نظام صرف (جيومورفولجي)
في الجيومورفولجيا، نظام الصرف هو نمط ينشأ عن طريق العواصف، الأنهار، والبحيرات ليصب في أحواض الصرف. وتعتمد أنظمة الصرف على تضاريس الأرض، من حيث تكوين الصخور (صخور صلبة أو لينة) ، وتدرج الأرض.
ويعتقد بعض سكان المدن, والذين إعتادوا على بيئة بها منشآت صناعية, أن الطبيعة ينقصها النظام أو النمط الواضح. وفي الحقيقة, فإن الطبيعة يحكمها نظام محكم, حيث لا تتوزع المجاري المائية على سطح الأرض عشوائياً, وإنما تترتب في أنظمة صرف معقدة, وتدلنا بعض هذه الأنظمة على الطبيعة الجيولوجية وصفات الأرض من تحتها, وكذلك تطور القارات.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
أحواض الصرف وخطوط تقسيم المياه
يحاط كل مجرى مائي بحوض صرف drainage basin. وحوض الصرف هو المساحة الكلية التي تتجمع مياهها وأمطارها لتغذي المجرى المائي. ولكل مجرى مائي حدود عند أطرافه, قد تكون بعيدة أو قريبة من مجراه, تعرف بمقسم المياه divide water, وهي عادة جبال أو تلال مرتفعة تفصل بين حوض هذا المجرى المائي بروافده وحوض مجرى مائي آخر يجاوره. ويتراوح حجم هذه المقسمات بين تل منخفض يفصل بين جدولين صغيرين ومقسمات الماء القارية التي تفصل بين أحواض الصرف القارية الضخمة. ويتراوح حجم أحواض الصرف بين أقل من كيلومتر مربع واحد ومساحات شاسعة. وتصل مساحة حوض نهر النيل الضخم إلى حوالي مليونين وتسعمائة ألف كيلومتر مربع. وتقسم القارات عموماً إلى أحواض صرف أساسية تفصل بينها مقسمات ماء أساسية. فقارة أفريقا مثلاً مقسمة إلى العديد من أحواض الصرف.
وتحتفظ معظم مقسمات المياه بأماكنها لفترات زمنية طويلة, حيث يتم تعريتها لتكون حيوداً منخفضة, بينما تتغير أماكن المقسمات في مناطق أخرى. فإذا كان أحد المجاري المائية على جانب مقسم مياه قادراً على تعرية ونقل الرواسب بسرعة أكبر بكثير من مجرى مائي على الجانب الآخر, فإن المقسم يتم تعريته بطريقة غير متساوية. وفي بعض الأماكن, ينفذ المجرى المائي الأكثر نشاطاً خلال المقسم ليقوم بأسر كل أو جزء الرافد المجاور الأقل نشاطاً. وتعرف هذه الحالة بالقرصنة النهرية stream piracy. ويتم خلال هذا الأسر أو القرصنة النهرية تحويل مياه نهر ما إلى مجرى نهر آخر له سرعة تعرية أكبر كما ذكرنا, ويجري في مستوى أكثر إنخفاضاً من النهر المأسور. وتحدث القرصنة النهرية بسبب وجود وديان ضيقة بمناطق لا تنساب خلالها أي مجاري مائية.
