ما هي الطريقة النسبية؟
تُعد الطريقة النسبية (Rational Method) الأسلوب الأكثر شيوعًا في الهندسة المدنية وهندسة تصريف مياه الأمطار لتقدير معدل الجريان السطحي الأقصى من مساحة صرف صغيرة (تقل عادةً عن 200 فدان / 80 هكتارًا). وهي تربط التدفق الأقصى Q بثلاثة عوامل: معامل الجريان عديم الوحدة C، وشدة هطول المطر i، ومساحة الحوض A، من خلال العلاقة البسيطة \(Q = C \cdot i \cdot A\).
كيفية استخدام الحاسبة
اختر نظام الوحدات أولًا، ثم أدخل القيم الثلاث. في الوحدات الأمريكية، تُقاس i بالبوصة في الساعة وA بالفدان، مما يعطي Q مباشرةً بالقدم المكعب في الثانية (cfs) لأن معامل التحويل يقارب 1.008. أما في الوحدات الدولية (SI)، فتُقاس i بالمليمتر في الساعة وA بالهكتار، ويُقسَّم الناتج على 360 ليعطي Q بالمتر المكعب في الثانية.
شرح المعادلة
يمثل معامل الجريان C نسبة مياه المطر التي تتحول إلى جريان سطحي: نحو 0.10–0.30 للمروج والحدائق، و0.40–0.60 للمناطق السكنية، و0.70–0.95 للأسطح المرصوفة أو التجارية. وتُؤخذ شدة المطر i من منحنى الشدة–المدة–التكرار (IDF) للعاصفة التصميمية، باستخدام مدة تساوي زمن التركيز. وبضرب هذه القيم في المساحة نحصل على التدفق الأقصى اللحظي.
مثال محلول
موقع تجاري مساحته 5 أفدنة، معامله C = 0.70 وشدة المطر التصميمية 2.5 بوصة/ساعة. إذًا $$Q = 0.70 \times 2.5 \times 5 = 8.75 \text{ cfs}.$$ وفي الوحدات الدولية، موقع مساحته 5 هكتارات مع C = 0.70 و i = 60 مم/ساعة يعطي $$Q = \frac{0.70 \times 60 \times 5}{360} = 0.583 \text{ م}^3/\text{ث}.$$
الأسئلة الشائعة
ما حجم المساحة الذي تصلح له الطريقة النسبية؟ تناسب أكثر ما تناسب الأحواض الصغيرة المنتظمة نسبيًا — أقل من 200 فدان عادةً. أما الأحواض الكبيرة أو المعقدة فيُفضَّل لها طرق المخطط المائي (الهيدروغراف) مثل SCS/NRCS.
لماذا يُهمَل المعامل الأمريكي؟ المعامل الدقيق (\(1 \text{ فدان}\cdot\text{بوصة/ساعة} = 1.008 \text{ cfs}\)) قريب جدًا من الواحد الصحيح حتى أن المهندسين يعتبرونه 1، وهو ما تتبعه هذه الأداة.
كيف أختار شدة المطر؟ استخدم منحنى IDF المحلي لفترة العودة المختارة (مثل عاصفة العشر سنوات) ومدة عاصفة تساوي زمن تركيز الحوض.
