BASIC SEDIMENT TRANSPORT
AND RIVER MORPHOLOGY
‫اساسيات نقل الترسبات ومرفولوجيا النهر‬
STATEMENT:
IN SPATE IRRIGATION
MANAGING SEDIMENTATION IS AS
IMPORTANT AS MANAGING WATER
:‫البيان‬
‫في الري بمياه السيول ادارة الترسبات مهمة كإدارة المياه‬
RIVER MORPHOLOGY
Steep slopes and scarce
vegetation in the catchments
result in high concentration of
sedimentation in the floods
‫الميل المنحدر وندرة الغطاء الخضري في المنطقة الساكبة يرفع‬
‫تركيز الترسبات في الفيضانات‬
The upper reaches of the wadi
typically have steep slopes
and they carry a wide range
of sediments load from silts
and clays to boulders
‫االجزاء العلوية من الوادي عادة يكون الميول منحدر وتحمل‬
‫حمل واسع المجال من ترسبات مكون من الطمى والطين‬
‫الي االحجار‬
When the wadi reaches the plain
wadi beds often increase by at
least a factor 3 (sedimentation)
and sediment transport
capacity is reduced
(‫عندما يصل الوادي قيعانه المستوية غالبا يزيد العامل الثالث‬
‫الترسبات) وقدرة نقل الترسبات‬
THE WIDE FLOOD CHANNEL IN THE UPPER SECTION TYPICALLY
CONTAINS A NUMBER OF LOW FLOOD CHANNELS – THAT ARE FORMED
BY THE PRECEEDING HIGH FLOWS AND THE RECESSION FLOWS
‫في مجري فيضان الوادي العريض في االجزاء العلوية عادة يحتوي علي عدد من مجاري الفيضان‬
‫المنخفضة – التي تتشكل من التدفقات المرتفعة والتدفقات المنخفضة‬
IN THIS SECTION WADIS CAN
BE QUITE UNSTABLE AND EVEN
CHANGE DIRECTION IN A HIGH
FLOODS UNLESS THEY ARE
CONTAINED – IN THESE AREAS
EMBANKMENTS AND GUIDE
BUNDS ARE IMPORTANT
‫في هذا الجزء من الوديان تكون الوديان غير‬
‫مستقرة ومتغيرة االتجاه في الفيضانات مالم‬
‫ في هذه المناطق السدود‬- ‫يحتويهم‬
‫والحواجز الواقية تكون مهمة‬
In middle section…‫في الجزء الوسطي‬
RIVERS ARE TYPICALLY INCISED AND CONTAINED – VEGETATIVE
PROTECTION GENERALLY SUFFICES
‫يكون النهر عبارة عن شق (حز) نمطي – وعادة الحماية الخضرية كافية‬
BECAUSE
OF
SEEPAGE,
CHANNEL
STORAGE
AND
IRRIGATION
ABSTRACTIONS, FLOODS FLOW REDUCE AS THEY PASS DOWN AND THE
WADI OFTEN REDUCES IN DEPTH IN THE LOWER SECTIONS
، ‫ جريان الفيضانات تقل كلما مرة الي اسفل الوادي‬، ‫ واخذ المياه للري‬، ‫بسبب التسرب وخزن المجرى‬
‫وغالبا عمق مجري الوادي يقل في االجزاء السفلية‬
IN MANY WADIS THERE IS HEAVY SCOUR AND SEDIMENTATION
‫في كثير من الوديان نحر مرتفع وترسبات‬
• In Wadi Rima (Yemen ) measurements
showed wadi bed levels dropping 1.5 meter
and the filling again during high floods
‫• في وادي رماع (اليمن) القياسات اظهرت ان منسوب قاع الوادي ينخفض‬
‫ ) ثم يمال هذا االنخفاض خالل الفيضانات العالية‬1.5m(
• During the flood season changes in loca bed
level were on average 0.3 meter, with
peaks meeasured value is 1 meter
‫( مع اعال‬0.3m ( ‫• خالل موسم الفيضان التغير في مستوي القاع في المتوسط‬
)1m( ‫قيمة قياس‬
In some Wadis farmers try to influence the
scouring and sedimentation of the Wadi
‫في بعض الوديان المزارعين يحاولون التاثير علي النحر والترسيب قي الوادي‬
IN KHORAKAN RIVER
(KHARAN, PAKISTAN)
FARMERS TRIED TO BLOCK
THE RIVER WITH STRONG
SOIL BUNDS TO FORCE THE
RIVER BED TO COME UP
AGAIN. IT HAD BECOME TOO
DEEP AND PEAK FLOODS DID
NO LONGER, NATURALLY
SPILL OVER. THIS HAD MADE
IT IMPOSSIBLE TO CONTROL
THE HIGH FLOODS
)‫في النهر خوراكان (خوران باكستان‬
‫المزارعين يحاولون سد النهر بسدود ترابية‬
‫ هو اصبح‬.‫قوية لرفع قاع النهر مرة اخري‬
‫عميق جدا وفي الفيضانات العالية جدا لم يعود‬
‫ هذا جعل التحكم في‬.‫ ويفيض طبيعيا‬،
‫الفيضانات العالية مستحيل‬
YANDOFERO RIVER, KONSO, ETHIOPIA
OLD BED LEVEL
‫القاع القديم‬
NEW BED LEVEL
‫القاع الجديد‬
RIVER MORPHOLOGY GONE WRONG:AFTER THE CUTTING OF
A RIVERAINE FOREST THE YANDOFERO RIVER CHANGE ITS
DOWNSTREAM COURSE AND BED LEVELS DROPPED 1-3 METERS
