تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

تعتبر المنشآت المائية من أهمّ المنشآت الهندسية التي تُدرس وتُصمّم من قبل المهندس المدني، وتندرج تحت قسم الهندسة المائية، وتتناول دراسة السدود، والعبارات، والأحواض المائية، والهدارات. تعدُّ الهدارات جزءاً من السدود، وهي عبارةٌ عن سدودٍ صغيرة الحجم يتمُّ وضعها على الجداول والأنهار للتحكم بالتدفق المائي، والسيطرة على مستوى المياه، وذلك بهدف الحصول على عده فوائد منها: المقدرة على تخفيف الآثار الضارة الناتجة عن الفيضانات، أو من أجل الاستفادة من الطاقة المائية لتشغيل المطاحن.

مع تطور التكنولوجيا، ووجود كميةٍ كبيرةٍ من المياه في بعض المناطق والبلدان اتجه العلم الهندسي لفكرة السدود الكبيرة، والتي تُستخدم كخزاناتٍ للمياه تخضع للتحكم الهيدروليكي، وبالتالي توجد الهدارات في حالة السدود الكبيرة ضمن هيكل السد في داخله، حيث يتألف السد من جسم يحجز خلفه مجرى مائي ومن الأمام بحيرة، فيتمّ بناء الهدار في وسط السد ليمرر الماء الفائض في حال الفيضانات من بحيرة السد إلى خلف السد.

وبالتالي من الناحية الهندسية يعرّف الهدار بأنه جدارٌ بيتونيٌّ مائل ينساب، وينهدر الماء من فوقه في حال عدم استيعاب المقدرة التصميمية لبحيرة السد المياه الناتجة عن الفيضانات، أو العواصف المطرية بحيث يمرر هذه المياه عن طريقه إلى المجرى المائي، وتعتبر الهدارات من أكثر المنشآت المائية استخداماً وانتشاراً، وأكثرها سهولة. ^[1]

وظائف الهدارات

تتجلى وظائف الهدارات في كلا الحالتين سواءً أكانت سدوداً صغيرة الحجم أو في حال كان الهدار مفيض داخل جسم السد بما يلي: ^{[2] [3]}

1- تستخدم الهدارات كأجهزة قياسٍ من أجل حساب معدل حجم تدفق المياه، ومن هنا نستطيع تحديد الضاغط المطلوب.

2- تستخدم من الناحية الطبيعية من أجل تحسين ملاحة الأنهار، والتي تنعكس على حركه القوارب.

3- من أهمّ وظائف الهدارات القدرة على تنظيم مستويات المياه، والحدّ من حدوث الفيضانات.

4- تقوم الهدارات بالمساهمة من الناحية الزراعية، حيث المياه الزائدة عن الفيضانات يتمّ تنظيمها وتصريفها من أجل ريّ الأراضي الزراعية.

العيوب الناتجة عن الهدارات

ولكن رغم الأهداف والمزايا العديدة لا بدّ من وجود بعض العيوب والعوائق الناتجة عن وجود الهدارات: ^[4]

1- التأثير السلبي الكبير على الأنهار من حيث تغير الشكل وتشكل رواسب.

2- التأثير البيئي على الحيوانات المحلية المائية، كالأسماك، وعلى الموائل البيئية، كالطحالب، وغيرها من النباتات.

3- قد يحتاج إلى صيانةٍ مستمرة، وهذا يخلق تحدياً كبيراً من حيث التكلفة، والمقدرة على صيانته.

4- الهدار الخرساني يحجز مساحةً كبيرةً داخل السد الركامي ما يزيد من كلفه الإنشاء.

ما هو الفرق بين الهدارات والسدود الكبيرة؟

1- الهدارات

1- من الناحية الاقتصادية تعدُّ الهدارات منخفضة التكلفة في حال كانت بديلاً عن السدود الكبيرة.

2- ليس لديها السيطرة الكافية على تدفق المياه دون إمكانية وجود بوابات.

