أنظمة تجهيز وتوزيعات مياه الري السيحي

أنظمة تجهيز وتوزيعات مياه الري السيحي

Surface Irrigation Water Delivery and Distribution  Systems

الدكتور المهندس كنعان عبد الجبار أبو كلل _ مهندس استشاري

عضو لجنة الزراعة والري ، المنتدى العراقي للنخب والكفاءات

أولاً –  أنظمة تجهيز مياه الري السيحي :Water Delivery Systems  

يكون أساس تجهيز المياه الى المشاريع الاروائية السيحية بإحدى الطرق الثلاثة التالية : – 

1. أيصال الماء الى الحقل على أساس نظام مقرر مسبقا  Schedule System :  ويعتمد على توزيع متكافئ للموارد المائية الموجودة بين أجزاء المشروع الأروائي المختلفة , وغالبا ما تستعمل هذه الطريقة عندما تكون الموارد المائية هي المحددة للكثافة الزراعية . وان طرق الري السيحي في العراق كانت منذ القدم والى اليوم تعتمد هذه الطريقة .

وهي الطريقة التي تعتمد في معظم المشاريع الزراعية في العالم , حيث ان نظام السيطرة وتوزيعات المياه يكون مبسطا , الا ان المرونة فيه محدود وان تصاميم الشبكات في هذه الحالة تكون مبنية على أساس التجهيز الأقصى , وبذلك تكون تصاميم الجداول ذات كفاءة عالية وتقل فيها نسبة الترسبات بالمقارنة مع الطريقة الثانية التي غالبا ما يحدث فيها تغاير كبير في التصريف .

1. طريقة تجهيز الماء الى الحقل عند  الطلب On Demand System    :

وفي هذا النظام يعطى للمزارع الحرية الكاملة في اخذ المياه التي يحتاج اليها بحسب رغبته ضمن الحصة المائية القصوى للمنفذ المخصص للوحدة الاروائية , وعلى العموم تكون الشبكة مكونة من انابيب ذات ضغط عالي او واطئ , وقد تستعمل شبكات جداول مفتوحة , وتكون السيطرة على مناسيب الماء في هذه الشبكة بواسطة نواظم قاطعة فيها بوابات تضبط مناسيب المياه في مؤخر المنشأ Down stream Control ,  ان طريقة تجهيز المياه عند الطلب وان كانت تبدو للوهلة الأولى هي الطريقة المثلى والتي تعطي للمزارع الحرية الكاملة لطلب الماء عند الحاجة الا انها على العموم تكون كلفتها عالية ولا يمكن استعمالها الا في الحالات التي تكون الموارد المائية محددة للكثافة الزراعية .

1. طريقة التجهيز المختلطة  Mixed  system :

ان طرق التجهيز المختلطة ما بين التجهيز المسبق والتجهيز عند الطلب , تستعمل هذه الطريقة في المشاريع الحديثة عندما تغطي الشبكات مساحات واسعة , حيث تستعمل طريقة التجهيز المسبق في نظام تصاميم الجداول الموزعة والفرعية , وتستعمل طريقة التجهيز عند الطلب في الجداول الرئيسية حيث تستعمل الطريقة الأولى نظام النواظم القاطعة التي تثبت المناسيب في مقدم الناظم Up Stream Control  وهي تعتبر اقتصادية اكثر من الجداول الموزعة والفرعية , حيث تكون انحدارات الجداول عالية نسبيا , واما في الجزء الثاني أي الجداول الرئيسية فتعتمد طريقة التجهيز عند الطلب استعمال نواظم قاطعة فيها بوابات تثبت مناسيب مؤخر المنشأ Down Stream Control وتنشأ هذه الجداول الرئيسية على شكل خزانات تنحصر بين النواظم القاطعة وان هذا النظام يجمع بين بعض مزايا النظامين السابقين .

