تحسین أداء نظام الرى بالرش قلیل التصرف بتقلیل حرکة الرشاشات العشوائیة

نوع المستند : Original Article

المؤلفون

1 مدرس الهندسة الزراعیة – قسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة طنطا، مصر.

2 مدرس– قسم الفیزیقا والریاضیات الهندسیة – کلیة الهندسة – جامعة طنطا، مصر.

المستخلص

یعتبر نظام الرى بالرش احد  انظمة الرى الحدیثة والتى یمکن تعظیم کفاءته من خلال اختیار الظروف المثلى التشغیل من حیث ضغط التشغیل وارتفاع الرشاشات وکذلک تقلیل تأثیر العوامل الخارجیة المؤثرة على نظام الرى. ونظام الرى بالرش ذات التصرفات القلیلة (micro sprinkler) یعتبر حلقة وسط بین الرى بالتنقیط والرى بالرش حیث یجمع ممیزات النظامین ولکن من أهم العوامل التى تقلل من کفاءة توزیع المیاه لهذه الرشاشات هو الحرکة العشوائیة لرؤوس الرشاشات عند زیادة سرعة المیاه واصطدامها عند الخروج بالجزء الثابت الذى یساعد فى عملیة ترذیذ المیاه.

لذلک أجریت الدراسة بمزرعة خاصة لإنتاج شتلات الفاکهة والزینة بمحافظة المنوفیة بهدف تحسین وتقییم أداء الرى بالرش ذات التصرفات القلیلة لاختیار انسب ظروف تشغیل لنظام الرى والحصول على أعلى کفاءة لتوزیع المیاه ولتحسین انتظامیة توزیع المیاه عن طریق تقلیل الحرکة العشوائیة للرشاشات لذلک تم استخدام أنابیب من النحاس وال (PVC) لتقلیل الضغط الجانبى للمیاه على جدار أنبوبة الرشاش المرنة.

تم استخدام مستویات مختلفة من کل من ضغط التشغیل وارتفاع الرشاشات  والتى کانت کالتالى:

ضغوط التشغیل: 150 ، 180 ، 200 ، 250 کیلو باسکال
ارتفاع الرشاشات: 0.5 ، 1.0 ، 1.5 م
بدون دعامة ، أنابیب نحاسیة ، أنابیب PVC

ولحساب مؤشرات کفاءة توزیع المیاه تم استخدام علب تجمیع المیاه أسفل الرشاشات حیث تم توزیعها على مسافات 0.3 متر. ومن خلال عمق الماء المتجمع فى العلب تم حساب کل من معامل کریستیانسن لانتظامیة التوزیع  (CCU)وکذلک انتظامیة التوزیع (DU)
وکانت أهم النتائج المتحصل علیها کالتالى:

استخدام الأنابیب النحاسیة  وأنابیب ال (PVC) کدعامات للأنبوبة المرنة للرشاش ساهم بدرجة معنویة فى تحسین انتظامیة توزیع المیاه للرشاشات وذلک بتقلیل الضغط الجانبى على جدار الأنبوبة المرنة.
أظهرت النتائج أن ضغط التشغیل 250 کیلو باسکال وارتفاع رشاش 1.5  م حققا أعلى النتائج فى  معامل کریستیانسن لانتظامیة التوزیع  (CCU) وذلک باستخدام الأنابیب النحاسیة تلتها أنابیب ال (PVC) بقیم 91.8  ، 81.4 % على الترتیب.
أعلى انتظامیة لتوزیع المیاه أیضا سجلت عند 250 کیلو باسکال وارتفاع رشاش 1.5  م بقیمة مقدارها 86% وذلک فى حالة استخدام الأنابیب النحاسیة.  
زیادة ضغط التشغیل من 150 الى 250 کیلو باسکال أدى إلى زیادة مؤشرات الکفاءة لانتظامیة توزیع المیاه عند المستویات المختلفة من ارتفاع الرشاش.

وخلصت الدراسة إلى أن الرشاشات قلیلة التصرف ذات الأنبوبة المرنة یمکن تعظیم کفاءة توزیع المیاه لها من خلال استخدام أنابیب من مواد مختلفة کدعامات لتقلیل الضغط الجانبى على جدار الأنبوبة بالإضافة إلى اختیار انسب عوامل تشغیل من ضغط التشغیل المناسب وارتفاع رأس الرشاش الذى یعطى أعلى نسبة تغطیة.

Anderson, J. D. (1995). Computational fluid dynamics: the basics with applications (McGraw-Hill international editions. Mechanical engineering series).
Armindo, R.A.; T.A. Botrel, and T.C. Garzella (2011). Flow rate sprinkler development for site specific irrigation. Irrigation Science, 29: 233-240.
ASAE (2001). American Society of Agricultural Engineers. Test procedure for determining the uniformity of water distribution of center pivot and lateral move irrigation machines equipped with spray or sprinkler nozzles. ASAE Standards, ANSI/ASAE S436.
Aung, K.H. and F.S. Thomas (2003). Introduction to micro-irrigation. North Dakota State University, NDSU Extension Service. AE-1243, March 2003.
Dechmi, F.; E. Playan; J.M. Faci; M. Tejero and A. Bercero (2003). Analysis of an irrigation district in northeastern Spain. II Irrigation evaluation, simulation and scheduling. Agric. Water Manage., 61: 93-109.
English, M.J.; M. Asce and G.S. Nuss (1982). Designing for deficit irrigation. Irrigation and drainage Division, ASCE, 108: 91-106.
Heermann, D. F; W. W. Wallender and G. M. Bos (1990).Irrigation efficiency and uniformity. (C. F. Hoffman, G. J., Howell, T. A., Solomon, K. H. (Eds.), Management of Farm Irrigation Systems. ASAE, St. Joseph, MI. 125-149.
Li, J. and M. Rao (2000). Sprinkler water distribution as affected by winter wheat canopy. Irrigation Science, 20: 29-35.
Malalalsekera, W. and H. K. Versteeg (2007). An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method Harlow: Pearson Prentice Hall.
Melvyn, K. (1983). Sprinkler irrigation, equipment and practice. Batsford Academic and Educational, London pp.120.
Rijsberman, F.R. (2006). Water scarcity: fact or fiction? Agric. Water Manag., 80: 5-22.
Shendage, A.S. and Gadge, S.B. (2011). Hydraulic studies of different microsprinkler. IJAEB, 4(1): 73-76.
Wei, Q.; Y. Shi; W. Dong; J. Lu and S. Huang (2006). Study on hydraulic performance of drip emitters by computational fluid dynamics. Agric. Water Manag., 84(1–2): p. 130-136