نظام ومكونات و تصميم شبكات الري الحديث
(الري بالتنقيط )
إعداد المهندس محمود الحميدي
دورة تدريبية لدراسة و تصميم شبكات الري الحديث
نظام ومكونات شبكات الري الحديث
(الري بالتنقيط – الري بالرذاذ)
Ø تعريف الري بالتنقيط .
Ø إيجابيات الري بالتنقيط .
Ø سلبيات الري بالتنقيط .
Ø مكونات شبكة الري بالتنقيط .
1. المجموعة الرأسية.
- مجموعة الضخ .
- مجموعة التنقية .
- مجموعة التحكم .
- مجموعة القياس .
- المسمدات .
- الإكسسوارات المعدنية .
2. الأنابيب والإكسسوارات وأنواعها.
- الأنابيب الرئيسية والأنابيب الفرعية وأنابيب التوزيع.
- أنابيب السقاية .
- المنقطات .
Ø أسس تصميم شبكات الري بالتنقيط
الري بالتنقيط
تعريفه :
- هو إحدى طرق الري الحديث لسقاية الأشجار المثمرة والمحاصيل الزراعية والخضروات حيث توزع مياه الري عبر شبكة كثيفة من الأنابيب لتقدم مباشرة إلى منطقة الجذور بغزارة قليلة تخرج من نقاطات مركبة على أنابيب السقاية بهدف الحفاظ على رطوبة التربة اللازمة للنبات .
- أو هو أحد النظم التي تعمل على ضغط المياه بواسطة ( مضخة ـ خزان عالي ............... ) في شبكة الأنابيب المتدرجة الأقطار حتى تصل المخارج (نقاطات ـ بابلر ـ ميني سبرنكلر) ، وتكون هذه الضغوط منخفضة بين / 1 ـ 2 بار / .
ايجابيات الري بالتنقيط :
· الاقتصاد الكبير في مياه الري حيث تعطى لمنطقة الجذور فقط بواسطة نقاطات تصريفها صغير 2-4-8-12 ليتر/ساعة وتفضل في المناطق ذات المياه القليلة.
· المردود العالي للري بالتنقيط (85-95)%.
· الحد من انتشار الأعشاب حيث الترطيب لمنطقة الجذور فقط .
· توفير التغطية الجيدة داخل منطقة امتداد الجذور والحد من أمراض النبات .
· تستخدم في كافة التضاريس ولا حاجة للتسوية .
· تقديم الأسمدة والمبيدات مع مياه الري وتوفير في السماد من 30-50% .
· تخفيض كمية السماد وزيادة عدد مرات التسميد يعطي اخضرار دائم ومتكامل وبالتالي تجنب حروق النبات نتيجة التسميد اليدوي .
· تستخدم في كافة الأتربة (الخفيفة – المتوسطة - الثقيلة) .
· تجانس النمو نتيجة لتجانس الري والتسميد .
· تحسين في مواصفات المنتج وزيادة في الإنتاج .
· توفير في الأيدي العاملة وتوفير في البذار نتيجة الأتمتة ومكافحة الأعشاب عن طريق حقن المبيدات وإضافة الأسمدة عن طريق حقنها مع ماء الري .
· عدم فقدان العناصر الغذائية في التربة نتيجة الانجراف والمحافظة على قوام التربة والمحافظة على تركيز العناصر الغذائية بشكل مناسب ضمن منطقة انتشار الجذور وفي محلول التربة .
· تقديم المياه والعناصر الغذائية بشكل محدد ودقيق ومتجانس في الوقت والمكان المناسبين.
· توفير في الطاقة (عدد ساعات التشغيل أقل - مقنن مائي أقل).
· إمكانية تحديد وقت الري في اليوم واختيار الوقت الذي يكون فيه النتح والتبخر في الحدود الدنيا وبالتالي رفع كفاءة الري إلى الحدود القصوى وتجنب الري في أوقات السطوع الشمسي .
· لا حاجة لشبكة صرف المياه الزائدة مما يحافظ على البيئة النظيفة ومياه جوفية نظيفة .
