تعرف على تصميم ونظام الري السطحى وطرق الرى 2012
تعرف, على, تصميم ,ونظام , الري, السطحى ,وطرق, الرى, 2012
نظم الري السطحي
Surface Irrigation Systems
التكاليف الإنشائية لنظم الري السطحي قليلة مقارنة بطرق الري الأخرى .عمليات تسوية الارض عندما تكون كبيرة تدفع المزارع لإختيار إحدى الطرق الاخرى. ومن نظم الري السطحي:
-الري بالأحواض .
-الري بالشرائح.
-الري بالخطوط .
•هيدروليكا الري السطحي: Hydraulics of surface Irrigation
في هذه النظم ينساب الماء على سطح الأرض وتخلل الأرض في أثناء الإنسياب للأمام ومعدل التخلل في العادة يقل مع الزمن. يتم إيقاف إنسياب (تدفق) الماء بعد وصوله إلى نهاية المزرعة او قبل ذلك. في الحالة الأولى يكون هناك فاقد بالجريان السطحي. بعمل ردمية او بتن (حاجز) فإن الماء يبقى في نهاية المزرعة إلى أن يتم التخلل. القوة التي تدفع الماء إلى الجريان السطحي هي الجاذبية أو الإنحدار Gravity or slope.
العوامل المؤثر على حركة المياه تحت
نظام الري السطحي
1- التصريف الداخل : Inflow rate
هو التصريف الداخل للشريحة او الحوض او الخط ويعبر عنه بالتصريف الداخل لوحدة العرض في حالة الري بالشرائح او الاحواض وفي حالة الري بالخطوط يعبر عنه بالتصريف الداخل للخط الواحد. وهي يمكن ان تكون قيمة ثابتة او متغيرة او ان يقطع السريان قبل وصول الماء للنهاية .
2- الميل : Surface slope
وهو إنحدار الشريحة او الخط في إتجاه تقدم الماء وعادة ما يعبر عنه كنسبة مئوية او متر/متر .
3- القوى المقاومة للسريان: Hydraulic Resistance
هي مقاومة سطح الارض والغطاء النباتي للسريان وتسمى معامل الخشونة لماننغ Manning’s Roughness Coefficient (n)
4- التخلل (التسرب) داخل التربة :Soil Infiltration Characteristics
معدل التسرب او التخلل يتغير مع الزمن خلال الرية الواحدة ومن موقع إلى آخر ومن رية إلى أخرى داخل الحقل الواحد. ويمكن أن يعبر عنه بمعادلة جمعية صيانة التربة الامريكية او معادلة كوستياكوف كما يلي:
ü . كوستياكوف
ü . جمعية صيانة التربة
وهاتان المعادلتان هما نتاج تفاضل قيم التخلل التجميعي Cumulative Infiltration
كوستياكوف
جمعية صيانة التربة الامريكية
5- شكل مجرى الماء : The shape of water channel
شكل مجرى المياه قد يختلف ما بين الشريحة والحوض والخط (عميق او غير عميق) نصف القطر الهايدروليكي يؤخذ كدالة لهذا العامل .
المعلومات المطلوبة لتصميم طرق الري السطحي
1-عمق مياه الري الواجب إضافتها .
2-العوامل الهايدروليكية Hydraulic Factors
حركة المياه في نظم الري السطحي تخضع لظروف السريان غير الثابت غير المنتظمUnsteady. non- uniform flow وأهم العوامل الهايدرولكية هي ميل سطح التربة ، خشونة سطح التربة ، قابلية التربة للنحر (التعرية) والتي تعتبر عاملاً يحدد قيمة أقصى تصرف يسمح به سريان الماء .
3. الطبوغرافية (التضاريس) Topography
الري السطحي يحتاج لتربة ذات سطح مستوٍ وقطاع عميق للحصول على كفاءة ري عالية .
4. دخول المياه للتربة : Water entry the soil-water intake
تؤخذ معادلة جمعية صيانة التربة الامريكية SCS الأساس لحساب مقدار دخول المياه للتربة :
•حيث أن :
F = مقدار الدخول المتراكم للمياه (مم).
T= زمن تلامس المياه مع سطح التربة (دقيقة)
a,b,c = ثوابت تعتمد على نوع التربة ومعدل دخول المياه بها.
•أما في حالة الري بالخطوط فتستخدم المعادلة التالية :
حيث أن :
P = السطح المبلل (سم، متر) Wetted perimeter
= w المسافة بين الخطوط (سم ،متر) Furrow spacing
-----------------------------
تصميم نظام الري
Irrigation System Design
تصميم أي نظام ري يجب أن يسبقه تجميع معلومات تتعلق بالعوامل المختلفة التي تؤثر على التصميم ومعلومات عن المزرعة . في خلال هذه المرحلة يجب أن تكون أهداف التصميم واضحة . وهذه الأهداف هي :
1- يجب ان يكون نظام الري قادراً على تخزين الماء المطلوب بواسطة النبات في منطقة الجذور عند الحاجة إليه .
2- يجب ان يكون إنتظام الإضافة على كل المساحة مناسباً .
