شبكة الري المغلقة
شبكة الري المغلقة
( piped irrigation Netwok )
الدكتور المهندس كنعان عبد الجبار أبو كلل _ مهندس استشاري
عضو لجنة الزراعة والري ، المنتدى العراقي للنخب والكفاءات
المقدمة : –
تاريخيا , تم تطوير الري في البلاد على شكل شبكة توزيع المياه من القنوات المفتوحة تأخذ مياهها من الأنهار , السدود والخزانات ,والمياه الجوفية , لغرض نقل المياه في الغالب من خلال الجاذبية الى المنافذ الأروائية ومن المنافذ المذكورة الى الحقول الزراعية من خلال مجاري المياه او القنوات الحقلية .
في العصور السابقة كانت القنوات غير مبطنة , فيما بعد تم تحسين هذه القنوات غير المبطنة من خلال التبطين لزيادة كفاءة نقل المياه مما أدى الى تمديد توصيل المياه الى حقول إضافية لم يتم ريها من قبل . تم تصميم القنوات هيدروليكيا لتوفير المقطع العرضي الكثر كفاءة لنقل مياه الري , لا يوجد مجال آخر لتحسين كفاءة مقاطع القنوات الأكثر كفاءة مع التبطين الأكثر كفاءة . لذلك وصلت الكفاءة الإجمالية التي يمكن تحقيقها عن طريق نقل وتوزيع المياه بالقنوات الى الحد الأعلى وهو حوالي 35 – 60 % .
مع تزايد الطلب المتزايد على امدادات المياه المحدودة في أجزاء كبيرة من العالم . هناك حاجة ملحة لاستخدامها بكفاءة من خلال تقليل الخسائر بالمياه في مختلف المجالات في نظام الري .
ان استبدال القنوات المائية المفتوحة الحالية بخطوط من الأنابيب او استحداث مخططات جديدة لخطوط الأنابيب حيثما كان ذلك ممكنا من اجل تحسين كفاءة الري او لتوسيع المساحة الزراعية المروية هو حاجة الساعة .
يؤدي التطبيق الميداني للمياه من خلال طرق الري الدقيقة ( Micro Irrigation ) الى تحسين الكفاءة الكلية للمشروع الى حد كبير .
يمكن تنفيذ1 الري بالأنابيب من خلال الجاذبية (Gravity ) / او استخدام المضخات لرفع المياه الى شبكة التوزيع .
يوفر نظام الري بالأنابيب احد الخيارات التي ان امكن تنفيذها بشكل صحيح يمكنها تحديد الطلب على مياه الري دون المساومة ( Compensation ) مع صافي متطلبات الري , ولكن عن طريق تحسين كفاءة استخدام المياه . تتراوح الكفاءة الإجمالية لشبكة الري بالأنابيب من
70 – 80 % . وقد أظهرت الخبرة المكتسبة في عدة مناطق في العالم وخاصة في المناطق القاحلة وشبه القاحلة ان تقنيات شبكات الري بالأنابيب تحل محل طرق القنوات المفتوحة التقليدية بنجاح , ومع ذلك , فأن بعض المشاريع التي تم انشاؤها بالفعل باستخدام خطوط الأنابيب لا تظهر الأداء المتوقع لأسباب مختلفة بما في ذلك التخطيط غير السليم وقلة الصيانة.
شبكة الري بالأنابيب المغلقة ( Piped irrigation Network – PIN )
شبكة الري بالأنابيب هي شبكة تتكون من انابيب وملحقاتها والصمامات والمضخات ( اذا لزم الأمر ) والأجهزة الأخرى المصممة بشكل صحيح , لتزويد المياه تحت الضغط من مصدر الماء الى المنطقة ( المساحة ) المطلوب اروائها .
بالنسبة لطريقة الري السطحي , حيث لا نحتاج الى ضغوط عالية , يتم استخدام نظام الأنابيب تحت الأرض وهو بالأساس نظام ضغط منخفض , وهو معروف أيضا باسم ( نظام مفتوح او شبه مغلق ) , هذا النظام مفتوح في الغلاف الجوي ( Atmospheric ) , وحيث نادرا ما يتجاوز ضغط التشغيل فيه من 5- 6 متر . وتوفر الاختلافات في مناسيب الأرض الطبيعية المتاحة ضغط تشغيل للنظام تحت ت الجاذبية لتدفقات الضغط المنخفض .
