تطویر برنامج لتصمیم الإرتفاعات المثلى لفوار الری منخفض الضاغط

نوع المستند : Original Article

المؤلف

مدرس الهندسة الزراعیة، قسم الهندسة الزراعیة، کلیة الزراعة، جامعة قناة السویس، صندوق برید 41522 الاسماعیلیة، مصر.

المستخلص

مع تزاید الحاجة لزیادة کفاءة استهلاک المیاه و الطاقة تبرز اهمیة نشر نظم الری ذات الکفاءة العالیة فی توزیع المیاه بضاغط منخفض یصل الى متر واحد.  نظام الری الفوار ذو الضاغط المنخفض یلبی تلک الاحتیاجات و لکن لم یقدم بصورة مناسبة للمزارعین و هناک نقص فی برامج التصمیم لهذه المنظومة. لذلک یهدف هذا البحث لتطویر برنامج تصمیمی یعمل علی انتظامیة اضافة میاه الری بنسبة 100% عند الأقطار و التصرفات المحددة للفوارات کذلک قطر الماسورة الجانبیة المرکب علیها الفوارات آخذاً فی الحسبان تأثیر فواقد الضغط الثانویة الناتجة عن نتؤات تثبیت الفوارات و فاقد الدخول من الماسورة الجانبیة الى الفوار بالاضافة لدرجات حرارة الماء السائدة فی منطقة التصمیم و استواء التربة. و یلبی البرنامج امکانیات ورغبات المزارع من حیث ضاغط التشغیل الذی سیتم الامداد به عند بدایة الخط الجانبی للری.
تم تقدیم مثال للتصمیم باستعمال البرنامج لأربع اقطار داخلیة لأنبوب الفوار (db)  3.8، 6.0، 10.0 و 13.6مم على مسافات 6× 6 م ما بینها و مرکبة على ماسورة جانبیة بقطر داخلی (dL)، 63مم موضوعة على تربة مستویة و کانت درجة حرارة ماء الری (Tw)، 20 درجة مئویة بحیث یقدم التصمیم عند ضاغط کلی متاح (Hal)،1 أو 1.5م. و عرض خلال هذا المثال ملخص لأهم النتائج من حیث اقصى عدد لنقاط خروج الفوار من الماسورة الجانبیة حیث أنه یخرج عند کل نقطة انبوبتبن فوار. کذلک تم عرض اقصى طول للماسورة الجانبیة (Lmax) و أقصى ارتفاع للفوار (hh(max)) و الضاغط الکلی المطلوب (HT) بمحدد مهم و هو أن ارتفاع الفواربد أن یترواح ما بین 0.3 الى 1.0متر عند کل ضاغط کلی متاح. أظهرت النتائج أن تأثیر ارتفاع الضاغط فی بدایة الخط من 1 الى 1.5م علی زیادة عدد الفوارات المسموح بها کان کبیرا مع الأقطار 3.8 و 6.0مم، فی حین أنه کان ضعیف مع القطر10.0 و 13.6مم. حیث أن أقصی تصرف للفوارات عند مدخلات التصمیم السابقة الذکر عند ضغط 1م مع الأقطار 3.8 و 6مم یصل الى 20 و 60 لتر/ساعة على التوالى. بینما ذادت التصرفات الممکن استعمالها لهذین القطرین الى 40 و 80 لتر على التوالی عندما زاد الضغط المتاح الى 1.5م.  لذا فإن بعض التصرفات المطلوبة الکبیرة نسبیاً یکون من الصعب تلبیتها مع الأقطار الصغیرة لإحتیاجها لضواغط تشغیل عالیة.
و وجد أنه فی حالة زیادة الحد المسموح به لأقصى ارتفاع للفوارات عن 1م تکون الزیادة فی أعداد الفوارات کبیرة مع الأقطار 10.0 و 13.6مم فی حین ان الزیادة طفیفة مع الأقطار 3.8 و 6.0مم. ویتضح من النتائج انه عند التصرفات الصغیرة للفوارات یکون الفقد بالاحتکاک صغیر و یصبح تأثیر قطر الأنبوب صغیر و هناک تشابه کبیر ما بین الأقطار المتقاربة لذا لا ینصح اقتصادیاً باستعمال الأقطار الکبیرة  للفوارات مع التصرفات الصغیر.
و قد تم عمل اختبارات معملیة لمدى دقة برنامج التصمیم المطور و فی هذا الاختبار تم قیاس التصرفات لنفس الأقطار من الفوارات المستخدمة فی المثال التصمیمی عند ضواغط  تشغیل فعالة مختلفة. و من خلال هذه العلاقة تم استنتاج معادلات تصرف الفوار و بمُعامل تحدید (R2) کبیر ازید من 0.95 لکل أقطار الفوارات. و  بعمل مقارنة لحسابات خط  التدرج الهیدرولیکی (HGL) للخط الجانبی بکلٍ من البرنامج التصمیمی و التجربة المعملیة أظهرت النتائج درجة ارتباط عالیة و بمُعامل تحدید (R2) کبیر ازید من 0.99  ما بین الاثنین. و هذا یدل علی مدی دقة الحسابات بالبرنامج التصمیمی. لذلک فالبرنامج یقدم طریقة سهلة و سریعة و دقیقة لتصمیم نظم الری الفوار منخفض الضاغط بانتظامیة کاملة للتصرفات من الفوارات و یعد اسهاماً فی المساعدة على انتشار هذا النظام للری.

