مكونات نظام الري الضغطي

يوضح الشكل رسم تخطيطي لنظام ري يشمل على المكونات التالية:

شكل (1) رسم تخطيطي لمكونات شبكة ري

أولا: مصدر المياه:

قد تكوم مياه سطحية (أنهار) أو آبار أو مياه مخزنة في خزانات.

ثانيا: وحدة الضخ, الطلمبة (المضخة):Pump :

هي الوسيلة التي يتم بها رفع ضغط السائل لزيادة طاقته الكلية، وعادة ما تكون المضخة المستعملة من نوع المضخات الطاردة المركزية أو مضخات الأعماق أو المضخات الغاطسة وذلك لضخ المياه داخل شبكة الري تحت ضغط مناسب. وعند اختيار الطلمبة يجب مراعاة النقاط الآتية:

1- أن تتناسب إمكانيتها مع مصدر الما المتاح في المنطقة.

2- أن تكون ذات تصرف مناسب وضغط مناسبين للمساحة المراد زراعتها.

3- ضرورة توفر قطع الغيار اللازمة وعملية الصيانة تحت الظروف المحلية.

ثالثا: وحدة التحكم الرئيسية Control Unit:

وهي تلي الطلمبة وتقوم بتنظيم الضغط وكمية المياه المطلوب إضافتها وكذلك ترشيح المياه وإضافة الأسمدة من خلالها (شكل 2).

شكل (2) وحدة التحكم الرئيسية

وتشمل وحدة التحكم على:

1. مجموعة صمامات (محابس) للتحكم في التشغيل، ومنها:

2. عدادات لقياس الضغط:

تستخدم مقاييس الضغط للتأكد من صحة الضغوط في النظام وبالتبعية التصرفات كما أن تغير الضغط مؤشر على الحاجة لصيانة النظام.

3. عدادات لقياس التصرف:

تستخدم في تقدير كمية المياه المستهلكة للمساعدة على جدولة الري كما أن التغير في التصرفات مؤشر على الحاجة إلى صيانة النظام.

4. محبس تفريغ الهواء:

يستخدم في سرعة التخلص من الهواء المتواجد داخل المواسير.

5. محابس عدم رجوع:

يستخدم في السماح للماء بالمرور في الاتجاه من المضخة إلى باقي مكونات شبكة الري ولا يسمح للمياه بالمرور في الاتجاه العكس.

6. وحدة المرشحات (الفلاتر):

انسداد الموزعات (نقاطات - رشاشات) يعتبر من أهم المشاكل التي تقابل نظام الري خاصة حبيبات الرمل أو الطين والطحالب، وتنقسم المرشحات إلى عدة أنواع تختلف باختلاف جودة المياه المستخدمة في الري ومصدرها.

أنواع الفلاتر:

أ- الفلاتر الشبكية:

تستخدم الفلاتر الشبكية في حالة استخدام مياه الآبار وهي من أكثر الطرق استعمالا لإزالة المواد الصلبة العالقة بالمياه وهذه الشبكة إما أن تصنع من السلك أو النايلون وتعتمد قدرة الفلتر الترشيحية على قطر الفتحات بالشبكة أو عدد الفتحات في البوصة المربعة.

ب- الفلاتر الرملية:

تستخدم الفلاتر الرملية في حالة استخدام مياه الأنهار (المياه السطحية).

7. وحدات التسميد:

تقوم بإضافة الاسمدة الكيمائية في صورة سائلة مع مياه الري، وأهم انواع السمادات انتشارا:

أ- التسميد عن طريق طلمبة حقن السماد:

باستعمال طلمبة الحقن يمكن التحكم بدرجة كبيرة في حقن السماد داخل النظام وبالتالي تركيز السماد. كذلك فإنه باستعمال طلمبة حقن السماد فإن تركيز السماد يظل ثابت ولا يتغير مع الزمن.

