طريقة الريّ بالخطوط

طريقة الريّ بالخطوط النباتات والزراعة الزراعة

فإن التساؤل الذي يطرح نفسه هو : ما الأسس التصميمية لهذه الطريقة؟

هذه الأسس يمكن تلخيصها بالآتي : إنشاء الخطوط ، وميل الخطوط ، ثم كمية الماء المتدفقة في الخطوط في وحدة الزمن .

– الخطوط :

خطوط الري عبارة عن أقنية صغيرة ، تُملأ بالماء خلال عملية الري ، لذا فإن تصميم وإنشاء هذه الخطوط يتطلب تحديد أبعادها الرئيسة مثل : عمق الخط ، وعرض الخط ، والبعد بين الخط والخط (ريشة الخط) ، وطول الخط لكي ، يصبح بالإمكان تغطية حاجة الحقل المائية .  وسنحاول فيما يلي تناول هذه الابعاد تباعاً .

عمق وعرض الخط هما بعدان متلازمان عادة ، ذلك لأن الإنشاء اليدوي للخطوط قد استعيض عنه بالآلة . 

وهنا يمكننا التفريق بين شكلين من الخطوط : الأول هو شكل حرف V ، والثاني هو الشكل الدائري .

بعض المعطيات المنشورة [192] ترى أن الشكل الدائري للخطوط هو الأنسب .  والخطوط ذوات الشكل الدائري التي يبلغ اتساعها عادة من 20-30 cm ، وعمقها من [192] 5 – 15cm، ليست ثابتة دائماً ، بل يمكن أن تتغير مقاييسها تبعاً لنوع التربة والميل  [178].

ويمكن إنشاء الخطوط الدائرية بوساطة آلات خاصة مصممة لهذا الغرض  [192].  (انظر الشكل – 20) .

هذه الآلة عبارة عن أنابيب يبلغ عددها في الحالات الاعتيادية أربعة ، ومتمفصلة بضعها عن بعض بشكل ثابت ، وتتحرك بوساطة جرار زراعي . 

أما طول الأنبوب الواحد فيتراوح بين (80-120cm) ، والقطر بين (20-30cm) . والشيء الذي يجب الانتباه إليه بدقة عند شق الخطوط هو رطوبة التربة ، ذلك أن إنشاء الخطوط في حالة جفاف التربة أو الحالة التي تكون فيها التربة في وضعية الغرق سوف ينتج عنه خطوط متماسكة ، ومثل هذه الخطوط لن تستمر حتى نهاية موسم الري .

وهنا لا بدّ لنا من أن نشير إلى أن اتساع الخط يمكن ان يكون كبيراً في بعض الحالات ، وخاصة في ري الأشجار المثمرة  [192]. 

وفي حالة من هذا النوع يتطلب الأمر زيادة في كمية الماء المتدفقة في وحدة الزمن ، للتوصل إلى تغطية كامل الخط بالماء .

أما البعد بين الخط والخط (أي عرض ريشة الخط) فيتعلق بنوع التربة من جهة ، ونوع النبات المزروع من جهة أخرى . 

ففي الأتبة اللومية واللومية الطينية مثلاً يرشح الماء الغامر للخط جانبياً (بشكل شعري) إلى الأجزاء الترابية الواقعة على جانبي الخط . 

أما في الأتربة الرملية فإن قسماً كبيراً من الماء يذهب هدراً ، نتيجة للرشح الشاقولي نحو العمق الترابي. واستناداً إلى معطيات منشورة ]من  [178، فإن الماء الغامر للخطوط يرشح شعرياً نحو جوانب الخط ، بمسافة تتراوح بين (0,3 – 0,5m) وفي معظم الأتربة ، باستثناء الاتربة الخفيفة جداً (الرملية).

وتبعاً لهذه المعطيات فإن الترطيب الفعّال للأتربة الزراعية يكون باعتماد مسافة بين الخط والخط تتراوح بين (60 – 100 cm) .  وكلما زادت ناقلية التربة للماء أصبح من الضروري تخفيض المسافة الفاصلة بين الخط والخط [178] .

في حين تقدم معطيات منشورة أخرى [192] .  قيماً للبعد بين الخط والخط في الأتربة ذوات الناقلية المائية العالية ، الحاوية على نسبة كبيرة من الكلس (أي الأتربة التي يحصل فيها رشح شاقولي) في حدود (50 cm) .

وبشكل عام يمكننا القول إن الحالات التي تكون فيها ريشة الخط عريضة تكون الخسارة المائية نتيجة للرشح الشاقولي نحو العمق الترابي في الغالب كبيرة .

