وإليك كيف يمكن للهندسة أن تساعد في استعادة دلتا البحيرات

إعادة تشكيل مصبات الأنهار في بيئة البحيرة: النهج الثوري الذي يبدأ من التجربة الفاضلة لمصب نهر رويس

دلتا البحيرة: الدراسة التي أحدثت ثورة في مشاريع الترميم
إعادة تشكيل مصبات الأنهار: كيف تغيرت دلتا رويس من عام 1937 إلى عام 2022 (الصورة: © Swisstopo/EPFL)

Il دلتا رويستقع على الشاطئ الجنوبي لبحيرة لوسيرن، وهي اليوم محمية طبيعية بها مسطحات مائية ضحلة حيث تتعايش النباتات والحيوانات والسباحون في وئام.

الستة الجزر الساحلية وهي مصنوعة من الحصى المستخرج لبناء نفق غوتهارد للسكك الحديدية، الذي تم افتتاحه في عام 2016، وهي الآن وجهة لا يمكن تفويتها لأولئك الذين يزورون قلب سويسرا، وخاصة في فصل الصيف.

ومع ذلك، فإن مصب نهر رويس في بحيرة لوسيرن، لم يكن الأمر هكذا دائمًا. إنها نتيجة لمشروع طويل من قبل إعادة طبيعة الدلتا، التي أنشئت بموجب قانون اتحادي في عام 1985، والتي أصبحت مثالا جيدا لكيفية استعادة النظام البيئي الطبيعي، وتعزيز التنوع البيولوجي والمساعدة في حماية الساحل، دون التدخل في الاحتياجات التنموية للمنطقة.

الكسندر فورييه، وهو طالب هندسة بيئية في EPFL، قام بدراسة أعمال الترميم عند مصب نهر رويس بعمق وطور طريقة جديدة ل تصنيف دلتا البحيرة بدءًا من بعض المعايير البسيطة التي تسمح لنا بتحديد المناطق الأكثر ملاءمة لمشاريع الترميم المستقبلية.

في لوسيرن ، أول لجنة أخلاقيات سويسرية لمشاريع المدينة الذكية
بحيرة شتشيتسين هي "البحيرة المهددة لهذا العام" لعام 2024.

دلتا رويس كمثال لترميم مصبات الأنهار
تعد دلتا رويس اليوم محمية طبيعية وواحدة من الوجهات السياحية الأكثر شعبية في وسط سويسرا، لكنها لم تكن دائما هكذا (الصورة: Flyout/Wikipedia)

دلتا رويس: من موطن مهدد بالانقراض إلى مثال جميل لإعادة الطبيعة

Il دلتا رويس، مع جزر الاستحمام المرصوفة بالحصى في سان جوتاردو، أصبحت مرة أخرى جنة لمحبي الطبيعة: بين فلولين وسيدورف، وهو امتداد البحيرة الذي اتسم حتى بداية الثمانينات بظواهر مثيرة للقلق مثلتآكل شواطئ البحيرة ويعد الافتقار إلى نظام فعال لإدارة مخاطر الفيضانات اليوم أحد الوجهات السياحية الأكثر شعبية في كانتون أوري.

وهناك المزيد: بحسب آخر الرصد، بين عامي 2011 و2020 أنواع الأسماك في الحوض فقد ارتفع عددها من 11 إلى 20، كما زاد عدد الأنواع أيضًا الزواحف والطيور والحشرات والنباتات التي تسكن بحيرة لوسيرن.

دلتا رويس، وهو طريق قديم للإمبراطورية يستخدم للملاحة وعائمة الأخشاب، هو أ مثال على ترميم دلتا البحيرة أن ألكسندر فورييه درس كطالب هندسة بيئية في جامعة كلية الهندسة المعمارية والهندسة المدنية والبيئية (ENAC) من EPFL.

بالنسبة لمشروع الماجستير الخاص به، الكسندر فورييه درس العمليات المورفولوجية في دلتا البحيرة. يشرف عليها جيوفاني دي سيزار، المدير التشغيلي لمنصة البناء الهيدروليكية EPFL، مارينا لوناي من شركة Gruner الهندسية، e ستيفاني أندريه من قسم البيئة في كانتون فود، طورت دراسة فورييه منهجًا يمكنه تبسيط الدراسات الأولية بشكل كبير لإعادة تشكيل مصبات البحيرات.