ب التسميد عن طريق الفينشوري: -

يعتبر التسميد باستخدام الفنشوري أكثر الطرق انتشارا في الوقت الحالي، حيث تعتمد فكرة العمل على إحداث فرق في الضغط بين طرفي الفنشوري وذلك بواسطة محبس يركب على خط المواسير وهذا الفرق في الضغط يؤدى إلى تحرك السماد من خزان السماد إلى خرطوم الفنشوري ومنه إلى شبكة الري.

رابعاً: شبكة أنابيب التوصيل: Piping system :

1- الخط الرئيسي وتحت الرئيسي Main and sub main lines :

هي خطوط المواسىير التي توصل المياه من مصدر المياه إلى خطوط التغذية (شىكل3) وهو إما أن يكوم مصنوعا من البولي إثيلين PE أو من P.V.C (شكل 4) وتتصل مواسىير الخط الرئيسي ببعضها بواسطة وصلات خارجية خاصة وقد يكوم الخط الرئيسي مدفونا تحس سطح التربة على عمق لا يقل عن 50 سم (إذا كان من P.V.C)، أو قد يكوم ممددا فوق سطح الأرض (إذا كام من PE ) ويتم توصيل الخطوط الرئيسية بالخطوط تحت الرئيسية (الحاملة للرشاشات في حالة الري بالرش) عن طريق وحدات تحكم فرعية.

شكل (3): الخط الرئيسي في شبكات الري

شكل (4): مواسير  PVC المستخدمة في شبكات الري

-2 خطوط التغذية :Lateral Lines

تقوم هذه الخطوط بتوصيل المياه إلى النقاطات (في حالة الري بالتنقيط)، وتصنع من مادة البولي إثيلىين وتتراوح اقطارها من 10 -20 ملليمتر ولكن اكثرها شيوعا 15.5، 18، 20 ملليمتر، وتمتد خطوط التغذية عموما بجوار صفوف النباتات او بينها انظر الشكل رقم (5).

شكل (5): خطوط التغذية (الحاملة للنقاطات)

خامساً: الموزعات:

وهي إما أن تكوم نقاطات، تركب على خطوط التغذية مباشرة (في حالة الري بالتنقيط) أو رشاشات، تركب على الخطوط تحت الرئيسية (في حالة الري بالرش)

أ- النقاطات:

تعتبر من أهم أجزاء شبكة الري بالتنقيط حيث يتم بواسطتها إضافة المياه إلى النباتات بمعدل ثابت ومنخفض جدا، ويتراوح معدل تصرف النقاط عادة من 2-10 لتر/ ساعة.

المواصفات التي يجب توافرها في النقاطات:

1- ذات تصريف ثابت ومنتظم.

2- ذات مقطع كبير نسبيا لتلافي انسدادها.

3- ألا يتأثر تصريف النقاطات بتغير حرارة التشغيل.

4- أن يوجد منها أنواع ذات تصرف مختلف عند ضغط تشغيل ثابت 2،4،8 لتر/ساعة.

5- أن تكون مصنوعة من مادة مقاومة لأشعة الشمس.

6- أن يكوم معدل الاختلاف في تصرف المنقطات أقل ما يمكن بتغير ضغط التشغيل.

7- سهلة التنظيف ورخيصة الثمن ومتوفرة تحس ظروف السوق المحل.

تقسيم النقاطات حسب وضعها في الخط الفرعي:

* نقاطات على الخط (On Line) وتركب علي خط التوزيع مباشرة.

* نقاطات بداخل الخط (In Line) وهي عبارة عن خط التوزيع مصنوع به ثقوب ذات أقطار معينة وعلى مسافات معينة.

تقسيم نقاطات حسب معدل التصريف:

* نقاطات ذات تصري منيفض: 2 لتر/ ساعة.

* نقاطات ذات تصري متوسط: 2 - 8 لتر / ساعة.

* نقاطات ذات تصري عاق: 8 - 16 لتر / ساعة.

تقسيم نقاطات حسب مدي حساسيتها للتغير في الضغط:

* نقاطات غير حساسة للضغط (ذاتية التغذية) : Self_Compensating وهذه النقاطات ذات قدرة على التعريض، لذلك فان تصري المنقط يكاد يكوم ثابتا ولا يتغير بتغير الضغط.