ويبقى أن نشير هنا أن بعض المعطيات المنشورة [188] قدمت حلولاً أخرى في هذا المجال ، وذلك استناداً إلى أعمال بحثية تجاوزت بحوثها عشر سنوات .  هذه الحلول تضمنت إمكانية إعتماد أبعاد بين الخط والخط ، تتراوح بين (0,9 – 4m) . 

وذلك للأتربة الثقيلة (الطينية أو اللوم الطيني) .  وفي حالة من هذا النوع تبقى الخسارة الناتجة عن الرشح الشاقولي نحو العمق الترابي في حدود معقولة ، في حين تتناقص الخسارة الناتجة عن البخر عندما يكون البعد كبيراً بين الخطوط تبعاً لهذه المعطيات.

والبعد الآخر المهم من الزاوية التصميمية هو طول الخط ، ففي حين تكون أطوال خطوط الري المنفذة بالعمل اليدوي الصرف ، لا تتجاوز في الكثير من الحالات بضع عشرات من الأمتار . 

وأحياناً أقل من ذلك .  وبسبب التطور التكنولوجي من جهة والإرتفاع الكبير في كلفة ساعات العمل اليدوي من جهة أخرى أدياً إلى توجه عام جديد إلى الخطوط الطويلة .

وقد أعطت بعض المراجع [178] أطوالاً أعظيمة للخطوط تصل إلى (120 m).  مثل هذا الحل ينطلق من كون طول الخط مطابقاً لمسافة الإرواء ، لكن مع اعتماد الأنابيب البلاستيكية في الري ، وتقسيم الخط الواحد إلى مقاطع ، كل مقطع يمثل مسافة إرواء (مسافة الإرواء هي الجزء من طول الخط الذي يغمر بالماء دفعة واحدة).

فإن الاتجاه تحول في الفترة الأخيرة إلى إنشاء خطوط ري بطول المساحة المراد ريها .  وقد يصل طول مثل هذه الخطوط إلى بضعة كيلومترات (220.192) .

من ناحية أخرى قد يحصل في بعض المشاريع المروية بطريقة الخطوط ظروف على الأرض تستدعي حلولاً خاصة .  من ذلك التبعثر في الملكية ، الأمر الذي قد يستدعي في بعض الحالات إيصال الماء إلى الحقل بأقنية ترابية أو أقنية من الباطون . 

وفي حالات من هذا النوع يمكن أن يتم توزيع الماء بوساطة سيفونات أو أنابيب قابلة للإغلاق .  ويمكن أن يتم اختيار الموزعات الأنبوبية بالاستناد إلى خطوط بيانية (انظر الشكل – 21) .

أما كيفية اختيار الأنبوب الموزع تبعاً للخطوط البيانية في الشكل 21 فيتم على النحو التالي : فمن فرق العلو بين القناة والخط (خط الري) نحصل على علو العمود المائي y . 

في حين يمكن تحديد كمية الماء المتدفقة في وحدة الزمن (Q) باستيعاب خط الري .  ومن القيمتين Q, y نحصل على قطر الأنبوب الموزع (الارقام على المنحنيات تمثل قطر الأنبوب الموزع) .

من ناحية أخرى فإن اعتماد أنابيب بلاستيكية لتوزيع الماء واستحداث خطوط ري جيدة ، يساهمان في تجنب الكثير من سلبيات هذه الطريقة . 

كما أن هذا يؤمن التوزيع الجيد للماء من جهة ، ويزيل تعدد الخطوط من جهة أخرى ، الأمر الذي يجعل من المشروع المروي بهذه الطريقة مشروعاً عالي الاستطاعة .  من هنا فإن مد خطوط الري على طول المساحة المروية ، يزيل العوائق التي تحد من الأعمال الميكانيكية في الحقل . 

أما الأنابيب التي تؤمن مثل هذا الحل فهي عبارة عن أنابيب بلاستيكية ذوات وزن نوعي خفيف نسبياً ، ولها مرونة عالية . 

وهذا ما يسهل عملية توزيعها في الحقل قبل البدء بعملية الري .  وتقوم الأنابيب البلاستيكية بنقل الماء من الأقنية الفرعية ،  سواء أكانت أقنية ترابية أو أقنية باطونية أو غيرها ، إلى الخطوط مباشرة . 

والمواصفات الواجب توافرها في مثل هذه الأنابيب ، هي قدرتها على تحمل الحرارة ، بحيث لا تفقد تماسكها نتيجة لتعرضها لسطوع الشمس الطويل ، كما يجب أن تتوافر أعداد منها بأقطار كبيرة نسبياً ، وذلك لسد الاحتياجات المكانية عند الضرورة . 

