التأثيرات المركبة للسدود والسدود الترابية تعيد تشكيل ديناميكيات فيضانات نهر اليانغتسي وتكشف عن تقديرات خاطئة كبيرة للمخاطر عند تجاهل السدود الترابية

لماذا تهم وسائل الحماية النهرية الحياة اليومية

مع دفع تغير المناخ لهطولات أشد، يعيش عدد أكبر من الناس تحت تهديد فيضانات نهرية كارثية. على طول نهر اليانغتسي في الصين، يعتمد أكثر من 400 مليون نسمة على السدود والسواقي الترابية—السدود الترابية—لدرء المياه المرتفعة. ومع ذلك، فقد تناولت معظم الدراسات العالمية لمخاطر الفيضانات السدود فقط، معتبرة السدود الترابية جانبًا ثانوياً. يبيّن هذا البحث أن إهمال السدود الترابية يمكن أن يشوّه تقديرات من هم وما هي الأشياء المعرضة للخطر حقًا بشكل كبير، ويقدّم طريقة جديدة لفهم كيف تتفاعل هاتان الفئتان من وسائل الحماية معًا—وأحيانًا ضد بعضهما—على طول واحد من أعظم الأنهار في العالم.

نهر عملاق شكلته يد الانسان

يمتد حوض نهر اليانغتسي نحو 6300 كيلومتر من الروافد المغطاة بالثلوج إلى دلتا منخفضة على بحر الصين الشرقي. يوفر 40% من موارد المياه في الصين وأكثر من ثلث إنتاجها من الحبوب، لكنه مشهور أيضًا بالفيضانات المدمرة، مثل فيضانات 1998 و2021. لكبح هذا النهر، بنى المهندسون مئات الخزانات الكبيرة، بما في ذلك سد ثلاث طيات (Three Gorges Dam)، وكذلك سلاسل طويلة من السدود الترابية التي تحصر النهر في مناطقه الوسطى والسفلى. تحجز السدود المياه في بحيرات علوية شاسعة، بينما تشكل السدود الترابية جدرانًا مرتفعة تمنع الجريان العالي من الانسياب إلى المدن والأراضي الزراعية. وحتى الآن، مثلّت معظم النماذج الحاسوبية واسعة النطاق لمخاطر الفيضانات السدود ولكن ليس السدود الترابية، ويرجع ذلك أساسًا إلى صعوبة رسم السدود الترابية ووصفها في معادلات بسيطة.

نهر رقمي يضم السدود والجدران

يستخدم المؤلفون نموذجًا حاسوبيًا متخصصًا يسمى CaMa-Flood لإعادة تكوين كيفية تحرك المياه عبر قنوات ووِدْيان اليانغتسي من 1980 إلى 2019. يزودون النموذج بتقديرات الجريان اليومية، وخرائط مفصلة لشبكة الأنهار، ومجموعات بيانات جديدة تصف 327 خزانًا رئيسيًا ومواقع وارتفاعات السدود الترابية. ثم يشغّلون أربع تواريخ بديلة: نهر «طبيعي» بلا منشآت رئيسية؛ نهر به سدود فقط؛ نهر به سدود ترابية فقط؛ ونهر بهما معًا. من خلال مقارنة هذه السيناريوهات، يمكنهم تفكيك ما تفعله كل فئة من البنية التحتية للجريان العالي والمنخفض والمساحات المغمورة، ويتحققون من واقعية المحاكاة مقابل مستويات وتصريفات المياه المقيسة في 32 محطة قياس على طول الحوض.

