التدفق الأساسي

يُعرف التدفق الأساسي (ويُسمى أيضًا تدفق الجفاف ، أو تدفق انحسار المياه الجوفية ، أو التدفق المنخفض ، أو تدفق المياه المنخفضة ، أو تصريف المياه المنخفضة ، أو الجريان السطحي المستدام أو الجريان السطحي في الطقس المعتدل ) بأنه جزء من جريان الأنهار الذي يستمر بين فترات هطول الأمطار، ويتغذى به الأنهار عبر مسارات متأخرة. يجب عدم الخلط بينه وبين تدفق المياه الجوفية . يُطلق على التدفق السطحي في الطقس المعتدل أيضًا اسم التدفق الأساسي. ^{[ 1 ]}

يُعدّ التدفق الأساسي بالغ الأهمية لاستدامة المراكز السكانية البشرية والنظم البيئية ، لا سيما في مستجمعات المياه التي لا تعتمد على ذوبان الثلوج . وتحدث عمليات بيئية مختلفة في أجزاء مختلفة من منحنى التدفق . فخلال مرحلة تصاعد التدفق الأساسي، تتوافر مساحة أكبر من مجرى النهر وموائل أوسع للأنواع التي تعتمد على الماء، مثل سمك السلمون المتكاثر . أما خلال مرحلة انحسار التدفق، فتتناقص مساحة مجرى النهر تدريجيًا، وتكون الأنواع المحلية أكثر قدرة على البقاء في ظروف التدفق المنخفض من الأنواع الدخيلة .

ينشأ التدفق القاعدي من مخزون المياه في الصخور الأساسية بالقرب من تربة الوديان السطحية والمناطق النهرية . تتسرب المياه إلى المياه الجوفية ثم تتدفق إلى المسطحات المائية ^. منحنى استنزاف التدفق القاعدي هو انخفاض نسبة التدفق القاعدي إلى المياه الجوفية واحتياطيات التربة. ^{[ 2 ]} يمكن أن يتأثر حجم ومعدل تدفق المياه كتدفق قاعدي بالمسامات الكبيرة والصغيرة وغيرها من التشققات في التربة والخصائص الجيومورفولوجية الضحلة . يزيد التسرب لإعادة تغذية المخزون الجوفي من التدفق القاعدي. يقلل النتح من التدفق القاعدي لأن الأشجار تمتص الماء من الأرض. في الخريف، يمكن أن يزداد التدفق القاعدي قبل بدء هطول الأمطار لأن الأشجار تتساقط أوراقها وتتوقف عن امتصاص كميات كبيرة من الماء. ^{[ 3 ]} يمكن أن يؤدي تعميق الأنهار إلى انخفاض التدفق القاعدي عن طريق خفض منسوب المياه الجوفية والخزان الجوفي . ^{[ 4 ]}

يرتبط التدفق الأساسي الجيد بالمياه السطحية الموجودة في الصخور الأساسية النفاذة أو القابلة للذوبان أو المتشققة بشدة. أما التدفق الأساسي الضعيف فيوجد في الصخور الأساسية البلورية أو الكتلية ذات التشققات الطفيفة والتي لا تخزن المياه. وتُعرف المناطق المنخفضة بانخفاض تدفق المياه أثناء جريانها باتجاه المصب، حيث تتشقق المياه على عمق أكبر من المياه السطحية، أو في التكوينات الجيولوجية الكارستية نظرًا لقدرة الحجر الجيري والدولوميت العالية على تخزين المياه. أما المناطق المرتفعة فتُعرف بزيادة التدفق أثناء جريان المياه باتجاه المصب. وتكثر هذه المناطق في المناطق الجبلية الرطبة حيث يكون منسوب المياه الجوفية أعلى من المياه السطحية، وتتدفق المياه من المناطق ذات الضغط المرتفع إلى المناطق ذات الضغط المنخفض وفقًا لقانون دارسي . ^{[ 4 ]}

تشمل طرق تحديد مصادر التدفق الأساسي وفترة بقائه/انتقاله استخدام المواد المذابة والمواد المتتبعة . يمكن استخدام المواد المذابة التي تنشأ في مناطق محددة من مستجمع المياه لتحديد البصمات الجيوكيميائية للتدفق الأساسي. ويمكن إدخال المواد المتتبعة في أجزاء مختلفة من مستجمع المياه لتحديد مسارات التدفق وأوقات انتقاله. ^{[ 5 ]}

تشمل طرق تلخيص التدفق الأساسي من سجل تدفق النهر الحالي إحصاءات التدفق المنخفض القائمة على الأحداث، ^{[ 6 ]} ومنحنى مدة التدفق، ^{[ 7 ]} والمقاييس التي توضح نسبة التدفق الأساسي إلى إجمالي التدفق، ^{[ 8 ]} ومنحنى انحسار التدفق الأساسي الذي يمكن استخدامه في الجداول غير المقاسة بناءً على العلاقة التجريبية بين خصائص مستجمعات المياه والتدفق الأساسي في المواقع المقاسة. ^{[ 9 ]}

يمكن أن تكون بعض معايير التدفق الأساسي، مثل متوسط ​​زمن الإقامة ومنحنى انحسار التدفق الأساسي، مفيدة في وصف اختلاط المياه (مثل مياه الأمطار والمياه الجوفية) ومستوى مساهمة المياه الجوفية في تدفق الأنهار في مستجمعات المياه. ^{[ 10 ]}

تشمل التأثيرات البشرية على التدفق الأساسي للتربة: قطع الأشجار ، والتوسع الحضري ، والزراعة . تتميز الغابات بمعدلات تسرب وتغذية عالية للمياه الجوفية بفضل جذور الأشجار. قد يؤدي إزالة الغابات إلى زيادة مؤقتة في متوسط ​​التدفق والتدفق الأساسي نتيجة انخفاض معدل اعتراض المياه والتبخر . ^{[ 11 ]} يشمل التوسع الحضري إعادة تنظيم مسارات المياه السطحية والجوفية، مما يؤدي إلى تدفق المياه عبر مستجمعات المياه نتيجة انخفاض المقاومة الهيدروليكية ( معامل مانينغ n) ، والقنوات، والأسطح غير المنفذة، الأمر الذي يقلل من معدل التسرب. في المناطق الحضرية، غالبًا ما تُستورد المياه من خارج مستجمعات المياه عبر الآبار العميقة والخزانات . غالبًا ما تتسرب الأنابيب التي تنقل المياه بنسبة 20-25% إلى باطن الأرض، مما قد يزيد من التدفق الأساسي. يمكن للزراعة أن تخفض التدفق الأساسي إذا تم تحويل المياه من الجداول للري، أو أن ترفعه إذا تم استخدام المياه من مستجمعات مياه أخرى. يمكن للمراعي أن تزيد من تماسك التربة وتقلل من المواد العضوية، مما يقلل من معدل التسرب والتدفق الأساسي. ^{[ 11 ]}

• زمن بقاء التدفق الأساسي
• الرسم البياني المائي
• وقت التركيز