حوض تصريف المياه

تصب حوالي 48.71% من مساحة اليابسة في العالم في المحيط الأطلسي . في أمريكا الشمالية ، تصب المياه السطحية في المحيط الأطلسي عبر نهر سانت لورانس وأحواض البحيرات العظمى ، والساحل الشرقي للولايات المتحدة، والمقاطعات البحرية الكندية ، ومعظم نيوفاوندلاند ولابرادور . كما تصب معظم أراضي أمريكا الجنوبية شرق جبال الأنديز في المحيط الأطلسي، وكذلك معظم غرب ووسط أوروبا ، والجزء الأكبر من غرب أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى ، بالإضافة إلى الصحراء الغربية وجزء من المغرب .

يصبّ بحرا البحر الأبيض المتوسط ​​الرئيسيان في العالم في المحيط الأطلسي. ويشمل حوض البحر الكاريبي وخليج المكسيك معظم المناطق الداخلية للولايات المتحدة بين جبال الأبلاش وجبال روكي ، وجزءًا صغيرًا من مقاطعتي ألبرتا وساسكاتشوان الكنديتين ، وشرق أمريكا الوسطى ، وجزر البحر الكاريبي والخليج، وجزءًا صغيرًا من شمال أمريكا الجنوبية. أما حوض البحر الأبيض المتوسط ، مع البحر الأسود ، فيشمل معظم شمال أفريقيا ، وشرق وسط أفريقيا (عبر نهر النيل )، وجنوب ووسط وشرق أوروبا ، وتركيا ، والمناطق الساحلية لإسرائيل ولبنان وسوريا .

يصرف المحيط المتجمد الشمالي معظم غرب كندا وشمال كندا شرق خط تقسيم المياه القاري ، وشمال ألاسكا وأجزاء من داكوتا الشمالية وداكوتا الجنوبية ومينيسوتا ومونتانا في الولايات المتحدة، والساحل الشمالي لشبه الجزيرة الاسكندنافية في أوروبا، ووسط وشمال روسيا، وأجزاء من كازاخستان ومنغوليا في آسيا ، وهو ما يمثل حوالي 17٪ من مساحة اليابسة في العالم. ^{[ 9 ]}

تصب مياه المحيط الهادئ في ما يزيد قليلاً عن 13% من أراضي العالم . ^{[ 9 ]} ويشمل حوضه جزءًا كبيرًا من الصين، وشرق وجنوب شرق روسيا، واليابان، وشبه الجزيرة الكورية ، ومعظم الهند الصينية، وإندونيسيا وماليزيا، والفلبين، وجميع جزر المحيط الهادئ ، والساحل الشمالي الشرقي لأستراليا ، وكندا والولايات المتحدة غرب خط تقسيم المياه القاري (بما في ذلك معظم ألاسكا)، بالإضافة إلى غرب أمريكا الوسطى وأمريكا الجنوبية غرب جبال الأنديز.

يشكل حوض تصريف المحيط الهندي أيضاً حوالي 13% من مساحة اليابسة على سطح الأرض. وهو يصرف مياه الساحل الشرقي لأفريقيا، وسواحل البحر الأحمر والخليج العربي ، وشبه القارة الهندية ، وبورما، ومعظم أجزاء أستراليا . ^{[ 10 ]}

أكبر خمسة أحواض أنهار (من حيث المساحة)، مرتبة من الأكبر إلى الأصغر، هي: الأمازون (7 ملايين كيلومتر ^مربع )، والكونغو (4 ملايين كيلومتر ^مربع )، والنيل (3.4 مليون كيلومتر ^مربع )، والمسيسيبي (3.22 مليون كيلومتر ^مربع )، وريو دي لا بلاتا (3.17 مليون كيلومتر ^مربع ). أما الأنهار الثلاثة التي تصب أكبر كمية من المياه، مرتبة من الأكثر إلى الأقل، فهي: الأمازون، والغانج ، والكونغو.

الأحواض المغلقة هي أحواض داخلية لا تصب في المحيط. تغطي هذه الأحواض حوالي 18% من مساحة اليابسة على سطح الأرض. تصب بعض الأحواض المغلقة في بحيرة مغلقة أو بحر داخلي . العديد من هذه البحيرات موسمية أو تختلف أحجامها اختلافًا كبيرًا تبعًا للمناخ وتدفق المياه إليها. إذا تبخرت المياه أو تسربت إلى باطن الأرض عند نهايتها، فقد تُعرف المنطقة بأسماء مختلفة، مثل البلايا، أو المسطح الملحي، أو البحيرة الجافة ، أو مستنقع القلويات .

تقع أكبر الأحواض المغلقة في آسيا الوسطى ، بما في ذلك بحر قزوين وبحر آرال والعديد من البحيرات الصغيرة. وتشمل المناطق المغلقة الأخرى الحوض العظيم في الولايات المتحدة، وجزءًا كبيرًا من الصحراء الكبرى ، وحوض تصريف نهر أوكافانغو ( حوض كالاهاري )، والمرتفعات القريبة من البحيرات العظمى الأفريقية ، والمناطق الداخلية من أستراليا وشبه الجزيرة العربية ، وأجزاء من المكسيك وجبال الأنديز . بعض هذه الأحواض، مثل الحوض العظيم، ليس حوض تصريف واحدًا، بل هو عبارة عن مجموعات من أحواض مغلقة منفصلة ومتجاورة.