عند الحاجة الى ضغوط كبيرة , يتم استخدام نظام خط الأنابيب تحت الأرض والذي يعتبر أساسا لنظام الضغط المرتفع . ويعرف أيضا باسم ( النظام المغلق ) وهذا النظام غير مفتوح للجو ويتجاوز ضغط التشغيل فيه 10 متر للري بالتنقيط و 20 متر للري بالرش . وعادة لا يكون ضغط الجاذبية كافيا لخلق مثل هذا الضغط المرتفع . لذلك يتم استخدام المضخات لهذا النوع من النظام .
نظام الري المغلق هو نظام ري يتكون من شبكة الري داخل المزرعة وتتألف الشبكة من خطوط انابيب رئيسية وخطوط انابيب للتوزيع وحقلية , ووفقا لتصميمها تقسم أنظمة الري المغلقة الى أنظمة ري ثابتة وشبه ثابتة ومتحركة , في أنظمة الري المغلقة الثابتة تكون الأنابيب دائمة يتم وضع شبكة الري الخاصة بها تحت الأرض سطح الأرض . ويتم تركيب مغذيات Hydrants)المياه الدائمة عليها , والتي من خلالها تجهز المياه لمعدات الري بالرش . في أنظمة الري المغلقة شبه الثابتة تتكون شبكة الري من انابيب تحت سطحية دائمة وانابيب تمد على سطح الأرض قابلة للفصل ( قابلة للفك ) التي تتصل بها أجهزة الرش او غيرها , في انظمة الري المغلقة المتنقلة تكون شبكة الري من انابيب قابلة للفصل تمد على سطح الأرض .
هناك نوعان من أنظمة الري المغلقة . مع ضخ المياه المجهزة حيث ان الضغط المطلوب لتدفق المياه يتم بواسطة المضخات , او النوع الثاني يتم تجهيز المياه بواسطة ضغط الجاذبية والذي بواسطته جريان المياه بسبب الضغط الطبيعي الناتج عن انحدار الأرض الطبيعية في الموقع
( i= 0.003) .
تستخدم انابيب الحديد , حديد الزهر , الخرسانة المسلحة , البولي اثيلين وpvc الصلب وغيرها من الأنابيب لخطوط الأنابيب الدائمية ( على عمق 0.8 – 1.25 متر ) , اما خطوط الأنابيب القابلة للفصل ( الفك ) فتكون مصنوعة من الصلب , الألمنيوم والبولي اثيلين وغيرها . ويمكن ان تكون أنظمة الري المغلق من النوع الحلقي او المفتوحة ( الميتة) النهايات .
في السنوات الأخيرة ,أصبحت أنظمة الري المغلقة للري بالرش اكثر شيوعا في نظام الري المغلق , يتم توفير المياه من خلال خطوط الأنابيب من مصدر الري الى المنطقة المروية لسقي المحاصيل . ويتم توفير ضغط الماء المطلوب عن طريق انحدار الأرض الطبيعية في موقع مناسب او عن طريق مضخة . وتتكون شبكة امداد الميا ه من خطوط انابيب رئيسية تحت سطح الأرض وتوضع على هذه الأنابيب فوهات تغذية المياه الى شبكة الأنابيب الموزعة الواقعة على سطح الأرض وبواسطة الفوهات الواقعة على شبكة الأنابيب الموزعة يتم تجهيز المياه بواسطة خراطيم من الفوهات الى اجهزة الري بالرش .
هناك نظام ري مغلق يطلق عليه نظام الري المشترك ويتكون من قنوات دائمة وخطوط انابيب متحركة ( ونادرا ما تكون متحركة ) تزود أجهزة الري بالرش بالمياه .
مزايا شبكة الري بالأنابيب المغلقة (PIN ) على شبكة توزيع القنوات (CDN ) : –
فيما يلي المزايا لشبكة توزيع الأنابيب على شبكة توزيع القنوات : –
1 – نظرا لأن معظم نظام توزيع الأنابيب تحت الأرض , يتم تقلل مشاكل حق الطريق بشكل كبير , مما يسمح باختيار التخطيط المناسب والعقلاني , ونظرا لموقع المخارج ( Outlets )
لا يقتصر على التضاريس , وأنظمة لأنابيب اكثر قدرة على استيعاب الأنماط الحالية لملكية الأراضي بأقل من الانقطاع مقارنة بتطوير الري الجديد باستخدام شبكة القنوات المفتوحة .
