الفهرس 
PROBLEM DEFINITIONOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 164 |  |  |
| | | from | 164 | | |
Abstract
يعد نهر النيل مصدر الحياة لملايين البشرو طبقاً لتقديرات شعبة الامم المتحدة للسكان سيصل عدد سكان دول حوض النيل إلي 654 مليون نسمة في عام 2030 فيما بلغ عدد السكان حوالي 372 مليون نسمة في عام 2005.
يعيش حوالي 54 % من اجمالي السكان لدول حوض النيل داخل حوض النيل.
تؤثرالظواهر الطبيعية و تغير المناخ والنمو السكاني السريع على كمية المياه التي يجلبها نهر النيل إلى البلدان المشتركة في الحوض. يواجه حوض نهر النيل مخاطر متعددة نتيجة التقلبات الحاده في المناخ والتي تؤدي بدورها إلي الجفاف وندرة المياه و مجاعات في بعض المناطق كذلك فيضانات وسيول في أجزاء أخري مما يؤدي إلي تأثيرات واضحة في معدلات تدفق المياه داخل النهر.
يعد توزيع المياه بين دول حوض النيل بصورة متكافئة ومتوازنة من أكبر التحديات التي تواجه دول الحوض. ونظراً لقيام دول المنبع بتدشين العديد من مشاريع البنية التحتية والمشاريع التنموية الكبيرة مما قد يتسبب في خفض كمية المياه الواصلة إلي دول المصب إلي جانب أن دول المصب تتمتع بمناخ جاف أو شبه جاف يتسم بقلة معدلات الأمطار كل هذه العوامل تؤدي إلي إنخفاض الموارد المائية المتاحة لدول المصب والتي تعتمد بصورة أساسية علي المياه المتدفقة عبر النهر.
مع تداخل وتشابك كل العوامل السابق ذكرها يعد من الصعب تحقيق التوازن بين الاحتياجات المائية الداخلية والإلتزامات الإقليمية ولتحقيق ذلك يتطلب دراسة مستفيضة لهيدرولوجيا نهر النيل إلي جانب تمثيل النهر والعوامل المؤثرة عليه من خلال نموذج يأخذ في الإعتبار معظم العوامل المؤثرة.
في إطار استخدام برامج التحليل والمحاكاه الحديثة والمستخدمة في إدارة الأحواض فأنه يمكن الإستعانة بصور الأقمار الصناعية وتقنية الاستشعار عن بعد إلي جانب برامج نظم المعلومات الجغرافية في تمثيل حوض النيل بطرق أكثر دقة وتمثيلاً للواقع.
2. الهدف من الدراسة
يتطلب فهم النظام الهيدرولوجي لحوض النيل توافر بيانات دقيقة وكثيفة تمثل خصائص الحوض والتي من الصعب قياسها أو تقديرها، لذا يمكن الإستعانة بالبيانات المتوافرة باستخدام تقنيات الاستشعار عن بعد والتي تعتبر بدورها وسيلة واعدة للتغلب علي الإمتداد الجغرافي لمناطق الدراسة الي جانب عدم القدرة علي الوصول إلي بعض المناطق كأماكن المستنقعات والمناطق الوعرة. وتتمثل المشكلة في كيفية تمثيل الحوض بصورة شبه واقعية بإستخدام تقنية الإستشعار عن بعد واحد النماذج الهيدرولوجية.لذا كان الهدف الرئيسي من الرسالة هو وضع منهجية لمحاكاة السريات السطحي لحوض النيل الشرقي معتمداً علي تقنيات الإستشعار عن بعد كمدخلات للبيانات الميتيورولوجية وكبديل لبيانات محطات الأرصاد إلي جانب البيانات الوصفية المتاحة للحوض للحصول علي التمثيل الأدق للحوض ومحاولة إيجاد طرق مثلي للإدارة المتكاملة للحوض. كما تهدف الرسالة إلي تقدير كمية المياه الواصلة عند مخرج كل حوض من أحواض الدراسة. يجب تطبيق هذه المنهجية علي الأحواض الفرعية المختلفة لحوض النيل وعلي سبيل المثال حوض النيل الشرقي كخطوة مبدئية لعمل نموذج محاكاة يمكن تطبيقة علي الحوض بالكامل في أبحاث أخري مستقبلية، والذي سيساعد بدوره دول الحوض بدمج وتكامل جميع الخطط القومية للدول للحصول علي إدارة متوازنة للمصادر المائية تحقق التوازن بين الإحتياجات الداخلية للدولة والإلتزامات الإقليمية.
