الاستيعاب المائي

الاستيعاب المائي هو العملية التي يدخل من خلالها الماء على سطح الأرض إلى التربة. ويُستخدم عادة في الهيدرولوجيا وعلم التربة. وتُعرَّف قدرة الاستيعاب بأنها الحد الأقصى لمعدل الاستيعاب، ويُقاس غالبًا بالأمتار في اليوم، ويمكن قياسه بوحدات أخرى عند الحاجة. تنخفض قدرة الاستيعاب مع زيادة محتوى الرطوبة في الطبقات السطحية للتربة. وإذا تجاوز معدل الهطول معدل الاستيعاب يحدث الجريان السطحي ما لم يوجد حاجز مادي.

تُستخدم أجهزة مثل مقياس الاستيعاب والمعاملات ومحاكيات الأمطار لقياس معدلات الاستيعاب.

يحدث الاستيعاب بفعل الجاذبية والقوى الشعرية والامتصاص والانتشار الأسموزي. وتؤثر خصائص التربة في معدل الاستيعاب. وعند هطول الأمطار يمكن للماء الزائد أن يتسرب عبر التربة عبر المسام الكبيرة.

 العوامل المؤثرة على الاستيعاب المائي 

 الهطول 
يؤثر الهطول على الاستيعاب بعدة طرق. كمية ونوع ومدة الهطول جميعها لها تأثير. الأمطار تؤدي إلى معدلات استيعاب أسرع من أي نوع آخر من الهطول مثل الثلوج أو البَرَد. كلما زادت كمية الهطول، زاد الاستيعاب حتى تصل التربة إلى التشبع، عندها تتحقق قدرة الاستيعاب القصوى. كما تؤثر مدة الهطول على قدرة الاستيعاب؛ ففي البداية يكون الاستيعاب سريعًا لأن التربة غير مشبعة، ومع استمرار الهطول يقل معدل الاستيعاب مع تشبع التربة. هذه العلاقة بين الهطول وقدرة الاستيعاب تحدد أيضًا مقدار الجريان السطحي الذي سيحدث. إذا هطل المطر بسرعة أكبر من قدرة الاستيعاب، يحدث الجريان السطحي.

 خصائص التربة 
تعتبر المسامية في التربة عاملاً حاسمًا في تحديد قدرة الاستيعاب. التربة ذات المسام الصغيرة، مثل الطين، لها قدرة استيعاب أقل ومعدلات استيعاب أبطأ من التربة ذات المسام الكبيرة مثل الرمال. استثناء لهذا هو الطين في الظروف الجافة، حيث يمكن للتربة أن تتشقق وتكوّن فجوات كبيرة تزيد من قدرة الاستيعاب.

يؤثر تماسك التربة أيضًا على قدرة الاستيعاب. يؤدي ضغط التربة إلى انخفاض المسامية، مما يقلل من قدرة الاستيعاب.

يمكن أن تتطور التربة ماء-كاره بعد الحرائق، مما يقلل أو يمنع الاستيعاب بشكل كبير.

 محتوى رطوبة التربة 
التربة المشبعة بالفعل لا يمكنها استيعاب المزيد من الماء، وبالتالي يتم الوصول إلى قدرة الاستيعاب القصوى ويزداد الجريان السطحي. عندما تكون التربة مشبعة جزئيًا، يمكن أن يحدث الاستيعاب بمعدل متوسط، أما التربة غير المشبعة بالكامل فلها أعلى قدرة استيعاب.

 المواد العضوية في التربة 
تزيد المواد العضوية في التربة (بما في ذلك النباتات والحيوانات) من قدرة الاستيعاب. تحتوي النباتات على جذور تمتد في التربة وتخلق شقوقًا وفجوات، مما يسمح بالاستيعاب الأسرع وزيادة القدرة. كما تقلل النباتات من تماسك سطح التربة، مما يزيد من الاستيعاب. عند عدم وجود نباتات، يمكن أن تكون معدلات الاستيعاب منخفضة جدًا، مما يؤدي إلى زيادة الجريان السطحي والتآكل. بالمثل، الحيوانات التي تحفر في التربة تخلق شقوقًا في بنية التربة.