وفي بعض المشاريع يلجئ الى استعمال بوابات مركبة تعمل على القوة الهايدروميكانيكية, تقوم بتثبيت منسوب المقدم اذا زاد الطلب على التجهيز ويسمى هذا النظام Compound System أي النظام المركب وكذلك يوجد نظام يسمى Associated Water Level ويبنى هذا النظام على أساس ربط جميع النواظم القاطعة في المشروع بالسيطرة الإلكترونية بحيث يمكن ان يكون رد الفعل آنيا لأي طلب او رفض للتجهيزات المائية في أي موقع من المشروع ويمكن ان تشارك في هذه العملية جميع مواقع السيطرة المتأثرة بهذا الطلب او الرفض للتجهيز وفي هذه الحالة يمكن تقليل التكاليف العالية للمشروع الذي قد يبنى على التجهيز عند الطلب, حيث ان سعة الخزانات في احباس الجداول يمكن تقليلها مما يؤدي الى تقليل كلفة انشاء الشبكات ويساعد في التغلب على بعض محاذير هذه الطريقة من الناحية التصميمية .

 

ثانياً – أنظمة توزيعات المياه   Irrigation Water Distribution System

نظام توزيع المياه للمشروع – ويقصد به النظام الذي يتقرر بموجبه كيفية تجهيز المشروع بكميات المياه المقرر إعطائها له وهناك بصورة عامة نظامين للتجهيز المائي وهما التجهيز المستمر Continuous Supply  والتجهيز الدوري ( المراشنة )  Rotational Supply , ويمكن في بعض الحالات الدمج بين النظامين ويسمى بنظام التجهيز المختلط , واختيار أي من النظامين يتوقف على عوامل عديدة منها اقتصاديات المشروع , والغرض الذي انشأ من اجله ,وكمية المياه المتواجدة في المصدر المغذي للمشروع , والسياسة المائية المعتمدة في البلد , والمناخ , وطوبوغرافية الأراضي . وادناه شرح موجز لكل نظام :

1. التوزيع المستمر Continuous System  :

ويتم هذا بتزويد الشبكة بتجهيز مستمر من مياه الري في جميع الشبكات وبضمنها الشبكات الموزعة وتجهيز المياه بصورة دورية ( مراشنة ) للمآخذ الحقلية علما بأن هذه الكميات قد يحدث فيها تغاير بين موسم وآخر وغالبا ما تكون هذه الطريقة مستعمله في أسلوب التجهيز المسبق . 

ويتم تصميم شبكة الري في هذه الحالة اما على أساس التجهيز الأقصى او باستعمال التجهيز الاعتيادي والذي يكون بين 75 – 85 % من التصريف الأقصى .

ومن مميزات نظام التجهيز المستمر ما يأتي  :

• الجداول والمنشآت باقل الأحجام وتكاليفها اقل ما يمكن .
• في حالة الزراعة المنتظمة تعطى المياه بكميات متناسبة مع المساحات المطلوب ريها .
• تتطلب هذه الطريقة اقل موازنة واقل تفتيش من قبل الجهات المسؤولة عن التوزيع .
• تأثيرها بالتغيرات الجوية كالأمطار اقل ما يمكن ( اقل من طريقة الري بالمراشنة ) . 

ومن عيوب نظام التجهيز المستمر ما يأتي :

تكون الإمكانيات محدودة لتغير النمط الزراعي والكثافة الزراعية اذا تطلب ذلك , حيث  ان زيادة الكثافة تصحبها زيادة في الحصة المائية , وعليه من المرجح في الحالات التي يعتقد بوجود إمكانية زيادة الكثافة الزراعية في المستقبل تصميم الجداول على أساس إمكانية زيادة التصريف بمقدار 2.5 %  في الجداول و 50 % زيادة  في المنشآت من دون الحاجة الى تغير المنشآت .