* نقاطات حساسة للتغير في الضغط : Non Compensating وهذه النقاطات ليس لها القدرة على التعريض في حالة تغير الضغط.

تقسيم النقاطات حسب قابليتها للانسداد:

* نقاطات حساسة للانسداد عندما يكوم قطر مسار الما أقل من 0.8 ملليمتر.

* نقاطات متوسطة الحساسية للانسداد عندما يتراوح القطر من 1 إلى 1.5 ملليمتر.

* نقاطات قليلة الحساسية للانسداد عندما يزيد القطر عن 1.5 ملليمتر.

تقسيم النقاطات حسب إمكانية تنظيفها:

* نقاطات ذاتية التنظيف : Self Flushing (شكل 6)

* نقاطات تنظيف يدويا : Manual Flushing

تقسيم النقاطات حسب ضغط التشغيل:

وهو الضغط الذي يتم عنده تشغيل النقاطات لكي تعطي تصرفا معينا منصوصا عليه في الكتالوج.

* نقاطات ذات ضغط تشغيل منخفض يتراوح من 0.2 – 0.5 بار.

* نقاطات ذات ضغط تشغيل متوسط يتراوح من 0.5 - 1 بار.

* نقاطات ذات ضغط مرتفع أكبر من 1 بار. والشائع هو ضغط التشغيل في حدود بار واحد.

تقسيم النقاطات حسب نظرية عملها:

* نقاطات طويلة المسار: Long Path وهذه النقاطات ذات مسار مائي طويل وقطر صغير يتراوح  من 1 إل 2 مم. ويتضمن هذا القسم النوع المعروف تجاريا باسم الاسباجيتي (Spagetti).

Constricted orifice :

* نقاطات مذمومة الفتحات:Constricted orifice  هذه النقاطات ذات فتحات صغيرة جدا تتراوح من 0.5-1.5مم.

* نقاطات دوامية  Vorte هذه النقاطات ذات مسار دوامي دائري، ويتم التحكم في فتحة النقاط نسبيا.

شكل (6): بعض أنواع النقاطات

ب- الرشاشات:

تعتبر من أهم أجزاء شبكة الري بالرش حيث تتم بواسطتها إضافة المياه إلى النباتات بمعدل ثابت وتتنوع الرشاشات تنوعا كبيرا من حيث الأحجام والتصرفات وضغوط التشغيل وأشهر امثلتها الرشاش التصادم.

شكل (7): الرشاش التصادمي

سادسا: الوصلات Fittings:

تحتاج خطوط أنابيب شبكة الري بالتنقيط إلى العديد من الوصلات المختلفة الأشكال والأحجام لربطها وتوصيلها ببعض، وتصنع كلها من مادة ال P.V.C. ( شكل 13)

شكل (13): بعض أنواع الوصلات المستخدمة في شبكة الري

أنواع أنابيب الري تحت السطحي:

* أنابيب بلاستيكية صلبة.

* أنابيب بلاستيكية عل هيئة شريط.

* أنابيب مسامية.

شكل (14) صور توضح أنابيب الري تحت السطحي أثناء وضعها

مواصفات الأنابيب:

• نوع الأنابيب مسامية والقطر الداخلي 16 مم والخارجي 22 مم ووزنها 160 جم.

• ضغط التشغيل الأدنى 40 كيلو باسكال وضغط التشغيل الأقصى 200 كيلو باسكال

• معدل رش (تصرف) الأنبوب 2 لتر/ساعة/متر عند ضغط 60 – 80 كيلو باسكال

مزايا أنواع الأنابيب:

• الأنابيب الصلبة متانتها عالية، وتقاوم الانثناء والتلف ولها القدرة على التحكم بانتظامية النقاطات (تكلفتها عالية).

• شريط المنقطات رقيق يستخدم لموسم واحد (تكلفته قليلة).

• الأنابيب المسامية تقاوم الانسداد بسبب الجذور مع احتمالية انسدادها بجزيئات التربة.

