الأجهزة والإجراءات المتبعة لمعرفة أحوال الرياح والرمال الزاحفة

2004 الإنسياق الرملي

د.جاسم محمد العوضي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الرياح الرمال الزاحفة الأجهزة المستخدمة لمعرفة أحوال الرياح والرمال علوم الأرض والجيولوجيا

يلقي هذا الفصل الضوء على أهم الأجهزة والعمليات الأساسية التي تستخدم لتسجيل الملاحظات الميدانية للرياح وكذلك الرمال المتحركة بسببها.

ومن الأجهزة والعمليات الأساسية هذه ما يلي:

1- مقياس اتجاه الرياح (دوارة الرياح).  

2- مقياس شدة الرياح وسرعتها (المرياح).

 

3- أجهزة لقياس العوامل الجوي المرتبطة بحركة الرمال مثل درجة الحرارة، رطوبة الهواء، الضغط الجوي والأمطار.

4- عمليات قياس المحتوى المائي (الرطوبة) لسطح الرمال.

 

5- عمليات تحديدي الخصائص والصفات العامة للرمال الزاحفة.

6- مصائد الرمال.

 

– دوارة الرياح Wind Vane

تتركب الدوارة من عمود فولاذي على شكل سهم معدني خفيف، في نهايته ذيل عريض خفيف الوزن مرتكز على قادة معدنية بها مركز يلتقي عنده ذراعان معدنيان أيضاً يتقاطعان عموديا وتشير أطرافهما الي الجهات الأصلية.

وعندما تهب الرياح يتحرك ذيل السهم نحو الجهة التي تتجه نحوها الرياح. 

 

ويشير طرفه المدبب إلى الاتجاه الذي تهب منه الرياح (شكل 3.1) وحالياً معظم دوارات الرياح مزودة بمحولات تحول الذبذبات في اتجاه هذا السهم إلى تيار كهربائي

ومن خلال أجهزة خاصة يتم تحويل قيمة التيار الكهربائي إلى قيمة عددية لاتجاه الرياح خلال فترة زمنية محددة يحددها الراصد وغالباً ما تكون ساعة وخلال هذه الفترة يرصد الجهاز المختص الجهة التي يغلب هبوب الرياح منها.

 

– المرياح Anemometer

هو جهاز لقياس شدة الرياح وسرعتها لكونها قوة خارجية تتسبب في حركة الرمال. ومن المعروف أن الأجهزة المخصصة لملاحظة حركة الرمال مع هبوب الرياح غير متوفرة بكثرة بالأسواق التجارية.

وتستخدم أجهزة المرياح عادة لقياس سرعة الرياح خلال إجراء تجارب عن الرمال المتحركة.

 

ومن أنواع المرياح المتوفرة بالأسواق التجارية ما يلي:

* جهاز الموجات فوق الصوتية Ultrasonic

* جهاز السلك الحراري الساخن Hot-wire

* الجهاز المروحي الرفاص propller

* الجهاز الوعائي Rabinson cup anemometer

* أجهزة بيرام الدوارة (المروحية) Biram's vane anemometer

 

وشكل (3.2) يوضح أمثلة لهذه الأنواع السابقة.

وأكثر هذه الأنواع حساسية هو النوع الأول (جهاز الموجات فوق الصوتية) والذي يستطيع قياس سرعة الرياح بتردد مقداره 10 هرتز.

وعموماً فإن هذا الجهاز تكلفته أعلى من الأجهزة المروحية التقليدية. ومن العيوب الكبيرة لهذه الأجهزة ذات الموجات فوق الصوتية أنه يمكن فقد البيانات بها لو أن حبيبة من حبيبات الرمال المتطايرة ارتطمت أو تقاطعت مع الشعاع فوق الصوتي أو صدمت محبس الجهاز نفسه.

 

لهذا يعتبر هذا النوع من الأجهزة غير المناسبة لقياس سرعة الرياح قرب الأسطح الرملية حيث تتركز الرمال التي تهب مع الرياح بدرجة عالية.

جهاز السلك الساخن (الحراري) أيضا يستجيب جيداً للتغيرات في سرعة الرياح، فهو عادة له استجابة ترددية أقل من 3 هرتز.

أما الجهاز المروحي الرفاص فهو صغير الحجم وخفيف وسهل الاستخدام في الحقل. وأما عن عيوبه فهي تتمثل في درجة تحمله تحت تأثير حبات الرمال المحمولة مع الرياح وكذلك مدى ثبات دقته خاصة عند نزول الأمطار أو في حالات هبوب نسيم البحر المحمل بالرطوبة.

 

وعلى نحو أكيد فأن الجهاز المروحي الرفاص وجهاز بيرم الدوار لا يمكنهما قياس سرعة الرياح اللحظية (فورية الحدوث).

وعلى أية حال فأنه بمعايرة اجهزة الموجات فوق الصوتية والمروحية الرفاصة فأنها تعطى نفس القيمة لمتوسط سرعة الرياح خلال فترات زمنية معينة أطول من 10 دقائق بالرغم من وجود اختلافات بسيطة في الكميات الإحصائية.

ويعتبر استخدام الجهاز المروحي الرفاص أو الوعائي مقبول للأغراض الهندسية لحساب معدل انتقال الرمال المحمولة بالرياح عملياً وذلك لأنه في هذه الأجهزة يستخدم متوسط سرعة الرياح.

 

والجهاز المروحي الرفاص العادي يمكنه تتبع اتجاه الرياح مع إيجاد سرعتها، أما الأجهزة الوعائية فهي لا يمكنها عمل ذلك.

ولهذا السبب فأننا نحتاج لجهاز مستقل منفصل لقياس اتجاه الرياح بواسطة دوارة الرياح أو أي مؤشر آخر إذا استخدمنا الجهاز الوعائي لقياس سرعة الرياح.

 

أما جهاز بيرم فهو عادة ما يمسك باليد ويمكن به فقط قياس متوسط سرعة الرياح وهنا لا يمكن الحصول على بيانات متواصلة.

ويجب حصر استخدام هذا النوع من الأجهزة في إيجاد القياسات الأولية لسرعة الرياح في صورة تقديرات تقريبية.

 

ومن القياسات الحقلية لسرعات الرياح التي تسبب حركة الرمال والتي يقوم بها عادة العاملون في حقل عمليات التصحر والرمال الزاحفة ما يلي:

1- التوزيع الرأسي (العمودي) لسرعة الرياح Vertical distribution of wind speed

2- سرعة الرياح عند نقطة ارتفاع واحدة Wind speed at a single height

 

وعموماً إذا وضعنا في الاعتبار مزايا وعيوب الأنواع السابقة من الأجهزة فأن اختيار الجهاز المناسب يجب أن يتم على أساس الغرض من القياسات الحقلية المطلوب رصدها.

والأجهزة المروحية الصغيرة او الوعائية الدقيقة عادة يتم استخدامها للدراسات الحقلية المتعلقة بحركة الرمل.

وعادة ما يوصى باستخدام أجهزة السلك الساخن إذا أردنا الدقة في قياس سرعة الرياح وكذلك البساطة والسهولة في استخدامه في الحقل.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]