميع أنحاء البلاد أيضًا. على طول نهر ريو غراندي في غرب تكساس ، توجد عدة أنواع من الطيور غائبة أو نادرة في أي مكان آخر ، وتستخدم العديد من الأنواع ممر النهر كطرق عبر موائل غير مضيافة (Hauer ، 1977). أفاد Tubbs (1980) أن 73 بالمائة من الطيور التي تربت في السهول الكبرى مرتبطة بالمناطق المشاطئة. في جنوب شرق الولايات المتحدة ، أظهرت الدراسات أن غابات السهول الفيضية تدعم طيورًا أكثر من أشجار الصنوبر في المرتفعات (ديكسون 1978).

Brinson et al. (1981) بعض العوامل الرئيسية التي تجعل المناطق المشاطئة ذات قيمة لموائل الحياة البرية. وهي تشمل مجتمعات النباتات الخشبية ، والمياه السطحية ورطوبة التربة ، وعدم التجانس المكاني للموائل (الحواف / المناطق البيئية) ، والممرات (طرق الهجرة والتشتت).

تقدم المجتمعات المشاطئة الخشبية مجموعة متنوعة من قيم موائل الحياة البرية وقد تكون ذات أهمية قصوى لمجموعات الحيوانات التي تفتقر إلى الغابات الواسعة. في الأراضي العشبية والمراعي والمناطق المزروعة بشكل مكثف في الولايات المتحدة ، تعتبر النباتات الخشبية على طول الممرات المائية ضرورية لبقاء العديد من مجموعات الحياة البرية.

تعتبر النباتات الخشبية الميتة مكونًا مهمًا لموائل الحياة البرية في غابات النهر. توفر الأشجار الميتة أو العقبات الدائمة مواقع أعشاش للطيور التي تعيش في التجاويف ، وأشجار العرين للثدييات الصغيرة والمتوسطة الحجم ، ومواقع التغذية ، والتسكع ، والصيد للعديد من الأنواع. تعمل جذوع الأشجار المتساقطة كغطاء للحياة البرية وكمواقع للتغذية والتكاثر. توفر المواد الخشبية الميتة المغمورة جزئيًا في الماء موطنًا ممتازًا للأنواع المائية والبرمائية وبعض الأنواع البرية.

تعد المياه السطحية مطلبًا للعديد من أنواع الحياة البرية (كبيئة للتغذية (مثل الطيور المائية والطيور الآكلة للأسماك) والتكاثر (مثل البرمائيات) والسفر (مثل القندس والمسك) والهروب (على سبيل المثال ، البرمائيات ، المسكرات) وبالتالي ، نادرًا ما توجد العديد من الأنواع بعيدًا عن الماء ، وبالتالي تضيف المسطحات المائية بُعدًا من الموائل إلى النظم البيئية على ضفاف النهر.

حتى في حالة عدم وجود المياه السطحية ، قد تكون رطوبة التربة مسؤولة في نهاية المطاف عن الاختلافات الرئيسية في تكوين الأنواع والإنتاجية بين النظم الإيكولوجية المشاطئة والمرتفعة. بشكل عام ، تعد المواقع الرطبة أكثر إنتاجية للحياة البرية لأن الأطعمة (النباتات والبذور والحشرات) تكون أكثر وفرة هناك ، كما أن بنية الغطاء النباتي أكثر ملاءمة لعدد أكبر من الأنواع. العديد من أنواع الثدييات الصغيرة (مثل الزبابة المائية) مقيدة من الناحية الفسيولوجية في التوزيع في المناطق ذات الرطوبة العالية في التربة. تتطلب بعض أنواع الطيور تربة رطبة للتغذية (على سبيل المثال ، طائر الحطب الأمريكي) وكموطن تعشيش مفضل للآخرين (على سبيل المثال ، الدخلة البروثونية).

يرتبط مع معظم النظم الإيكولوجية النهرية بتطور كبير للحافة عند السطح البيني بين قناة مجرى النهر والنباتات النهرية وفي الانتقال من مجتمعات السهول الفيضية إلى مجتمعات نباتات المرتفعات. قد تكون الواجهة بين مجموعات النباتات الخشبية والجدول واحدة من أعظم القيم للحياة البرية للنظم الإيكولوجية المشاطئة لأن كثافة الأنواع وتنوعها تميل إلى أن تكون أعلى في هذا النظام البيئي منها في المرتفعات المجاورة. تحدث العديد من الأنواع بالكامل تقريبًا في هذه المنطقة. تعد حواف المرتفعات المشاطئة مهمة جدًا أيضًا للعديد من أنواع الحياة البرية في المرتفعات والحواف ، خاصةً حيث تجاور المجتمعات المشاطئة الخشبية أراضي رعي مفتوحة نسبيًا أو أرض عشبية أو أرض زراعية.

توفر الطبيعة الخطية للأنظمة البيئية النهرية ممرات متميزة مهمة مثل طرق الهجرة والتشتت وكوصلات حرجية بين موائل الحياة البرية. يجب أن يكون الغطاء النباتي الخشبي موجودًا للعديد من الأنواع الأرضية للعثور على الغطاء المطلوب أثناء السفر عبر المناطق المفتوحة. قد تستخدم الحيوانات المشاركة في تشتت السكان الطعام والماء من مناطق النهر أثناء تحركاتها. قد تكون قيمة ممرات المجاري المائية لحركات الهجرة أكثر بروزًا في المناطق القاحلة منها في المناطق الرطبة ذات الغطاء النباتي الأكثر كثافة.

الاضطرابات في المناطق المشاطئة

الفيضانات وما ينتج عنها من تآكل وترسيب هي قوى مشتركة تشكل منطقة النهر. أثناء الفيضانات الشديدة ، قد تبدو هذه القوى مدمرة في بعض الأحيان ، ولكن في معظم الحالات تتعافى منطقة النهر بسرعة. تشمل عناصر الاضطراب الطبيعي الأخرى تعديلات النار والرياح والحياة البرية (أي القندس). مرة أخرى ، تساعد هذه العناصر عادة في بناء طابع منطقة النهر ولا تعتبر ذات آثار ضارة طويلة الأمد.