· تسهيل إدارة المزارع من حيث المكافحة، عمليات الخدمة، الأعشاب والسيطرة عليها،الحصاد وبنفس أوقات الري.
· الحد من تلوث البيئة نتيجة إضافة الأسمدة .
سلبيات الري بالتنقيط :
· انسداد ثقوب النقاطات بالمواد الصلبة نتيجة ترسبات كربونات الكالسيوم ونمو الأشنيات مما يتطلب مياه نقية .
· الحاجة إلى أجهزة لتنقية المياه واستعمال شبكة كثيفة من الأنابيب هذا يتطلب نفقات إنشائية عالية.
· الحاجة إلى الصيانة الدائمة والدورية .
· الحاجة إلى الكادر الفني المؤهل .
· إمكانية تراكم الأملاح عند الأطراف الخارجية لكتلة التربة المبللة .
· عدم انتظام توزيع المياه بالنقاطة في المشاريع الكبيرة .
· عدم التثبيت الجيد للجذور في التربة كون الجذور تتركز في المنطقة المبللة فقط بسبب عدم التوزيع الصحيح للنقاطات حول الشجرة وإمكانية أن تتهاوى بالرياح .
· تقطع أنابيب الري نتيجة القوارض .
مكونات شبكة الري بالتنقيط :
* المجموعة الرأسية
أولاً - مجموعة الضخ : تتألف من المضخات ولوحة التحكم الرئيسة والكابل الكهربائي .
ثانياً - مجموعة التنقية : تتألف من الفلاتر الرملية والفلاتر الشبكية والمصافي المعدنية والشبك المعدني وتهدف إلى تنقية المياه الداخلة إلى الشبكة .
الفلاتر :
ـ فلاتر الهيدرو سيلكون ( Hydrocyclne ):
تستخدم بعد المضخة أو المصدر المائي مباشرة وخاصة للمياه التي تحوي تربة كبيرة
الحجم أو رمل .
ـ الفلاتر الرملية ( Sand Filters ):
تستخدم للأتربة التي تحوي أتربة متوسطة الحجم أو طحالب ( مياه أقنية الري المكشوفة أو
المغلقة ) تحوي حجرتين لإمكانية التنظيف العكسي أثناء الري فلا يتوقف الري بل أحد
الحجرتين تستمر في الفلترة .
ـ فلاتر شبكية دوامية ( Screen Filters ):
المرحلة الأخيرة لفلترة المياه قبل دخولها الشبكة، لكل فلتر قدرة تصريف معينة، في التنقيط
نستخدم شبك أكبر أو يساوي ( 100 Mesh ) .
ـ فلاتر الديسك (Disk Filters ):
تعد أفضل طريقة لفلترة المياه، تم استبدال الشبك الداخلي للفلتر بقالب مكون من ديسكات
بلاستيكية دائرية تتمتع بكفاءة تعادل ضعف الشبك وتتحمل ضغوط أكبر من الفلاتر الشبكية
ـ سهلة في التنظيف وآمنة .
ـ نختار الفلتر حسب نوعية وكمية الماء المتوفر .
ثالثاً – مجموعة التحكم : تتألف من مجموعة من سكورة الجارور وسكورة الدحلة وسكر عدم الرجوع وسكر التنفيس .
رابعاً –مجموعة القياس: تتألف من مقاييس التصريف ومقاييس الضغط.
خامساً - المسمدات:
لتوزيع مثالي للسماد مع مياه الري تم إنتاج حواقن سماد هي عبارة عن أنبوب الفنتوري
الذي يسحب السماد المنحل مع الماء ويدخله إلى شبكة الري وهو يعمل بدون قدرة
كهربائية أو غيرها، يعمل عندما يتشكل فرق ضغط بين مدخله ومخرجه فيتكون فراغ
هوائي داخله يؤدي إلى شفط السماد من الخزان وإدخاله إلى الشبكة .
لا يحتاج قطع غيار، سهل الفك والتركيب، مصنوع من مادة البولي بروبيلين المقاومة
للحرارة والرطوبة والكيماويات ( يتم توزيع السماد كل فترة الري بانتظام ) .
