العبارة

العبارة هي بنية تُستخدم لتوجيه المياه بعيدًا عن عائق أو إلى مجرى مائي جوفي. وعادةً ما تُدفن العبارة داخل التربة، وقد تُصنع من أنبوب أو خرسانة مسلحة أو مواد أخرى. في المملكة المتحدة ، يُستخدم المصطلح أيضًا للإشارة إلى مجرى مائي طويل مدفون صناعيًا . ^{[ 1 ]}

تُستخدم العبارات المائية عادةً كمصارف عرضية لتخفيف تصريف المياه من الخنادق على جانبي الطريق، ولتمرير المياه أسفل الطريق عند مصارف المياه الطبيعية ومعابر الجداول. وغالبًا ما تكون هذه العبارات فارغة عند وجودها أسفل الطرق. كما قد تكون العبارة المائية هيكلًا يشبه الجسر ، مصممًا للسماح بمرور المركبات أو المشاة فوق المجرى المائي مع توفير مساحة كافية لتصريف المياه. وتُستخدم العبارات الجافة لتوجيه خرطوم إطفاء الحريق أسفل حاجز عازل للصوت، لتسهيل عمليات مكافحة الحرائق على طول الطريق السريع دون الحاجة إلى وضع صنابير مياه على الطريق نفسه، أو تجنب مخاطر ذلك.

تتنوع أشكال العبارات وأحجامها، وتشمل العبارات الدائرية، والبيضاوية، والمسطحة القاع، والمفتوحة القاع، والكمثرية الشكل، والصندوقية. ويعتمد اختيار نوع العبارة وشكلها على عدد من العوامل، منها متطلبات الأداء الهيدروليكي، وقيود ارتفاع سطح الماء في المنبع ، وارتفاع سد الطريق. ^{[ 2 ]}

تُعرف عملية إزالة العبارات لاستعادة مجرى مائي مكشوف باسم "إعادة فتح المجرى المائي" . وفي المملكة المتحدة، تُعرف هذه الممارسة أيضاً باسم "إزالة العبارات". ^{[ 3 ]}

يمكن بناء العبارات من مواد متنوعة، بما في ذلك الخرسانة المصبوبة في الموقع أو الخرسانة مسبقة الصب (المسلحة أو غير المسلحة)، والفولاذ المجلفن ، والألومنيوم، أو البلاستيك (عادةً البولي إيثيلين عالي الكثافة ). ويمكن دمج مادتين أو أكثر لتشكيل هياكل مركبة . على سبيل المثال، غالبًا ما تُبنى الهياكل الفولاذية المموجة ذات القاع المفتوح على قواعد خرسانية.

يؤدي إنشاء أو تركيب قناة تصريف المياه عادةً إلى إحداث اضطراب في تربة الموقع أو ضفاف المجرى المائي أو قاعه ، وقد ينتج عنه مشاكل غير مرغوب فيها مثل حفر التآكل أو انهيار الضفاف المجاورة لهيكل قناة التصريف. ^{[ 2 ] [ 4 ]}

يجب أن تكون العبارات ذات أحجام مناسبة وأن تُركّب بشكل صحيح، وأن تُحمى من التعرية والتآكل. تشترط العديد من الوكالات الأمريكية، مثل إدارة الطرق السريعة الفيدرالية ، ومكتب إدارة الأراضي ، ^{[ 5 ]} ووكالة حماية البيئة ، ^{[ 6 ]} بالإضافة إلى السلطات المحلية أو سلطات الولايات، ^{[ 4 ]} تصميم العبارات وهندستها بما يتوافق مع اللوائح والإرشادات الفيدرالية أو المحلية أو لوائح الولايات المحددة لضمان الأداء السليم والحماية من أعطال العبارات.

تُصنّف العبارات وفقًا لمعايير محددة بناءً على قدرتها على تحمل الأحمال، وقدرتها على تدفق المياه، وعمرها الافتراضي، ومتطلبات تركيبها من حيث التأسيس والردم. ^{[ 2 ]} وتلتزم معظم الجهات بهذه المعايير عند تصميم العبارات وهندستها وتحديد مواصفاتها.