من ناحية أخرى ، غالبًا ما يكون للتغييرات من صنع الإنسان آثار ضارة طويلة المدى. التعديل المائي - قد يكون لبناء السدود عبر القنوات ، وبناء السدود ، وتوجيه مجاري المياه - أكثر الآثار السلبية على مناطق النهر. هذه التعديلات تغير بشكل كبير الهيدرولوجيا التي تعتبر مهمة جدًا لنظام النهر. كما أن التعديل المائي يعطل استمرارية التدرج الطولي لنظام النهر. قد تؤدي عمليات سحب المياه من الجداول أيضًا إلى تقليل التدفق الأساسي ، مما يحرم المناطق المشاطئة من الرطوبة اللازمة.

يتمثل الاضطراب الأكثر شيوعًا في المناطق المشاطئة في إزالة الغطاء النباتي وتحويل المنطقة إلى استخدامات أخرى مثل أراضي المحاصيل والأراضي الحضرية. يمكن أن يؤدي قطع الأشجار المفرط إلى تعرية ضفاف الغطاء النباتي. يمكن أن يكون الرعي الجائر مدمرًا للغاية للمناطق المشاطئة لأن الماشية تميل إلى التجمع في مناطق النهر لفترات طويلة ، وتأكل الكثير من الغطاء النباتي ، وتدوس على ضفاف الأنهار. حتى التطوير الترفيهي يمكن أن يدمر تنوع النباتات الطبيعية وهيكلها ، ويؤدي إلى انضغاط التربة وتآكلها ، وإزعاج الحياة البرية. وتجدر الإشارة إلى أنه يمكن إدارة بعض عوامل الاضطراب هذه وسيتعافى النظام المشاطئ التالف.

غزو ​​الأنواع النباتية الغريبة (تماريكس ، إليجنوس ، و أوكالبتوس) يمكن أن يؤثر أيضًا سلبًا على مناطق النهر من خلال التغلب على النباتات المحلية. عندما تصبح هذه الأنواع مهيمنة في منطقة النهر ، يتناقص التنوع النباتي الكلي. ينتج عن هذا موائل أقل ملاءمة لمعظم أنواع الحياة البرية. ليست كل التأثيرات على مناطق النهر ناتجة عن التلاعب المباشر بمنطقة النهر. قد يكون للاضطرابات خارج الموقع أيضًا تأثيرات كبيرة. تعتمد طبيعة منطقة النهر على حالة مستجمعات المياه فيها. وبالمثل ، فإن حالة منطقة النهر هي انعكاس لمستجمعات المياه.

والأهم هو علاقة هيدرولوجيا مستجمعات المياه بمنطقة النهر. بشكل عام ، ترتبط كمية ونوع الغطاء الأرضي الخضري ، والمدى المساحي لمستجمعات المياه ، وانحدار التضاريس ارتباطًا مباشرًا بنسبة المياه التي ستدخل نظام الصرف كتدفق سطحي أو كمياه متسربة. يتم تحديد تركيبة النباتات المشاطئة وهيكل الموائل والإنتاجية من خلال توقيت ومدة ومدى الفيضانات. يمكن أن يؤدي تعديل النظام الديناميكي الطبيعي ، مثل التغييرات في استخدام الأراضي ، أو مناطق الرصف ، أو إزالة الغطاء النباتي ، إلى فترات طويلة من الجفاف أو الفيضانات ، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في الإنتاجية (Manci 1989).

إجراءات تقييم النهر

في السنوات الأخيرة ، تم تطوير عدد كبير من إجراءات التصنيف والمخزون والتقييم على ضفاف النهر. تم تطوير معظم هذه لتناسب الاحتياجات المحلية أو برامج محددة. بعضها شامل ، ويتطلب إجراء مسح تفصيلي في الموقع ، والبعض الآخر عام جدًا. قام المركز التقني الوطني الغربي التابع لـ NRCS بتطوير إجراء & quotStream and Stream Corridor للمخزون المادي & quot ، كما قام المركز التقني الوطني في الغرب الأوسط بتطوير & quotSoilengineering Inventory & quot الإجراء. يعالج كلا الإجراءين السمات المادية لقناة التدفق بالإضافة إلى مكونات منطقة النهر. Gebhardt et al. (1990) راجع أحد عشر إجراء تم اختيارها من قائمة طويلة. جميعها إقليمية أو وطنية في نطاقها ، وتوفر معلومات إدارية ، وتدمج سمات التدفق والنباتات النهرية. يتم توفير مقارنة موجزة لهذه الإجراءات الأحد عشر في الملحق.

الوضع الحالي والظروف والاتجاهات

لم يتم الانتهاء من جرد وطني شامل معروف عن حالة أو ظروف أو اتجاهات المناطق المشاطئة. تم إجراء عمليات الجرد المحلية لتوفير المعلومات لاحتياجات محددة. تقوم دائرة الغابات الأمريكية ومكتب إدارة الأراضي بجمع المعلومات المشاطئة بشكل روتيني للأنشطة على الأرض التي يشرفون عليها. تعمل خدمة الأسماك والحياة البرية الأمريكية على رسم خرائط لمناطق مشاطئة في مناطق محددة ونشرت خرائط لنيو مكسيكو وأريزونا. ومع ذلك ، يوجد القليل جدًا من معلومات الخرائط ذات النطاق الوطني للأراضي الخاصة.

قدر سويفت (1984) أن الولايات المتحدة المتاخمة كان لديها في الأصل 30.3 إلى 40.5 مليون هكتار (75-100 مليون فدان) من الموائل المشاطئة وأن ما بين 10 و 14 مليون هكتار (25-35 مليون فدان) لا تزال موجودة حاليًا في 48 ولاية متاخمة.

احتوى جرد الموارد الوطنية لعام 1982 (NRI) على قسم خاص بالمناطق المشاطئة. تم جمع البيانات من النقاط التي سقطت على مناطق النهر. تضمنت هذه البيانات نوع المساحة ونوع الغطاء النباتي وعرض الشريط. لسوء الحظ ، نادرًا ما تم استخدام هذه المعلومات محليًا ولم يتم تلخيصها على المستوى الوطني. ثم تم إسقاط فئة النهر من تحديثات NRI اللاحقة.