في المسطحات المائية المغلقة حيث يكون التبخر هو الوسيلة الرئيسية لفقدان الماء، يكون الماء عادةً أكثر ملوحة من المحيطات. ومن الأمثلة المتطرفة على ذلك البحر الميت . ^{[ 11 ]}

لطالما كانت أحواض التصريف ذات أهمية تاريخية في تحديد الحدود الإقليمية، لا سيما في المناطق التي ازدهرت فيها التجارة المائية. فعلى سبيل المثال، منحت الحكومة الإنجليزية شركة خليج هدسون احتكارًا لتجارة الفراء في حوض خليج هدسون بأكمله ، وهي منطقة تُعرف باسم أرض روبرت . وتشمل التنظيمات السياسية البيئية الإقليمية اليوم اتفاقيات بين الدول (مثل المعاهدات الدولية، والاتفاقيات بين الولايات داخل الولايات المتحدة ) أو كيانات سياسية أخرى في حوض تصريف معين لإدارة المسطح المائي أو المسطحات المائية التي تصب فيها. ومن أمثلة هذه الاتفاقيات بين الولايات: لجنة البحيرات العظمى ووكالة تخطيط منطقة تاهو .

في علم المياه ، تُعدّ حوض التصريف وحدةً منطقيةً لدراسة حركة المياه ضمن الدورة الهيدرولوجية . وتُعرف عملية تحديد حدود حوض التصريف بتحديد مستجمعات المياه . ويُعدّ تحديد مساحة حوض التصريف وامتداده خطوةً مهمةً في العديد من مجالات العلوم والهندسة.

معظم المياه المتدفقة من مخرج الحوض مصدرها هطول الأمطار عليه. ^{[ 12 ]} قد يتدفق جزء من المياه التي تدخل نظام المياه الجوفية أسفل حوض التصريف باتجاه مخرج حوض تصريف آخر، لأن اتجاهات تدفق المياه الجوفية لا تتطابق دائمًا مع اتجاهات شبكة التصريف العلوية. يمكن قياس تدفق المياه من الحوض بواسطة مقياس تدفق موجود عند مخرجه. وبحسب ظروف حوض التصريف، يتسرب جزء من مياه الأمطار مباشرةً إلى باطن الأرض. إما أن تبقى هذه المياه تحت الأرض، وتشق طريقها ببطء نحو الأسفل حتى تصل في النهاية إلى الحوض، أو أن تتغلغل أعمق في التربة وتتجمع في طبقات المياه الجوفية. ^{[ 13 ]}

مع تدفق المياه عبر الحوض، قد تتشكل روافد تُغير بنية الأرض. وهناك ثلاثة أنواع رئيسية مختلفة، تتأثر بالصخور والتربة الموجودة تحتها. الصخور سريعة التآكل تُشكل أنماطًا شجرية ، وهي الأكثر شيوعًا. أما النوعان الآخران من الأنماط فهما الأنماط الشبكية والأنماط المستطيلة. ^{[ 14 ]}

تُستخدم بيانات مقاييس المطر لقياس إجمالي الهطول المطري فوق حوض تصريف، وهناك طرق مختلفة لتفسير هذه البيانات. في حالة نادرة، وهي وجود العديد من المقاييس موزعة بالتساوي على منطقة ذات هطول مطري منتظم، فإن استخدام طريقة المتوسط ​​الحسابي يُعطي نتائج جيدة. في طريقة مضلعات ثيسن ، يُقسّم حوض التصريف إلى مضلعات، ويُفترض أن مقياس المطر الموجود في مركز كل مضلع يُمثل كمية الهطول المطري على مساحة الأرض الواقعة ضمنه. تُنشأ هذه المضلعات برسم خطوط بين المقاييس، ثم رسم منصفات عمودية لهذه الخطوط لتشكيل المضلعات. أما طريقة خطوط تساوي الهطول المطري، فتعتمد على رسم خطوط كفافية للهطول المطري المتساوي فوق المقاييس على الخريطة. يُعد حساب المساحة بين هذه المنحنيات وجمع حجم المياه عملية تستغرق وقتًا طويلاً.

يمكن استخدام خرائط خطوط تساوي الزمن لإظهار الوقت الذي تستغرقه مياه الجريان السطحي داخل حوض تصريف للوصول إلى بحيرة أو خزان أو مخرج، بافتراض هطول أمطار فعال ثابت ومنتظم. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}

تُعدّ أحواض التصريف الوحدة الهيدرولوجية الرئيسية التي تُؤخذ في الاعتبار في الجيومورفولوجيا النهرية . ويُمثّل حوض التصريف مصدر المياه والرواسب التي تنتقل من المناطق المرتفعة عبر نظام النهر إلى المناطق المنخفضة، حيث تُعيد تشكيل قنوات النهر.