2 – يمكن حذف او تصغير تقاطعات الصرف والمنشآت الخاصة بالاتصالات وغيرها من المنشآت .
3 – تصبح اعمال شبكات الري المفتوحة عقبات في طريق التصريف الحر للمياه اثناء موسم الأمطار , وبالتالي ينتج عنها غرق المحاصيل القائمة وحتى القرى .
4 – في حالة شبكات الري الأنبوبية , لا ضرر بسبب هطول الأمطار الغزيرة او الفيضانات واثناء الرياح الموسمية الممطرة .
5 – خيار اكثر ملائمة للمناطق المعرضة للفيضانات .
6 – لا توجد عوائق لحركة المزارعين والمعدات الزراعية .
7 – زيادة المساحة الصالحة للزراعة مقارنة بشبكة القنوات المفتوحة , حيث ان فاقد المياه ضئيل للغاية ويمكن أيضا استخدام الأراضي التي تشغلها القنوات المفتوحة للزراعة حيث تكون شبكة الأنابيب تحت الأرض .
8 – افضل خيار للحقول المتموجة .
9 – نظرا لكون أوقات عبور المياه اقصر من المصدر الى الحقل , فأن فقدان المياه بالنقل يكون منخفضا , وحجم المياه الأصغر في نظام النقل , ويمكن لأنظمة شبكة الأنابيب توفير امدادات للمياه اكثر مرونة في كل المدة والتوقيت , بطريقة غير ممكنة بطريقة شبكة القنوات المفتوحة , مما يتيح التكثيف والتنويع في المحاصيل الزراعية ذات القيمة العالية .
10 – وقت التنفيذ للشبكة الأقل في شبكة الأنابيب مقارنة بشبكة القنوات المفتوحة .
11 – يتم تحديد الأهداف المهمة لتحديث مخططات الري والإدارة الرقمية عندما يتم إيصال المياه من خلال شبكة الري بالأنابيب .
12 – في حالة شبكة القنوات , المستنقعات والبرك التي تنجم عنها بسبب النسب المفرض للمياه منها , في غضون ذلك الوقت تصبح مستعمرات للبعوض , مما يؤدي الى امراض , وهذا يمكن تقليله خلال اعتماد شبكة الري بالأنابيب , ويمكن كذلك تخفيض مزيد من ملوحة الأرض ومن تغدق التربة بهذه الطريقة .
13 – زيادة كفاءة مشروع شبكة الري بالأنابيب حوالي 20% مقارنة بشبكة الري بالقنوات المفتوحة .
14 – الاسمدة الكيمياوية يمكن خلطها بمياه الري بشبكة الأنابيب .
15 – يمكن قياس كمية المياه التي توفرها شبكة الري بالأنابيب بسهولة , وبالتالي يمكن قياس تدفق المياه بدقة .
مساوئ شبكة الري بالأنابيب :-
1- التكلفة الأولية اعلى عموما من شبكة القنوات المفتوحة .
2- قد لا تكون شبكة الري بالأنابيب مناسبة اذا كانت مياه الري تحتوي على كمية كبيرة من الرواسب ,وفي هذه الحالة يتطلب انشاء احواض للترسيب .
تطبيق شبكة ري بالأنابيب : –
يفضل استخدام أنظمة الري بالأنابيب بشكل خاص على بدائل شبكة الري بالقنوات في الحالات التالية : –
1 – عندما تكون المياه ذات قيمة عالية من حيث المحاصيل التي يمكن ان تزرع , ومحدودية خزان المياه على توفير المياه بصورة كاملة , او وجود عناصر تحكم تقييدية على سحب المياه من النهر او المياه الجوفية .
2 – حيث تؤدي التربة غير المتماسكة الى خسائر عالية بتسرب المياه من القنوات المفتوحة .
3 – حيث ان الأرض المروية لا يمكن الوصول اليها بواسطة شبكة القنوات المفتوحة بسبب مناسيب الأرض العالية .
