تصمیم نظام أنابیب شبکة المیاه للری بالرش بأقل تکلفة

حسن, عزة عبد الفتاح

doi:10.21608/mjae.2017.97466

تصمیم نظام أنابیب شبکة المیاه للری بالرش بأقل تکلفة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

عزة عبد الفتاح حسن

باحث اول بمعهد بحوث الهندسة الزراعیة - محطة اختبار الجرارات – الصباحیة – الأسکندریة - مرکز البحوث الزراعیة – القاهرة، مصر.

10.21608/mjae.2017.97466

المستخلص

اجریت هذه الدراسة لتقدیر اقل تکالیف سنویة کلیة لخطوط نقل میاه لشبکة رى بالرش تعاونیه. وقد تم تطبیق البرمجة الخطیة لتقدیراقطار الانابیب المختلفة المناسبة والمؤدیة الى أقل تکالیف کلیه سنویة وذلک بموازنة التکالیف الثابتة الناتجة عن اختیار الاقطار والمضخة وتکالیف التشغیل (الطاقة). وقد قورنت النتائج بطرق لحساب الاقطاروحساب التکالیف على اساس السرعة المتوسطة للمیاه داخل الانابیب من 1 متر/ثانیة الى 3 متر/ثانیة و کذلک طریقة معامل احتکاک ثابت/100متر لقیم تتراوح من 1 الى 7 متر/100متر. والغرض من استخدام الطرق السابقة هو الحصول على اقل قیم ممکنه للتکالیف السنویة ومقارنتها بنتائج البرمجة الخطیة. وللتحقق من النتائج تم تطبیق دراسة حالة لشبکة رى لمساحة 110 فدان تخدم 10 حقول عن طریق خطیین رئیسیین ولکل حقل خط تحت رئیسى من الجانبین یتنقل علیه خطین رش طیارى وعلى کل خط سبعة رشاشات تصرف الواحد 1.4 م³/ساعة تعمل عن ضغط 3 بار. وأظهرت نتائج طریقة البرمجة الخطیة لاقل تکلفة سنویة کلیة 1135 جنیه/سنه/فدان مقارنة باقل تکلفة سنویة بطریقة معامل الاحتکاک/100 مقدارها 1186جنیه/سنه/فدان و1187 کاقل تکلفة بطریقة متوسط سرعة المیاه داخل الانابیب والقیم السابقة بناء على الاقطار الحسابیة واستخدام دالة القطر لحساب تکلفة وحدة الطول. وتقارب نتائج الطرق المستخدمة بطریقة البرمجة الخطیة یفید بصلاحیتها ودقتها والوثوق بها و سرعتها ولاسیما باستخدامها مع تطبیق Solver مع برنامج اکسیل. ومع تطبیق البرمجة الخطیة اظهرت النتائج ان اقل تکلفة سنویة لتشغیل شبکة الرى عند مستوى سرعة متوسطة للمیاه داخل الانابیب مقدارها 1.56 متر/ثانیة تتوافق مع معامل احتکاک /100متر مقداره 2.31 متر/100متر.

وتقاربت نتائج الطرق الاخرى مع طریقة البرمجة الخطیة فمع تطبیق طریقة السرعة المتوسطة للمیاه اظهرت النتائج ان اقل تکلفة عند سرعة 1.5 متر/ثانیة تتوافق مع معامل احتکاک/100 متر مقداره 2.25 متر/100متر. وطریقة معامل الأحتکاک الثابت/100متر اظهرت اقل تکلفة سنویة عند تطبیق معامل احتکاک مقداره 2 متر/100 متر ویتوافق مع سرعة متوسطة للمیاه مقدارها 1.54 م/ثانیة.

ومع تحلیل هذه النتائج نوصى بتطبیق طریقة البرمجة الخطیة للحصول على اقطار انابیب تؤدى الى الحصول على اقل تکلفة سنویة کلیة لنظم الرى بالرش لما تتمیز به هذه الطریقة من دقة وسرعة مع تطبیقات الحاسب الالى المتاحة لبرنامج اکسیل (Solver).
اعتبار ان السرعة المتوسطة للمیاه عند 1.5 م/ثانیة او معامل احتکاک 2.3 متر/100 متر هى قیم تطبیقیة للحصول على اقطار اقتصادیة لتشغیل شبکات الرى بالرش عند ظروف تطبیق مشابهة لحالة الدراسةالتى تم على اساسها الحصول على هذه النتائج.

الموضوعات الرئيسية

هندسة الری والصرف المزرعی

المراجع

Bratls VF, Kelly SF, Shayya WH, Segerling LJ. 1993. Finite element analysis of micro irrigation hydraulics using a virtual emitter system. Transactions ASAE 36(3): 717–725.

Bratls VF, Segerlind LJ. 1985. Finite element analysis of drip irrigation submain units. Transactions ASAE 28(3): 809–814.

Ismail, S. M., EL- Ashry S. R.; Sharaf, G. A. and M. N. El- Nesr, 2001, Computer aided design of trickle irrigation system, Misr Journal of Agric. Eng., 18 (2):243-260.

Kang V, Nishiyama S. 1996a. Analysis and design of micro irrigation laterals. Journal of Irrigation and Drainage Engineering 122(2): 75–82.

Keller J, Bliesner RD. 1990. Sprinkle and Trickle Irrigation. Van Nostrand Reinhold, Chapman and Hall: New York.

Keller J. 1975. Economic pipe selection chart. In Proceedings, ASCE Irrigation and Drainage Division Special Conference, 13–15 Aug.1968, Utah State University, Logan, Utah.

Labye Y, Olson MA, Galand A, Tsourtis N. 1988. Design and optimization of distribution network. Irrigation and Drainage Paper No. 44. FAO: Rome.

Planells P, Ortega JF, Tarjuelo JM. 2007. Optimization of irrigation water distribution networks, layout included. Agricultural Water Management 88: 110–118.

Sharaf , G. A.. 1996. Optimal design of trickle irrigation submain-unit. Misr Journal of Agric. Eng., 13 (3): 501 - 516.

Theocharis M, Tzimopoulos C, Yannopoulos S, Sakellariou‐Makrantonaki M. 2006. Design of optimal irrigation networks. Irrigation and Drainage 55: 21–22.

Valiantzas JD. 2003a. Inlet pressure, energy cost and economic design of tapered irrigation submains. Journal of Irrigation and Drainage Engineering ASCE 129(2): 100–107.