الفن الرقمي وأسطورة... وحش بحيرة لوغانو
إيكو أتلانتيك سيتي: المدينة الفضائية عادت للظهور من الماء

رويس: إعادة طبيعة الدلتا في مركز دراسة ثورية
منظر لدلتا رويس يعود تاريخه إلى عام 1931: أدى الأنثروبولوجيا في المنطقة إلى تراجع خط الشاطئ بأكثر من 100 متر (الصورة: والتر ميتلهولتزر/ مجموعة المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا في زيورخ/ ويكيبيديا)

استراتيجية جديدة صُنعت في سويسرا لترميم دلتا البحيرات

وفي عام 2011، وافقت سويسرا على تعديل القانون قانون حماية المياه مما يجعلها إلزامية - ترميم الممرات المائية مثل الأنهار والجداول مما أدى إلى تنفيذ خطط معقدة لاستعادة مجاري الأنهار الرئيسية في البلاد، بما في ذلك نهر رويس.

وعلى أساس هذه اللائحة، تم استعادتها فقط في كانتون فود منذ عام 2014 وحتى اليوم أكثر من 40 كيلومترًا من الممرات المائية.

وينطبق القانون السويسري أيضا على شواطئ البحيرات و دلتا البحيرة، والسياقات البيئية الغريبة والأنثروبية للغاية، والتي تفرض تحديات شاقة مثل تلك التي سيتم لعبها على ضفاف نهر النيل. بحيرة جنيفحيث لا يزال 3% فقط من الشواطئ في حالتها الطبيعية.

يمكن الآن الاعتماد على المشروع السويسري لإعادة طبيعة دلتا البحيرات طريقة التصنيف الجديدة مما يعد بتبسيط مراحل الدراسة الأولية للأحواض بشكل كبير، من أجل التعرف عليها المنافذ الأكثر ملاءمة لإعادتهم إلى حالتهم الطبيعية، حتى ولو تتغير بشدة بسبب النشاط البشري.

لقد طور المهندسون من EPFL والمنظمات الشريكة نهجًا جديدًا لاستراتيجية التعافي، والذي يعتمد على اثنين من المعلمات الهندسية البسيطة، أي انحدار المجرى المائي عند المنبع وزاوية فتح الدلتا.

نتائج الدراسة نشرت بتاريخ "الهندسة البيئية"وعد بفتح موسم جديد في عملية إعادة طبيعة مصبات الأنهار التي تصب في أحواض البحيرات.

جسر تجريبي للمراقبة المستمرة للنهر
صيد الحمض النووي في الأنهار السويسرية لدراسة التنوع البيولوجي

دلتا البحيرة: ترميم مصب نهر رويس
في عام 1850، كانت زاوية فتح دلتا رويس تبلغ 85 درجة، ولكن مع بناء السدود وغيرها من أشكال الأنثروبولوجيا، تحول الفم إلى خط مستقيم: اليوم عاد إلى فتحة قدرها 60 درجة (الصورة: أوويلينو / ويكيبيديا)

قم بتصنيف دلتا البحيرات بمعلمتين فقط واحصل على الأفضل

وكما قرأنا في الدراسة فإن ما يقترح هو أ نهج منهجي جديد قادر على "تحديد إمكانية استعادة حالة شبه طبيعية للدلتا باستخدام منحدر من المجرى المائي المنبع وزاوية الافتتاح من الدلتا".

ستسمح دراسة هاتين المعلمتين للمهندسين بتصنيف الدلتا وتحديد الشكل المثالي للفم من النهر دون الحاجة إلى أن تأخذ في الاعتبار المعلمات المورفولوجية للبحيرة في اتجاه مجرى النهر. علاوة على ذلك، نقرأ في الورقة النهج الجديد “سوف يساعد تحديد المساحة المطلوبة حتى يتمكن المجرى المائي من القيام بوظائفه الطبيعية".

