تقييم فعالية إدارة السدود في تخفيف ذروة الفيضانات في مقاطع الأنهار المتشعبة: دراسة حالة أسفل نهر الأصفر

لماذا تهم هذه القصة النهرية

يشتهر أسفل نهر الأصفر في الصين بإطعام ملايين الناس وفي الوقت نفسه بالتسبب في فيضانات مدمرة. على مدى قرون، رفعت كميات هائلة من الرواسب قاع النهر إلى ارتفاع كبير بحيث أصبحت سطح المياه في كثير من المواقع أعلى من الأراضي المحيطة، مكونة ما يُسمى «النهر في السماء». تطرح هذه الدراسة سؤالاً بسيطاً لكنه حاسم ذو صلة عالمية: أين ينبغي أن نضع السدود — متباعدة أم متقاربة — لكبح ذروات الفيضانات الخطرة من دون رفع منسوب المياه إلى مستويات أعلى وأكثر خطورة على السكان المجاورين؟

نهر قلق على سهل مكتظ

تركز الدراسة على مقطع بطول 275 كيلومتراً من أسفل نهر الأصفر حيث يتشعب القناة وتلتقي حول العديد من البِقَع الرملية، مكونة ما يسميه العلماء النهر المتشعب. يمر هذا المقطع عبر أراضٍ زراعية مكثفة ومدن سريعة النمو. على مدى عقود، خفّفت الأعمال الهندسية، بما في ذلك السدود العالية والسدود العلوية، بعض مشاكل الفيضانات والرواسب لكنها أيضاً ضيقت النهر، وزادت تراكم الطمي في القناة الرئيسية، وزادت من حالة «النهر المعلق». في بعض المواقع، يقف قاع النهر الآن أكثر من متر فوق السهل الفيضي القريب، بحيث يمكن أن يتسبب خرق للسد في اندفاع المياه نحو المجتمعات والأراضي الزراعية الواقعة أدناه.

طريقتان لتأطير النهر

يقارن المؤلفون بين تخطيطين اصطناعيين للسدود على امتداد مقطع متشعب رئيسي بين جياهيتان وقاوتسون: مخطط تباعد «واسع» ومخطط تباعد «ضيّق». في الخيار الواسع، توضع السدود على مسافات متوسطة تتراوح بين 2 إلى 5 كيلومترات، تاركة سهول فيضية واسعة حيث يمكن للجريان العالي أن ينتشر ويتباطأ. في الخيار الضيّق، تُقرب السدود من بعضها لتضييق الممر الذي يحتفظ بالقناة الرئيسية. التباعد الضيق يحمي بشكل أفضل المستوطنات الموجودة على السهول الفيضية ويقلل تكاليف نقل الناس والبنية التحتية، لكنه يمنح الفيضانات مساحة أقل للانتشار. ويُستخدم إعداد ثالث، «الممارسة الحالية»، مع العديد من السدود المحلية الصغيرة منخفضة المعايير كأساس للمقارنة.

محاكاة الفيضانات المستقبلية

لاختبار أداء هذه التصاميم أثناء عواصف ذات أحجام مختلفة، بنى الفريق نموذج كمبيوتر ثنائي الأبعاد لتدفق المياه باستخدام برنامج هيدروديناميكي معروف. عيَّنوا Modelه بمعطيات حقيقية لمستويات المياه والتيارات من حدثي فيضان رئيسيين في 1996 و2020، وأظهروا أن القيم المحاكاة والملاحَظة تطابقت عن كثب. ثم شغّلوا 21 سيناريو «ماذا لو» جمعوا بين ثلاث شدة فيضانات (الفيض النموذجي بعائد 5 سنوات، و10 سنوات، والفيض النادر بعائد 100 سنة) مع تصاميم السدود المختلفة ومعايير الحماية المتفاوتة. أتاح ذلك تتبع كيفية تغير ذروات التصريف ومستويات المياه عند عدة مقاطع عرضية رئيسية على طول النهر.