وسائل حماية مختلفة، وظائف مختلفة

تكشف التحليلات أن السدود والسدود الترابية تتفوّق في أجزاء مختلفة من طيف الجريان. تعمل السدود أساسًا كعازلات عملاقة: تخزن المياه خلال الفترات الرطبة وتطلقها ببطء أكبر، مما يجعل الجريان المنخفض والمعتدل أكثر استقرارًا ويحسّن دقة النموذج في الظروف الجافة والطبيعية. بالمقابل، تفعل السدود الترابية القليل لتغيير كمية المياه المتجهة للأسفل، لكنها تؤثر بقوة على المكان الذي تذهب إليه تلك المياه. من خلال إبقاء الفيضانات داخل القناة بدلاً من السماح لها بالانتشار عبر السهول الفيضية، تقوّي السدود الترابية القمم المحاكاة وتجعل سلوك الجريان العالي يطابق المشاهدات بشكل أفضل. عندما تُدرج كلتا البنيتين معًا، يكون الأداء العام الأكثر توازنًا واتساقًا عبر الحوض، حتى لو لم تكن أي مقياس مفرد هي الأفضل على الإطلاق. وبعبارة أخرى، تساعد السدود في ضبط الحجم، وتساعد السدود الترابية في ضبط شكل وتوقيت موجات الفيضانات.

كيف تتقلّص وتتحوّل الفيضانات تحت السيطرة البشرية

نحو ما وراء محطات القياس إلى الأراضي المحيطة، يبيّن النموذج أن السدود والسدود الترابية معًا تقللان بشكل كبير من مساحة الحوض التي تكون تحت الماء أثناء الأحداث الكبرى. مقارنة بنهر طبيعي غير منظم، تقلّص السدود بمفردها المساحة المغمورة القصوى السنوية بنحو النصف، بينما تقلّص السدود الترابية وحدها بنحو ثلثيها تقريبًا. عندما تكون كلتاهما موجودتين، يكون الانخفاض المتوسط حوالي 65%، وينخفض عدد الأيام والأماكن التي تشهد مياهًا عميقة خلال ذروات الرياح الموسمية بشكل حاد. ومع ذلك، فإن الصورة ليست مجرد أمان شامل. أمام الخزانات الكبيرة، قد ترفع المياه المخزنة مستويات الفيضانات محليًا، ويمكن للقنوات المحاطة بجدران محكمة أسفل السدود الترابية أن تحمل جريانات سريعة وعالية تشكل مخاطر إذا فشلت الوسائل الدفاعية. كما يجد البحث أنه في مواقع عديدة، وبمجرد إقامة سدود ترابية قوية، يجلب إضافة سعة السدود العلوية تقلصًا متواضعًا لمناطق الفيضانات، مما يشير إلى عوائد متناقصة للبنى الجديدة أعالي النهر.

ماذا يعني هذا لمخاطر الفيضانات والتخطيط

لغير المتخصصين، الرسالة الأساسية هي أن احتساب السدود بدون السدود الترابية يعطي صورة مضللة عن خطر الفيضانات. النماذج التي تتجاهل السدود الترابية تبالغ في تقدير المساحة التي تغمرها الفيضانات بنحو 15% في المتوسط، وبأكثر من 30% خلال سنوات قصوى مثل 1998، لأنها تسمح للمياه بالانتشار عبر السهول الفيضية التي، في الواقع، أصبحت الآن محاطة بجدران وغالبًا ما طورت بشدة. في الوقت نفسه، يمكن أن يخفي الأمان الظاهر الناتج عن السدود الترابية نقاط ضعف جديدة، مثل ارتفاع مستويات المياه داخل القناة وعواقب أكبر إذا غُمرت الدفاعات أو اخترقت. من خلال بناء رؤية موحّدة لكيفية إعادة السدود والسدود الترابية معًا تشكيل فيضانات اليانغتسي، يقدم هذا العمل أساسًا أكثر واقعية لتخطيط الحماية المستقبلية، وتعديل تشغيل السدود، وتقرير أماكن الحاجة الفعلية إلى دفاعات إضافية—أو حلول قائمة على الطبيعة—مع استمرار ارتفاع حرارة المناخ.

الاستشهاد: Xu, S., Sun, H., Zhang, L. et al. Compound effects of dams and levees reshape Yangtze flood dynamics and reveal substantial risk misestimations from ignoring levees. Sci Rep 16, 13298 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41694-x

الكلمات المفتاحية: فيضانات نهر اليانغتسي, السدود والسدود الترابية, نمذجة الفيضانات, مخاطر البنية التحتية, الفيضانات المدفوعة بالمناخ