وتصنع مثل هذه الأنابيب من مواد بلاستيكية من نوع بولي إثيلين (Poly aethylen) الأسود  [192].  والضغوط المسموح بها في مثل هذه الأنابيب هي في حدود (2m) عمود مائي ، وذلك في الاقطار الكبيرة . 

وهذا يكفي عادة بطريقة الخطوط . ويبلغ طول كل وحدة من هذه الأنابيب عادة (90 m) ، ويمكن أن يصل القطر إلى (450 mm) .

أما المسافة التي تفصل بين الفتحات التي يتدفق منها الماء على جدار الأنبوب ، فهي عادة (1 m) .  والمادة التي تصنع منها هذه الأنابيب لا تستطيع فقط مقاومة الشروط المناخية الحارة ، بل إنها لا تتأثر بالمواد الكيميائية التي تحويها الأسمدة  [192].

تستعمل في منظومات الري الكبيرة عادة أنابيب بأقطار كبيرة تتراوح بين 300 – 450 mm   .في حين أن طول وحدة الأنابيب هو  90 m. 

ويمكن وصل وحدات الأنابيب بعضها ببعض بسهولة ، وذك بطريقة إدخال طرف أنبوب بطرف أنبوب آخر ، باستخدام وصلات مطاطية ، تكون عادة أضيق من الأنبوب بحدود [192] 5 cm  .

الميل : يتبع ميل الخطوط بشكل عام ميل التربة .  وهكذا فقد تستدعي الشروط المكانية في بعض الحالات تسوية الحقل ، قبل البدء بتنفيذ مشروع الري ، وذلك بقصد الوصول إلى ميل متجانس من جهة ولملء الحفر والثقوب الموجودة في الحقل من جهة أخرى   [220]، للحد من الخسارة المائية في أثناء عملية الري .

بعض المعطيات المنشورة [178] تعطي الحد الأدنى لميل خطوط الري بــ (0.3 – 0.5) ، والحد الأعظمي بـــ (2%) .  وتنطلق هذه القيم من وجهة النظر التصمييمة ، التي مفادها : أن الخط سيروي دفعة واحدة .  وهذا يعني أن الحد الأعلى لطوله هو (120m) . 

في حين يضع المرجع أعلاه [178] تحديد ميل الخطوط في السفوح بيد المصمم . وهذا يعني أنه من الممكن إنشاء خطوط يتجاوز ميلها الأرقام المعطاة اعلاه ، وذلك تبعاً للزاوية التي يحصل فيها التقاطع بين ميل خط الري وميل سوية سطح التربة . 

لكن مع إنشاء خطوط الري بطول الحقل ، التي يصل طولها إلى عدة كيلومترات ، فالنتيجة الحاصلة هي أن الخط لن يروي دفعة واحدة   ، بل على دفعات ، وذلك تبعاً لشروط عدة سنأتي على ذكرها لاحقاً . 

لذا فقد أمكن إنشاء خطوط بمثل هذه المقاييس ، بميل أكبر من الأرقام الواردة أعلاه . ففي خطوط الري الطويلة هذه تعطي بعض المراجع [192] الحد الأعظمي لميل الخط بــ 12% .  هذا الرقم هو تبعاً للمرجع أعلاه دليل فقط ، إذ قد يمكن أن يصل الميل في بعض الحالات إلى 15% في الأتربة الرملية على سبيل المثال . 

أما الوضعية المثالية للخط فهي الميل المتناسق على امتداد هذا الخط ، وفي حالة تزايد الميل على امتداد الخط يمكن احتواء الكثير من الخسارة المائية الناتجة عن الرشح الشاقولي إلى العمق الترابي ، على امتداد الخط .  لكن المشكلة في هذه الحال ستكون في الانجراف والسيطرة عليه .

أما في حالة تناقص الميل على امتداد الخط يصبح من الصعب الوصول إلى ري متجانس على امتداد هذا الخط .

والقضية المشكلة ، سواء بالنسبة للمصمم أو المنفذ ، عند وضع وتنفيذ مشروع الري بالخطوط ، هي (رؤية الانجراف بوضوح عند اختيار ميل الخطوط) .

ومن الإشكالات المتكررة في الواقع التطبيقي ، التي تعترض الري بالخطوط ، المتعلقة بميل هذه الخطوط هي إمكانية حدوث انجراف عند بداية الخط ، نتيجة للتدفق الكثيف للماء .  والمعالجة في مثل هذه الحالة تكون بإعطاء جرعات مائية أقل ، للحد من هذه الظاهرة .

