في حوار علمي: د. يوسف خلف يكشف عن استخدام النمذجة والذكاء الاصطناعي لتحديد أخطر مناطق الانهيارات الصخرية بالمشاعر المقدسة
في ظل التحديات الجيولوجية التي تواجه المناطق الجبلية ذات الكثافة العمرانية والحركة البشرية العالية، يبرز دور الجيولوجيا الهندسية وميكانيكا الصخور في إدارة مخاطر الانهيارات الصخرية. وفي هذا السياق، تحدث الدكتور يوسف خلف، الخبير في الجيولوجيا الهندسية ومدير مشروع حماية المشاعر المقدسة من مخاطر الانهيارات الصخرية، عن أحدث المنهجيات العلمية والتقنيات المتقدمة المستخدمة في تحليل استقرار المنحدرات وتحديد مناطق الخطورة بدقة عالية.
سؤال: بدايةً، ما طبيعة الدور الذي تقومون به في مشروع حماية المشاعر المقدسة من مخاطر الانهيارات الصخرية؟
أوضح د. يوسف خلف أنه يتولى مسؤولية الإدارة الفنية والعلمية للمشروع، حيث يشرف على تنفيذ الدراسات الجيولوجية والجيوتقنية المتقدمة لتقييم استقرار المنحدرات الصخرية المحيطة بالمشاعر المقدسة. ويشمل ذلك تنظيم أعمال المسح الجيولوجي الميداني، وتحليل البيانات البنيوية للصخور، وتقييم جودة الكتلة الصخرية، بالإضافة إلى تطوير نماذج تحليلية لتحديد المناطق الأكثر عرضة للانهيارات الصخرية ووضع الحلول الهندسية المناسبة لمعالجتها.
وأضاف أن المشروع يعتمد على منهجية علمية متعددة المراحل تبدأ بجمع البيانات الحقلية الدقيقة حول الفواصل الصخرية، وخصائص التجوية، واتجاهات الميل والانحدار، ثم تحليلها باستخدام النماذج الجيوتقنية المعتمدة عالميًا مثل RMR وGSI وSMR، بما يسمح بتقييم شامل لمستوى استقرار المنحدرات.
سؤال: كيف يتم تحديد المناطق الأكثر خطورة في المنحدرات الصخرية؟
أشار د. يوسف خلف إلى أن تحديد المناطق الحرجة يعتمد على دمج عدة أدوات تحليلية متقدمة. ففي البداية يتم إجراء تحليل بنيوي للفواصل الصخرية باستخدام التحليل الحركي (Kinematic Analysis) عبر المخططات الستيريوغرافية لتحديد احتمالية حدوث آليات الفشل المختلفة مثل الانزلاق المستوي أو الإسفيني أو الانقلاب الصخري.
كما يتم استخدام نماذج النمذجة الرقمية ثلاثية الأبعاد للمنحدرات، والتي تعتمد على بيانات الارتفاعات الرقمية عالية الدقة والبيانات الملتقطة بواسطة الطائرات بدون طيار. وتُدمج هذه البيانات مع نظم المعلومات الجغرافية (GIS) لتحديد مناطق التركيز البنيوي للفواصل ومناطق التجوية الشديدة التي تمثل نقاط ضعف محتملة في الكتلة الصخرية.
سؤال: ما دور الذكاء الاصطناعي في هذه الدراسات؟
أكد د. يوسف خلف أن الذكاء الاصطناعي أصبح أداة مهمة في الدراسات الحديثة لاستقرار المنحدرات، حيث يتم تطوير خوارزميات تحليلية متقدمة (Algorithms) قادرة على معالجة كميات كبيرة من البيانات الجيولوجية والجيوتقنية. وتعمل هذه الخوارزميات على تحليل الأنماط المكانية للفواصل الصخرية ومناطق التجوية، وربطها بالعوامل المورفولوجية والهيدرولوجية للمنحدرات، مما يساعد في تحديد أكثر المناطق عرضة للانهيار بدقة أعلى مقارنة بالطرق التقليدية.
كما يتم استخدام تقنيات التعلم الآلي لتحليل بيانات الصور الجوية والنماذج الرقمية للسطح، ما يسمح بالكشف المبكر عن مناطق الضعف البنيوي والتغيرات التي قد تشير إلى احتمالية حدوث انهيارات مستقبلية.
سؤال: كيف تساعد النمذجة في تصميم الحلول الهندسية المناسبة؟
أوضح د. يوسف خلف أن النمذجة العددية للسقوط الصخري تُستخدم لمحاكاة حركة الكتل الصخرية في حال حدوث انهيار، حيث يتم حساب مسارات الكتل وسرعاتها وطاقتها الحركية ونقاط ارتدادها المحتملة. ويساعد ذلك في تحديد المواقع المثلى لتثبيت أنظمة الحماية مثل الحواجز الديناميكية أو الشبكات المعدنية.
كما يتم استخدام نماذج محاكاة متقدمة لتقييم فعالية طرق المعالجة الهندسية مثل تثبيت الكتل الصخرية باستخدام المسامير الصخرية والمرابط الأرضية، أو استخدام الشبكات الواقية والخرسانة المرشوشة. وتسمح هذه النماذج بمحاكاة السيناريوهات المختلفة قبل التنفيذ، مما يساعد في اختيار الحلول الأكثر كفاءة من الناحية الهندسية والاقتصادية.
سؤال: ما أهمية هذا النوع من الدراسات للمشاريع الكبرى؟
اختتم د. يوسف خلف حديثه بالتأكيد على أن إدارة مخاطر الانهيارات الصخرية أصبحت عنصرًا أساسيًا في تخطيط وتنفيذ المشاريع في المناطق الجبلية، خاصة في المواقع التي تشهد كثافة بشرية عالية مثل المشاعر المقدسة. وأوضح أن الجمع بين الخبرة الجيولوجية الميدانية، والنمذجة الرقمية، وتقنيات الذكاء الاصطناعي يمثل توجهًا علميًا متقدمًا يساعد على التنبؤ بالمخاطر قبل حدوثها، ويعزز القدرة على وضع حلول هندسية فعالة تحافظ على سلامة الأفراد والمنشآت وتدعم استدامة المشاريع التنموية الكبرى.