1. نظام الري بالمراشنة  Rotational  System  :  

وتعتمد طريقة توزيع المياه الى المشروع على أساس دوري وبالتنسيق مع مشاريع أخرى متاخمة للمشروع وتأخذ المياه من نفس المصدر , وغالبا ما تكون المراشنة بين المشاريع على أساس اخذ الحصة المائية الكاملة في جزء من الوقت او اخذ نسبة معينة من الحصة الكاملة في جزء من الوقت عند شحة المياه . وقد يلجئ الى استعمال الطريقة الأولى عند تصميم الشبكات في الأراضي ذات الانحدارات الضئيلة ,حيث ان الجداول التي تأخذ حصتها المائية الكاملة في جزء من الوقت وبتصريف مائي اعلى , وبذلك تكون الانحدارات والسرعة المطلوبة للجداول لكي لا ترسب او تقليل نسبة الترسبات . ان كلفة المشاريع التي تبنى على أساس المراشنة بهذه الطريقة تكون عالية نسبيا .

واما المراشنة بالطريقة الثانية فنلجئ اليها عند الحالات الضرورية وعندما تحصل شحة غير متوقعة في مصدر التجهيز ولكي يكون التصريف في الجداول اعلى من الحد الأدنى المطلوب للنقل الكفوء Efficient  Convien ces   ومن مميزات نظام الري بالمراشنة ما يأتي :

1. في حالة قلة انحدار الأراضي يمكن الاستفادة من التصريف الأعلى لتقليل انحدار الجداول المستقرة ( لايرسب ولاينحر ) .
2. يكون ملائم واقتصادي في حالة تجانس الدورات الزراعية وثبات المناخ .

ومن عيوب نظام الري بالمراشنة ما يأتي  :

1. تكون الطاقة التصميمية في الجداول عالية لذلك تكون الكلفة كبيرة في الجداول والمنشآت. 
2. انقطاع مياه الشرب اللازمة للإنسان والحيوان على فترات . 
3. عند ملئ وتفريغ الجداول يحدث تآكل خلف النواظم وخاصة في الجداول الترابية .
4. ترابية الجداول اكثر قابلية للتشقق في فترة سد الجداول .

 

1. الأنظمة المركبة في توزيعات المياه :

وهي التي تعتمد طريقة التوزيع المستمر في الجداول الرئيسية والفرعية , الا انها تعتمد طريقة التوزيع الدوري او المراشنة بين الجداول الموزعة نفس المشروع .

ان هذه الطريقة على العموم تؤدي الى تعقيد التشغيل والضائعات في الجداول الموزعة ,مع زيادة كلفة انشاء هذه الجداول ومنشآتها , حيث انها تصمم على أساس نقل الحصة المائية الكاملة في جزء من الوقت الكلي , وبذلك يكون تصريفها اعلى ومجاريها ومنشآتها اكبر , ويمكن استعمال هذه الطريقة في الأماكن التي تقل فيها الانحدارات اللازمة لتصميم الجداول المستقرة  المسبق Stable Channel  ويلاحظ ان طريقة التوزيع الدوري غالبا ما تكون مرتبطة بأسلوب الري على أساس التخصيص   Scheduled System  .

1. نظام توزيعات المياه في الوحدة الأروائية (Water Course Unit  Water Distribution) :

ان الوحدة الأروائية في المشاريع المستصلحة عادة تتكون 8 – 10 وحدات زراعية مساحتها تتراوح بين 160 – 320 دونم والمجرى المخصص للوحدة الأروائية  Water COURSE UNIT   يسمى بالمجرى المائي , وينشأ على صدره ناظما يجهز بتصريف يتراوح بين 

( 35 – 60 ) لتر/ ثا وتكون المراشنة على أساس إعطاء الحصة المائية الكاملة لأحدى المآخذ الحقلية ومنه الى الوحدة الزراعية , والجزء من الفترة الزمنية المقررة لجميع الوحدات الزراعية ا ي  تكون المراشنة على أساس زمني ,فمثلا اذا كانت الوحدة الأروائية تتضمن 8 وحدات زراعية فكل وحدة زراعية تأخذ الحصة المائي الكاملة ولفترة زمنية قدرها  8/1 من الوقت الكلي المحدد للمراشنة . وبهذه الحالة تكون سعة المأخذ الحقلي نفس سعة المأخذ الأروائي تقريبا . وهذا النظام هو نظام ري كفوء تقل فيه الضائعات المائية .