في عام 1993 ، بدأت وكالة حماية البيئة (EPA) تقييمًا إقليميًا للمناطق المشاطئة كجزء من برنامج الرصد والتقييم البيئي (EMAP). تتضمن الدراسة مشاريع تجريبية على ما يقرب من 1000 تيارات في جميع أنحاء البلاد. تشمل التقييمات حالة الموائل الداخلية والنباتات النهرية. ومن المتوقع أن يتوفر موجز لنتائج هذه المشروعات الرائدة الإقليمية في مايو / أيار 1996 ، ولكن ليس المقصود من هذه النتائج أن يتم استقراءها لتمثيل جميع المناطق المشاطئة. في الوقت الحالي ، لم يتم اتخاذ أي قرارات بشأن توسيع جهود EMAP للحصول على البيانات التي ستكون ممثلة لجميع المناطق المشاطئة في جميع أنحاء البلاد.

في سبتمبر 1993 ، أجرى NRCS مسحًا لجميع مكاتب الولايات NRCS لتحديد ، من بين أمور أخرى ، تقديرات مدى ونوعية المناطق النهرية. أشارت نتائج هذا المسح إلى أن ثلاث ولايات فقط (أوكلاهوما وكونيتيكت ورود آيلاند) لديها جرد على مستوى الولاية لمناطق النهر. ولاية رابعة (أريزونا) في المرحلة الأخيرة من استكمال جرد النهر.

في حالة عدم وجود جرد شامل للمناطق المشاطئة ، توفر قوائم جرد المسطحات المائية مؤشرًا تقريبيًا على مدى وتوزيع هذه النظم البيئية. تأتي إحدى مجموعات الأرقام الأكثر استخدامًا لمدى تيارات المياه والمسطحات المائية الأخرى في الولايات المتحدة من تقرير جودة المياه على مستوى البلاد الذي يصدر كل سنتين إلى الكونغرس كما هو مطلوب بموجب القسم 305 (ب) من قانون المياه النظيفة. ومع ذلك ، فإن هذا الجرد ليس شاملاً بعد ، فهو يعتمد على البيانات التي أبلغت عنها الدول إلى وكالة حماية البيئة وهو في الأساس مسح لنوعية المياه. أشار تقرير عام 1990 إلى أنه تم تقييم 1.8 مليون ميل من الجداول الدائمة و 39.4 مليون فدان من البحيرات في الولايات المتحدة من حيث جودة المياه (الجدول 1). أضافت بعض الدول التيارات والقنوات والخنادق لتقرير عام 1992. وبذلك يصل التقدير الإجمالي للأنهار والجداول التي تم تقييمها إلى 3.5 مليون ميل (الجدول 1). يمكن افتراض أن المناطق المشاطئة ذات الظروف المختلفة مرتبطة بهذه المسطحات المائية. من المتوقع أن تحتوي بيانات NRI لعام 1992 على معلومات حول مساحة التدفقات الدائمة في فئات عرض مختلفة.

استجابة لطلب مكتب المحاسبة الحكومي (GAO) للحصول على معلومات حول المجالات التي قد تكون متورطة إذا كان برنامج احتياطي الحفظ (CRP) سيعاد تصميمه لإعطاء الأولوية للمناطق العازلة ، فريق في محطة التجارب الزراعية في تمبل ، تكساس ، طور تقديرات لأميال من الجداول على الأراضي الزراعية من خلال ثلاث فئات عرض مختلفة (كلايف والكر ، اتصالات شخصية ، 13 يونيو 1995). طور الفريق البيانات من الافتراضات الأساسية التالية:

  • حيث أظهرت خرائط الرسم البياني الخطي الرقمي (DLG) بمقياس 1: 100000 خطوطًا لكلا ضفتي الأنهار ، كان من المفترض أن تكون الأنهار معمرة.
  • حيث تم عرض خطوط التدفق على خرائط DLG بمقياس 1: 100،000 ولكن ليس على خرائط DLG بمقياس 1: 2،000،000 ، كان من المفترض أن تكون هذه التدفقات دائمة أيضًا ولكن أضيق من التدفقات المحددة في الافتراض الأول.
  • حيث يمكن العثور على خطوط التدفق فقط على خرائط DLG بمقياس 1: 100000 وليس على أي من الخرائط الأصغر حجمًا ، كان من المفترض أن هذه التدفقات الصغيرة كانت جميعها متقطعة.

قُدِّر الطول الإجمالي للأنهار والجداول على الأراضي الزراعية بحوالي 1.07 مليون ميل. من هذا المجموع ، يُعتبر 13000 ميل أنهارًا واسعة ، وأكثر من 89000 ميل هي تيارات ضيقة معمرة ، وأكثر من 976000 ميل مصنفة على أنها تيارات متقطعة (الجدول 2). لم يقم الفريق بأي محاولة لتقدير حالة المناطق المشاطئة على طول هذه الجداول.

Brinson et al. (1981) قدر مساحة الأراضي المعرضة للفيضانات (السهول الفيضية لمدة 100 عام) مع إمكانية دعم النظم البيئية النهرية بـ 121 مليون فدان ، أو 6 في المائة من الأراضي في الولايات المتحدة ، باستثناء ألاسكا.في الواقع ، يوجد القليل جدًا في حالة الغابات الطبيعية أو شبه الطبيعية ، ويقدم المؤلفون تقديرًا متحفظًا لـ 23 مليون فدان للنباتات الموجودة على ضفاف الأنهار. كما يشيرون إلى مصدر آخر لتقدير أن حوالي 70 في المائة من غابة السهول الفيضية الأصلية قد تم تحويلها إلى استخدامات حضرية وزراعية للأراضي.

