18.16. التحليل الهيدرولوجي

ملاحظة

سنجري في هذا الدرس بعض التحليلات الهيدرولوجية. سيُستخدم هذا التحليل في بعض الدروس اللاحقة، لأنه يشكّل مثالًا جيدًا جدًا على سير عمل تحليلي، وسنستخدمه لعرض بعض الميزات المتقدمة.

الأهداف: انطلاقًا من نموذج ارتفاع رقمي (DEM)، سنستخرج شبكة مجارٍ، ونحدّد أحواض التصريف، ونحسب بعض الإحصاءات.

1. أول خطوة هي تحميل المشروع الذي يحتوي على بيانات الدرس، وهو لا يضم سوى نموذج ارتفاع رقمي.

   

2. أول وحدة يجب تنفيذها هي Catchment area (تُسمى في بعض إصدارات SAGA Flow accumulation (Top Down)). يمكنك استخدام أيّ من الوحدات الأخرى المسماة Catchment area. فهي تعتمد على خوارزميات مختلفة، لكن النتائج متماثلة في الأساس.

3. حدّد نموذج الارتفاع الرقمي في الحقل Elevation، واترك القيم الافتراضية لبقية المعاملات.

   

   تحسب بعض الخوارزميات طبقات عديدة، لكن الطبقة Catchment Area هي الوحيدة التي سنستخدمها. يمكنك التخلص من الطبقات الأخرى إن شئت.

   عرض الطبقة ليس غنيًا بالمعلومات.

   

   لمعرفة السبب، يمكنك إلقاء نظرة على المدرج التكراري، وسترى أن القيم غير موزعة بالتساوي (هناك خلايا قليلة ذات قيم عالية جدًا، وهي المقابلة لشبكة المجاري). استخدم الخوارزمية Raster calculator لحساب لوغاريتم قيمة مساحة التجميع، وستحصل على طبقة تحمل معلومات أكثر بكثير

   

4. يمكن استخدام مساحة التجميع (المعروفة أيضًا بتراكم الجريان) لتحديد عتبة لبدء المجاري. ويمكن فعل ذلك باستخدام الخوارزمية Channel network.

   • Initiation grid: استخدم طبقة مساحة التجميع وليس طبقة اللوغاريتم.

   • Initiation threshold: 10.000.000

   • Initiation type: Greater than

   

   إذا زدت قيمة Initiation threshold، فستحصل على شبكة مجارٍ أكثر تباعدًا. وإذا خفضتها، فستحصل على شبكة أكثف. وبالقيمة المقترحة، هذا ما ستحصل عليه.

   

   تعرض الصورة أعلاه الطبقة المتجهية الناتجة ونموذج الارتفاع الرقمي فقط، لكن يجب أن تكون هناك أيضًا طبقة شبكية تحمل شبكة المجاري نفسها. وتلك الطبقة الشبكية هي في الواقع الطبقة التي سنستخدمها.

5. الآن سنستخدم الخوارزمية Watersheds basins لتحديد الأحواض الفرعية المقابلة لشبكة المجاري تلك، مستخدمين جميع نقاط الالتقاء فيها نقاطَ مخرج. إليك كيف يجب أن تضبط نافذة حوار المعاملات المقابلة.

   

   وهذا ما ستحصل عليه.

   

6. هذه نتيجة شبكية. يمكنك تحويلها إلى متجهية باستخدام الخوارزمية Vectorising grid classes.

   

   

لنحاول الآن حساب إحصاءات حول قيم الارتفاع في أحد الأحواض الفرعية. الفكرة هي الحصول على طبقة تمثّل الارتفاع داخل ذلك الحوض الفرعي فقط، ثم تمريرها إلى الوحدة التي تحسب تلك الإحصاءات.

1. أولًا، لنقص نموذج الارتفاع الرقمي الأصلي بالمضلع الذي يمثّل حوضًا فرعيًا. سنستخدم الخوارزمية Clip raster with polygon. إذا حدّدنا مضلع حوض فرعي واحدًا ثم استدعينا خوارزمية القص، يمكننا قص نموذج الارتفاع الرقمي على المساحة التي يغطيها ذلك المضلع، لأن الخوارزمية تأخذ التحديد بعين الاعتبار.

   1. حدّد مضلعًا

      

   2. استدعِ خوارزمية القص بالمعاملات التالية:

      

      العنصر المحدد في حقل الإدخال هو بالطبع نموذج الارتفاع الرقمي الذي نريد قصّه.

      ستحصل على شيء كهذا.

      

2. هذه الطبقة جاهزة للاستخدام في الخوارزمية Raster layer statistics.

   

   الإحصاءات الناتجة هي التالية.

   

سنستخدم كلًّا من إجراء حساب الأحواض وحساب الإحصاءات في دروس أخرى، لنكتشف كيف يمكن لعناصر أخرى أن تساعدنا على أتمتة كليهما والعمل بفاعلية أكبر.