كيفية تنفيذ الري بالتنقيط تحت السطحي:

1- إعداد الحقل جيدا، ويتم تخطيط خطوط الزراعة والتنقيط قبل بداية أعماق تركيبات الخراطيم.

2- يتم فرد خراطيم التنقيط داخل عنق الحفر برفق وعناية ويجب أن يكوم طرف. الخرطوم خارج الحفر وفوق سط الأرض، ويجب أن يكون حفر الخندق منتظما.

3- يتم ردم الخندق يدويا في البداية وبهدوء وبالدرجة التي لا تؤدي لانثناء الخرطوم أو عصره، وبعد ذلك يمكن أن يتم باقي الردم باستخدام الآلات المناسبة.

4- يجب وضع محبس هواء من النوع الذي يسمح بدخول الهواء للشبكة أو خروجه منها ويوضع في الأماكن المرتفعة بالمزرعة ولا أقل من محبس هواء 2 " كل 200 متر وذلل لحماية النقاطات من اختراق حبيبات التربة داعلها.

5- يتم توصيل خراطيم التنقيط بالخطوط الفرعية مع المحافظة على أن تكون نهايات الخراطيم فوق سط الأرض صحيح مفتوحة.

6- يتم تشغيل النظام وغسيل جميع الخطوط والخراطيم جيدا والتأكد من خروج جميع الشوائب وبعد ذلك يتم غلق النهايات بالتوالي واحدة تلو الأخرى . ويفضل هنا أن يتم ربط جميع النهايات بماسورة أخرى بها محبس يدوي بفتحة يتم غسل جميع الخراطيم ويوضع محبس هواء على هذا الخط المُجمع.

ولأن هناك ضغط للتربة على الخراطيم وهذا الضغط مقداره ثابت على الخراطيم فيجب زيادة ضغط تشغيل النقاطات بمقدار 50 % عما هو مصمم عليه . فإذا كان ضغط تشغيل النقاط مثلا 1 بار، فيجب أن يتم توفير ضغط للنقاط بمقدار 1.5 بار ليعطي نفس التصرف المُصمم عليه.

تصميم نظام الري بالتنقيط:

طريقة تصميم نظام ري بالتنقيط:

- اختيار نبات وتحديد البيانات التالية:

مواعيد الزراعة، مسافات الزراعة، عمق الجذور، نسبة الاستنفاذ المسموح بها، معامل المحصول ويمكن الحصول عل معظم هذه المعلومات من الجداول المنشورة في ال FAO 56

- تحديد نوع التربة منها يتم الحصول على الاتي:

المحتوى الرطوبي عن السعة الحقلية، المحتوى الرطوبي عند نقطة الذبول المستديم.

- الظروف المناعية:

رطوبة، حرارة، مطر، اشعاع شمسي، سرعة الرياح.

- يتم حساب الاحتياج المائي للنبات باستخدام معادلات البخر نتح ومعامل المحصول.

- يتم حساب الماء المتاح والماء المتيسر.

- تطبيق الاتزان المائي للتربة وتحديد اقل فترة بين الريات.

- حساب قيمة عمق ماء الري المضاف.

- حساب كمية مياه الري اليومية المطلوبة.

- حساب الفترة المتاحة للري واختبار الفترة المستخدمة للتصميمي.

- حساب عمق ماء الري المضاف التصميم.

- اختيار منقط وتحديد سعة وضاغط التشغيل

- التعويض في معادلة سعة المنقط وتحديد المساحة المبتلة

- التعويض في معادلة المساحة المبتلة وتحديد عدد المنقطات في نقطة الري الواحدة وعدد المنقطات عل الخط.

- حساب تصرف الخط والفاقد المسموح به من ضاغط التشغيل

- التعويض في معادلة هازم وليم وتحديد قطر الخط.

- حساب الفواقد بناء على قطر الخط مرة أخرى.

- حساب إجمالي الضاغط المطلوب.

- اختيار المضخة المناسبة.

المصدر

غنيمي، محمد ابراهيم واحمد محمود الزهيري, 2015, ادارة مياه الري.