يُظهر تاريخ الحالة لحالة وحالة النظم البيئية على ضفاف النهر اختلافات كبيرة في الخسارة من مكان إلى آخر ، ولكن تم الإبلاغ عن خسارة تصل إلى 95 في المائة من الغطاء النباتي الطبيعي في بعض المناطق. تم توثيق أمثلة على أنهار ميسيسيبي وكولورادو وساكرامنتو وميسوري بشكل جيد بشكل خاص ، وبالمقارنة مع تقديرات فقدان الغطاء النباتي الطبيعي في المرتفعات ، وضعت الأراضي المشاطئة في فئة النظم البيئية الأكثر تغيرًا في البلاد (Brinson et آل 1981).

فرص العلاج والإدارة

يقدم عدد من الوكالات والمنظمات المعلومات والمساعدة لمستخدمي الأراضي من القطاع الخاص حول طرق حماية وتعزيز واستعادة مناطق النهر. تشمل هذه المساعدة مواد إعلامية وتعليمية حول وظائف وقيم المناطق المشاطئة ، والمساعدة في التخطيط ، وتصميم الممارسات ، والمساعدة المالية من خلال تقاسم التكاليف ، والمساعدة المباشرة في تثبيت الممارسات. تشمل الممارسات والتدابير (على سبيل المثال لا الحصر) أنظمة إدارة الرعي ، والسياج ، ومرافق ري الماشية ، والشرائح العازلة ، وزراعة الأشجار والشجيرات ، وحصاد الأخشاب ، وتركيب المجاري المائية وعبور الجداول ، وإدارة موائل الحياة البرية ، والتنمية الترفيهية ، واستقرار البنوك ، و استخدام هياكل إنسيابية لتحسين الموائل المائية.

بعض من أبرز برامج وزارة الزراعة الأمريكية التي تقدم مساعدة محددة للمناطق المشاطئة على الأراضي الخاصة هي برنامج محمية الحفظ (CRP) ، وبرنامج احتياطي الأراضي الرطبة (WRP) ، وبرنامج حوافز الإشراف (SIP). العديد من وكالات الدولة لديها برامج تستهدف المناطق المشاطئة. تتعاون لجنة بنسلفانيا للألعاب ، على سبيل المثال ، في برنامج خليج تشيسابيك مع العديد من الوكالات الحكومية الأخرى ومناطق الحفظ وخدمة الإرشاد التعاوني و NRCS ووكالة خدمة المزارع (FSA) من خلال تقديم المساعدة المالية والتقنية للمزارعين الذين يشاركون في واحدة من برامج الوصول العام التعاونية للجنة & # 39s. تقوم اللجنة بشراء مواد السياج وتركيب السياج. المنظمات الخاصة مثل Izaak Walton League of America و Trout Unlimited لديها أيضًا برامج تهدف إلى تثقيف الجمهور حول أهمية المناطق المشاطئة وإدارتها.

