هويس
الهويس lock، هو منشأة ملاحية تسهل حركة المراكب والسفن أثناء عبورها المجاري المائية من منسوب مياه لمنسوب مياه آخر.
والاختلاف في المنسوب هذا خلال المجرى المائي يكون سببه وجود اختناق في المجرى المائي بسبب وجود منشأت في الممر المائي مثل الجسور والهدارات والقناطر، لذلك تكون الأهوسة بجوار هذه المنشأت لتجنب انقلاب المركب بسبب اختلاف مناسيب المياه.
والهويس مكون من بوابتين خلفية وأمامية للمرور، وبه عدة بوابات جانبية لتفريغ وملئ الحوض حتى يتسنى للقطعة البحرية المرور إلى أعلى أو إلى أسفل بعد أن تفتح البوابات الجانبية لتساوى مستوى المياه الخلفي بالحوض أو الأمامي بالحوض حسب اتجاه السفن.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
التاريخ
حاول الإنسان منذ أقدم العصور السيطرة على المياه لما لها من أهمية في حياته؛ إذ تُعدّ مصدر رخائه وسعادته وفي الوقت نفسه مصدر رعب وخوف؛ مما دعاه * منذ العصور القديمة * إلى محاولة التحكم بالمياه بإنشاء المحابس المائية المختلفة.[1]
- تكشف المخطوطات المنسوبة لحمورابي منذ نحو2000عام ق.م أنه كان إدارياً ناجحاً وحازماً، فيذكر في أحد قوانينه «أن من أهمل تقوية المجاري المائية المجاورة لأرضه، وتسبب نتيجة لهذا الإهمال في اكتساح المياه للحقول المجاورة، فعليه أن يعوض أصحابها ما فقدوه من المحاصيل والحبوب».
- ويعتقد أن إحدى ملكات آشور القديمة التي عاشت قبل عام 2500ق.م قد اتسم عهدها بالخير والرخاء، فقد أصدرت توجيهاتٍ لحكومتها تقضي بإنشاء محابس مائية لتحويل مياه الأنهار وري الأراضي القاحلة، وقد حفر على قبر هذه الملكة ما يأتي: «لقد قهرت المياه، فتدفقت وفقاً لرغبتي تبعث الخصب للأرض بعد جدبها وخلوها من السكان».
- وهذا ما يؤكد استمرار عملية التحكم بالمياه بالمحابس المائية منذ آلاف عدة من السنين في وادي النيل، ومنذ عصور سحيقة في سوريا وبلاد فارس والهند وجاوا وإيطاليا. وتفخر اليوم مصر ببناء أقدم سد في العالم منذ (5000 عامٍ مضت) بلغ طوله نحو 108م وارتفاعه 12م؛ وذلك لتخزين مياه الشرب والري، والتحكم بها بالمحابس المائية.
وفي الصين بدأ إنشاء المحابس المائية منذ أكثر من 4000 عام؛ إذ كان مقياس نجاح ملوكها متوقفاً على مدى تقدمهم وحكمتهم في استخدام أساليب السيطرة على المياه بوساطة إنشاء المحابس المائية، وانتخب فيها عام (2200) ق.م الملك يو من أسرة هسيا ملكاً تقديراً لعمله المتميز في فن التحكم المائي بالمحابس المائية. كما أن سد توكيانج الشهير الذي ما يزال قائماً إلى اليوم، قام بتشييده «لي» وابنه في عهد أسرة تشين عام 2000 ق.م؛ وذلك بهدف التحكم بالمياه وإمداد حقول الأرز بمياه الري.
- وفي سري لانكا ثمة خزانات يناهز عمرها 2500 عام، كما جاء في مخطوطاتها المدونة في عام 300 ق.م أنها كانت خاضعة كاملة لنظم التحكم بالمياه بوساطة المحابس المائية، ومن ثم كان الرخاء فيها شاملاً لتمكنهم من زراعة محصولين وحصادهما سنوياً.
- وجد الإسبان في القرن الخامس عشر عند غزوهم المكسيك والبيرو أنهما كانا يستعملان وسائل متقنة لتخزين الموارد المائية ونقلها والتحكم بها.
وهكذا فإن التحكم بالمياه يعد من التقنيات البالغة الأهمية سواء في المناطق الجافة من العالم لتوفير المياه الضرورية، أو في المناطق الرطبة التي لا تقل أهمية التحكم بمياهها عن سابقتها؛ وذلك لمنع أضرار المياه. وقد أدى التنازع على البقاء وتزايد الحاجة إلى كميات إضافية من الطعام إلى التوسع السريع في ممارسة عمليات التحكم بالمياه ومناسيبها بالمحابس المائية يدوياً وآلياً.