سادساً - الإكسسوارات المعدنية :وهي مجموعة من التيهات والأكواع والوصلات المعدنية والنقاصات وشد وصل ...الخ وبقياسات مختلفة .
* الأنابيب والإكسسوارات وأنواعها
1ـ الأنابيب الرئيسية والأنابيب الفرعية وأنابيب التوزيع:
تصنع من مادة البولي ايتيلين العالي الكثافة ذات أقطار خارجية (32-40-50-63-75-90-110-140) مم هذه الأقطار بسماكات مختلفة تختلف سماكة الأنبوب حسب قطره وتحمله للضغط (4 بار – 6 بار – 10 بار ....الخ) مع ضرورية تطابق هذه القياسات مع قطع الإكسسوارات الخاصة وهي عبارة عن (بدايات خطوط - مرابط سرجيه - وصلات - نقاصات – سكورة - سدات نهاية خط - تيهات - كواع ....الخ) .
2-أنابيب السقاية :
تصنع من مادة البولي ايتيلين المنخفض الكثافة ذات أقطار خارجية (16-20-25-32) مم هذه الأقطار بسماكات مختلفة تختلف سماكة الأنبوب حسب قطره وتحمله للضغط (2 بار – 4 بار – 6 بار) مع ضرورية تطابق هذه القياسات مع قطع الإكسسوارات الخاصة بها وهي عبارة عن (مرابط سرجيه – وصلات تدكيك – وصلات ربط - سكورة بولي إيتيلين - سدات نهاية خط بمختلف أنواعها – تيهات تدكيك – تيهات ربط – كواع تدكيك – كواع ربط ....الخ) .
3- المنقطات :
أ- أنابيب التنقيط ( G.R ) :
المنقطات ملتصقة مع الجدار الداخلي للأنبوب أثناء عملية التصنيع، المسافة بين
المنقطات كيفية حسب نوع ومسافة الزراعة، تدفق المنقطة ( 2-4-8 ل/سا ) عند ضغط
تشغيلي ( 1 بار )، الأنابيب مناسبة لزراعة الخضراوات المختلفة ( القطن ، الشوندر ،
البطاطا ...الخ) وبأقطار (16-20)مم.
ب- المنقطات الخارجية (بابلر ـ مرش صغير ) :
تنتج بنوعين ( منتظمة الضغط ـ عادية )، تركب على السطح الخارجي للأنبوب، يمكن
فتح وتنظيف المنقطات بسرعة قياسية ( متوفرة بتدفق 4 و 8 و 12 و16 ...الخ ل/سا ) .
المنتظمة تعطي نفس التدفق مهما كانت ميول الأرض بفضل غشاء مطاطي عالي الجودة
يركب داخل المنقطة ويعمل على التحكم بحجم الفتحة عند مخرج المياه بحيث يتمدد عند
هبوط الضغط ويتقلص بارتفاعه، مناسبة للأشجار المزروعة في السفوح الجبلية التي
يصعب ريها بالطرق التقليدية ( متوفرة بتدفق 4 و 8 ل/سا ) .
أسس تصميم شبكة الري بالتنقيط
أولاً - المعطيات قبل تصميم الشبكة:
1. المخطط الطبوغرافي : يساعد بوضع مسطح الشبكة – ميل الأرض – اتجاه خطوط المناسيب – موقع المصدر المائي (بئر , خزان , نهر , نبع .....) – تحديد المجموعة الرأسية – توزع الأشجار (تحديد تباعد بين الأشجار و الصفوف) – الطرقات الزراعية – المنشآت الأخرى – – حدود الأرض –مساحة الحقل-شكله والتضاريس- مناطق الصرف-مناطق صخرية-عوائق-وغيرها .
2. المصدر المائي :
- نوع المصدر المائي (بئر , خزان , نهر , نبع .....) تصريفها ونوعية المياه والخزانات وحجمها والمسافة بين المصدر المائي و الحقل.
- رفع وتصريف المضخة إذا كانت متوفرة على المصدر المائي( نوع المضخة-مصدر الطاقة ).
- تحليل نوعية المياه .