تُعدّ أحواض التصريف ذات أهمية بالغة في علم البيئة . فعندما يتدفق الماء فوق سطح الأرض وعلى طول الأنهار ، فإنه يحمل معه المغذيات والرواسب والملوثات . وتنتقل هذه المواد مع الماء نحو مخرج الحوض، وقد تؤثر على العمليات البيئية على طول مسارها وفي المسطح المائي المستقبل .

أثر الاستخدام الحديث للأسمدة الاصطناعية ، التي تحتوي على النيتروجين (على شكل نترات ) والفوسفور والبوتاسيوم ، على مصبات أحواض التصريف. إذ تحمل أحواض التصريف هذه المعادن إلى المصب، وقد تتراكم هناك، مما يُخل بالتوازن المعدني الطبيعي. وهذا بدوره قد يُسبب ظاهرة التخثث، حيث يتسارع نمو النباتات بفعل هذه المواد الإضافية.

نظرًا لأن أحواض التصريف تُعدّ كيانات متماسكة من الناحية الهيدرولوجية، فقد أصبح من الشائع إدارة الموارد المائية على أساس كل حوض على حدة. في ولاية مينيسوتا الأمريكية ، تُسمى الهيئات الحكومية التي تُؤدي هذه الوظيفة " مناطق مستجمعات المياه ". ^{[ 19 ]} وفي نيوزيلندا، تُسمى "مجالس مستجمعات المياه". أما المجموعات المجتمعية المماثلة في أونتاريو، كندا، فتُسمى " هيئات الحفاظ على البيئة " . وفي أمريكا الشمالية، يُشار إلى هذه الوظيفة باسم " إدارة مستجمعات المياه ". وفي البرازيل ، تُحدد السياسة الوطنية للموارد المائية، المنصوص عليها في القانون رقم 9433 لسنة 1997، حوض التصريف باعتباره التقسيم الإقليمي لإدارة المياه البرازيلية.

عندما يعبر حوض نهر ما حدودًا سياسية واحدة على الأقل، سواء كانت حدودًا داخلية أو حدودًا دولية، يُصنف كنهر عابر للحدود . وتصبح إدارة هذه الأحواض مسؤولية الدول التي تتشاركها. وتُعد مبادرة حوض النيل ، واتفاقية إدارة الأحواض النهرية المتعددة الأطراف لنهر السنغال ، ولجنة نهر ميكونغ ، أمثلةً على الترتيبات المتعلقة بإدارة الأحواض النهرية المشتركة.

تُعتبر إدارة أحواض الصرف المشتركة أيضاً وسيلة لبناء علاقات سلمية دائمة بين الدول. ^{[ 20 ]}

بشكل عام، تلعب التضاريس دورًا كبيرًا في سرعة وصول مياه الأمطار إلى النهر. فالأمطار التي تهطل في المناطق الجبلية شديدة الانحدار تصل إلى النهر الرئيسي في حوض التصريف أسرع من المناطق المسطحة أو ذات الانحدار الطفيف (على سبيل المثال، انحدار يزيد عن 1%).

يؤثر شكل حوض التصريف على سرعة وصول مياه الجريان السطحي إلى النهر. فحوض التصريف الطويل والضيق يستغرق وقتاً أطول للتصريف من حوض التصريف الدائري.

يُساعد حجم حوض التصريف في تحديد كمية المياه التي تصل إلى النهر، فكلما اتسع الحوض زاد احتمال حدوث الفيضانات. كما يُحدد الحجم بناءً على طول وعرض حوض التصريف.

يُساعد نوع التربة في تحديد كمية المياه التي تصل إلى النهر. ويعتمد جريان المياه من منطقة التصريف على نوع التربة. فبعض أنواع التربة، كالتربة الرملية ، تتميز بتصريفها الجيد، ومن المرجح أن تمتص الأرض مياه الأمطار المتساقطة عليها. أما التربة الطينية، فقد تكون شبه غير منفذة، وبالتالي فإن مياه الأمطار المتساقطة عليها ستجري على السطح وتساهم في زيادة حجم الفيضانات. وبعد هطول أمطار غزيرة لفترة طويلة، قد تتشبع حتى التربة جيدة التصريف ، مما يعني أن أي هطول إضافي سيصل إلى النهر بدلاً من أن تمتصه الأرض. فإذا كانت التربة غير منفذة، فإن الأمطار ستُحدث جريانًا سطحيًا يزيد من خطر الفيضانات؛ أما إذا كانت التربة منفذة، فإن الأمطار ستتسرب إلى داخلها. ^{[ 5 ]}

يمكن أن يُسهم استخدام الأراضي في زيادة كمية المياه التي تصل إلى النهر، على غرار التربة الطينية. فعلى سبيل المثال، تتجمع مياه الأمطار المتساقطة على الأسطح والأرصفة والطرق في الأنهار دون امتصاص يُذكر في المياه الجوفية . وحوض التصريف هو منطقة من الأرض تتجمع فيها جميع المياه السطحية الجارية في نقطة واحدة، مثل مصب النهر، أو تصب في مسطح مائي آخر، مثل البحيرة أو المحيط.