Page 267 - israel water resources
P. 267
חלק ב :מקורות המים הטבעיים 260
11.2נגר עילי
יחסי גשם-נגר :כ־ 70%מכמות מי הגשם בישראל מתאדים
לאטמוספרה ,כ־ 25%מחלחלים אל מי התהום ,ורק כ־ 5%זורמים
על פני השטח ונאספים בערוצי הנחלים .הזרימה העילית על פני
השטח ובערוצי הנחלים נקראת נגר עילי .הסיכויים שמי הגשם
יגרמו לנגר עילי הם אפוא נמוכים יחסית .הנגר העילי נדיר ,מאחר
שיש צורך בתנאים מיוחדים כדי שיתרחש .תופעה זו מתרחשת
רק לאחר סופות גשם בעלות עוצמה גבוהה הגורמות להצטברות
מים רבים על פני הקרקע ,שאינם מספיקים להתאדות במלואם
ואינם מצליחים להיספג בקרקע או לחלחל דרכה אל מי התהום
(גולדרייך .)1998 ,בתנאים אלו מתחילים המים לזרום במדרונות
המשופעים ובערוצי הנחלים ונוצר נגר עילי.
השיטפון ,הנקרא גם גאות ,הוא מקרה מיוחד שבו הנגר
העילי מתגבר באופן יוצא דופן .המים אינם זורמים בערוץ הנחל
בלבד ,אלא מציפים אף את השטח שמעבר לגדות .התנאים
להיווצרות הגאות הם שילוב בין מאפייני הגשם למאפייני אגן
הניקוז ( .)Sharon and Kutiel, 1986מאפייני הגשם העיקריים
הם :עוצמתו ,עוביו ,משכו והתפרסותו על פני שטח אגן הניקוז.
מאפייני אגן הניקוז החשובים הם :גודלו ,סוג הקרקע או הסלעים
החשופים על פני השטח ,מידת חדירותם למים ,שיפועי המדרונות
ומידת הרטיבות של הקרקע לפני תחילת הסופה .הסיכויים לקיום
התנאים המאפשרים הצטברות מים רבים על פני השטח והפיכתם
לשיטפון הם נמוכים מאוד ,ואכן השיטפונות המתרחשים בארץ
נמשכים שעות ספורות ולפעמים ימים מעטים בשנה בלבד ,ובכל
מקרה אזורי השיטפונות מצומצמים מאוד מבחינה גאוגרפית.
איור :11.1תחנה קבועה באפיק הירדן העליון המודדת את הספיקה מאפייני הגאות :הגאות מתוארת באמצעות כמה מדדים
בהתאם לגובה המים בערוץ (.)EXACT, 1998
כמותיים :הספיקה הרגעית ,משך זמן הגאות ונפח המים הכולל.
בה הוא מרבי .ספיקת השיא חשובה ביותר עבור תכנון גשרים בשלב ראשון נסביר את המדדים הללו ונמחיש אותם באמצעות
וסכרים ,כדי למנוע את קריסתם בזמן גאויות עתידיות .מאחר דוגמאות מנחלי הארץ .הספיקה הרגעית מוגדרת נפח המים
שקשה לחזות את ספיקת השיא ,אנו עדים מדי פעם לקריסת העובר ביחידת זמן דרך חתך לרוחב האפיק ,והיא נמדדת
בדרך כלל ביחידות של מ״ק בשנייה .שתי הדרישות המוקדמות
כביש או גשר ,בייחוד באזור הנגב ומדבר יהודה (איור .)11.2 הנחוצות להערכת הספיקה בערוץ הן ידיעת הגאומטריה
משך הזמן שבו מתרחשת הגאות מוגדר מרגע שהספיקה של חתך הזרימה והכרת התפלגותה של מהירות הזרימה
מתחילה לעלות אל מעבר לזרימת הבסיס (או מרגע שמתחילה בחתך (החיכוך עם הקרקעית גורם לחוסר אחידות במהירות
הזרימה בנחל אכזב) ועד לרגע שהספיקה יורדת חזרה לרמתה הזרימה) .הגאומטריה של הערוץ נמדדת באמצעות מכשירים
הקבועה (או להפסקת הזרימה בנחל אכזב) .הגרף המתאר אלקטרומגנטיים המועברים לרוחב האפיק ,המודדים ברציפות
את השתנות הספיקה במשך זמן הגאות נקרא הידרוגרף (איור את זמן חזרת הגלים מהקרקעית .כדי לקבוע את התפלגות
.)11.3נפח המים הכולל שזרם בערוץ במהלך הגאות מחושב הזרימה ,אפשר לטבול ַמדי זרם בכמה נקודות לרוחב האפיק,
לפי אינטגרציה של הספיקה במשך זמן הגאות ,היינו לפי השטח ובכל נקודה בכמה עומקים ,ומתוצאות אלו לחשב את הספיקה
הכוללת .כשלערוץ הזרימה גאומטריה פשוטה ,למשל מלבנית או
שמתחת להידרוגרף. טרפזית ,אפשר לחשב במדויק את התפלגות המהירויות בחתך
צורת ההידרוגרף משתנה בדרך כלל לאורך מסלול הזרימה ולדעת מהי הספיקה .במקרים אלו יש התאמה מדויקת בין גובה
מסיבות שונות .כך למשל ,הצפות מקומיות גורמות למיתון המים באפיק לבין הספיקה ,ועל כן ניתן לקבוע את הספיקה לפי
עוצמתו של הזרם במורד ,מפגש של שני יובלים מגביר את גובה המים בערוץ .תחנות מדידה קבועות הממוקמות באפיק
עוצמת הזרימה ,ומנגד ,כאשר מים מחלחלים מהאפיק אל מי הנחל מסוגלות למדוד את הספיקה ברציפות בהתאם להשתנות
התהום (או מתאדים) ,עוצמת הזרימה ונפחה קטנים .גורמים גובה המים באפיק (איור .)11.1השירות ההידרולוגי מ ַתחזק
אלו משפיעים כמובן על צורת ההידרוגרף .מודל המתאר את ברחבי הארץ עשרות תחנות מדידה שהספיקות נרשמות בהן
השתנות צורתו של ההידרוגרף לאורך מסלול הזרימה נקרא מודל
באופן רציף.
בזמן גאות ,הספיקה הולכת וגוברת עד שהיא מגיעה לשיא
מסוים ולאחר מכן היא הולכת ודועכת .כמובן ,הספיקה יכולה
לחזור ולהתגבר ושוב לדעוך ,וחוזר חלילה .ספיקת השיא היא
המדד החשוב ביותר מבחינה מעשית ,מכיוון שכוח ההרס הטמון