يمكن أن تحدث أعطال العبارات لأسباب متنوعة تشمل أعطال الصيانة، والأعطال البيئية، والأعطال المتعلقة بالتركيب، والأعطال الوظيفية أو المتعلقة بالعمليات المتعلقة بالسعة والحجم مما يؤدي إلى تآكل التربة المحيطة بها أو تحتها، والأعطال الهيكلية أو المتعلقة بالمواد التي تتسبب في انهيار العبارات أو تآكل المواد المصنوعة منها. ^{[ 7 ]}

إذا كان الانهيار مفاجئًا وكارثيًا، فقد يؤدي إلى إصابات أو خسائر في الأرواح. غالبًا ما تنتج الانهيارات المفاجئة للطرق عن سوء تصميم وهندسة مواقع عبور العبارات، أو عن تغيرات غير متوقعة في البيئة المحيطة تتسبب في تجاوز معايير التصميم. يؤدي مرور المياه عبر عبارات صغيرة الحجم إلى جرف التربة المحيطة بمرور الوقت، مما قد يتسبب في انهيار مفاجئ أثناء هطول أمطار متوسطة الشدة. كما يمكن أن تحدث حوادث ناجمة عن انهيار العبارات إذا لم يكن حجم العبارة مناسبًا، وغمرتها مياه الفيضانات، أو أدت إلى تعطيل الطريق أو السكة الحديدية فوقها.

يعتمد استمرار عمل العبارات دون أعطال على التصميم السليم والاعتبارات الهندسية المناسبة التي تراعي الأحمال، والتدفق الهيدروليكي، وتحليل التربة المحيطة، وضغط الردم والطبقة، والحماية من التعرية. ويمكن أن يؤدي تصميم دعامات الردم غير المناسب حول العبارات إلى انهيار المواد أو فشلها نتيجة عدم كفاية دعم الأحمال. ^{[ 7 ] [ 2 ]}

بالنسبة للعبّارات القائمة التي تعرضت للتلف أو فقدان السلامة الهيكلية أو التي تحتاج إلى الامتثال لقوانين أو معايير جديدة، قد يُفضّل ترميمها باستخدام أنبوب تبطين بدلاً من استبدالها. يُعتمد في تحديد حجم أنبوب التبطين على نفس معايير تصميم التدفق الهيدروليكي المستخدمة في بناء عبّارة جديدة، ولكن بما أن أنبوب التبطين يُركّب داخل عبّارة قائمة أو أنبوب أساسي، فإن عملية التبطين تتطلب حقن الفراغ الحلقي بين الأنبوب الأساسي وسطح أنبوب التبطين (عادةً باستخدام ملاط ​​ذي مقاومة ضغط منخفضة ) لمنع أو تقليل التسرب وهجرة التربة. كما يُعدّ الحقن وسيلةً لإنشاء اتصال هيكلي بين البطانة والأنبوب الأساسي والتربة. وبحسب حجم الفراغ الحلقي المراد ملؤه، بالإضافة إلى ارتفاع الأنبوب بين المدخل والمخرج، قد يكون من الضروري إضافة الملاط على مراحل متعددة. في حال تطلّب الأمر عدة عمليات رفع، يلزم وضع خطة حقن تحدد مواقع أنابيب تغذية الملاط، وأنابيب الهواء، ونوع الملاط المستخدم، وفي حال حقن الملاط أو ضخه، يحدد ضغط الحقن المطلوب. ولأن قطر أنبوب التبطين سيكون أصغر من قطر الأنبوب الأصلي، فإن مساحة المقطع العرضي للتدفق ستكون أصغر. باختيار أنبوب تبطين ذي سطح داخلي أملس للغاية، بمعامل احتكاك هازن-ويليامز ( C) يتراوح بين 140 و150 تقريبًا، يمكن تعويض انخفاض مساحة التدفق، بل وزيادة معدلات التدفق الهيدروليكي عن طريق تقليل مقاومة التدفق السطحي. ومن أمثلة مواد الأنابيب ذات معاملات الاحتكاك العالية (C): البولي إيثيلين عالي الكثافة (150) وكلوريد البولي فينيل (140). ^{[ 8 ]}