ذروات أقل، مياه أعلى

تُظهر المحاكاة أن كلا المخططين، الواسع والضيّق، يمكن أن يقلّلا ذروات الفيضانات بشكل كبير مقارنة بالرقع الحالية من السدود المنخفضة، وأن الفائدة تزيد مع ازدياد حجم الفيضانات. في فيضية بعائد 100 سنة، يقلل تصميم التباعد الواسع ذروة الجريان عند مقطع باو تشنغ السفلي بما يصل إلى نحو 986 متراً مكعباً في الثانية، بينما يحقق المخطط الضيّق أقصى تخفيض بنحو 670 متراً مكعباً في الثانية. ومع ذلك، هناك مقايضة: إحكام النهر بين سدود أقوى يرفع مستويات المياه داخل هذا الممر. يسبب المخطط الضيّق، الذي يضغط النهر أكثر، أكبر الزيادات — حتى نحو 1.45 متر في بعض النقاط — بينما يبقي المخطط الواسع الارتفاع أقرب إلى نحو 0.6 إلى 1.1 متر. وقد تشهد المقاطع العليا ارتفاعات طفيفة في ذروة التصريف، بينما تحصل المقاطع السفلى على أقوى التخفيضات، وهو ما يعكس كيف تنتشر مياه الفيضانات وتُخزن مؤقتاً على السهول الفيضية.

موازنة السلامة والمساحة والتكلفة

عندما جمع المؤلفون تغييرات مستوى المياه عبر أحجام فيضانات مختلفة في درجة إجمالية، كان أداء مخطط التباعد الواسع الأفضل: فقد خفّض بقوة ذرات الفيضانات الخطرة مع إبقاء ارتفاعات المياه معتدلة نسبياً. لا يزال مخطط التباعد الضيّق يقلّل الذروات ويساعد على حماية المناطق المأهولة بكثافة والمعرّضة للفيضانات بشكل متكرر، لكن ذلك على حساب مستويات مياه أعلى ومساحة أقل لتكيّف النهر طبيعياً. وتشير الدراسة أيضاً إلى ما لم تستطع أن تغطيه بالكامل بعد: تراكم الرواسب طويل الأمد وتغيرات قاع النهر، والتي قد تغيّر مدى فاعلية أي تصميم على مدى عقود.

ماذا يعني ذلك للسكان على ضفاف الأنهار الكبيرة

بالنسبة للسكان والمخططين على طول نهر الأصفر — وعلى أنهار رئيسية أخرى في العالم — الرسالة واضحة. إن منح الأنهار مساحة أكبر من خلال ممرات سدود أوسع يمكن أن يكون وسيلة فعالة للتخفيف من أسوأ الفيضانات، لا سيما الأحداث النادرة لكن الكارثية. ومع ذلك، يرتبط ذلك بتكاليف أعلى للأراضي وإعادة التوطين واستمرار تعرض بعض السهول الفيضية للمياه. وبالعكس، يمكن للسدود الأضيق أن تحمي المزيد من المجتمعات في الظروف اليومية لكنها ترفع مستويات المياه وتقلل هامش الخطأ. ويخلص المؤلفون إلى أن المناطق عالية المخاطر ذات الأخطار الشديدة يجب أن تُفضّل التباعد الواسع للسدود، في حين أن المناطق المأهولة بكثافة وبمخاطر معتدلة قد تستخدم سدوداً أضيق بشكل معقول. وتؤكد الدراسة أن إدارة الفيضانات الذكية تتطلب ملاءمة تخطيطات السدود مع فيزياء المياه وواقع الناس الذين يعيشون على طول النهر.

الاستشهاد: Chen, J., Zhang, L. & Wang, H. Evaluating flood peak attenuation effectiveness of levee management strategies in braided river reaches: a case study of the lower Yellow River. Sci Rep 16, 7277 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38415-9

الكلمات المفتاحية: مكافحة الفيضانات, تصميم السدود, نهر الأصفر, الأنهار المتشعبة, نمذجة الفيضانات