التوصيات

  1. تطوير نظام تصنيف وطني وإجراء تقييم للمناطق المشاطئة.
    تم تطوير أنظمة التصنيف وإجراءات التقييم الموجودة على ضفاف النهر لمعالجة ظروف وأهداف محلية محددة. نظرًا لأن هذه الأنظمة والإجراءات تستخدم بيانات مختلفة ، فمن الصعب أو المستحيل إجراء مقارنات بين النتائج. سيسمح نظام التصنيف وإجراءات التقييم المصممة لمعالجة الأهداف الوطنية بإجراء جرد وطني لظروف النهر. ويمكن بعد ذلك استخدام المعلومات المتعلقة بمدى وحالة المناطق المشاطئة في تطوير سياسات الوكالة وبرامجها وفي أنشطة تخطيط الموارد الطبيعية.
  2. إجراء جرد وطني دوري لوضع المناطق المشاطئة.
    في الوقت الحالي ، تعد قوائم جرد منطقة النهر محلية أو إقليمية بطبيعتها ولا تغطي الدولة بأكملها ، ويمكن لمحاولات استخدام تدابير بديلة (أي أميال من الجداول) أن توفر تقديرات & quotballpark & ​​quot فقط لمدى مناطق النهر. هذه المؤشرات لا تفيد في تحديد حالة المناطق. يعد الجرد الوطني المباشر باستخدام نظام تصنيف معياري وإجراء تقييم هو الطريقة الوحيدة للحصول على معلومات دقيقة حول مدى وحالة المناطق المشاطئة. ستوفر قوائم الجرد الدورية ، باستخدام نفس البروتوكولات ، البيانات التي يمكن استخدامها لتقييم الاتجاهات في مدى وحالة المناطق المشاطئة.
  3. زيادة كمية البحث عن وظائف مناطق النهر.
    تم الحصول على قدر كبير من المعلومات في السنوات الأخيرة حول وظائف المناطق المشاطئة ، ولكن هناك حاجة إلى المزيد لدعم قرارات الإدارة على المستوى الإقليمي أو المحلي. على سبيل المثال ، يعتمد الكثير من المعرفة حول تأثيرات النهر على جودة المياه على البحث في الجنوب الشرقي في ظل ظروف جيولوجية وهيدرولوجية وطبوغرافية ومناخية محددة للغاية. ومع ذلك ، فإن المعلومات من هذا النوع قليلة أو معدومة معروفة في العديد من المناطق الأخرى. قد يتم تطبيق عمليات تحسين جودة المياه في الدراسات الجنوبية الشرقية بشكل عام ، لكن فعالية نتائجها قد تختلف بشكل كبير. تنطبق الحاجة إلى مزيد من البحث بشكل عام على جميع وظائف المناطق المشاطئة.
  4. تحسين النماذج الهيدرولوجية والجيومورفولوجية والبيئية.
    تتوفر نماذج الكمبيوتر التي تقوم بعمل تنبؤات حول العمليات المختلفة التي تؤثر على مناطق النهر. ومع ذلك ، فإن القليل من هذه النماذج يحتوي على وظائف تدمج على وجه التحديد العلاقات الهيدرولوجية أو الجيومورفولوجية أو البيئية الخاصة بمناطق النهر. تحتاج النماذج إلى التحسين أو التطوير للتطبيق الخاص بالموقع وكذلك على مستوى مستجمعات المياه.
  5. الحصول على صور متعددة الأطياف وذات دقة مكانية عالية لحصر ومراقبة المناطق النهرية.
    يتمتع الاستشعار عن بعد من LANDSAT Thematic Mapper (TM) وصور SPOT بالقدرة على توفير معلومات ممتازة عن المجتمعات المشاطئة ، والبنية ، وربما الجودة التي تكون سهلة نسبيًا وموفرة للوقت / التكلفة بالمقارنة مع الخرائط الميدانية التقليدية في الموقع. يمكن استخدام مشاهد LANDSAT TM جنبًا إلى جنب مع USGS hydrography DLG & # 39s للمساعدة في رسم خرائط للأنظمة البيئية النهرية وتغيراتها عبر الزمن. يمكن تحسين رسم خرائط المناطق المشاطئة من خلال الجمع بين التصوير التقويمي الرقمي المعاصر مع صور SPOT متعددة الأطياف ، على الرغم من أن المناطق النهرية الضيقة جدًا لا تزال تتطلب تقنيات رسم خرائط ميدانية تقليدية.
  6. أسس قرارات إدارة منطقة النهر على احتياجات المناظر الطبيعية بالإضافة إلى المتطلبات الخاصة بالموقع.
    قد تؤدي الاضطرابات المباشرة أو غير المباشرة للنباتات النهرية إلى ظروف موائل أكثر ملاءمة لمجموعة مختلفة من أنواع الحياة البرية عن المجتمعات التي كانت تعيش في المنطقة في الأصل. تميل هذه الأنواع إلى أن تكون & quot؛ اختصاصيين في علم الأحياء & quot؛ مما قد يضيف إلى التنوع البيولوجي على المستوى المحلي. ومع ذلك ، قد تتفوق الأنواع الغازية أيضًا على الأنواع المحلية الفريدة أو تهجينها وتتسبب في الواقع في انخفاض التنوع البيولوجي الإقليمي. لذلك ، يجب أن تأخذ الإدارة في الاعتبار التوسع التاريخي وتكوين منطقة النهر المعنية والمخاطر التي تنطوي على غزو أنواع الحياة البرية والنباتات. من الأهمية بمكان ألا تتخذ قرارات الإدارة حصريًا على نطاق واسع لدرجة أنها تميل إلى أن تكون معالجات جاهزة. بمجرد الوصول إلى حالة منطقة النهر المرغوبة ، يجب استخدام بيانات الموارد المحلية لإنشاء تطبيقات خاصة بالموقع.
  7. التأكيد على المناطق المشاطئة في العديد من سياسات وبرامج الحفاظ على الموارد الطبيعية.
    تلقت المناطق المشاطئة تركيزًا متزايدًا في السنوات الأخيرة في العديد من سياسات وبرامج الوكالات ، ومع ذلك لا تزال هناك العديد من الفرص التي يمكن من خلالها تعزيز هذه الجهود. يجب تقييم السياسات والبرامج الحالية التي تؤثر على المناطق المشاطئة لضمان تضمين الأهداف المعلنة بوضوح للمناطق المشاطئة. يجب أيضًا إجراء تقييم لتحديد نقاط الضعف أو العناصر المفقودة في السياسات والبرامج المشاطئة. بناءً على هذه النتائج ، ينبغي اقتراح سياسات جديدة أو منقحة ، بما في ذلك الأوامر التنفيذية ، والبرامج.

الجدول 1. أميال الأنهار المبلغ عنها من التقرير الوطني لجودة المياه إلى الكونغرس
تم تقييم أميال النهر
حالة تقرير عام 1990 تقرير عام 1992
ألاباما 40,600 76,825
ألاسكا -- 405,400
أريزونا 6,671 148,896
أركنساس 11,506 93,275
كاليفورنيا 26,970 189,300
كولورادو 14,655 27,195
كونيتيكت 8,400 8,118
ديلاوير 500 3,208
حوض نهر ديلاوير 206 206
مقاطعة كولومبيا 36 186
فلوريدا 12,659 52,887
جورجيا 20,000 67,567
هاواي 349 250
ايداهو -- 118,064
إلينوي 14,080 34,950
إنديانا 90,000 36,047
ايوا 18,300 83,192
كانساس 19,791 131,562
كنتاكي 18,465 88,518
لويزيانا 14,180 64,921
مين 31,672 31,672
ماريلاند 9,300 17,000
ماساتشوستس 10,704 8,728
ميشيغان 36,350 56,475
مينيسوتا 91,944 92,680
ميسيسيبي 15,623 83,381
ميسوري 19,630 116,750
مونتانا 20,532 178,896
نبراسكا 10,212 80,610
نيفادا -- 142,700
نيو هامبشاير 14,544 10,841
نيو جيرسي -- 6,587
المكسيك جديدة 3,500 119,633
نيويورك 70,000 51,729
شمال كارولينا 37,378 37,699
شمال داكوتا 11,284 11,912
أوهايو 43,917 29,270
وادي نهر أوهايو 981 981
أوكلاهوما 19,791 88,063
أوريغون 90,000 90,966
بنسلفانيا 50,000 55,000
بورتوريكو 5,373 5,370
جزيرة رود 724 772
كارولينا الجنوبية 9,900 9,900
جنوب داكوتا 9,937 10,011
تينيسي 19,124 18,988
تكساس 80,000 201,529
يوتا -- 11,808
فيرمونت 5,162 5,264
جزر فيرجن -- --
فرجينيا 27,240 54,418
واشنطن 40,492 40,280
فرجينيا الغربية 28,361 33,044
ويسكونسن -- 56,680
وايومنغ 19,437 120,260
المجاميع 1,150,482 3,510,464
المصدر: وكالة حماية البيئة الأمريكية ، التقرير الوطني لجودة المياه إلى الكونجرس

المصدر: دائرة البحوث الزراعية بوزارة الزراعة الأمريكية ، محطة تكساس للتجارب الزراعية ، مركز أبحاث بلاك لاند ، تمبل ، تكساس.