3. منهجية العمل
تعتمد الرسالة في منهجية العمل علي محورين رئيسيين الاول هو تمثيل الأحواض محل الدراسة في صورة شبكة ثنائية الأبعاد والتي تتيح إمكانية تعيين قيم مختلفة للمعاملات المؤثرة في المحاكة في محاولة للحصول علي محاكاة أقرب إلي الطبيعة وتم الإعتماد علي بيانات نموذج الإرتفاعات الرقمية بدقة مكانية 90 *90 مترلإستنباط مسارات المياه في منطقة الدراسة عن طريق حساب إتجاهات السريان والكميات التراكمية للمياه والتي اُستخدمت إلي جانب إحداثيات نقطة المخرج لكل حوض في تحديد الحدود الهيدرولوجية لحوض نهر عطبرة وحوض نهر السوباط وبناءاٌ علي البيانات السابق ذكرها تم تشكيل شبكة لتمثيل الحوض تم إستخدامها لتعيين قيم مختلفة للمعاملات التي تستخدم في المعادلات الرياضية المستخدمة في المحاكاة للظواهر المختلفة والتي تعتمد علي التغير في نوع التربة والتغير في إستخدامات الأراضي.
الثاني الاستفادة من بيانات صورة الأقمار الصناعية والتي تمثل اضافة نوعية في البيانات المستخدمة في كافة المجالات حيث تم الاستعانة ببيانات الأقمار الصناعية الخاصة بالأمطار كأحد المدخلات علي نموذج المحاكاة المستخدم وذلك للتغلب علي عدم توافر البيانات الميتورولوجية بصورة كافية وفي المناطق التي يصعب الوصول اليها نظراً لطبيعتها الوعرة أومناطق المستنقعات والغابات وفي حالات عدم إمكانية الوصول للمنطقة لأسباب الحروب والظروف الأمنية. تم الإعتماد علي بيانات الأقمار الصناعية المنتجة بواسطة وكالة ناسا والتي تمثل توزيع الأمطار بصورة يومية علي منطقة الدراسة واعتبارها المدخل الرئيسي في نموذج المحاكاة المستخدم.
وقد اعتمدت الرسالة علي عدة خطوات مترابطة يمكن تلخيصها فيما يلي :
• جمع الدراسات والأبحاث العلمية في الموضوعات المتعلقة بموضوع البحث ودراسة الاساليب والطرق المختلفة المستخدمة في نمذجة السريان السطحي وبعض الدراسات والابحاث الخاصة باستخدام صور الاقمار الصناعية في هذا المجال
• تم تحديد منطقة الدراسة وتجميع البيانات الهيدرولوجية وصور الاقمار الصناعية وبيانات التربة واستخدامات الاراضي لمنطقة الدراسة الي جانب مجموعة من البيانات الوصفية التي تساعد علي فهم طبيعة المنطقة, كما تم تجميع بيانات محطات قياس التصرفات عند مخرج حوض العطبرة وحوض السوباط
• تحليل البيانات المتاحة والتي تم من خلالها تحديد فترة الدراسة
• إدخال بعض البيانات داخل النموذج الرياضي لاتمام عملية المعايرة للنموذج المستخدم تلا ذلك تطبيق النموذج علي كامل فترة الدراسة (2001-2015) وتحليل النتائج ثم وضع الخلاصة والتوصيات.
4. أهم النتائج
تحليل بيانات الأمطار
بتحليل بيانات الامطار بالنسبة لحوض نهر عطبرة وجد أن عام 2014 يمثل أعلي قيمة للأمطار المتساقطة والتي تقدر بحوالي 187.6 مليون متر مكعب في حين أن عام 2004 يمثل أقل كمية أمطار متساقطة وتقدر بحوالي 72.9 مليون متر مكعب وتبلغ كمية الأمطار المتساقطة كمتوسط للأعوام 2001- 2015 حوالي 120.98 مليون متر مكعب.