ومن المنظور التصميمي بالنسبة لميل الخطوط الموازنة الدقيقة في الاختيار .  فمن ناحية يعرض الميل الكبير التربة للانجراف ، ومن ناحية أخرى يؤدي الميل الخفيف إلى رشح شاوقلي نحو العمق الترابي كثيف . 

وهذا يعني خسارة كبيرة للماء من جهة ، وعدم وصول ماء كافٍ لإرواء نهايات الخطوط من جهة أخرى . 

وفي حالة كهذه (الميل الخفيف) يكون من الأنسب اختيار مسافات إرواء أصغر ومثل هذا الحل يمكن التوصل إليه تقنياً بوساطة الأنابيب البلاستيكية .

والمشكل الذي يمكن أن يكون أكثر صعوبة في هذا المجال هو الحال التي يبدأ فيها الخط بميل عالٍ يعقبه ميل خفيف . 

وفي حالة من هذا النوع يكون من الأنسب وضع فوهة أنبوب الري البلاستيكي قبل بداية تغير الميل .  وهذا يعني تقسيم الخط إلى مسافات إرواء متوافقة مع تغيرات الميل [192] .

إضافة إلى ما تقدم ، ومن الزاوية التصميمية الصرفة للخطوط ، يمكن أن تعترض المصمم في الواقع التطبيقي حالتين في مجال تغير ميل الخط:

الحالة الأولى : هي تقاطع خط الري مع ميل حاد للحقل .  وفي حالة من هذا النوع يفترض أن لا يقل ميل خط الري عن 30% من ميل الحقل .

الحالة الثانية : هي تغير اتجاه ميل الحقل .  وفي حالة كهذه تقتضي الضرورة تغيير اتجاه ميل الخط أيضاً .  ويجب أن يأخذ هذا التغيير في ميل الخط شكل قوس نصف قطره يتحدد عادة تبعاً للآلة التي يتم بوساطتها تنفيذ خطوط الري . 

فعند استعمال آلة مبنية على الجرار ، يجب ألاّ يقل نصف قطر القوس عن (6 m) .  أما لدى استعمال آلة مسحوبة بالجرار فيجب ألاّ يقل نصف قطر القوس عن [192] (9 m) .

– تدفق الماء : ونعني بتدفق الماء كمية الماء الأعظمية المتدفقة في وحدة الزمن في الخط الواحد ، دون أن تحدث أي انجراف في هذا الخط . 

وتبعاً لمعطيات منشورة [192] فإن قيم كمية الماء المتدفقة في وحدة الزمن في الخط الواحد للشكل الدائري لهذا الخط ، يعطيها الجدول –  34 – 

 هذه القيم عبارة عن قيم عامة .  أما القيم الفعلية في الحقل فلا بدَّ من تحديدها بإجراء تجارب حقلية . 

وهكذا فإن القيم المعتمدة تتأرجح في الحقل تبعاً لنوع التربة (رملية، ألومية، أو طينية) . وأيضاً تبعاً لمقاومة التربة للانجراف .

وهنا لا بدّ من توضيح بعض المفاهيم ، التي تتعلق بالماء المتدفق في وحدة الزمن في الخط .  ثم بيان كيفية حساب الزمن اللازم لإرواء الخط ، أو مسافة الإرواء . 

فبالنسبة للتدفق المائي في الخط في وحدة الزمن ،  هنالك مفهومان يجب التفريق بينهما هما :

تدفق الإطلاق : ويعني كمية الماء المتدفقة في الخط في وحدة الزمن في بداية الإرواء .  ويقوم الماء المتدفق في هذه المرحلة بترطيب مسافة الإرواء فقط .

تدفق الرشح : ويعني كمية الماء المتدفقة في وحدة الزمن في الخط بعد الانتهاء من تدفق الإطلاق .  ويغمر الماء المتدفق في هذه المرحلة كامل مسافة الإرواء ثم يرشح ، بحيث يضيع قسم منه على شكل خسارة رشح نحو العمق الترابي .

وبالنسبة لحساب الزمن للإرواء لا بدّ من تحديد مفهوم آخر هو مسافة الإرواء الدنيا ، التي تعني المسافة من الخط التي تروى في جرعة الري الأولى ، وتقدر بالمتر (m) .  ثم مسافة الإرواء ، التي تعادل عادة ضعف مسافة الإرواء الدنيا .