الموضوعات الرئيسية

المراجع

ASABE EP 405.1 Standards (2008): Design and Installation of micro irrigation systems. St Joseph, Michigan, ASAE. 942- 945.
Bisconer, I. (2010): Why Field Crop Growers Love Drip Irrigation: Alfalfa, Corn, Cotton, Onions, Potatoes and Processing Tomatoes. ASABE Annual International Meeting, David L. Lawrence Convention Center, Pittsburgh, Pennsylvania.31pp,  Paper Number: 1008764.
Boor, B., J. Kunstatsky and C. Patocka. (1968): Hydraulika Provodohospodarske stavby book, SNTL, Praha, 516 pp.  M.S.M. Amin and Z.J. Svehlik1, Hydraulic Analysis of Micro-irrigation Laterals: a New Approach, Pertanika J. Sci. & Techno!' 2(1): 107-119 (1994).
Carr, M. and M. G. Kay (1980): Bubbler irrigation. Horticultural industry Journal. No. March: 11-12, Record Number 19802406454.
Didan, K., Reynolds, C. and Yitayew, M. (1996): Bubbler Users Manual: A Computer Program for Designing Low-Head Gravity Flow Bubbler Irrigation System for Trees, Vines, and Orchard Crops. Technical Bulletin 268, Agricultural Experiment Station, College of Agriculture, The University of Arizona, Tucson, Arizona 85721.
Hashem, A. A.; Rashad, M. A.; Ramadan, M. H. and Abd El-Hak, S. M. (2011): Performance Evaluation of Low Head Bubbler Irrigation System. Journal of Soil Sciences and Agriculture Engineering, Mansoura University, Vol. 9 (2).
Hills, J. D. and Yitayew, M. (2007): chapter 14. Bubbler Irrigation, Microirrigation for Crop Production book. F.R. Lamm, J.E. Ayars and F.S. Nakayama (Editors), © Elsevier B.V., 553-573.
Hull, P.J. (1981): A low pressure irrigation system for orchard tree and plantation Crops. The agricultural Engineer. 55-58.
Omara, A. I., Sourell, H., Irps H., and Sommer, C. (2004): Low-pressure irrigation system powered by wind energy. Journal of Applied Irrigation Science. Vol. 39 (1): 83 – 91, ISSN 0049-8602.
Rawlins, S. L. (1977): Uniform irrigation with a low head bubbler system. Agriculture and Water Management. Elsevier Co, Amsterdam, the Netherlands. Vol 1:167-178.
Watters, G. Z. and J. Keller (1978): Trickle irrigation tubing hydraulics, ASAE Technical paper No. 78-2015. St. Joseph, Michigan.17p.
Yitayew , M.; Didan, K. and Reynolds, C. (1999): Microcomputer based low-head gravity-flow bubbler irrigation system design. Computers and Electronics in Agriculture, 22 (1999) 29–39.

ملفات

شارك

إرسال الاستشهاد إلى

الإحصائيات