تصمیم الخط الرئیسى للرى بالرش المتعدد الاقطار بواسطة البرمجة الخطیة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

باحث اول بمحطة اختبار الجرارات الصباحیة - اسکندریة معهد بحوث الهندسة الزراعیة - مرکز البحوث الزراعیة - القاهرة، مصر.

المستخلص

اجریت هذه الدراسة لتصمیم الخط الرئیسى لنظام الرى بالرش متعدد الاقطار لتقلیل تکالیف الأنشاء وذلک بأستخدام  البرمجة الخطیة. وذلک من خلال دالة هدف تسمح بتدنى تکالیف شراء الأنابیب المستخدمة فى انشاء الخط الرئیسى  والتى  تسمح بفاقد من الضغط مقداره 2متر/100 متر من طول الخط . وتم اختیار الأنابیب من مجموعة محددة الأقطار ومتاحة فى الأسواق.  وقد تم تطبیق معادلات دارسى وسباک و هازن ولیامز وسکوبى وماننج لتقدیر الفواقد بالاحتکاک على مجمل نظام الرى. وتم کتابة النموذج الریاضى المکون من دالة الهدف ومجموعة القیود والمتغیرات على جداول میکروسوفت اکسیل وتم الحل باستخدام تطبیق (solver) بعد تحمیله على هذه الجداول. ومن خلال مثال عددى تم تطبیق النموذج الریاضى وکذلک التحقق من صلاحیته وذلک من خلال التحقق من حدود الفواقد المسموح بها وسرعات المیاه فى القطاعات المختلفة والضغط المتاح عند الرشاشات واللازم للتشغیل فى نهایة خطوط الرى فى اوضاع النقل الحرجة. و مع تطبیق نماذج مختلفة لتقدیر الفواقد اظهرت النتائج ان اقل تکلفة لخط الرش الرئیسى کانت بتطبیق معادلة دارسى وسباک تلتها طریقة ماننج بفارق اعلى بمقدار 1.34% ثم طریقة هازن ولیامز بفارق 1.6% والاعلى طریقة سکوبى بفارق 5.81%.  و قد تم ایضا دراسة تأثیر میل الحقل والضغط عند مدخل الخط الرئیسى على تکالیف خط الرش الرئیسى المتعدد الأقطار. فأظهرة النتائج عدم تأثر تکالیف الخط الرئیسى بمیل الحقل عند استخدام اقل ضغط تشغیل, مع التنویه بأن هذا الضغط متغیر بتغیر المیل (یزداد مع زیادة میل الحقل المنحدر الى اعلى ویقل مع زیادة المیل المنحدر الى اسفل).
ولکن مع ثبات ضغط المدخل وتغیر المیول اختلفت النتائج وظهر تأثیر المیل بشکل کبیر على تکلفة الخط الرئیسى خصوصا مع زیادة اتجاه المیل لأعلى. وظهر تأثیر الضغط عند المدخل بتقلیل التکالیف مع زیادة ضغط التشغیل. 
ومع تحلیل هذه النتائج نوصى بتطبیق طریقة البرمجة الخطیة لتصمیم خط الرش الرئیسى المتعدد الأقطار والتى  یؤدى الى اقل تکلفة و لما تتمیز به هذه الطریقة من دقة وسرعة مع تطبیقات الحاسب الالى المتاحة لبرنامج اکسیل (Solver).

الموضوعات الرئيسية


Bralts V.F., S.F. Kelly, W.H. Shayya and L. J. Segerlind, (1993). Finite elements analysis of microirrigation hydraulics using virtual emitter systems. ASAE, 36 (3):717-725.
Benami, I. and A. Ofen 1984. Irrigation Engineering, Irrigation Engendering  Scientific Publications (IESP), Haifa, Israel. 257 Pp.
Kang V, Nishiyama S. 1996. Design of micro irrigation submain units. Journal of Irrigation and Drainage Engineering 122(2): 83–89.
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.
Singh A, Singh RP, Mahar PS, Singh KK. 2000. Optimal design of tapered microirrigation submain manifolds. Journal of Irrigation and Drainage Engineering 126(6): 371–374.
Solomon K, Keller J. 1978. Trickle irrigation uniformity and efficiency. Journal of the Irrigation and Drainage Division 104(3): 293–306.
Valiantzas JD. 2002. Continuous outflow variation along irrigation laterals: effect of the number of outlets. Journal of Irrigation and Drainage Engineering ASCE 128(1): 34–42.
Valiantzas JD. 2003. Inlet pressure, energy cost and economic design of tapered irrigation sub mains. Journal of Irrigation and Drainage Engineering ASCE 129(2): 100–107.
Wu IP, Gitlin HM. 1975. Energy gradient line for drip irrigation laterals. Journal of Irrigation and Drainage Engineering 101(4): 323–326.
شارلى شکرى سکلا . " هندسة الرى والصرف " . دار المعارف .1991.