تأثیر شکل فتحة الرشاش والضغط على توزیع المیاه

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 أستاذ الهندسة الزراعیة - کلیة الزراعة - جامعة القاهرة، مصر.

2 أستاذ مساعد الهندسة الزراعیة - کلیة الزراعة- جامعة المنصورة، مصر.

3 باحث مساعد محطة بحوث واختبار الجرارات - معهد بحوث الهندسة الزراعیة – وزارة الزراعة، مصر.

المستخلص

انتظام توزیع المیاه هو الهدف الرئیسی لعملیة الری بالرش. للوصول لذلک الانتظام باستخدام الفتحات الدائریة تحتاج إلى ضغوط عالیة نسبیاً. فی هذا البحث تم اختبار مجموعة من الفتحات الغیر دائریة (المربعة والمستطیلة والمثلثة بمواصفات معینة) ومقارنة أدائهم بالفتحة الدائریة عند ضغوط التشغیل المنخفضة. استخدمت 4 مستویات من الضغوط المنخفضة (138,0، 172,5، 207,0، 241,5 کیلوبسکال). بینت النتائج أن زیادة ضغط التشغیل یحسن من شکل توزیع المیاه لجمیع أشکال الفتحات (الدائریة والغیر دائریة). وکان مقدار التحسن فی شکل توزیع المیاه بین التشغیل على ضغط 138 و 172,5 کیلوبسکال وکذلک بین  172,5، 207,0 کیلوبسکال أکبر من التحسن عند التشغیل بین الضغوط 207,0، 241,5 کیلوبسکال وذلک لجمیع الأشکال الدائریة والغیر دائریة. الشکل الدائری یعطی شکل توزیع غیر منتظم عند کل الضغوط مقارنة بالأشکال الغیر دائریة. الشکل المربع والمستطیل یحسن من شکل توزیع المیاه بشکل واضح ابتداءً من ضغط 172,5 کیلوبسکال أما المثلث فقد أعطى شکل توزیع جید عند کل الضغوط المستخدمة. بدراسة التداخل بنسبة 100% بین رشاشین تبین أن الأشکال الغیر دائریة تعطی توزیع أفضل من الشکل الدائری. کما أهتم البحث بحساب نسبة کمیة میاه الری الزائدة عن عمق الری المستهدف. أوضحت النتائج تفوق الأشکال الغیر دائریة على الشکل الدائری. وصلت نسبة الماء الزائد عن المستهدف للشکل الدائری إلى 675% عند ضغط 138 کیلوبسکال بینما کانت للشکل المثلث 41,5% فقط عند نفس الضغط. ونتیجة لذلک تقل کمیة المیاه الزائدة عن المستهدف مما یوفر فی کمیة الماء وکذلک فی تکالیف الطاقة اللازمة للضخ.

 باستخدام برنامج الأکسل تم عمل محاکاة لتشغیل 4 رشاشات وحساب کمیات تساقط المیاه على رؤوس مربعات 1 × 1م وحساب معامل الانتظامیة للأشکال المختلفة ومستویات الضغوط المستخدمة فی البحث أوضحت النتائج ارتفاع واضح لقیم معامل الانتظام للأشکال الغیر دائریة مقارنة بالشکل الدائری ولاسیما عند الضغوط الأقل. للوصول إلى معامل انتظامیة 80% کان یلزم للأشکال الغیر دائریة أن تعمل على ضغط لا یقل عن 149 کیلوبسکال أما الشکل الدائری فکان یحتاج إلى ضغط فوق 188کیلوبسکال. تم استنتاج أن استخدام الفتحات الغیر دائریة على ضغط 207 لری محصول القمح خلال موسم زراعته توفر 32,55 کیلووات ساعة لکل فدان أی 32,55 ملیون کیلووات ساعة لإجمالی المساحة المنزرعة قمح بمصر على فرض أنها ملیون فدان سنویاً. ویوصی البحث بضرورة التحول إلى الفتحات الغیر دائریة ولاسیما الشکل المستطیل والمثلث للعمل على ضغوط تشغیل منخفضة (توفیراً للطاقة) بأداء جید.

الموضوعات الرئيسية


Addink, J.W., 1981. Design and Operation of Sprinkler Systems. PP 621-660 Cited from Design and operation of farm irrigation systems. 859 P. Ed. M. E. Jensen. An ASAE Monograph, No.3, ASAE, 2950 Niles Rd. St. JosephMI, USA.
Chen Dadiao and W. W. Wallender, 1985. Droplet size distribution and water application with low pressure sprinklers. Transactions of the ASAE 511-516.
Christiansen, J. E. 1942. Irrigation by sprinkling.  Univ. of Calif. Agric. Exp. Sta. Bul. 670. 124 p.
Li, J., H. Kawano and K. Yu, 1994. Droplet size distributions from different shaped sprinkler nozzles. Transactions of the ASAE 37 (6) : 1871-1878.
Michale A.M., 1978 . Irrigation Theory and Practice, Vikas Publishing House PVT LTD.  First edition, 1978: 801.
Richards, P.J. and E.K. Weatherhead, 1993. Prediction of rain gun application patterns in windy conditions.  J. Agric. Eng. Research 54(4): 281-291.
Shull, H and A. S. Dylla, 1976. Wind effects on water application patterns from a large single nozzle sprinkler Transactions of the ASAE 19 (3): 501-504.
Soil Conservation Services, (SCS), 1984. Sprinkle irrigation. U.S. Department of Agric., Soil Conservation Services, National Eng. Handbook, Chapter 11, Section 15: 315
Solomon, K. 1979. Variability of sprinkler coefficient of uniformity test results. Transactions of the ASAE 22 (5) : 1078-1986
Vories, E. D. and R. D. Von Bernuth, 1986. Single nozzle sprinkler performance in wind.  Transactions of the ASAE 29 (5) : 1325-1330.
Vories, E. D., R. D. Von Bernuth and R. H. Mickelson., 1987. Simulating sprinkler performance in wind. J. Irrig. Drain. Div. ASCE 113 (1): 119-130.
Walker, W.R., 1980. Sprinkler and Trickle Irrigation. ColoradoStateUniversity, Fort Collins, Colorado 80-523.
Wiersma, John L., 1955. Effect of wind variation on water distribution from rotating sprinklers, South Dakota State University Agr. Exp. Sta. Techn. Bull. No. 17, May.