‫ نهر ياندفور غير مجراه‬.‫مرفولوجية النهر (تشكل النهر) بعد قطع غابات النهر سار خطاء‬
)1-3 m( ‫في المنطقة السفلية ونخفض مستوي قاع النهر‬
SEDIMENT TRANSPORT
‫انتقال الترسبات‬
SEDIMENT LOADS OF 5% OF WEIGHT ARE COMMON IN FLOODS
HIGH FLOODS MAY CARRY AS MUCH AS 10%
)10%( ‫) وقد ترتفع في الفيضانات العالية الي‬5%( ‫حمل الترسبات المعتاد في الفيضانات‬
SEDIMENT SETTLES DOWN AS FLOOD
WATER LOSES SPEED
‫الترسبات تترسب بينما مياه الفيضان تفقد سرعتها‬
100
80
60
B e d m a te ria l s m a ll lo w flo w
channel
S u rfa c e s ilt
d e p o s its
% F in e r
40
20
W a d i b e d p it
s a m p le s
0 .0 0 1
0 .0 1
0 .1
1 .0
10
100
S iz e m m
FINE MATERIAL SETTLES ON THE LAND, MIDDLE FINE
MATERIAL IN FLOOD CHANNEL, COARSE MATERIAL IN RIVER BED
‫المواد الناعمة تترسب في الحقل والمواد متوسطة النعومة في تترسب قناة الفيضان‬
‫والمواد الخشنة تترسب في قاع النهر‬
WITHIN THE WADI SYSTEM A MIX INCLUDING COARSE
MATERIAL IS USUALLY FOUND IN THE UPPER SECTIONS
‫في نظام الوادي خليط يحتوي علي المواد الخشنة عادة مجودة في المقاطع العلوية للوادي‬
CLAYS AND FINE MATERIAL SETTLE MORE IN THE TAIL
‫الطين والمواد الناعمة تترسب اكثر في االطراف‬
SEDIMENT RISE CAN BE QUICK
AND EVEN PROBLEMATIC
‫ارتفاع الترسبات يكون سريع وصعب‬
Scheme
Annual rise
(mm/yr)
Wadi Zabid (Yemen)
upstream
20-50
Eastern Sudan
139
Balochistan
mountain systems
>50
Wadi Laba (Eritrea)
Upstream
8-32
Wadi Laba (Eritrea)
Middle section
6-18
Wadi Laba (Eritrea)
Downstream
5-9
The fine sediment in one irrigation may reach 15 cm height!
‫ سم‬15 ‫الرسبات الناعمة في الرية الواحدة قد يصل ارتفاعها الي‬
SEDIMENT EXCLUDERS HAVE BEEN INTRODUCED
IN A NUMBER OF MODERN SYSTEMS
‫مصفي الترسبات عمل في عدد من االنظمة الحديثة‬
SEDIMENT EXCLUDERS: SOME EXPERIENCES
‫بعض خبرات مصفيات الترسبات‬
Wadi Siham, Barquqa, Yemen
(Too small( – and sediment flushed into
command area
‫وادي سهام اليمن صغير جدا – وتنظف الترسبات الي‬
‫المنطقة المروية‬
Wadi Laba, Eritrea Too large capturing
mainly useful fine sediment too, filling
quickly and difficult to maintain with
bulldozers as surface is slushy
، ‫وادي البا ارتيريا (كبير جدا) – يرسب المواد الناعمة المفيدة‬
‫ وصعب التنظيف بالبولدوزارات كسطح موحل‬، ‫يملئ بسرعة‬
Wadi Mawr, Yemen Self flushing structure
– though farmers do not like too loose the
water. Relatively costly.
‫ ولكن‬، ‫وادي مور في اليمن منشاءة تنظف تمتيكيا‬
‫ غالي نسبيا‬، ‫المزارعين اليحبون فقدان المياه‬
Traditional mechanisms of
managing high sediment loads
‫اآلليات التقليدية إلدارة الترسبات العالية الحمل‬
Traditional systems often ‘fail in time’ and floods with high sediment loads
are not routed into the command area
‫االنظمة التقليدية تنهار في وقتها والفيضانات مع االحمال العالية من الترسبات لم توجه الي المنطقة المروية‬
In some system floods with high (and infertile ) sediments are kept out of
the command area by closing / breaking diversion structures
‫في انظمة الفيضانات التي نسبة الترسبات مرتفع وغير خصبة تؤخذ خارج المنطقة المروية بغلق او كسر‬
‫المنشآت التحويلية‬
When there is field to field irrigation and enough slope a lot of sediment
moves out of the command area with the breaking and erosion of the
field bunds
‫عند يكون االرواء بنظام من حقل الي آخر والميل كافي كثير من الترسبات تتحرك خارج المنطقة المروية‬
‫بواسطة كسر او تآكل العقمة‬
Elsewhere exces s sediment is used to raise bunds
‫ايضا في المناطق التي فيها ترسبات زيادة تستخدم لرفع العقمة‬
When fields rise – the intake is moved further upstream
‫عندما يرتفع الحقل – المأخذ يجب يتحرك الي المنطقة العلوية‬
In the worst case an area is abandoned and a new area is developed
‫في اسواء الحاالت المنطقة تترك ونطور منطقة جديدة‬