استخدام الأهوسة لتأمين الملاحة النهرية
استخدام الأهوسة في القنوات
الانشاءات الأساسية والتشغيل
| لقارب يبحر ضد التيار: | 
|
قارب يبحر مع التيار: | ||
|---|---|---|---|---|
| 1-2. | القارب يدخل الهويس. | 8-9. | قارب يدخل الهويس. | |
| 3. | البوابات السفلى مغلقة. | 10. | البوابات العليا مفتوحة. | |
| 4-5. | ملئ الهويس بالمياه. | 11-12. | إفراغ الهويس من المياه. | |
| 6. | البوابات العليا مفتوحة. | 13. | البوابات العليا مفتوحة. | |
| 7. | القارب يخرج من الهويس. | 14. | القارب يخرج من الهويس. | |
التفاصيل والمصطلح
الصعود
Pound
الغرفة
الحافة الأفقية
The cill exposed in the deep Pont de Flandre lock on the Canal Saint-Denis, Paris
200-year-old paddle gear on the Wiener Neustädter Kanal, Austria
Water conservation gear on the Birmingham Canal Navigations
البوابات
توازن السفينة
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
المجداف
Winding gear or paddle gear
Hydraulic paddle gear
آلة الرفع ("مفتاح الهويس")
"تفريغ" الهويس
"مرساة الهويس"
الأنواع
محابس المياه أو الصمامات المائية
- محابس الإغلاق والفتح أو محابس التحكم: تستخدم في فتح شبكات الري والشرب وقفلها (الشكل 1).
- محابس عدم رجوع المياه: الغرض منها منع رجوع المياه في الاتجاه العكسي لحركتها، ولاسيما في حال استخدام الأسمدة في شبكة الري، وللحيلولة دون حدوث تلوث للمصدر المائي بعكس اتجاه المياه.
- محبس صمام تخفيف الضغط: غالباً ما تحدث زيادة في الضغط المائي داخل الشبكة نتيجة إيقاف المضخة أو تشغيلها، أو بسبب الإغلاق المفاجئ لأي صمام آخر.
تصنع الصمامات من المعدن أو اللدائن غالباً، ويمكن أن تقوم بالتحكم وتخفيف الضغط في آن واحد. تتنوع محابس التحكم، فمنها ما يعمل هدروليكياً، وأخرى كهربائياً مع مقبض للتشغيل اليدوي (الشكل 2).
بوابات التحكم
وتنشأ عبر مجرى مائي للتحكم بوساطتها بالمياه الجارية في الأقنية الرئيسة والفرعية ولتحويل جزء من تصريف المجرى المائي أو كامله، كما هو المتبع في إنشاء السدود والهدارات على الأنهار. وتشتمل على الأنواع الآتية:
- بوابات التحكم المقامة على أقنية الري: تعمل محابس مائية للمآخذ، ولاسيما في مآخذ المجاري المائية الصغيرة التابعة للأقنية الرئيسة الكبيرة. تستعمل في هذا النوع الأخشاب لرفع منسوب المياه (الشكل 3 ـ أ)، ويمكن أن تكون من الخرسانة مع لوح خشب أو معدن (الشكل 3 ـ ب).
يتم التحكم في هذه المحابس يدوياً أو كهربائياً من بعد. وفي الزراعات الصغيرة يستعمل مزارعون كثيرون السدود الترابية المؤقتة لتحويل المياه في الأقنية الصغيرة باستخدام المجارف العادية، أو بالقش والحشائش التي تثبت في مكانها بأوتاد خشبية، وذلك في الترب المعرضة للتآكل والانجراف. وهذه المحابس المؤقتة غير مناسبة للمجاري المائية التي يزيد تصريفها المائي على 50 لتر/ثانية.
- محابس المياه في المنحدرات: تُنشأ هذه المحابس من الخشب، أو الخرسانة أو الحديد، وتكون فعّالةً في حال نقل المياه في المنحدرات، إذ يمكن التحكم جيداً بوساطتها في سرعة المياه، فلا ينتج أي هتك أو انجراف في قاع القناة وجوانبها. يهبط الماء عبر هذه المحابس مسافة قصيرة وتخف طاقة جريانه المائي المتدفق، ومن ثم تعمل أحواض تهدئة وتخميد. ويمكن أن تكون هذه المحابس متعاقبة ومتقاربة من بعضها بعضاً حسب شدة الانحدار (الشكل 4).
- محابس التحكم المقامة على السدود: وهي بوابات تعمل على توفير الأمان المطلوب لحماية السدود والتحكم في مستوى مياهها.
يمكن تصنيفها في ثلاثة أنواع، وهي: محابس المفيض ومحابس المآخذ ومحابس المجاري المضغوطة لتوليد الكهرباء.