ومما يجدر ذكره هنا أن مسافة الإرواء يمكن أن تتغير ، تبعاً لمستوى نمو النبات . وتبعاً لمعطيات منشورة ]في[192 ، تكون مسافة الإرواء عند الإنبات  60 m، وتصل في الرية الثانية إلى حوالي (120 – 180m) .  وتتزايد هذه المسافة مع كل رية ، ويمكن أن تصل نتيجة لتصلب سطح التربة في بعض الحالات إلى (900m) . 

وفي نهاية فصل الري تتناقص هذه المسافة من جديد ، بسبب التلف الذي قد يحصل لخط الري .  هذا إضافة إلى أن مسافة الإرواء تتعلق أساساً بنوع التربة ، وميل الخط (انظر الجدول : 35) . 

كما لا بدّ من التنويه هنا إلى ما يحصل في الحقل في حالات خطوط الري الطويلة ، وهو أن جزءاً من الخط الذي يقع مباشرة تحت مسافة الإرواء سوف يصله بعض الماء من الجزء الأعلى ،  وهذا لا بدّ من أخذه بعين الاعتبار عند إجراء عمليات الري .

أما أنابيب نقل الماء الرئيسة فتوضع عادة موازية لاتجاه (خطوط الري) وذلك على أبعاد بحدود (200-330m) .  ومنها يتم توزيع الماء بالموزعات إلى الخطوط ، من كلتا الجهتين للأنبوب   [192] .

أما حساب مدة الإرواء فيتطلب إضافة إلى المعطيات السابقة قيمتين أساسيتين أخريين هما : كمية الماء المتدفقة في وحدة الزمن في مرحلة الإطلاق ، وكمية الماء المتدفقة في وحدة الزمن في مرحلة الرشح.

وإن تحديد مقدار الرشح إلى العمق الترابي ضروري أيضاً في مثل هذه الحسابات ، ذلك لأن هذا الرشح يندرج تحت خانة الخسارات المائية .  والجدول : 36 يعطي قيماً تقريبية لمقدار الرشح لكل مئة متر من طول الخط تبعاً لنوع التربة .

وتبعاً لمعطيات منشورة [192] فإن مدة التدفق في مرحلة الإطلاق يمكن النظر إليها على أنها تعادل 20% من مدة الإرواء .

بالنسبة للجدول : 36 تمثل قيم الرشح الصغيرة لكل من نوع من التربة الميول الكبيرة للخطوط ، وأيضاً تمثل في بعض الحالات تصلب سطح التربة .  ولا بدّ من التأكيد هنا أن القيم النهائية للرشح العمقي تتطلب التحديد حلقياً .

Eng\ Jamal h  Jahlan

القنوات وسائط نقل ماء الريّ

الأقنية وسائط نقل ماء الريّ النباتات والزراعة الزراعة

يمكننا القول إن مصادر مياه الري هي بشكل عام : الأنهر ، والبحيرات ، وكذلك مياه الجوف ، وعلى نطاق أضيق الآبار السطحية.

من ناحية أخرى فإن المياه الموجودة في هذه المصادر لا بدّ من نقلها عبر مسافات ، قد تكون طويلة أحياناً ، لإيصالها إلى الحقول والمساحات الزراعية بشكل عام . 

وتبدأ وسائط نقل الماء بالمآخذ ، التي نعني بها النقاط التي يتم بوساطتها تحويل الماء من المصادر إلى شبكة الري .  أما شبكة الري نفسها فتتمثل بمجموعة الأقنية التي تنقل الماء ، أو مجموعة الأنابيب الموصلة للماء إلى الحقول المزروعة .

والمشكلة الحقيقية التي قد تعترض تصميم وإنشاءات شبكة الاقنية وحتى الأنابيب هي وجود مصادر مائية ، في سوية أخفض من المساحات المراد ريها من هذه المصادر . 

وفي حالة من هذا النوع فإن الضرورة تقتضي رفع سوية الماء ، كي تستطيع التوصل إلى فرق سوية ، ليصبح بالإمكان انتقال الماء عبر الأقنية أو الأنابيب بفعل فرق السوية هذا . 

وهذا الواقع قد نصادفه في الآبار بشكل خاص ، وأحياناً كثيرة في الأنهر الجارية وفي حالات كهذه لا بدّ من اعتماد وسائط لرفع الماء من الآبار بالضخ مثلاً ، أو غير ذلك (مثال ذلك النواعير في حال كون الكميات المطلوبة من الماء محدودة) . 

لكن الوضع في الأنهر يختلف إذ يتطلب الأمر في كثير من الحالات إنشاء السدود ، ليس فقط لتخزين الماء ، بل أيضاً لرفع سوية هذا الماء .  كما يمكن أن يتم رفع سوية سطح الماء بإنشاء الحواجز في المجرى المائي المعتمد للري .

