نشاط عملي يوّضح طريقة تشكل ظاهرة الفيضانات

2011 الطقس والمناخ

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

طريقة تشكل ظاهرة الفيضانات ظاهرة الفيضانات علوم الأرض والجيولوجيا

الأهداف:

1- صنع نموذج يبين سبب طوفان السهل الفيضي.

2- استخدام الصخور والإسفنج لتوضيح أنواع الأرض المعرضة أكثر من غيرها للفيضان.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– وعاء كبير مقعّر مدوَّر (قصعة)

– طبق معدني كبير مسطح (صينية)

– بعض قطع الإسفنج

– كوب قياس

– ماء (كميات كبيرة)

– مرشّ ماء (كالمستعمل في سقاية النباتات)

– مجمِّدة

– بعض الصخور.

 

خطوات العمل:

1- ضع الوعاء المقعر (القصعة) في وسط الطبق الكبير (الصينية). ضع بعض قطع الإسفنج حول حواف الوعاء. ينبغي أن يكون الإسفنج جافاً.

2- املأ الوعاء بالماء بواسطة كوب القياس.

3– املأ المرشّ بالماء وسجل الكمية التي سكبتها فيه. ابدأ الآن بسكب الماء على الوعاء وقطع الإسفنج: هذا هو المطر.

4– استمر بملء المرشّ وإسقاط «المطر» على النموذج إلى أن يطفح الوعاء بالماء لدرجة تستطيع فيها رؤية الماء على سطح قطع الإسفنج. سجل الكمية الكلية من الماء المستهلك في إحداث هذا الفيضان.

5- خذ قطع الإسفنج المشبعة بالماء وضعها على الطبق داخل المجمِّدة. كرر التجربة مستخدماً قطع الإسفنج بعد أن تجمدت. ما كمية الماء اللازمة لإحداث الفيضان على «أرض متجمدة»؟

6– كرر التجربة مستعملاً الصخور بدلاً من الإسفنج. ما كمية الماء اللازمة لإحداث فيضان على «أرض صخرية»؟

 

بعد أن أجريت التجارب بواسطة السهول الفيضية الإسفنجية والمجمَّدة والصخرية، تستطيع تكرار النشاط ذاته مع السهل الفيضي الرملي.

ببساطة املأ الطبق المسطح (الصينية) برمل الشاطئ الجاف (إلى اليسار).

وقد ترغب أيضاً في تكرار النشاط مستعملاً بعض التراب الجاف والتراب الرطب من حديقة منزلك (تأكد من طلب الإذن قبل حفر تربة الحديقة لأخذ بعضٍ من ترابها).

 

بإمكانك صنع جدول ماء صغير باستبدال الوعاء بقطعة من مواسير الصرف (مزراب)، أو قارورة بلاستيكية مقطوعة إلى نصفين (اطلب من أحد الكبار قطع القارورة إلى نصفين بواسطة المقص).

استخدم الخرطوم لجريان الماء ببطء على ماسورة المزراب أو القارورة. وبدلاً من المرشّ استخدم خرطوماً ثانياً لغمر النموذج بالماء.

ابدأ بدفق الماء برفق أول الأمر، ثم بقوة كالفيضان ولاحظ الآثار المختلفة التي تحدث على الرمل أو التراب الموجود في الطبق المسطح (الصينية). جرّب هذا النشاط فقط خارج المنزل في منطقة عشبية أو رملية.

 

تحليل النشاط:

عندما يهطل المطر يرتفع مستوى الماء في الأنهار والبحيرات والخزانات. والخزانات هي أحواض اصطناعية ضخمة مصممة لاحتجاز الماء الناتج عن هطول الأمطار أو غيرها من المصادر.

تستخدم المياه المحفوظة في تلك الخزانات لسقاية أو ريّ المحاصيل الزراعية أو لماء الشرب. ترفع الأمطار الهاطلة عادة مستوى الماء في الأنهار والبحيرات والخزانات إلى حافة ضفاف تلك الأنهار أو الأحواض.

لكن في حال سقوط أمطار أكثر من المعتاد، قد تفيض المياه على ضفاف هذه الأنهار وتتدفق إلى الأراضي المجاورة.

 

يمثل الوعاء الكبير في التجربة خزاناً يطفح بالماء لدى هطول المطر ويفيض ليغمر الأرض المحيطة بالخزان.

ويحدث هذا الفيضان بسبب الانسياب السطحي. هناك أسباب عديدة تؤدي إلى الفيضانات عند حدوث الانسياب السطحي. وتبين قطع الإسفنج والصخور المحيطة بالوعاء في التجربة بعضاً من الأحوال المسببة للفيضان.

تمثل قطع الإسفنج الجافة الأرض الجافة التي لم تُشبع بعد بالماء، ولكن عند سقوط المطر تصبح هذه الأرض مشبعة بالماء.

 

وإذا أصبحت التربة مشبعة بإفراط بالماء فلا بد للماء الفائض من أن يجد مكاناً ما يتجه إليه. لا تسبب التربة المشبعة بالماء حدوث الفيضان، وإنما الماء الفائض هو الذي ينضم للمياه الموجودة أصلاً.