* يشمل جميع التدفقات الموضحة على خرائط الرسم البياني الخطي الرقمية USGS بمقياس 1: 100،000.

** التناقضات في الأرقام المعطاة لهذه الحالات ترجع إلى التناقضات بين الخريطتين المستخدمتين (1: 100،000 و 1: 2،000،000).

مراجع

أندرسون ، بي دبليو ، و آر دي أومارت. 1977. بنية الغطاء النباتي واستخدام الطيور في وادي نهر كولورادو السفلي. أهمية الموائل النهرية والحفاظ عليها وإدارتها: ندوة توكسون ، أريزونا ، R.R. Johnson و D.A. جونز ، التكنولوجيا. كوردس ، ص 23 - 34. خدمة الغابات الأمريكية Gen. Tech. النائب RM-43.

برينسون ، M.M. ، B.L. سويفت ، آر سي. بلانتيكو وج. باركلي. 1981. النظم البيئية المشاطئة: بيئتها وحالتها. FWS / OBS-81/17. خدمة الأسماك والحياة البرية الأمريكية. كيرنيزفيل ، دبليو. 154 ص.

تشاني ، إي ، دبليو إلمور ، و. بلاتس. 1990. رعي الماشية في مناطق النهر الغربي. وكالة حماية البيئة الأمريكية. 45 ص.

كواردان ، إل إم ، في كارتر ، إف سي. جوليت وإي. لارو. 1979. تصنيف الأراضي الرطبة وموائل المياه العميقة للولايات المتحدة. FWS / OBS-79/31. US Fish and Wildlife Service ، واشنطن العاصمة 103 ص.

كومينز ، ك. 1974. هيكل ووظيفة النظم الإيكولوجية للجدول. العلوم البيولوجية 24: 631-641.

ديكسون ، ج. 1978. مجتمعات الطيور الحرجية في الأخشاب الصلبة في الأراضي السفلية. في وقائع ورشة العمل: إدارة الغابات الجنوبية للطيور غير الشهيرة أتلانتا ، جورجيا ، آر إم. DeGraaf للتكنولوجيا. تنسيق ، ص 66-73. خدمة الغابات الأمريكية Gen. Tech. ممثل SE-14.

Gebhardt و K. و S. Leonard و G. Staidl و D. Prichard. 1990. Tech. المرجع. 1737-5. مكتب إدارة الأراضي ، دنفر ، كولو .56 ص.

جريجوري ، إس في ، إف جي سوانسون ، دبليو إيه ماكي ، وك. الكمون. 1991. منظور النظام الإيكولوجي للمناطق المشاطئة. العلوم البيولوجية 41: 540-551.

Hauer، R.H. 1977. أهمية أنظمة نهر ريو غراندي على الطيور. أهمية الموائل النهرية والحفاظ عليها وإدارتها: ندوة توكسون ، أريزونا ، R.R. Johnson و D.A. جونز ، التكنولوجيا. كوردس ، ص.165-174. خدمة الغابات الأمريكية Gen. Tech. النائب RM-43.

جونسون ، R.R. ، L.T. هايت ، وجي إم سيمبسون. 1977. الأنواع المهددة بالانقراض مقابل الموائل المهددة: مفهوم. أهمية الموائل النهرية والحفاظ عليها وإدارتها: ندوة توكسون ، أريزونا ، R.R. Johnson و D.A. جونز ، التكنولوجيا. كوردس ، ص 68 - 74. خدمة الغابات الأمريكية Gen. Tech. النائب RM-43.

جونسون ، R.R. ، و L.T. هايت. 1985. استخدام الطيور للنظم البيئية الجافة في صحاري أمريكا الشمالية الدافئة. في النظم البيئية المشاطئة وإدارتها: التوفيق بين الاستخدامات المتضاربة - مؤتمر أمريكا الشمالية الأول على ضفاف نهر توكسون ، أريزونا ، R.R. Johnson ، C.D. زيبيل ، د. باتون ، ب. Ffolliott ، و RH Hamre ، التكنولوجيا. كوردس ، ص 156-160. خدمة الغابات الأمريكية Gen. Tech. مندوب RM-120.

كروبر ، دي جي. 1993. آثار ممارسات استخدام الأراضي على النظم الإيكولوجية الغربية النهرية. في حالة وإدارة الطيور المهاجرة المدارية الجديدة Estes Park ، كولورادو ، D.M. فينش وبي. Stangel ، محرران ، ص 321-330. خدمة الغابات الأمريكية Gen. Tech. مندوب RM-229.

ليوبولد ، إل بي ، إم جي. وولمان ، وجي بي ميلر. 1964. عمليات فلوفيل في الجيومورفولوجيا. هل. فريمان ، سان فرانسيسكو ، كال.

لورانس ، ر. ، ر. ليونارد ، وجي شيريدان. 1985. إدارة النظم البيئية المشاطئة للتحكم في التلوث غير المحدد. مجلة حفظ التربة والمياه 40: 87-91.


نشاط المصب

المصب من مصنع التجميع هم الموزعون وشركاء الشحن ونقاط البيع على طول الطريق ، مثل تجار الجملة وتجار التجزئة. أحد الأنشطة النهائية الهامة هو إدارة المخزون. يسعى جميع الموزعين وتجار الجملة وتجار التجزئة إلى حمل المخزون بالكميات اللازمة لتلبية طلبات العملاء دون زيادة المخزون. عندما تجري العمليات بسلاسة ، يقوم الموزعون بشحن الطلبات في الوقت المحدد. عندما يتعذر تنفيذ أمر ما في الوقت المناسب ، فإن هذا يسمى "المخزون النفطي" وتوقف النشاط. نشاط آخر في المصب هو خدمة العملاء في متجر البيع بالتجزئة ، عندما يصل المنتج أخيرًا إلى المستهلك.