الأقنية :

الأقنية عبارة عن مجار مائية مكشوفة صنعت خصيصاً لنقل ماء الري من المآخذ المائية إلى الحقول المرورية ، وتقسم إلى : قناة ري رئيسة ؛ وقناة ري فرعية ؛ وقناة المزرعة ، وقناة الحقل .

قناة الري الرئيسة : هي المجرى المائي الذي ينقل الماء مباشرة من المآخذ لري منطقة زراعية بكاملها .  وتسير عادة بانحدار طفيف بشكل يتلائم ، إلى حد كبير ، مع ميل المكان . 

وفي الحالات التي تعترض فيها مسار القناة الرئيسة انحدارات كبيرة عندئذ تفرع القناة الرئيسة عند الإنشاء إلى أكثر من قناة شبه رئيسة .  ويقصد بهذا التقسيم احتواء الانحدار ، بحيث تروي كل قناة شبه رئيسة جزءاً من المنطقة .

القناة الفرعية : تتمثل الأقنية المتفرعة من القناة الرئيسة أو القناة شبه الرئيسة بالمجاري المائية التي تغذي قطاعاً من المشروع أو المساحة المراد ريها فقط .

قناة المزرعة : تتفرع من القناة الفرعية لتغذي مزرعة بكاملها ومن قناة المزرعة تتفرع أقنية الحقل.

تكون الأشكال التصميمية للقناة الرئيسة وشبه الرئيسة في الغالب ، على شكل شبه منحرف ، ويلبس مجرى القناة عادة بطبقة اسمنتية يصل سمكها في القناة الرئيسة بشكل خاص إلى حدود (5.8 cm) ويتكون امتداد القناة الطولاني من مفاصل . 

تصل المسافة بني المفصل والذي يليه إلى حدود (6 – 10 m) ، وذلك لتجنب التصدعات نتيجة للتقلص والتمدد الحاصلين في تغيرات درجات الحرارة .  كما توجد أشكال تصميمية أخرى منها تلبيس القناة بصفائح مصنوعة من الباطون والإسمنت  [178].  وتوجد حالات حيث تلبس القناة بمواد طينية . 

وفي حالة من هذا النوع لا بدَّ من رص طبقة الطين كما يتطلب الأمر تغطية طبقة الطين هذه بطبقة من التربة سمكها من [178] (10-15 cm)، وذلك بسبب إمكانية تشقق طبقة الطين عند توقف الماء عن الانسياب داخل القناة . 

وفي الغالب ، إن تلبيس قناة الري بالطين هو حالة خاصة جداً ، بسبب كون تصميم من هذا النوع ليس مؤكد الصلاحية تماماً  [178].

كما توجد إمكانيات تصميمية أخرى مثل إحداث قناة الري بحفر خندق بدون تغطية .  مثل هذا الحل ممكن ، وقد يعتمد غالباً في أقنية الحقل ، وفي بعض الحالات في أقنية المزرعة ، لكن نادراً ما يستعمل كحل في النقاة الفرعية ، ذلك لأن خسارة الرشح والتسرب في تصميم كهذا ستكون كبيرة جداً.

بالنسبة للقناة الرئيسة يجب أن يكون تاج القناة أعلى من سوية الماء في القناة بمعدل [178] (0,3 – 0,5 m).  في حين يكون العلو المطلوب لتاج القناة فوق سوية الماء في هذا القناة في الأقنية الفرعية ، بمعدل لا يقل عن[178] (0,2 m). 

إضافة إلى ذلك فإن الضرورة تقتضي إنشاء مآخذ للماء على امتداد القناة الرئيسة أو شبه الرئيسة ، وأيضاً الأقنية الفرعية ، وذلك تبعاً للحاجة .  ويمكن أن تصمم مثل هذه المآخذ بأشكال عدة (انظر الشكل : 8) .

فالحالة أ (الشكل : 8) تمثل مأخذاً باطونياً مجهزاً بسقاطات لأخذ الماء بالاتجاه المرغوب .  ويستعمل تصميم من هذا النوع في الأقنية الرئيسة ، وأيضاً في الأقنية الفرعية – أما الحالة ب (الشكل : 8) فغالباً ما نشاهدها في الأقنية الفرعية.

وهذه الحالة عبارة عن مأخذ باطوني أيضاً لكنه مجهز بثقبين معدنيين ، لأخذ الماء في الاتجاه المرغوب .  كما توجد أشكال تصميمية أخرى منها أخذ الماء بوساطة السيفونات البلاستيكية . 