3- تقليل التعرية Minimize erosion
4- تقليل الفاقد بالجريان السطحي Minimize runoff
5- الاستفادة القصوى من فاقد الجريان السطحي .
6- تقليل العمالة .
7- تقليل الارض التي تفقد للمجاري (الجداول والمساقي) والردميات للتحكم.
8- تكييف النظام على الحدود الثابتة للمزرعة .
9- تكييف النظام على تضاريس الأرض والتربة .
10- تسهيل إستخدام الميكنة .
11- يجب ان يتحكم النظام في درجة حرارة الجو والتربة .
12- تقليل فواقد الإنتاج في فترات الجفاف القصيرة .
13- غسيل الأملاح من منطقة الجذور .
14- تليين طبقات الحراثة .
15-التكلفة يجب أن تكون في حدود إقتصادية مقبولة .
التصميم الإبتدائي (الأولى) – الإعدادي
Preliminary Design
•الخطوات التي يجب إتباعها في المراحل الأولية للتصميم كما يلي :
1-إختيار المحصول او المحاصيل التي سوف تزرع .
2- إيجاد المتطلبات المائية لهذه المحاصيل لكل فترة النمو – الكمية الكلية والكمية كدالة للزمن .
3- حساب سعة النظام (للمزرعة) .
4- معرفة إمداد الماء : معدل السريان ، نوعية الماء ، زمن الإمداد ، إمكانيات التخزين والطاقة المطلوبة للإمداد بالماء .
5- إيجاد خواص منطقة منطقة الجذور وسعة القطاع لتخزين الماء في منطقة جذور النبات .
6- حساب فترات الري المجدية مع ترك مساحة للأمطار المؤثرة .
7- إيجاد تضاريس المزرعة ، مساحات وأشكال الحقول . الإختلاف في التربة رأسياً وأفقياً .
8- إبعاد النظم التي من الواضح أنها لاتناسب المزرعة او التي لايريد المزارع إستخدامها .
9- إيجاد خواص التخلل ودخول الماء في التربة للنظام او النظم التي من المحتمل إختيارها .
10- التدقيق في إختيار نظام بعينه .
11- الانتقال لمرحلة التصميم التفصيلي لنظام الري .
التصميم التفصيلي
Detailed Design
بإفتراض أنه قد وقع الإختيار على نظام ري سطحي ، في هذه الحالة يكون من الضروري عمل خريطة تضاريس تفصيلية للمزرعة . خطوط الكنتور (المستوى) والمستويات على مسافات محددة (شبكة) يجب معرفتها .
1- القيام بحسابات المستويات لتتم معرفة الإنحدارات المفضلة حتى تتم الموافقة على نظام ري معين .
2- تصميم شبكة الري داخل المزرعة .. المساقي والردميات .
3- تحديد أماكن منشآت التحكم والإمداد ، وتحديد النوعية ، تحديد أماكن الطرق والمصارف والخزانات والمضخات والآبار .... الخ.
4- تصميم منشآت التحكم على أساس متطلبات النظام الذي تم إختياره . إذا كان من الضروري يمكن تغيير او تعديل حسابات المساحة (الانحدار) لكي تشتمل ردميات المجاري (القنوات) والطرق .
5- تصميم نظام الصرف الراجع ( مصارف – قنوات – برك) بناءاً على الجريان السطحي المتوقع . التعديل في حسابات مستويات التسطيح كلما يتطلب تصميم هذه المنشآت
-----------------------------
طرق الري
Irrigation Methods
يجب ان يضاف ماء الري في الوقت المحدد وفي المكا ن المحدد وبالكمية المطلوبة وأن يتم توزيع ماء الري بصورة متجانسة ومنتظمة لتأمين الرطوبة المناسبة التي يحتاجها النبات .
•تتم إضافة ماء الري بإحدى الطرق الآتية :
1- الري السطحي Surface Irrigation
2- الري تحت السطحي Subsurface Irrigation
3- الري بالرش Sprinkler Irrigation
4- الري بالتنقيط Drip Irrigation
طريقة الري السطحي تنقسم إلى عدة نظم على حسب كيفية إضافة الماء وأنواع الترب ومنها :
(أ) نظم الغمر Flooding
1- نظم الأحواض:
الأحواض المستطيلة .
الاحواض الكنتورية .
2- نظم الغمر بالإنسياب:
الغمر الحر Free Flooding
الشرائح Borders
(ب) نظام الخطوط : Furrow System
1- الخطوط العادية
2- الخطوط المعدلة
–السطور .
–الخطوط الكنتورية .
–الخطوط المتعرجة .
–الخطوط المرتدة .
–الخطوط العريضة .
–الخطوط المتجمعة .
–الخطوط الحوضية .
طريقة الري تحت السطحي :
بها عدة نظم ، منها :
1- نظام القنوات Ditch System
2- القنوات الحقلية Field Ditches
3.القنوات تحت السطحية Mole System
طريقة الري بالتنقيط :
وبها عدة نظم:
1. نظام الري بالتنقيط Drip Irrigation
2. نظام الري تحت السطحي Sub Surface
3 . النظام الفقاعي Bubbler Irrigation
4. نظام الرش (النثر) Spray
العوامل التي تؤثر على إختيار
طريقة الري للمزرعة