تهدف محابس المفيض إلى إمرار كميات المياه الكبيرة التي تزيد على قدرة التخزين في بحيرة السد؛ والناتجة من الأمطار الغزيرة والفيضانات. فتعمل هذه المحابس جيداً على تفريغ الفيضانات المائية التي تتعرض لها السدود، وتحافظ على أمان السدود؛ إذ إن العديد من السدود قد دمّر كاملاً لعدم توافر مثل هذه المحابس ولاجتياح مياه الفيضان أعلى السد.
أما محـابس المآخذ فيتم فتحها حسـب الحاجة، لاستغلال المياه في الري (الشكل 5).
وتُنشأ المحابس المضغوطة في السدود المقاومة لتوليد الطاقة الكهربائية من مياهها، إذ إن محطة التوليد تحتوي على مجموعة من العنفات المرتبطة بمجموعةٍ من المنوبات، ويتم توجيه المياه من أعلى بحيرة التخزين نحو العنفات بوساطة مجارٍ مضغوطة تعمل على إدارة هذه العنفات وتوليد الطاقة الكهربائية.
- محابس الملاحة (بوابات الملاحة): تستخدم لتسهيل مرور المراكب طبيعياً في الممرات المائية عند وجود فرق في المنسوب المائي الذي يمكن أن يعوق حركة الملاحة؛ لذلك تنشأ المحابس المائية؛ لتعمل على رفع مستوى المياه وخفضه؛ مما يؤدي من ثم إلى رفع المراكب من المستوى المنخفض إلى المستوى الأعلى أو بالعكس، مما يسهم في استمرار الملاحة المائية في هذه الممرات المائية الخاصة (الشكل 6).
- البوابة القطرية المائية: كانت المحابس المائية المستوية منها شائعة الاستخدام إلى وقت قريب، ثم استبدلت بها تدريجياً البوابات القطرية (الشكل 7) التي تحتاج إلى مجهود أقل في حركتها مقارنة مع البوابات المستوية؛ إذ تتكون البوابة القطرية من لوح حديدي منحنٍ ومدعم بدعامات حديدية أفقية ورأسية ومثبت على كل جانب من جوانب البوابة ذراع يدور حول محور مثبت بالحائط الجانبي، وينتقل ضغط الماء العمودي على سطح البوابة مباشرة إلى محور الدوار عبر ذراعي البوابة، ومن ثم لا يسبب ضغط الماء أي قوة احتكاك تقاوم حركة البوابة (كما هي الحال في البوابات المستوية)، وتقل القوة الضرورية لرفع البوابة عند الفتح؛ إضافةً إلى ذلك فإن البوابة القطرية ذات قدرة تصريفية أعلى من البوابة المستوية، وتشغل يدوياً أو آلياً من قرب أو من بعد.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
حالات خاصة
أهوسة طائرة
أهوسة مدرجة
أهوسة مزدوجة
أهوسة إيقاف
أهوسة مستديرة
أهوسة ساقطعة
أهوسة الفيضانات
بوابات الفيضانات
مقالة مفصلة: بوابة فيضانات
أهوسة وبوابات مزدوجة الاتجاه
هاويس الأمواج
الأهوسة شديدة الضخامة
أهوسة هيرام م. تشتندن
Hiram M. Chittenden Locks: tug and barge in lock when full.
Lock emptied for maintenance – low water end of the lock.
Lock emptied for maintenance – centre pair of gates.
Lock emptied for maintenance – high water end of the lock.
التاريخ والتطوير
الاستخدام تحت الماء
A way of reducing the water used by a lock is to give it one or multiple reservoirs, whose levels are intermediate between the upper and lower pounds. These reservoirs can store the water drained from the lock as a boat descends, and release it to fill the next time a boat ascends. This saves half the amount of water lost downhill in each fill-empty cycle. Generally these reservoirs are called "saving basins".
مقاسات سفن على أسماء الأهوسة
انظر أيضاً
مرئيات
| سفينة تسير على جسر علوي . |
المصادر
- ^ رياض بلدية. "محابس المياه". الموسوعة العربية.
للإستزادة
- علي عبد الحفيظ حلمي، أسس الري وعملياته (دار جون وايلي وأبنائه 1984).
- رياض بلدية، المنشآت المائية (جامعة فروتسواف، فروتسواف، بولندا 1992).
- محمود عبد العزيز - إبراهيم خليل، العلاقات المائية ونظم الري (منشأة المعارف، الإسكندرية 1998).
- E.J.GUNTON, Lock Gates (Public Library of South Australia 1964).
وصلات خارجية
- Deepest Canal Locks in England
- Interactive simulation of lock operation – this demonstration shows guillotine-type gates for clarity
- Interactive lock game for students with single and double flight locks and lesson plans