تحسين فهم المياه الجوفية الحضرية الضحلة: نظام المياه الجوفية الرباعي في غلاسكو ، المملكة المتحدة

على الرغم من أن العديد من المدن الأوروبية تستخدم طبقات المياه الجوفية الحضرية لتزويد المياه ، إلا أن المياه الجوفية من طبقات المياه الجوفية الحضرية الضحلة لا يتم استغلالها على نطاق واسع. ومع ذلك ، تعد المياه الجوفية الحضرية الضحلة موردًا بيئيًا رئيسيًا - على سبيل المثال ، في الحفاظ على تدفقات الأنهار الحضرية الصحية وتخفيف بعض الملوثات - ويمكن أن تشكل أيضًا تهديدًا ، مثل من خلال فيضان المياه الجوفية. ومع ذلك ، كثيرًا ما يتم تجاهل المياه الجوفية الحضرية الضحلة أو إدارتها بشكل غير فعال ، ويرجع ذلك في جزء كبير منه إلى عدم فهمها جيدًا. توضح هذه الورقة الحاجة إلى تحسين فهم نظام المياه الجوفية الضحلة في مدينة لا يتم فيها استخراج المياه الجوفية الضحلة على نطاق واسع ، وبالتالي ، توجد بيانات قليلة نسبيًا عن المياه الجوفية. مثل العديد من مدن المملكة المتحدة ، تقع تحت جلاسكو رواسب معقدة غير متماسكة الرباعية ، والتي تشكل نظام خزان جوفي ضحل غير متجانس تأثر بشكل كبير بالأنشطة الحضرية ، وهو نموذج لمدينة صناعية سابقة. تتطلب الموازنة بين الفوائد والمخاطر المحتملة للمياه الجوفية الضحلة في غلاسكو فهمًا أفضل للجيولوجيا المائية الرباعية من أجل دعم الانتقال إلى مدينة أكثر استدامة. تقدم هذه الورقة نموذجًا مفاهيميًا محسنًا لنظام المياه الجوفية الضحلة في غلاسكو ضمن سلسلة من الرواسب الرباعية في وادي كلايد ، بالاعتماد بشكل كبير على البيانات التي تم جمعها أثناء التحقيقات الرئيسية في الموقع لتطوير الأراضي في المدينة. تشكل رواسب ما بعد العصر الجليدي الرباعي في جلاسكو نظامًا مستطيلًا وسميكًا متغيرًا (يصل إلى 30 مترًا) ونظام خزان جوفي متغير. يتم فصل وحدات الخزان الجوفي ذات النفاذية العالية والقدرة التخزينية العالية جزئيًا عن طريق نفاذية منخفضة ، ولكنها لا تزال نشطة هيدروجيولوجيًا. المياه الجوفية في النظام متصلة هيدروليكيًا بنهر كلايد. يحدث تدفق المياه الجوفية طوليًا إلى أسفل الوادي ومتقاربًا من حافة الخزان الجوفي للوادي باتجاه النهر. كان هناك تغيرات بشرية المنشأ واسعة النطاق على السطح الحضري وتحت السطحية الضحلة ، مما أدى إلى تعديل نظام المياه الجوفية الفيزيائية والكيميائية الطبيعية. كما أثر التلوث المرتبط بالصناعة التاريخية بشكل كبير على جودة المياه الجوفية الرباعية.


حول مجموعة بيانات فلوريدا الوطنية للهيدروغرافيا

فلوريدا NHD هي مجموعة شاملة من البيانات المكانية الرقمية التي تمثل المياه السطحية للولايات المتحدة باستخدام ميزات مشتركة مثل البحيرات والبرك والجداول والأنهار والقنوات وجداول المياه والسدود. تُستخدم المضلعات لتمثيل الميزات المساحية مثل البحيرات والبرك وخطوط الأنهار وتستخدم لتمثيل الميزات الخطية مثل الجداول والقنوات والأنهار الأصغر بينما تُستخدم النقاط لتمثيل ميزات النقاط مثل عدادات التدفق والسدود. يتم توزيع مجموعة بيانات فلوريدا NHD في شكل قاعدة بيانات جغرافية ESRI تتكون من عدة فئات للميزات بما في ذلك النقاط والخطوط والمساحات وخط التدفق والجسم المائي. تتيح فئة ميزة Flowline استخدام الخطوط لإظهار كيفية تدفق المياه عبر المعالم المساحية. تُستخدم مجموعة الخطوط في فئة معالم Flowline لإنشاء شبكة جغرافية لتدفق المياه وتسمح لمستخدمي البيانات بتتبع اتجاهات المنبع و / أو المصب من أي نقطة معينة على طول الشبكة باستخدام الأدوات المضمنة بالفعل في تطبيق ESRI ArcGIS.

يحتوي Florida NHD على العديد من الميزات التي تجعله فريدًا لاستخدامه كطبقة هيدروغرافية:

تطوير الشبكة الجغرافية لتعقب التدفقات.

كل ميزة فردية لها معرف مرجعي فريد يسمى المعرف المشترك (ComID ضمن مجموعة البيانات).

تتضمن الميزات الفردية أيضًا ارتباطًا بالبيانات الوصفية على مستوى الميزة. البيانات الوصفية ، كونها بيانات حول البيانات ، تسمح للمستخدم بمعرفة من وماذا ومتى ولماذا وكيف تم تغيير الميزة.

يتم تحديد مدى الوصول (الطول بين التقاء تيار والتباعد) باستخدام أكواد الوصول المعينة من وكالة حماية البيئة.

يتم استخدام إدارة التغيير في مجموعة البيانات بحيث يمكن تحديد تاريخ الميزة ، على سبيل المثال: يمكن تحديد رموز الوصول المعينة مسبقًا أو سجل البيانات الوصفية للميزة.

تتضمن مجموعة البيانات مجموعة بيانات حد مرجعية للمناطق التي يتم تصريفها اسميًا بواسطة أجسام مائية محددة تعرف أيضًا بحدود مستجمعات المياه.

إدراج الأسماء الجغرافية المعترف بها رسميًا من خدمة معلومات الأسماء الجغرافية المحلية.