تم التطبيق على دراسة الحالة دلتا رويس، يمكن استخدام الطريقة الجديدة كدراسة أولية لتحديد ما إذا كان من الممكن، بناءً على المساحة المتاحة، تحسين الديناميكيات المورفولوجية للدلتا واستعادة حالتها غير البشرية.

"استعادة هذه الدلتا يعني فتح السدود و خلق مساحة للتنمية من سلسلة من الموائل القادرة على دعم التنوع البيولوجي"، يشرح فورييه. "ويعني أيضًا السماح للأنهار بالتدفق مرة أخرى إلى دلتا البحيرات، والتي تتمتع جميعها بديناميكياتها الخاصة".

"وهذا من شأنه أن يسمح بترسب الرواسب التي تحملها مياه النهر عند المصب، مما يساعد على منع التآكل الناجم عن الأمواج وتيارات البحيرة."، يشرح المؤلف.

على سبيل المثال، يتابع فورييه: "تسبب الأنثروبولوجيا في دلتا رويس في حدوث تراجع خط الشاطئ بأكثر من 100 متر".

ميثاق من أجل الكوكب: الرؤية الذكية الكاملة لمجلس الاتحاد الدولي لكرة القدم بشأن المناخ
إن إعادة تخزين الأسماك لا ينقذ التنوع البيولوجي للمياه السويسرية

ترميم مصبات البحيرة لديه أداة جديدة
يُظهر الرسم البياني لدراسة حالة رويس التأثير البشري على دلتا النهر: المثلث يتوافق مع الحالة الأولية قبل القرن التاسع عشر، والمربع يمثل حالة ما بعد الأنثروبولوجيا، والدائرة تمثل الوضع بعد الترميم (الصورة: ألكسندر فورييه وآخرون، البيئة الهندسة، 19)

طريقة تصنيف جديدة تمامًا لدلتا الأنهار

وقد حدد المهندسون أربعة أنواع مختلفة من التشكل، جزئيًا من خلال البحث في الأدبيات وجزئيًا من خلال تطبيق طريقتهم على ما يقرب من 200 دلتا بحيرة في جميع أنحاء العالم.

ولتحقيق هذه الغاية، استخدموا الصور المتاحة على برنامج Google Earth والصور الطبوغرافية الجوية التي يعود تاريخها إلى عشرينيات القرن الماضي، والتي قام بتجميعها موظفون عموميون سويسريون.

سمحت هذه الصور للمهندسين بالعودة بالزمن والرؤية التغيرات في دلتا الأنهار متابعة مشاريع التطوير اللاحقة: على سبيل المثال، في عام 1850، كان لدلتا رويس زاوية فتح قدرها 85 درجة، ولكن مع بناء السدود وغيرها من أشكال الأنثر التي تحولت الدلتا إلى خط مستقيم.

انتهى مشروع الترميم الأول في التسعينيات، مما أعطى النهر مساحة أكبر بكثير.

اليوم للدلتا زاوية فتح تبلغ 60 درجة. "توضح دراسة الحالة هذه للخبراء كيف يمكن إعادة الدلتا إلى أقرب ما يمكن إلى حالتها الأصلية، مع الأخذ في الاعتبار القيود الحديثة المرتبطة بالنمو السكانيوالتنمية الحضرية والزراعة بالقرب من مصب النهر"، يشرح جيوفاني دي سيزار.

"نهج الكسندر هو نقطة تحول حقيقية"يقول دي سيزار، "لماذا هذا النوع من التصنيف لم يسبق أن فعلت ذلك من قبل لدلتا الأنهار".

الدبلوماسية العلمية: سويسرا-الدنمارك، وما بعدها...
مدينة العرفان: المشروع الحضري المستدام المبتكر في عمان

الدراسة السويسرية التي تصنف الدلتا بمعلمتين
ألكسندر فورييه وجيوفاني دي سيزار يقومان بقياسات على دلتا نهر تشامبرون، على ضفاف بحيرة جنيف (الصورة: آلان هيرزوغ/EPFL)