هذا الحل يمكن اعتماده بأشكال عدة ، وحتى لأخذ الماء من القناة الرئيسة أو شبه الرئيسة مباشرة إلى الحقل .

تنشأ القناة الرئيسة عادة على شكل مخروط قاعدته إلى الأعلى ورأسه المقطوع إلى الأسفل بحيث يمثل مقطع القناة شبه منحرف .  وهذا يعني أن هنالك فرقاً في اتساع القناة بين القاعدة والرأس . 

وتتعلق أبعاد القناة (العرض – والعلوّ بكمية الماء الواجب تدفقها في القناة في وحدة الزمن .  وتحدد كمية الماء المتدفقة في القناة والمعتمدة كأساس لتصميم أبعاد النقاة على أساس بخر أعلى شهر في السنة .

والشيء الآخر الذي يتطلب مراعاة خاصة عند تصميم وإنشاء القناة هو سرعة تدفق الماء في القناة .  وتتعلق سرعة تدفق الماء في قناة الري بعاملين هما : ميل القناة ، وكمية الماء المتدفقة في القناة في وحدة الزمن . 

ومن المنظور التصميمي العام فإن سرعة تدفق الماء في قناة الري يجب أن تبقى أعلى من قيمة حدية نحو الأسفل وأخفض من قيمة حدية نحو الأعلى ، وذلك لأن سرعة الماء المنخفضة تساعد على ترسب المواد العالقة في الماء داخل القنا ة.  كما أنها لا تسمح بالتنظيف الذاتي للقناة .  إضافة إلى ذلك فإن السرعات المنخفضة تعني تخفيضاً لاستطاعة القناة . 

أما السرعات العالية فغير مرغوب فيها أيضاً ، لكونها تساعد على الانجراف من جهة ، كما أنها من جهة أخرى تقدم كميات كبيرة من الماء في فترات زمنية قصيرة ، لا يستطيع الحقل استيعابها .

في حين تؤمن السرعات المتوسطة التنظيف الذاتي ، وتعطي كميات المياه المطلوبة في الفترات الزمنية المخصصة للري [178] .

إضافة إلى كل هذا ، تقتضي الضرورة تجهيز شبكة الري بمصارف لاحتواء الماء الزائد عن حاجة الحقل .  وتصب مثل هذه المصارف في قناة الصرف الرئيسة المخصصة للمنطقة . 

أما الحالة التي يمكن فيها الاستغناء عن مثل هذه المصارف فهي مشروعات الري الصغيرة ، التي تستطيع الحقول المروية فيها استيعاب كامل الماء المقدم .

Eng\ Jamal h  Jahlan

كيفية حساب الخسارات الحاصلة في مياه القنوات

كيفية حساب الخسارات الحاصلة في مياه الأقنية الرياضيات والهندسة الزراعة

يمكننا حساب مجمل الخسارات التي تحصل في قناة الري تبعاً للمعادلة التالية [216]:

حيث إن :

مجمل خسارات الماء في القناة .

= الخسارة الناتجة عن البخر .

= الخسارة الناتجة عن الرشح .

 = الخسارة الحاصلة بسبب الإنشاءات غير الصحيحة .

خسارة البخر

تتأثر خسارة البخر في قناة الري ، إضافة إلى العوامل المناخية للمكان (سطح مائي مكشوف) ، بعوامل أخرى متعلقة بأبعاد القناة نفسها . 

وهكذا يمكن اعتماد المعادلة التالية كأساس في حساب خسارة البخر في القناة  [216]:

علماً إن :

= خسارة البخر الحاصلة في القناة مقدرة بالمتر المكعب في الثانية ولك لكيلومتر (m3/S. km) طول قناة .

e = البخر النوعي لسطح مائي مكشوف في المكان  .

m = ميل جدار القناة .

= نسبة عرض القناة على عمق الماء في القناة .

من ناحية أخرى فإن البخر الحاصل في الخزانات المائية مثل السدود وغير ذلك يتطلب الاستعراض عند وضع هياكل مشروع ري كبير . 

وتبعاً لهذا يمكننا حساب خسارة البخر الحاصلة في الخزانات المائية ، مثل البحيرات أو السدود تبعاً لمعادلات متعددة اشتقت من قبل باحثين لهذا الغرض:

– البخر من سطح مائي مكشوف (خزان مائي) يحسب تبعاً للمعادلة المشتقة من قبل POLYAKOV ]من  [88:

حيث إن :

U = بخر السطح المائي المكشوف لكل شهر مقدراً بالمليمتر (mm/month) .