تم إنشاء كل من مجموعة بيانات الهيدروغرافيا الوطنية ومجموعة بيانات حدود مستجمعات المياه من خلال جهود التنسيق المشتركة بين الوكالات الفيدرالية والولائية والمحلية. بدأت فلوريدا NHD كمزيج من بيانات USGS Digital Line Graph (DLG) لأربعة زوايا ربع مدتها 7.5 دقيقة (1: 24000 أو 1: 25000 مقياس خريطة) جنبًا إلى جنب مع المعلومات الواردة في ملف الوصول 3 التابع لوكالة حماية البيئة (RF -3). أعطت مجموعات البيانات هذه مجتمعة NHD الأولي بدايتها. في فلوريدا ، كانت الجهود المبذولة للحصول على WBD تصل إلى المستويين الخامس والسادس عبارة عن مزيج من المراجعات والموافقات على مستوى الوكالات الفيدرالية والولائية والإقليمية والمحلية. مجموعات البيانات هذه ديناميكية والتغيير أمر لا مفر منه بالنسبة لبعض المناطق ذات التنمية الحضرية ، والآثار اللاحقة للأعاصير وغيرها من حالات عدم الاستقرار في الترتيب الطبيعي ، لذلك ، تمثل مجموعات البيانات هذه لقطة في الوقت المناسب للظروف خلال ذلك الوقت. بسبب الطبيعة الديناميكية لمجموعات البيانات هذه ، تتابع الوكالات الفيدرالية الآن برنامجًا للإشراف على البيانات بين أصحاب المصلحة المهتمين ، مثل إدارة فلوريدا لحماية البيئة.

أقر مكتب استعادة مستجمعات المياه بالحاجة إلى معلومات مكانية أفضل عن المياه السطحية ، وفي اتفاقية مع هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، تولى الإشراف على البيانات لهذه البيانات في فلوريدا. تم تصميم مرحلة الصيانة والتحديث لهذا المشروع لتحديث جميع ميزات المياه السطحية في فلوريدا NHD التي تقع داخل حدود فلوريدا مع تطبيق التركيز الأساسي على الجداول والأنهار والبحيرات والبرك والخزانات. هذا الجهد جار الآن مع تاريخ الانتهاء التقديري من أواخر عام 2012 إلى منتصف عام 2013.

مجموعة بيانات حدود مستجمعات المياه

مجموعة بيانات حدود مستجمعات المياه (WBD) هي مجموعة بيانات مصاحبة لـ Floirda NHD. يحدد محيط مناطق الصرف التي تشكلها التضاريس وخصائص المناظر الطبيعية الأخرى. تتداخل مناطق الصرف مع بعضها البعض بحيث تتكون منطقة تصريف كبيرة جدًا مثل أعالي نهر المسيسيبي من مناطق تصريف متعددة أصغر. يمكن تقسيم كل منطقة من هذه المناطق الأصغر إلى مناطق صرف أصغر وأصغر.يستخدم WBD ستة مستويات مختلفة في هذا التسلسل الهرمي مع متوسط ​​أصغر يبلغ حوالي 30000 فدان في الحجم. يتكون كل حد من معرفات فريدة من سلسلة من رقمين يعرفان باسم أكواد الوحدات الهيدرولوجية (HUC).

يتكون WBD من مضلعات متداخلة في ستة مستويات من البيانات:


معلومات الكاتب

العنوان الحالي: صندوق الدفاع البيئي ، 1875 Connecticut Ave NW # 600 ، واشنطن العاصمة ، 20009 ، الولايات المتحدة الأمريكية

الانتماءات

معهد جوند للبيئة ، جامعة فيرمونت ، 617 مين ستريت برلنغتون ، برلنغتون ، فاتو ، 05405 ، الولايات المتحدة الأمريكية

دييجو هيريرا ، بريندان فيشر وأمبير تايلور ريكيتس

مدرسة روبنشتاين للبيئة والموارد الطبيعية ، جامعة فيرمونت ، مركز أيكن 81 كاريجان درايف برلنغتون ، برلنغتون ، فاتو ، 05405 ، الولايات المتحدة الأمريكية

دييجو هيريرا ، بريندان فيشر وأمبير تايلور ريكيتس

معهد ديوك للبحوث السريرية ، جامعة ديوك ، 2400 برات سانت دورهام ، دورهام ، نورث كارولاينا ، 27705 ، الولايات المتحدة الأمريكية

قسم الصحة البيئية ، جامعة هارفارد T.H. مدرسة تشان للصحة العامة ، 677 هنتنغتون افي ، بوسطن ، ماساتشوستس ، 02115 ، الولايات المتحدة الأمريكية

مكتب الوكالة الأمريكية للتنمية الدولية للأمن الغذائي ، 1300 Pennsylvania Ave NW ، واشنطن العاصمة ، 20004 ، الولايات المتحدة الأمريكية

قسم الجغرافيا ، كينجز كوليدج لندن ، لندن ، WC2R 2LS ، المملكة المتحدة

كلية سانفورد للسياسة العامة ، جامعة ديوك ، 201 علوم دكتور ، دورهام ، نورث كارولاينا ، 27708 ، الولايات المتحدة الأمريكية

قسم البيئة وعلم الأحياء التطوري ، جامعة برينستون ، 117 إينو هول برينستون ، برينستون ، نيوجيرسي ، 08544 ، الولايات المتحدة الأمريكية

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

مساهمات

T.H.R. و B.F. قام بتوجيه مجموعة SESYNC التي أدت إلى هذه المقالة. صممت كل من T.H.R. و B.F. و D.H. و A.E. الدراسة. قام D.H. و AE بتجميع مجموعات البيانات وإجراء التحليلات الإحصائية. كتب د.ه. المخطوطة. K.J. ، CDG ، A.P. ، M.M. و T.T. على الاستخدام السليم للبيانات والأساليب والأدب. مم. إنشاء بيانات مستجمعات المياه الهيدرولوجية وتقديم المشورة بشأن الاستخدام السليم للبيانات. ساهم جميع المؤلفين في تحليل وتفسير وكتابة المخطوطة النهائية.

المؤلف المراسل


شاهد الفيديو: التخطيط الحضري مع ضيف عقار المهندس. فؤاد العسيري (شهر اكتوبر 2021).