تُساهم المعابر الآمنة والمستقرة للجداول في توفير بيئة ملائمة للحياة البرية وحماية صحة الجداول، مع الحد من التآكل المكلف والأضرار الإنشائية. ويمكن أن تُسبب العبّارات الصغيرة الحجم أو سيئة التصميم مشاكل في جودة المياه والكائنات المائية . كما يُمكن أن تُؤدي العبّارات سيئة التصميم إلى تدهور جودة المياه من خلال الجرف والتآكل، فضلاً عن تقييد حركة الكائنات المائية بين الموائل في أعلى وأسفل الجداول. وتُعد الأسماك من أكثر ضحايا فقدان الموائل نتيجةً لهياكل المعابر سيئة التصميم.

تُقلل العبارات التي توفر ممرًا كافيًا للكائنات المائية من العوائق التي تحول دون حركة الأسماك والحياة البرية وغيرها من الكائنات المائية التي تحتاج إلى المرور عبر مجرى النهر. كما أن العبارات المصممة بشكل سيئ أكثر عرضة للانسداد بالرواسب والحطام أثناء هطول الأمطار المتوسطة إلى الغزيرة. إذا لم تتمكن العبارة من تصريف حجم المياه في المجرى، فقد تفيض المياه على ضفة الطريق، مما قد يتسبب في تآكل كبير، ويؤدي في النهاية إلى جرف العبارة. ويمكن أن تتسبب مواد الجرف في انسداد المنشآت الأخرى في اتجاه مجرى النهر، مما يؤدي إلى انهيارها أيضًا. كما يمكن أن تُلحق الضرر بالمحاصيل والممتلكات. ويمكن لبنية ذات حجم مناسب وتدعيم ضفافها أن يُخففا من هذا الضغط.

يُعدّ استبدال العبارات المائية ممارسة شائعة في ترميم المجاري المائية. تشمل فوائد هذه الممارسة على المدى الطويل تقليل مخاطر الانهيار الكارثي وتحسين مرور الأسماك. وفي حال اتباع أفضل الممارسات الإدارية، تكون التأثيرات قصيرة المدى على الحياة المائية ضئيلة. ^{[ 9 ]}

ممر الأسماك

بينما تُستمد سعة تصريف العبارة من اعتبارات هندسية هيدرولوجية وهيدروليكية، ^{[ 10 ]} غالبًا ما ينتج عن ذلك سرعات عالية داخلها، مما قد يُشكل عائقًا أمام مرور الأسماك. وتُعدّ أبعاد العبارة، ولا سيما طولها وشكل مقطعها العرضي وميل قاعها، من أهمّ معاييرها فيما يتعلق بمرور الأسماك. وقد يؤثر سلوك أنواع الأسماك تجاه أبعاد العبارة وظروف الإضاءة واضطراب التدفق على قدرتها على السباحة ومعدل مرورها. ولا توجد وسيلة تقنية بسيطة لتحديد خصائص الاضطراب الأكثر صلة بمرور الأسماك في العبارات، ولكن من المعلوم أن اضطراب التدفق يلعب دورًا رئيسيًا في سلوك الأسماك. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

تتضمن التفاعلات بين الأسماك السابحة والهياكل الدوامية نطاقًا واسعًا من المقاييس الطولية والزمنية ذات الصلة. ^{[ 13 ]} وقد أكدت المناقشات الحديثة على دور حركة التدفق الثانوي ، ومراعاة أبعاد الأسماك فيما يتعلق بطيف مقاييس الاضطراب، والدور المفيد للهياكل المضطربة شريطة أن تتمكن الأسماك من استغلالها. ^{[ 11 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