 الغطاء الأرضي 
يمين|تصغير|300x300بك|العلاقة بين الأسطح غير منفذة والاستيعاب
إذا كانت الأرض مغطاة بأسطح غير منفذة، مثل الرصف، لا يمكن أن يحدث الاستيعاب لأن الماء لا يستطيع النفاذ عبر السطح. هذا يؤدي أيضًا إلى زيادة الجريان السطحي. غالبًا ما تحتوي المناطق غير المنفذة على مصارف مياه الأمطار التي تصرف مباشرة إلى المسطحات المائية، مما يعني عدم حدوث الاستيعاب.

يؤثر الغطاء النباتي على قدرة الاستيعاب أيضًا. يمكن للغطاء النباتي اعتراض كمية من الهطول، مما يقلل من شدته ويقلل من الجريان السطحي. كما أن زيادة الغطاء النباتي يزيد من النَفَس النَباتي، مما يقلل من معدل الاستيعاب. فتات النباتات مثل أوراق الشجر يمكن أن تزيد من معدل الاستيعاب بحماية التربة من هطول الأمطار الشديد.

في السافانا والمناطق شبه الجافة والمروج، يعتمد معدل الاستيعاب على نسبة الأرض المغطاة بالفُتات والغطاء الأساسي للعشب الدائم. في التربة الرملية الطينية، يكون معدل الاستيعاب تحت الغطاء النباتي أعلى بتسع مرات من السطح العاري، إذ يؤدي الغطاء النباتي إلى توجيه المياه نحو جذور النباتات. 

 الانحدار 
كلما زاد انحدار الأرض، زاد حدوث الجريان السطحي، مما يقلل من معدلات الاستيعاب.

 العملية 
يمين|تصغير|334x334بك
يمكن أن يستمر عملية الاستيعاب فقط إذا كان هناك مساحة متاحة لمزيد من الماء على سطح التربة. تعتمد كمية الماء المتاحة في التربة على مسامية التربة ومعدل حركة الماء الذي تم استيعابه سابقًا بعيدًا عن السطح عبر التربة. الحد الأقصى لمعدل دخول الماء إلى التربة في ظروف معينة يُعرف بقدرة الاستيعاب. إذا كان وصول الماء إلى سطح التربة أقل من قدرة الاستيعاب، فإنه يُحلل أحيانًا باستخدام نموذج نقل الهيدرولوجيا، وهو نموذج رياضي يأخذ في الاعتبار الاستيعاب والجريان السطحي وتدفق القنوات للتنبؤ بمعدلات تدفق الأنهار وجودة المياه في الجداول.

 نتائج البحوث 
اقترح روبرت إي. هورتون أن قدرة الاستيعاب تنخفض بسرعة خلال الجزء المبكر من العاصفة ثم تميل إلى قيمة تقريبية ثابتة بعد بضع ساعات لبقية الحدث. يملأ الماء الذي تم استيعابه سابقًا الفراغات المتاحة ويقلل من القوى الشعرية التي تجذب الماء إلى المسام. قد تتورم جسيمات طين في التربة عند ابتلالها، مما يقلل من حجم المسام. في المناطق التي لا يحميها غطاء من فتات الغابة، يمكن لقطرات المطر فصل جسيمات التربة عن السطح وغسل الجسيمات الدقيقة إلى المسام السطحية حيث يمكن أن تعيق عملية الاستيعاب.

 الاستيعاب في جمع مياه الصرف الصحي 
تتكون أنظمة جمع مياه الصرف من مجموعة من الخطوط والتقاطعات ومحطات الضخ لنقل الصرف الصحي إلى محطة معالجة مياه الصرف. عندما تتعرض هذه الخطوط للتلف بسبب الانفجار أو التشققات أو غزو جذور الأشجار، غالبًا ما يحدث تسلل/تدفق مياه الأمطار. يمكن أن تؤدي هذه الحالة إلى فيضان المجاري الصحية، أي تصريف مياه الصرف غير المعالجة إلى البيئة.

 انظر أيضًا 

 تصريف (علم المياه)
 تصريف مياه الأمطار
 مستجمع مائي
 نظام الصرف المستدام
 تبخر
 تغذية المياه الجوفية
 التربة الكارهة للماء
 اعتراض (الماء)
 الموارد الطبيعية
 نفاذية (علوم الأرض)
 نظام الصرف المستدام

 المراجع 

 وصلات خارجية 

 The Experimental Hydrology Wiki Infiltration – Hood Infiltrometer

تصنيف:طبقات المياه الجوفية
تصنيف:علم التربة
تصنيف:علم التربة البيئي
تصنيف:علم المياه
تصنيف:علوم الأرض
تصنيف:فيزياء التربة
تصنيف:معالجة المياه