أنواع أنظمة الصرف
تنقسم أنظمة الصرف إلى أنواع متعددة، معتمدة على طبوغرافيا، وجيولوجيا الأرض:
إذا نظرنا إلى أي خريطة توضح توزيع قنوات المجاري المائية الكبيرة والصغيرة والروافد والأنهار الأساسية, فإننا سنجد أنها تحتوي على نظام من الإرتباط يعرف بشبكات الصرف drainage network أو أنظمة الصرف drainage systems. فإذا تتبعنا المجرى الرئيسي, فسنجد أنه ينقسم إلى روافد أصغر فأصغر في شبكات صرف توضح أنماط تفرع مميزة. والتفرع صفة تميز الكثير من الشبكات التي تقوم بجمع أي مادة وتوزعها. فشبكة الدورة الدموية في الإنسان تقوم بتوزيع الدم إلى الجسم في نظام متفرع من الشرايين, ثم تقوم بتجميعه مرة أخرى في نظام من الأوردة. محمد أحمد حسن هيكل, منير (2008). أساسيات الجيولوجيا الفيزيائية. القاهرة، مصر: الدار العربية للكتاب. {{cite book}}: Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
نظام الصرف الشجيري
وربما كانت أكثر الشبكات المتفرعة شيوعاً هي تلك الموجودة في الأشجار. وتتبع معظم الأنهار نمط التفرع غير المنتظم نفسه والذي يسمى صرف شجيري dentritic drainage (من الكلمة اليونانية dendron بمعنى شجرة). وهذا النموذج العشوائي من نظم الصرف موجود في المناطق التي يكون فيها صخر الأساس bedrock متجانساً, مثل طبقات من الصخور الرسوبية في وضع أفقي, أو صخور نارية أو متحولة كتلية (خالية من التطبق أو الإنفصام أو التورق).
نظام الصرف التشابكي والشعاعي
هناك نوع خاص من نظام الصرف المتعامد, يعرف بنظام الصرف التشابكي (عريشي) trellis drainage. وفي هذا النظام, تكون الروافد الرئيسية متوازية وطويلة جداً مثل شجرة العنب الممتدة على تعريشة من الخشب, والتي يصب فيها روافد أصغر متعامدة عليها ومتوازية فيما بينها. وهذا النظام من الروافد يكون شائعاً في المناطق التي تتبادل فيها مكاشف أحرف الصخور الرسوبية المطوية الصلبة مع أخرى رخوة متوازية يسهل تآكلها وتعرضها للتعرية لتكون نظام الصرف الشعاعي radial drainage وهو يتكون عندما تمتد المجاري المائية متباعدة عن بعضها البعض في نظام شعاعي من نقط مركزية مرتفعة, مثل مخروط البركان أو تركيب القبة.
نظام الصرف المتعامد
ويتكون نظام الصرف المتعامد rectangular drainage من مجاري مائية تتميز بأن المصارف الرئيسية وروافدها بها عديد من الإنحناءات المتعامدة, حيث تتبع عادة كسوراً أو فواصل في صخر الأساس تقسمه إلى كتل مستطيلة الشكل تقريباً, وهي التي تتبعها إتجاهات الوديان.
أنظمة الصرف والتاريخ الجيولوجي
تقدم العلاقة بين المجاري المائية وجيولوجية المنطقة معلومات عن التاريخ التركيبي لتلك المنطقة. فقد يتبع مسار المجرى المائي إنحدار سطح الأرض ويعرف بالمجرى الإنحداري consequent stream, بينما يقع المجرى اللاحق subsequent stream على إمتداد أحزمة الصخور الضعيفة أو يمتد في مجرى تكون نتيجة تركيب جيولوجي. ويسير على المرتفعات حيث يقطع صخور الأساس المكونة لها والمقاومة للتعرية, بدلاً من الجريان على جوانب تلك المرتفعات. ويسمى هذا المجرى ملتزماً لوجوده قبل تكون المرتفع الحالي, وأنه حافظ على مجراه الأصلي وإلتزم به علىالرغم من التغيرات في الصخور أو في طوبوغرافية المنطقة. أماالمجرى المتراكب superposed stream فإنه مجرى مائي نحت مجراه عبر مجموعة من الصخور حتى وصل إلى مجموعة أخرى تحتها تختلف في خواصها الصخرية أو التركيبية. وقد تحدد نمط الصرف الأصلي للمجرى المائي عند نحته للمجموعة العلوية وليس تبعاً للمجموعة التي ينساب الآن خلالها. فقد تكون صخور المجموعة العلوية متجانسة لتكون نظام الصرف الشجيري ثم يفرض هذا النظام على صخور المجموعة السفلية والتي قد يكون نظام الصرف بها متعامداً عند تكونه.