تركز الدراسات الحالية حول مرور الأسماك عبر العبارات المائية في الغالب على أنواع الأسماك سريعة السباحة، لكن بعض الدراسات دعت إلى وضع إرشادات أفضل للأسماك صغيرة الحجم، بما في ذلك صغار الأسماك. ^{[ 16 ]} وأخيرًا، يُعدّ الفهم الدقيق لأنواع الاضطراب شرطًا أساسيًا لأي تصميم ناجح للمنشآت الهيدروليكية التي تُسهّل مرور الأسماك باتجاه المنبع. ^{[ 20 ]}

في السهول الساحلية لولاية كوينزلاند الأسترالية، تُشكّل الأمطار الغزيرة خلال موسم الأمطار ضغطًا كبيرًا على قنوات تصريف المياه. غالبًا ما يكون الانحدار الطبيعي لسهول الفيضانات ضئيلًا جدًا، ولا يُسمح بانخفاض كبير في مستوى المياه (أو فقدان الضغط ) داخل هذه القنوات. وقد طوّر الباحثون وحصلوا على براءة اختراع لإجراءات تصميم قنوات تصريف المياه ذات الحد الأدنى من فقد الطاقة، والتي تُنتج تدفقًا منخفضًا للمياه. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

القناة أو المجرى المائي ذو الحد الأدنى من فقد الطاقة هو هيكل مصمم وفق مفهوم تقليل فقدان الضغط. يتم تضييق التدفق في قناة الاقتراب عبر مدخل انسيابي إلى الجزء الأسطواني حيث يكون عرض القناة في حده الأدنى، ثم يتوسع في مخرج انسيابي قبل أن يُطلق أخيرًا في القناة الطبيعية في اتجاه المصب. يجب أن يكون كل من المدخل والمخرج انسيابيين لتجنب فقدان كبير في الشكل. غالبًا ما يتم خفض قاع الجزء الأسطواني لزيادة سعة التصريف.

تم تطوير مفهوم العبارات ذات الحد الأدنى من فقد الطاقة من قبل مهندس مقاطعة في فيكتوريا وأستاذ في جامعة كوينزلاند خلال أواخر الستينيات. ^{[ 24 ]} في حين تم تصميم وبناء عدد من الهياكل الصغيرة في فيكتوريا، تم تصميم واختبار وبناء بعض الهياكل الرئيسية في جنوب شرق كوينزلاند.

• الجسر – هيكل يُبنى لعبور العوائق المادية 
• جسر كلابر – جسر يتكون من ألواح حجرية مسطحة كبيرة 
• قط القناة - أسد جبلي لُقّب بهذا الاسم لقدرته على استخدام قناة لتصريف المياه لعبور طريق سريع
• مصارف مياه الأمطار – بنية تحتية لتصريف مياه الأمطار الزائدة والمياه الجوفية من الأسطح غير المنفذة للماء 
• سلم الأسماك – هيكل يسمح للأسماك بالهجرة عكس التيار حول الحواجز 
• معبر منخفض المياه – لا يمكن استخدام الطريق إلا عند انخفاض منسوب المياه 
• شبكة الصرف الصحي – أنبوب تحت الأرض لنقل مياه الصرف الصحي 
• قناة تصريف المياه - قناة تحت الأرض لتصريف المياه 
• النهر الجوفي – النهر الذي يجري كلياً أو جزئياً تحت سطح الأرض 

• قاموس أكسفورد الإنجليزي ، رقم ISBN 0-19-861212-5
• تصميم عبّارة لمرور الكائنات المائية . وزارة النقل الأمريكية، إدارة الطرق السريعة الفيدرالية

• تأثير العبارات على سمك السلمون
• صحيفة حقائق العبارات
• أداة تحليل العبارات
• دراسة تآكل العبارات المائية غير القابلة للفتح
• عبارات لمرور الأسماك ( مؤرشفة بتاريخ 25 يوليو 2010 في أرشيف الإنترنت)
• الهيدروليكا ذات الحد الأدنى من فقد الطاقة (MEL)
• منشور هندسي في مجال الهيدروليكا
• استخدام العبارات وتركيبها وتحديد أحجامها. مؤرشف بتاريخ ١١ أغسطس ٢٠١٧ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
• إرشادات تصميم العبارات
• ممر الأسماك باتجاه المنبع في العبارات الصندوقية