3- لا يمكن التحكم والسيطرة على الطمي (الطمي هو الأتربة الناعمة الناتجة عن انجراف هذه الأتربة مع حركة الماء عند المنبع).

4- لا يوجد إمكانية لوجود جسر أو سكة حديدية فوق سطح الهدار.

2- السدود الكبيرة

1- السدود الكبيرة من الناحية الاقتصادية تعدُّ ذات تكلفةٍ عالية.

2- بفضل البوابات التي ترافقها تتمتع السدود بمقدرةٍ كبيرةٍ على التحكم بتدفق المياه.

3- يمكن التعامل بواسطة البوابات مع الطمي المتشكل.

4- في حال الضرورة يمكن الربط ما بين سطح السد مع سكة أو طريق أو جسر، ولكن بشرط تحقق الاقتصادية، والتوفير في التكلفة. ^[5]

ما هي أنواع الهدارات؟

يتمُّ تصنيف الهدارات وفقاً لعدة معايير: ^{[3] [5]}

1- أنواع الهدارات على حسب شكل الفتحة

 لدينا عدة أشكال:

هدارات ذات فتحةٍ مستطيلة

تعدُّ هذه الهدارات قياسيةً نموذجيةً من أجل القنوات ذات التدفق المائي الكبير.

هدارات ذات فتحةٍ مثلثية

يعرف هذا الهدار بأن فتحته ذات شكلٍ مثلث عكسي V، تعدّ هذه الهدارات مثاليةً جداً، وتستخدم في المخابر حصراً لقياس تفريغ التدفقات الصغيرة بدقةٍ عالية من أجل الغزارات الصغيرة.

هدارات ذات فتحةٍ على شكل شبه منحرف

يكون شكل الفتحة شبه منحرف، وهو هدارٌ معدّلٌ عن الهدار المستطيل، وفي هذا النوع من الهدارات يتمُّ حساب تصريفها الإجمالي من خلال حساب التصريف للهدار المستطيل، والمثلث، والجمع بينهما، ويعدّ شكلها مناسباً جداً من أجل أقنية الري.

هدارات ذات فتحةٍ دائرية

وتكون هذه الهدارات مناسبةً جداً لأقنية الصرف الصحي بسبب شكلها الدائري.

2- أنواع الهدارات حسب القمة

هدارات عريضة القمة

وهي هدارات تعدُّ الخيار المناسب للتدفقات المائية الكبيرة، حيث يمكن فيها قياس العمق الحرج، وتعدّ مناسبةً لمستويات المياه المنجرفة، ويتمّ بناؤها من الخرسانة المسلحة.

هدارات حادة القمة

تسمح هذه الهدارات بخروج وتدفق الماء وفق القمة الحادة، حيث يأخذ الماء شكل الشلال.

هدارات ذات قمة منحدرة

يتمُّ استخدام هذه الهدارات لتخزين التدفقات المائية، حيث ينساب شكلها، فالقمه مرتفعة وتهبط بشكلٍ مكافئ وانسيابي إلى القاع، وتكون المسافة بينهما لا تتعدى ثلاثة أمتار، ويعدّ هذا النوع مناسباً للأساسات الرملية.

3- أنواع الهدارات حسب المقطع الطولي

1- هدارات قائمة شاقولية.

2- هدارات مائلة.

3- هدارات جانبية.

4- أنواع الهدارات حسب الدراسة الهيدروليكية

وهنا نقصد بالدراسة الهيدروليكية أي ارتفاع الماء، حيث يقسم إلى:

1- هدار مغمور، وعندها يكون ارتفاع الماء خلف الهدار أعلى من عتبة الهدار.

2- هدار غير مغمور، ويكون ارتفاع الماء خلف الهدار أخفض من عتبة الهدار.

جميع الهدارات السابقة تكون منفذةً من الخرسانة، ولكن يوجد نوع واحد ينفذ من الصخر، ويسمّى بالهدار الحجري، حيث جسم الهدار يكون من الأسفل للأعلى، وحجاره وصخوره جافة.