يعنى التسرب تحرك الماء عبر سطح التربة إلى داخلها. ويؤثر التسرب على الدفق السطحي والنباتات ونداوة التربة والبخر والنواحي الزراعية والبيئية. ومن العوامل المؤثرة على التسرب :  النفاذ السطحي خلال التربة، والنقل داخل التربة والسعة التخزينية للتربة (الحقلية) ، وخواص الطبقة النفاذية، ، وخواص السائل المتخلخل .

شكل 1 التسرب والتخلخل

تعبر سعة التسرب (Capacity) عن أقصى معدل يحدث عنده التخلخل عند سطح التربة في مدة زمنية محددة، ويقاس بالسنتيمتر على الساعة أو ما يماثلها من الوحدات عموماً يبدأ التخلخل بمعدل عال في تربة الطفال الرملي Sandy-loam ليقل بعد مدة من الزمن بمعدل مستقر . والمعدل سعة التسرب أهمية كبيرة في الزراعة، والمحافظة على التربة والمياه الجوفية والتحكم في الفيضان ، وفي المحافظة على المياه السطحية . وتبين معادلة هورتون - طريقة حسابية لتقدير منحنى سعة التسرب.

حيث :

 f= سعة التخلخل (التسرب) للزمن :

K = معدل تناقص سعة التسرب (ثابت)

f_o = سعة التسرب الابتدائية

f_c =  سعة التسرب النهائية

e  =  أساس الخوارزم الطبيعي

وبتكامل معادلة هورتون تنتج المعادلة ادناه :

حيث

F =  معدل التخلخل الكتلي للزمن :

وعند الزمن t = ما لانهاية

قياس التسرب :

تقوم أجهزة مقياس التسرب بتقدير مقادير للنوع أكثر منها للكم. ويفيد المقياس في تقدير أثر استخدام الأرض والميل، والغطاء العشبي. كما يفيد في منع تعرية التربة، وتقليل الفيضان، وتقدير المخزون الجوفي. ومن أهم الطرق المتبعة لقياس التسرب التالي :

 أجهزة مقياس التسرب Ifiltrometers :

تستخدم في منطقة جابية صغيرة أو لإجراء التجارب. ويبين شكل 2 رسم تخطيطي لمقياس تسرب بسيط يمكنه قياس توتر النداوة والتربة من درجة التشبع إلى توتر يبلغ 1 جو. يوضع الجهاز في حالة اتزان مع التربة وعندما تنخفض نداوة التربة (أدنى درجة التشبع) ينساب الماء من الكوب مما يولد ضغط سالب يظهر على المانومتر. ويمكن تقسيم أجهزة مقياس التسرب إلى مقارنات المطر Rainfall Stimulators التي تقوم بقياس المياه بطريقة تسمح بمقارنتها مع الأمطار الطبيعية، ومقياس الفيضان Flooding Type الذي يسمح بالحصول على فاقد سمت ثابت وتحليل الهيدروجراف Hydrograph Analysis لتقدير قياس التغير في الأمطار؛ وتضم تأثير عدة عوامل عملية (مثل معدل الدفق والميلان والتربة والغطاء النباتي والمخزون، وزمن الجريان). وتستخدم هذه الطريقة أحد أو عدة صيغ أساسية مثل: علاقة زمن الهطلان والدفق، وعلاقة الزمن والتكثيف وعلاقة متوسط التسرب وغيرها من المعادلات

شكل 2 جهاز قياس التسرب

يمكن تقدير سعة التسرب من منحنياتها، أو باستخدام أجهزة مقياس التسرب أو بتحليل الهيدروجراف للمنطقة، أو بتحليل منحنى الكتلة؛ كما يمكن استخدام دليل افتراضي وتقدير المعدل. وفي مثل هذه الطرق التقديرية يستخدم معدل بدلاً عن سعة التسرب باختيار قيم من أعاصير طبعيه فوق منطقة صرف حقيقية. ويمكن إيجاد علاقة بين المعدل والعوامل المؤثرة عندما توجد قيم لحالات مختلفة للمنطقة مثل : قراءة أجهزة مقياس التسرب الحلقية، ونسج التربة والغطاء النباتي وفصل السنة، وطبغرافية المنطقة، والمطر السابق وشدة العاصفة. وبالنسبة لعاصفة معينة (في منطقة لها خواص معلومة يمكن اختيار قيمة تصميمية للمعدل لإيجاد المطر الصافي. ومن أهم المعدلات المستخدمة لتقدير التسرب كمعدل متوسط أثناء مدة الزوبعة والأمطار): طريقة متوسط التسرب، وطريقة فاي، وطريقة دبليو، وطريقة النسبة المئوية للانسياب السطحي.

طريقة متوسط التسرب f_av method

 هذه الطريقة من أكثر الطرق تفصيلاً وأقربها عقلانية ومنطقاً. ويعرف متوسط التسرب بأنه: متوسط معدل التخلخل في فترة إمداد مستمر للتخلخل والتسرب. وقد تحتوي الأعاصير على عدة فترات مطرية، ومن ثم يوجد المطر الكلي لكل منها على حدة. وتماثل طريقة متوسط التسرب طريقة سعة التسرب، غير أنها أقل دقة.

معامل مؤشر فاي :index-

 معامل فاي هو معدل هطلان الأمطار (سم/ ساعة) الذي يكون بعده حجم هطلان الأمطار مساوياً لحجم الانسياب السطحي الناتج (سيل الأمطار). ويعبر دليل فاي عن متوسط معدل التسرب، ويوجد من منحنى الزمن وشدة الأمطار. ولتحديد دليل فاي لزوبعة مطرية يتم حساب كمية الدفق السطحي من الهيدروجراف، ثم يوجد الفرق بين هذه الكمية والمطر الكلي المسجل، ثم يقسم الفاقد بالتساوي عبر الزوبعة. ومن الجدير بالذكر أن قيمة دليل فاي المحسوبة لزوبعة معينة لا تسرى لغيرها ما لم تؤخذ في الحسبان عوامل المنطقة الأخرى بالإضافة للدفق السطحي .

 لحساب قيمة معامل فاي ترسم بيانياً العلاقة بين كثافة التساقط المتوسطة مع الزمن لحوض التساقط، وتعين الكثافة المطلوبة بطريقة المحاولة والخطأ بعد تحديد حجم الجريان السطحي الناتج من التساقط بحيث يتساوى التساقط الزائد مع حجم الجريان السطحي.

حجم

شكل 3  معامل فاي

مواضيع ذات صلة

المنحنى المائي الزمني (المخطط المائي أو الهيدروجراف) Hydrograph

الجريان السطحي Surface Runoff

الينابيع

قياس الانسياب السطحي

انظمة الوحدات

الوحدات الحرارية والوحدات المولية

الآبار

علاقة سمك المطر والمساحة والزمن

المياه الجوفية Groundwater

شدة هطلان المطر وفترته Rainfall intensity and duration

مطر الاعصار الصافي Net storm main

طريقـة خطـوط تسـاوي توزيـع المطـر method Isohyetal