م.د محمد لطيف حسين

هي التطبيق العملي لعلم الجيولوجيا في مجال الهندسة، ويكمن الهدف من هذه العملية في الحرص على أخذ العوامل الجيولوجية بعين الاعتبار والتركيز عليها في الأعمال الهندسية المختلفة، حيث تؤثر هذه العوامل في اختيار الموقع، وعملية التصميم، ومرحلة البناء، وتشغيل المنشأ، بالإضافة إلى أهميتها في صيانة المنشأ.
يوفر الجيولوجيون المختصون في مجال الهندسة توصيات جيولوجية وجيوتقنية، كما ويقومون بتحليل وتصميم المنشأ بناءً على التطور البشري في هذا المجال والأنواع المختلفة من المنشآت. ويعد وجود الجيولوجي المختص هندسياً ضرورياً في المشاريع التي تتضمن تفاعلاً بين الطبيعة والمنشأ، وذلك من أجل تقييم أثر عمليات الأرض على الأنشطة البشرية المنشآت التي ينفذها الإنسان.يمكن إجراء الدراسات الجيولوجيا الهندسية أثناء مراحل مختلفة من المشروع، حيث يمكن إجراؤها خلال عملية التخطيط، أو عملية تحليل الأثر البيئي، أو عملية التصميم الإنشائي، أو خلال عمليات البناء في المشاريع العامة والخاصة، بالإضافة إلى مراحل الهندسة الاقتصادية، كما يمكن إجراء هذا النوع من الدراسات بعد إتمام بناء المنشأ. يشمل العمل الجيولوجي في الهندسة المجالات التالية: تقييم المخاطر الجيولوجية، والهندسة الجيوتقنية، وخصائص المواد، وانزلاق الأرض وخطورة الميلان، والتآكل، والفيضانات، والدراسات الزلزالية، ونزوح المياه.
يتم إجراء الدراسات الجيولوجية الهندسية من قبل جيولوجي أو جيولوجي مختص في مجال الهندسة، إذ يشترط أن يكون قد أتم تعليمه وتدريبه في هذا المجال، كما ويتطلب أن يمتلك هذا المختص الخبرة في التعرف على وتفسير العمليات الطبيعية، بالإضافة إلى فهم أهمية هذه العمليات وأثرها على التراكيب بشرية الصنع وتأثرها بها، كما ويجب أن يكون عليماً بالطرق المستخدمة في مقاومة المخاطر الناتجة عن الظروف الطبيعية أو البشرية المنشأ. يكمن الهدف الرئيسي من الجيولوجيا الهندسية في الحفاظ على حياة المواطنين وحماية ممتلكاتهم من الأخطار الناتجة عن الظواهر الجيولوجية المتعددة.
التطبيق العملي للجيولوجيا الهندسية
إن أحد أهم الأدوار التي يقوم بها الجيولوجي الهندسي هو تفسير التضاريس، والعمليات الأرضية لتحديد المخاطر الجيولوجية المحتملة، وما يرتبط بها من أخطار من صنع الإنسان والتي قد يكون لها تأثير كبير على الهياكل المدنية، والتنمية البشرية. توفر الخلفية في الجيولوجيا للجيولوجي الهندسي فهماً لكيفية عمل الأرض، وهو أمر بالغ الأهمية للحد من المخاطر المرتبطة بالأرض، كما أن معظم الجيولوجيين الهندسيين حصلوا على تعليم وتدريب متخصصين في ميكانيكا التربة، وميكانيكا الصخور ، والمياه الجوفية، والهيدرولوجيا، والتصميم المدني حيث توفر هذه الجوانب للمهندس الجيولوجي قدرة فريدة على فهم وتخفيف المخاطر المرتبطة بتفاعلات بنية الأرض.
نطاق الدراسة الجيوهندسية
يمكن إجراء الدراسات والأبحاث الجيولوجية الهندسية في العديد من المجالات، منها:
1- السكنية والتجارية والصناعية.
2- المنشآت الحكومية والعسكرية.
3- الأعمال والأشغال العامة: ويندرج ضمنها أنظمة تصريف مياه الأمطار، ومحطات توليد الكهرباء، و المراوح الهوائية، وخطوط التحويل، ومحطات معالجة المياه العادمة، ومحطات تنقية مياه الشرب، والتمديدات المائية (القنوات، والمجاري، والمصارف)، والأنفاق، وبناء الخنادق، والقنوات، والسدود، وخزانات المياه، وبناء الأساسات، والسكك الحديدية، والنقل، والطرق السريعة، والجسور، والتحديث والتأهيل الزلزالي، ومنشآت توليد الطاقة، والمطارات، والحدائق.
4- تطوير المناجم والمقالع، والسدود الترابية، وحفر واستصلاح الأراضي.
5- الهندسة الساحلية، وتجديد الرمال، واستقرار المنحدرات البحرية، والموانئ، وتطوير الأرصفة والواجهات البحرية.
ميكانيكا التربة وميكانيكا الصخور
ميكانيكا التربة هي فرع من فروع المعرفة الذي يطبق مبادئ الميكانيكا الهندسية مثل: الكينماتيكا (علم الحركة المجردة)، والديناميكا، وميكانيكا الموائع وميكانيكا المواد للتنبؤ بالسلوك والخصائص الميكانيكية للتربة. ميكانيكا الصخور هي علم نظري وتطبيقي لدراسة السلوك الميكانيكي للصخور والكتل الصخرية؛ فهو من فروع الميكانيكا الذي يهتم باستجابة وتأثر الصخور والكتل الصخرية لمجالات قوى البيئة الطبيعية المحيطة. ترتبط جميع العمليات الأساسية بسلوك الوسط المسامي، كما وتعد ميكانيكا التربة وميكانيكا الصخور أساس حل العديد من مشاكل الهندسة الجيولوجية.
التنبؤ بالظواهر الجيوهندسية
تخضع الكرة الأرضية باستمرار لعمليات وظواهر جيولوجية متنوعة: انزلاقات - انهيارات - تصدعات - انخسافات في المناطق الكارستية …إلخ. وبعض هذه الظواهر ذو آثار كارثية بشرية ومادية. ومثل هذه الحوادث في تزايد مستمر بسبب تزايد إخلال الإنسان بالتوازن الطبيعي وإفساده للبيئة. ويتم التنبؤ بالظواهر الجيوهندسية وتقدير شدتها بالمراقبة المستمرة الأرضية والفضائية، وتنفيذ الاختبارات الدورية في المواقع، ووضع النماذج الرياضية لهذه الظواهر، ومعالجتها على أساس المعطيات التجريبية، ومن ثم استنباط الحلول المناسبة لدرء أخطارها أو الحد من وقوعها.
المصادر والمراجع
1- معلومات عن جيولوجيا هندسية على موقع Vocabularies.unesco.org". vocabularies.unesco.org مؤرشف من الأصل في 18 ديسمبر 2019.
2- González de Vallejo, L. and Ferrer, M., 2011. "Geological Engineering". CRC Press, 678 pp.
3- Legget, Robert F., and Karrow, Paul F., 1983, Handbook of geology in civil engineering: McGraw-Hill Book Company..
4- Price, David George, 2008, Engineering Geology: Principles and Practice, Springer, Venkat Reddy, NIT-Karnataka, 2010, Engineering Geology, Vikas Publishers, Bulletin of Engineering Geology and the Environment.
5- محمد أنور محفوظ، الجيولوجيا الهندسية (جامعة دمشق، 1981).