ما هي سرعة النهر؟

سرعة النهر:

تعرف سرعة النهر بأنها مقياس السرعة بواسطة جهاز المُسيل أو بوسائل تقليدية أخرى، حيث تعتمد سرعة الماء في الأقنية المكشوفة على عدة عوامل منها: انحدار السطح، عمق الماء، خشونة قاع المجرى، كما يمكن التعبير عن سرعة النهر بواسطة معامل تشيزي ومعادلة ماننغ.
كما يُعبّر معامل تشيزي عن سرعة الماء الجاري كناتج لنصف قطر المجرى المائي والانحدار، كما يستعاض هنا بعُمق الماء عن نصف القطر المائي. بذلك فإن جَذر ال (RS) مضروباً ب (C) يساوي (V) حيث أن (V) تمثل معدل السرعة، (R) تساوي نصف القطر المائي و S تساوي الانحدار و (C) معامل ثابت تحدده الجاذبية وعوامل أخرى تؤثر في قوة الاحتكاك.
أمّا معادلة ماننغ فتختلف عن معادلة تشيزي فيما يتعلق بالمعامل الثابت (C) وتعرف السرعة كالاَتي: (V) تساوي (1.94/n*r) مرفوعاً للأُس 2/3 مضروباً (S) مرفوعاً للأُس 1/2، حيث أن (n) معامل خشونة المجرى والذي يعتمد على طبيعة المجرى المائي ويتراوح ما بين 0.01 إلى 0.06.
فكلَّما زاد عمق الماء والانحدار زادت سرعة الجريان، بينما تعمل خشونة المجرى على خفض السرعة من خلال ما تسببه من مقاومة سطحية وتختلف سرعة الجريان في المقطع العرضي للنهر، كما تختلف من مكان لاَخر في مقطعه الطولي، ذلك على النحو التالي:

• عند دراسة خطوط السرعة المتساوية لمقطع النهر العرضي، يلاحظ أن سرعة الجريان عند السرير تكون صفراً، حيث تزداد السرعة مع الارتفاع عن السرير، كما أن معدل تزايد السرعة بهذا الاتجاه يخضع أيضاً لمدى الخلط المائي بين أجزاء الماء الأقل سرعة عند السرير والأجزاء الأعلى سرعة فوقها. وبصورة عامة، فإن سرعة الجريان تتناقص مع لوغاريتم العمق؛ ممّا يُفسّر التوزّع العمودي لسرعة الجريان. كما يقع متوسط سرعة الجريان في وسط القناة وعلى عُمق يبلغ 0.6 من المسافة الواقعة بين سطح الماء والسرير.
  
• كذلك تنخفض سرعة الجريان باتجاه الجوانب بينما ترتفع في وسط المجرى. كما أنه قد تقترب خطوط السرعة المتساوية من بعضها كما تتدنى قيمتها باتجاه ضفاف القناة، في حين تبلغ السُرعة أقصاها في وسط المجرى وعلى عمق يتراوح ما بين 0.25 _ 0.05 من مجموع عمق القناة، وفقاً لما يفرضه شكل القناة ومعامل الخشونة وتعرج المجرى.
  
• تتباين سرعة الجريان على امتداد المقطع الطولي للنهر؛ بحيث تتناقص باتجاه بيئة المصبّ لما يتعرَّض له الانحدار من تناقص حاد وزيادة في الحمولة الرسوبية العالقة، على الرغم من احتمال تزايد التصريف المائي أو عُمق القناة بنفس الاتجاه. وقد تتعرض سرعة الجريان في بعض المواقع النهرية إلى زيادة حادة؛ بسبب وجود جروف أو مُنحدرات سحيقة؛ ممّا يحوّل الجريان من حالة التدفق إلى حالة الشلال، حيث أن هذا التوزع المكاني الطولي لسرعة الجريان تحدد بشكل مباشر نوعية ومعدل نشاط الأنهار، من حت ونقل وترسيب.