3. خصائص التربة : معرفة نوع التربة (ثقيلة – متوسطة-خفيفة) وعمقها والمسامية ودرجة الرطوبة عند السعة الحقلية ونقطة الذبول ونسبة الأملاح
4. نوع المحصول (إذا كانت الأرض مزروعة محاصيل)وعمره وعمق الجذور والمساحة المظللة والمسافة بين الأشجار ودرجة التحمل للملوحة
5. معلومات المناخ لتحديد الاحتياج المائي (الأعظمي لشهر الذروة) –البخر-النتح-معدل التبخر اليومي درجة الحرارة(المتوسطة-الدنيا و العليا)سرعة الرياح –توزع الأمطار وكميتها-الرطوبة الجوية والذي سيتم التصميم بناءً عليه .
ET = ETO * KC *Kr * A /Ea
ET : الاحتياج المائي الأعظمي (ل/يوم) للشجرة أو للمحصول.
ETO : معدل التبخر الأعظمي الممكن من سطح ماء حر أو مسطح أخضر مغطى (مم/يوم) ويحسب بعدة علاقات (بنمان-بلانكريدل ....) جدول رقم (1).
A : مساحة الشجرة (التباعد بين الأشجار) أو مساحة المحصول (م2).
KC : عامل المحصول حسب نوع النبات جدول رقم (ب)
Kr : عامل خفض التغطية .
طريقة الري سطحي رذاذ GR ري موضعي-تنقيط Kr( %) 100 100 70-100 40-70
Ea : كفاءة الري (0.90-0.85 الري بالتنقيط –0.80-0.75 الري بالرذاذ).
مثال:من خلال زيارة حقل احد الإخوة الفلاحين في محافظة ريف دمشق "غوطة دمشق" الراغبين التحول إلى الري الحديث وبعد إجراء المسح الحقلي
تبين مايلي:
حقل مساحته 21 دونم بأبعاد 150×140م - مزروع زيتون بإبعاد 7×7 م
قدر عمر الشجرة 15 عام و قطر الظل 5م
تم حصر عدد الصفوف 20 صف شجر وعدد الأشجار في الصف الواحد 20 شجرة
-يوجد فيه مصدر مائي عبارة عن بئر مرخص تصريف 10 م3/سا لا يوجد خزان
المطلوب : - تحديد الاحتياج المائي – عدد ساعات العمل للبئر لتغطية الاحتياج - تصميم الشبكة
الحل : نحسب احتياج الشجرة من
ET = ETO * KC * Kr * A / Ea
-مساحة الشجرة 7*7 =49م2
- ETO في شهر الذروة = 8.2 مم/يوم من الجدول رقم 1
- KC عامل المحصول = 0.55 من الجدول رقم B
- Kr عامل خفض التغطية = Gc / 0.85
- Gc% :نسبة التغطية = مساحة الظل ÷ التباعد =19.635÷49=0.40
Kr = 0.40 ÷ 0.85 = 0.47
Ea = 90 %
احتياج الشجرة = ( 8.2 * 0.55 *0.47 * 49 ) /0.90 = 115 ل/يوم
عدد الأشجار = 20 * 20 = 400 شجرة
الاحتياج اليومي = 115 * 400 = 46 م3/يوم
عدد ساعات العمل للبئر في اليوم = الاحتياج اليومي÷ تصريف البئر
= 46 ÷10 = 4.6 سا
وبتالي نحتاج إلى خزان سعة
ثانياُ – تصميم شبكة الري بالتنقيط :
نضع مسطح الشبكة (المجموعة الرأسية – خطوط السقاية – خطوط التوزيع – الأنابيب الفرعية – الأنبوب الرئيسي ) على المخطط الطبوغرافي للأرض.
تصميم أنابيب الشبكة:
1. تصميم أنبوب السقاية : من المسطح الشبكي يتم تحديد طول أنبوب السقاية وعدد الأشجار التي تسقيها هذا الأنبوب ويتم تحديد عدد النقاطات للشجرة الواحدة - وتحديد تصريف النقاطة الواحدة عند الضاغط /1/بار ويتم توزيع النقاطات على خط أو خطي سقاية لكل صف من الأشجار .