بالنسبة لحوض نهر السوباط يمثل عام 2006 أعلي قيمة للأمطار المتساقطة والتي تقدر بحوالي 314.9 مليون متر مكعب في حين أن عام 2005 يمثل أقل كمية أمطار متساقطة وتقدر بحوالي 181.8 مليون متر مكعب وتبلغ كمية الأمطار المتساقطة كمتوسط للاعوام 2001- 2015 حوالي 237.5 مليون متر مكعب.
تحليل قيم التصرفات المحسوبة من خلال نموذج المحاكاة المستخدم
تم تجميع بيانات الأمطار المتاحة من خلال صور الاقمار الصناعية وتطبيق نموذج المحاكاة المستخدم لحساب التصرفات عند محطة العطبرة ك3 عند مخرج الحوض وأظهرت نتائج المحاكاة قيم أعلي نسبياً من قيم قراءات محطة قياس التصرفات للاعوام 2001, 2004 , 2007. في حين أظهرت نتائج نموذج المحاكاة قيم أقل من القراءات للاعوام 2001, 2007. إلا أن عام 2004 أظهر شبه تطابق بين التصرفات المحسوبة (8 مليار متر مكعب) وقراءات محطة قياس التصرفات (7.79 مليار متر مكعب).
وبمحاولة ربط بيانات الامطار المستنتجة من صور الأقمار الصناعية مع بيانات التصرفات المقاسة عند محطة عطبرة ك3 نجد أن السنوات 2001, 2005 , 2008 شهدت تقريباً نفس معدلات تساقط الامطار إلا أن محطة قياسات التصرفات للعام 2001 قد سجلت قيم تصل الي ضعف ما سجلته المحطة في الاعوام 2005, 2008 مما يشير إلي ضرورة التأكد من كفاءة أجهزت القياس في محطات قياس التصرفات.
تلاحظ من تحليل النتائج زيادة معامل نسبة تساقط الامطار بالنسبة للتصرفات الواصلة عن مخرج الحوض الي 15.13 % عام 2006 بعد أن سجل حوالي 10.98 % عام 2004.
أما بالنسبة لحوض نهر السوباط فأنه من الضروري إيجاد مصادر لبيانات محطات الارصاد عند مخرج الحوض حيث توجد محطة قياس التصرفات المعروفة باسم محطة حاة ديوليب وذلك لامكانية مقارنتها مع نتائج نموذج المحاكاة حيث أنه لم نستطع الحصول علي البيانات المطلوبة الا للعام 2009 وهو ما يتعذر معه تحليل نتائج نموذج المحاكاة المستخدم.
5. الخلاصة
يهدف البحث المقدم الي فهم وتمثيل استجابة أحواض الانهار للدورة الهيدرولوجية ممثلة في عملية تحويل الامطار لسريان سطحي وذلك باستخدام نموذج محاكاة ثنائي الابعاد وذلك لحوضي العطبرة والسوباط. تم استخدام مجموعة من صور الاقمار الصناعية كمدخلات لنموذج المحاكاة المستخدم وذلك بدلا من استخدام الاساليب التقليدية في ادخال بيانات الامطار في صورة سلسلة من البيانات والتي تمثل قراءات محطات الارصاد. في هذا البحث تم استخدام بيانات الامطار ذات التوزيع الجغرافي في صورة شبكة ثنائية الابعاد. تم دراسة حوض نهر العطبرة وحوض السوباط كمنطقتي دراسة داخل حوض النيل الشرقي الواقع في دول السودان وجنوب السودان واثيوبيا. تم استنتاج التصرفات عند مخرج حوض نهر العطبرة ونهر السوباط. لتطبيق نموذج المحاكاة المشار اليه تم استخدام مجموعة من البيانات الجغرافية مثل صور الاقمار الصناعية الممثلة للامطار, نموذج الارتفاعات الرقمية, خرائط لتصنيف التربة, خرائط استخدامات الاراضي وذلك لاستنتاج السريان السطحي الناتج عن تساقط الامطار. تم تمثيل جميع المدخلات في صورة شبكة بدقة 8 كم * 8 كم. يقوم نموذج المحاكاة المستخدم بتمثيل مسارات المياه من خلية الي خلية وذلك عن طريق مجموعة من المعادلات الرياضية المعقدة. تم استخدام بيانات محطات قياس التصرفات لمعايرة وتدقيق النموذج المستخدم وذلك علي مدار فترة الادراسة التي تمتد من عام 2001 الي عام 2015.