تمثل قطع الإسفنج الجافة الأرض الجافة التي لم تُشبع بعد بالماء، ولكن عند سقوط المطر تصبح هذه الأرض مشبعة بالماء.

وإذا أصبحت التربة مشبعة بإفراط بالماء فلا بد للماء الفائض من أن يجد مكاناً ما يتجه إليه. لا تسبب التربة المشبعة بالماء حدوث الفيضان، وإنما الماء الفائض هو الذي ينضم للمياه الموجودة أصلاً.

 

تمثل الصخور أرضاً مرّت بحالة من الجفاف عندما لا يكون هناك هطول مطري ليزود المحاصيل الزراعية بماء السقاية اللازم.

يحدث الجفاف في بعض مناطق العالم كل عام. ويُتوقع حدوث هذا الجفاف السنوي في المناطق التي يكون مناخها معروفاً باسم مناخ «السافانا». يوجد هذا النوع من المناخ في مناطق تقع بين الصحارى والغابات المطرية.

يتساقط القليل من الماء على الأرض خلال فترة الجفاف فتصبح صلبة صمّاء بسبب حرارة الشمس الشديدة، كما يؤدي الجفاف إلى عجز في زراعة المحاصيل، ما يحرم الناس من وفرة الطعام.

 

وتتعرض مصبات المياه والأنهار للجفاف أيضاً، علماً أن الجفاف في الدول الفقيرة يؤدي في أغلب الأحيان إلى حدوث المجاعات.

وقد يؤدي هذا الوضع إلى مشكلات أخرى عند هطول الأمطار فيما بعد، فعندما يهطل المطر أخيراً على المناطق الجافة فإن الأرض تكون صلبة صمّاء لدرجة لا تستطيع المياه النفاذ عبر سطح الأرض وتبقى طافية فوقها، ما يؤدي إلى اتساع رقعة الفيضان وإحداث المزيد من الأضرار.

إذا أجريت نشاط المتابعة باستخدام خرطوم الماء والمزراب لابدّ أنك لاحظت أن حجم الماء الزائد أو الفائض له أثر كبير جداً في كيفية غمر الصينية بالماء، وهذا يشبه ما يحدث خلال الأمطار الموسمية.

 

تكون الأمطار الموسمية غزيرة جداً ودافئة وتهطل في بقاع معينة من العالم. وتتصف الأشهر التي تسبق الأمطار الموسمية في تلك البقاع بالحرّ والجفاف، لا وغالباً ما تكون التربة صلبة صمّاء بسبب حرارة الشمس الشديدة، ثم تليها فترة من الأمطار الغزيرة جداً والمعروفة باسم «الأمطار الموسمية».

تعدّ الأمطار الموسمية في غاية الأهمية بالنسبة لتلك المناطق لأن الأمطار تشكل المصدر الرئيس للماء العذب اللازم للزراعة.

لكن إذا بدأت الأمطار في فترة متأخرة عمّا هو متوقع أو أغزر من المعتاد فقد تنتج عنها سيول وفيضانات قوية قادرة على إتلاف المحاصيل وجرف المنازل والناس أيضاً.

 

يُعدّ الجزء الجنوبي الغربي من الولايات المتحدة عرضة للفيضانات السريعة والخاطفة، ففي تلك المنطقة الحارة والجافة تقوم الشمس بتجفيف الأرض إلى أن تصبح صمّاء وجافة.

وعند حدوث عاصفة رعدية صيفية مفاجئة لا تستطيع الأمطار الغزيرة التسرب إلى داخل الأرض وإنما تجري وتتدفق عليها، مكوّنة بذلك فيضاناً سريعاً.

تحوي هذه المنطقة أخاديد أو ودياناً عميقة وضيقة هي بقايا لقاع أنهار جافة. تندفع مياه الفيضانات السريعة عبر هذه الوديان بسرعة وقوة كبيرتين.

 

ما العمل إذا فاض الماء على الأرض؟

قد تسبب هذه التجربة نوعاً من الاتساخ، لذلك ابحث عن مكان لإجرائها حيث لا يهم إذا ابتلت الأرض.

ضع قطع الإسفنج المبللة على طبق (صينية) داخل المجمِّدة ولكن احذر من التصاقها بالمجمِّدة ذاتها.

إذا أردت رؤية آثار عاصفة مطرية أشدّ استخدم خرطوم ماء بدلاً من المرش. وفي حال استخدامك لخرطوم الماء ينبغي أن يكون ذلك خارج المنزل، واطلب دائماً الإذن من أحد الكبار.

 

الفيضانات القوية

يشعر الكثير من الناس برغبة في قيادة مركباتهم على الطرق المغمورة بمياه الفيضانات.

لكن ذلك في الحقيقة ينطوي على خطورة كبيرة، فقوة مياه الفيضان تستطيع جرف السيارة عن الطريق بمنتهى السهولة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]