تصريف خط السقاية = تصريف النقاطة × عدد النقاطات للشجرة من طرف واحد × عدد الأشجار على الخط
نختار 8 نقاطات للشجرة الواحدة بتصريف 8 ل/سا عند الضاغط 1 بار و يتم توزيع النقاطات على خطي سقاية لكل صف من الأشجار
تصريف خط السقاية = 8 * 4 * 10 = 320 ل/ سا
ملاحظة هامة : نصمم القطر الخارجي والداخلي لأنبوب السقاية بحيث لا يتجاوز الفاقد الطولي على طول الخط (10-20)% من ضاغط النقاطة التشغيلي = 1 بار = 10م
هذا يعني أن الفاقد الطولي المسموح به على طول خط السقاية = 10% × 10 = 1 – 2م
h 1 = J * L * 0.35
h : الاحتكاك أو الفاقد الطولي المسموح به على طول الأنبوب (م).
L : طول أنبوب السقاية (م).
J : الاحتكاك لطول واحد متر(م/م).
يتم حساب J من العلاقة السابقة
J = h 1 / ( L * 0.35 ) = 1 / ( 70*0.35) = 0.0418 m/m
تصريف الأنبوب : Q = 320 / 3600 = 0.0888 L/S
الجدول رقم (2) نحدد الأنبوب الملائم من البولي ايتيلين منخفض الكثافة تحمل ضغط 4 بار .
[IMG]file:///C:/Users/abo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.gif[/IMG]
2. تصميم أنبوب التوزيع:
من مسطح الشبكة نحدد طول أنبوب التوزيع +عدد أنابيب السقاية علية
تصريف خط التوزيع = تصريف أنبوب السقاية × عدد أنابيب السقاية علية
طول الأنبوب = 140 م , عدد أنابيب السقاية = 40
التصريف = 320 × 40 = 12800 ل/سا = 12.8 م3 /سا
يتم حساب قطر أنبوب التوزيع بطريقتين
· الجداول المرفقة (نوع الأنبوب- التحمل- التصريف المار به)
· العلاقات الرياضية
[IMG]file:///C:/Users/abo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.gif[/IMG]
d :القطر الداخلي للأنبوب مم
Q :تصريف الأنبوب م3/ثا
V :سرعة الجريان م/ثا ( 1-2)
D = d + 2 S
D :القطر الخارجي مم (الجداول المرفقة)
S :سماكة الأنبوب مم (الجداول المرفقة)
الأقطار النظامية للأنابيب( 16-20-25-32-40-50-63-75-90-110-125-140-160- 200 000000) مم
بعد تحديد القطر الخارجي و سماكة الأنبوب من خلال اختيار قدرة التحمل ونحسب القطر الداخلي للأنبوب -السرعة
[IMG]file:///C:/Users/abo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.gif[/IMG][IMG]file:///C:/Users/abo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif[/IMG]
J :الفاقد الطولي للمتر الطولي م/م
Q: تصريف الأنبوب ل/سا
d :القطر الداخلي للأنبوب مم
h 2 = J * L * 0.35
[IMG]file:///C:/Users/abo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg[/IMG]
3. تصميم الأنبوب الفرعي:
من مسطح الشبكة نحدد طول أنبوب الفرعي +عدد أنابيب التوزيع المتفرعة عنه
تصريف خط الفرعي = تصريف أنبوب التوزيع × عدد أنابيب التوزيع علية
التصريف = 12.8 × 1 12.8 م3/سا
طول الأنبوب = 70 م
بنفس الطريقة السابقة لتصميم أنبوب التوزيع يتم التصميم أنبوب الفرعي بعد تحديد القطر الخارجي و سماكة الأنبوب من خلال اختيار قدرة التحمل ونحسب القطر الداخلي للأنبوب -السرعة
h 3 = J * L
4. تصميم الأنبوب الرئيسي:
من مسطح الشبكة نحدد طول أنبوب الرئيسي
تصريف خط الرئيسي = تصريف أنبوب الفرعي × عدد أنابيب الفرعية علية
الري خلال مرحلة واحدة
تصريف خط الرئيسي = تصريف أنبوب الفرعي
الري خلال أكثر من مرحلة
بنفس الطريقة السابقة لتصميم أنبوب الفرعي يتم التصميم الأنبوب الرئيسي
h 4 = J * L
5. اختيار المضخة المناسبة
عند اختيار المضخة المناسبة للمشروع لابد من معرفة تصريفها +رفعها
· تصريف المضخة: هو تصريف الخط الرئيسي
· الرفع = ( مجموع الضياعات على طول أسوأ خط في الشبكة ) * 1.1
+ ضاغط النقاطة + فرق المنسوب + ضياعات المجموعة الراسية
[IMG]file:///C:/Users/abo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif[/IMG]
نتائج تصميم الشبكة
· أنبوب السقاية : من ال P-E منخفض الكثافة تحمل 4 بار
L = 70 m
Q = 0.0888 L / S
J = 0.0418 m/m
D = 16 mm
h 1 = 1 m
· أنبوب التوزيع : من ال P-E عالي الكثافة تحمل 6 بار
L = 140 m
Q = 12.8 m3/ h
D = 63 mm
S = 3.6 mm
V = 1.46 m/s
J = 0.0418 m/m
h 2 = 1.8 m
· أنبوب التوزيع : من ال P-E عالي الكثافة تحمل 6 بار
L = 140 m
Q = 12.8 m3/ h
D = 63 mm
S = 3.6 mm
V = 1.46 m/s
J = 0.0418 m/m
h 2 = 1.8 m
· الأنبوب الفرعي : من ال P-E عالي الكثافة تحمل 6 بار
L = 70 m
Q = 12.8 m3/ h
D = 63 mm
S = 3.6 mm
V = 1.46 m/s
J = 0.0369 m/m
h 3 = 2.58 m
· الأنبوب الرئيسي : من ال P-E عالي الكثافة تحمل 6 بار
L = 45 m
Q = 25.6 m3/ h
D = 90 mm
S = 5.1 mm
V = 1.43 m/s
J = 0.0233 m/m
h 4 = 1.05 m
· اختيار المضخة
H = 10 + ( 1 + 1.8 + 2.58 + 1.05 ) * 1.1+15 + 3 =35 m
Q = 25.6 m3/ h
مستلزمات شبكة الري بالتنقيط " يتم حسابها من المتدرب " م وصف المواد الواحدة الكمية ملاحظات 1 مضخة أفقية تصريف 25.6 م3/سا رفع 35 م
عدد 2 فلتر شبكي يسمح بتمرير التصريف المطلوب 3" عدد 3 سماده عدد 4 أنبوب P-E عالي الكثافة قطر 90 مم تحمل 6 بار م. ط 5 أنبوب P-E عالي الكثافة قطر 63مم 6 بار م.ط 6 أنبوب P-E منخفض الكثافة قطر 16 مم تحمل 4 بار م.ط 7 نقاطة P-E تصريف 8 ل/سا عند الضاغط 1 بار عدد 8 كوع P-E قياس 16مم عدد 9 بداية خط P-E قياس 63 مم * 2 " عدد 10 سدة نهاية خط P-E قياس 63 مم عدد 11 سدة نهاية خط P-E قياس 16 مم عدد 12 جوان قياس 16مم عدد 13 وصلة قياس 16 مم عدد 14 كوع P-E خارجي قياس 90×90 مم عدد 15 سكر جارور قياس3" عدد 16 نقاصة قياس عدد 17 تيه معدنية قياس 3 × 3×3 " عدد 18 كوع معدني قياس 2" عدد 19 وصلات معدنية قياس 2 " م.ط 20 غرفة تفتيش أبعاد عدد 22 حفريات م3 23 رمل مازار م3 24
[IMG]file:///C:/Users/abo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg[/IMG]
[IMG]file:///C:/Users/abo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.gif[/IMG]
[IMG]file:///C:/Users/abo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.gif[/IMG]
[IMG]file:///C:/Users/abo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.gif[/IMG]
مواضيع مشابهة:
اقتباس