 = سرعة الريح الوسطية في الشهر مقدرة بالمتر في الثانية (m/s) .

d  =النقص الإشباعي الوسطي للهواء في الشهر مقدراً بالمليمتر (mm/month) .

أما المعادلة المشتقة من قبل DAVYDOV ]من [88 فقد اعتمدت لحساب البخر من خزانات مائية كبيرة :

حيث إن :

= الفرق بين ضغط البخار الأعظمي عند درجة حرارة الماء وضغط هذا البخار الواقعي في الهواء عند درجة الحرارة نفسها .

أما معادلة البخر المشتقة من قبل KRITSKY, MENKEL, ROSSINSKY ]من [88 وذلك لخزان مائي مساحته عدة كيلومترات مربعة فهي :

علماً إن :

= ضغط البخار المشبع مقدر بالمليمتر (mm) والمحسوب اعتماداً على درجة حرارة الشهر الوسطية .

= رطوبة الهواء الوسيطة في الشهر ، المقدرة بالمليمتر (mm) .

= سرعة الريح الوسطية في الشهر ، المقيسة على علو تسعة أمتار .

ونتيجة للخسارات الحاصلة في مياه الخزانات المائية ، فإن تغيرات في تركيز الأملاح فيها ستحصل .  من هنا فقد اعتمدت معادلة لحساب تركيز الأملاح في الخزان المائي ، تصلح لأي وقت معطى ]من [800:

مربعة فهي:

حيث إن :

=  تركيز الأملاح في الخزان المائي عند نهاية الفترة الزمنية المستعرضة .

= تركيز الأملاح في الخزان المائي عند بداية الفترة الزمنية المستعرضة .

T = كمية الملح المضافة إلى الخزان المائي أي : (الملح الخارج – الملح الداخل = T).

=  التغير الصافي في كمية الملح الكلية والحاصل نتيجة للانتشار من قاع الخزان المائي أو المفقود بسبب الرشح .

= حجم الماء في البدء والمتوافق مع  Ci.

= حجم الماء الداخل إلى الخزان المائي .

E =  معدل البخر لوحدة المساحة في المدة الزمنية المستعرضة .

S = المعدل الوسطي لمساحة سطح الخزان المائي .

=  حجم التدفق الخارج .

= حجم خسارات الرشح .

أما حساب الخسارات الحاصلة بسبب الرشح ، فيمكن أن يتم بالإستناد إلى تسجيلات التدفق في محطات الشبكة المائية ، وذلك بعد طرح قيمة الخسارة الناتجة عن البخر . 

من ناحية أخرى DARLOT ]من [88 المعادلة التالية لحساب النسبة المئوية للخسارة بالرشح .

علماً أن :

= النسبة المئوية لخسارة الرشح لكل كيلومتر من القناة .

= خسارة الرشح لكل متر مربع في 24 ساعة مقدرة بالمتر المكعب (m3) .

R = نصف القطر الهيدروكيلي للقناة مقدراً بالمتر (m) .

v  =  سرعة الماء في القناة (m/S) .

وفي حال عدم توافر قياسات فقد اعتمد A.W. KOSTIAKOV ]من [88 المعادلة التالية لحساب خسارة الرشح ، وتحديداً في الأقنية الترابية :

حيث إن :

S =  خسارة الماء بالرشح كنسبة مئوية لكل كيلومتر من طول القناة (%) .

L =  طول القناة مقدراً بالكيلومتر (Km) .

Q = كمية الماء المتدفقة في القناة في وحدة الزمن (m3/S) .

أما s فيمكن أن تحسب تبعاً للمعادلة التالية :

A و m ثوابت تم الحصول عليها تجريبياً ، ويتعلقان بناقلية التربة للماء (انظر الجدول 26) .

مردود نقل الماء

يحسب مردود نقل الماء في القناة المائية في الاتحاد السوفياتي ]من [88 تبعاً للمعادلة التالية :

علماً إن :

= مردود نقل الماء (%) .

= التدفق الخارج في نهاية القناة وهو يساوي : 

S =  الخسارة المائية الناتجة عن نقل الماء عبر القناة .

أما مردود مجمل منظومة أقنية الري فيمكن حسابه على النحو التالي ]من  [88:

حيث إن :

 = مردود القناة الرئيسة (%).

=   مردود القناة الفرعية (%)  .

=   مردود القناة المزرعة (%) .

= كمية الماء الواصلة إلى المزرعة .

= كمية الماء المنطلقة من المصدر المائي .

Eng\ Jamal h  Jahlan