نظام الري بالرش
Sprinkler Irrigation Systems
ترتكز فكرة الري بالرش على محاكاة تساقط الأمطار وذلك عن طريق دفع المياه تحت ضغط من خلال فتحات أو رشاشات للجو في صورة رذاذ فتنتشر ثم تسقط على هيئة قطرات فوق سطح التربة لتصل بمنطقة الجذور الى المحتوى الرطوبى المرغوب. وتولد الضغوط التي تدفع بواسطتها المياه في مواسير شبكة الرش بواسطة مضخات (طلمبات).
- تعريف نظام الري بالرش what is a functional definition of sprinkler system
هو إضافة وتوزيع المياه على هيئة رذاذ أو تيار مياه يتم تفتيته إلى قطرات بفعل اندفاع المياه تحت ضغط من فوهة (فونية) الرشاش nozzle
ويفضل استخدام الري بالرش في حالة الأراضي التي تحتاج الى تكاليف مرتفعة لأجراء عمليات التسوية وفي حالة عدم توافر مياه الري أو ارتفاع تكاليف توفيرها وأيضا يستخدم الري بالرش في الأراضي الرملية الخفيفة سريعة النفاذية والتي لا تحتفظ بالرطوبة عند إنتاج محاصيل ذات كثافة نباتية عالية.
مميزات الري بالرش :
1- يمكن استخدام المصدر المائي ذو التصرف القليل المستمر بكفاءة عالية.
2- يمكن التخلص من مشاكل الجريان السطحي والنحر.
3- يمكن ري الأراضي الغير متجانسة بسهولة.
4- يمكن ري الأراضي غير العميقة والتي لا يمكن ريها بدون تسوية.
5- يمكن ري الأراضي ذات الطبوغرافية الوعرة بدون تسوية.
6- الحصول على الريات الخفيفة المتكررة بكفاءة عالية.
7- قلة العمالة المستعملة وذلك لاستخدامها فترة قليلة من اليوم.
8- التوفير في كمية المياه وذلك عن طريق التحكم الكامل فيها ونقلها عبر موأسير وبذلك تقضى على الرشح الذي يحدث عند استعمال القنوات المكشوفة.
عيوب الري بالرش :
1- يحتاج الى رأس مال كبير وذلك حسب نوع النظام.
2- يلزم لتشغيله ضخ المياه تحت ضغط مناسب وهذا يضيف أيضا تكاليف الطاقة لتشغيله.
3- يحتاج الى مصدر مائي مستمر التصرف، وفي حالة عدم استمراره يلزم انشاء خزان.
4- لا ينصح باستعماله في حالة الأراضي الثقيلة والتي يصل فيها معدل تسرب المياه الى أقل من 3 مم/ساعة.
5- تنخفض كفاءة الري بالرش في المناطق المكشوفة حيث الرياح الشديدة والجو الجاف حيث الحرارة العالية والرطوبة المنخفضة.
6- يحتاج الى أرض منتظمة الشكل كان تكون على شكل مربع أو مستطيل أو دائرة.
7- تؤثر العادات الانسانية في تصميمه وتشغيله مثل عدد ساعات التشغيل اليومية وأثناء العطلات وإيقاف النظام أو تشغيله أو نقله أثناء الليل.
8- في حالة المياه التي بها نسبة ملوحة قد تمتص أوراق بعض المحاصيل الأملاح.
أجزاء شبكة الري بالرش :
تتكون شبكة الري بالرش من الرشاشات التي تحملها مواسير فرعية على مسافات مناسبة وتدفع المياه داخل المواسير من طلمبة أو مضخة خلال مواسير رئيسية .
المكونات الأربعة لنظام الري بالرش What are four types of units included in sprinkler irrigation system
أ- المضخة Pump
ب- الخط الرئيسي Mainline
ج- خط الرش lateraline
د- الرشاشات Sprinklers
- كيف يختلف الري بالرش عن الري السطحي؟ How do sprinkler irrigation system differ from surface irrigation system
أ- يصمم الري بالرش لإمداد الحقل بالمياه بدون الاعتماد على سطح التربة في توصيل وتوزيع المياه كما هو الحال في الري السطحي.
ب- لتلاقى ركود المياه وجريانها فوق سطح التربة تصمم الرشاشات وتوضع على مسافات الإضافة المياه بمعدل لا يزيد عن معدل تسرب المياه داخل التربة.
- معدل الرش المفضل استخدامه What are preferable application rates for sprinkler systems? Why
- معدل الرش أقل من معدل تسرب المياه في التربة.
- وذلك لتقليل التأثير الضار للرش على بناء سطح التربة structural damage to soil surface وأيضا لتحفيز أو المحافظة على تهوية التربة soil aeration
- يزيد الفاقد من المياه وتتأثر كفاءة إضافة المياه بما يلي What are water fapplication efficiencies effected by
أ- الرياح وخاصة خلال النهار عندما يكون الهواء دافئ وجاف.
ب- إذا كانت قطرات الرش صغيرة ومعدل الرش منخفض.
- تعتمد كفاءة توزيع المياه على Water application uniformity depends upon what تجانس أو انتظام توزيع المياه من الرشاشات وليس على خواص التربة طالما أن معدل الرش لا يزيد عن معدل تسرب المياه داخل التربة.
الرشاشات Sprinklers
قد تقسم الرشاشات حسب الغرض من استعمالها الى رشاشات زراعية ورشاشات حدائق ومسطحات خضراء Landscaping. وتقسم الرشاشات الزراعية بدورها الى نوعين حسب طريقة عملهما رشاشات دوارة Revolving or Rotating or Impact sprinkler ورشاشات ثابتة Spray Sprinkler. والرشاش المتحرك أو الدوار دائما يقوم برش دائرة ابتلال أكبر من الرشاش الثابت حيث أن الرشاش الثابت يعتمد في تفتيته لتيار المياه على اصطدامه بقرص ثابت وبالتالي فضغط تشغيله أقل أما الرشاش المتحرك فيستخدم ضغط المياه اولا في تفتيت تيار المياه بفعل مقاومة الهواء والطرد المركزي وثانيا في حركة الرشاش حيث يصطدم تيار المياه الخارج من فتحة الرشاش بمطرقة hammer تتسبب في تحريكه مع ياي لمعاودة الحركة.
وتقسم الرشاشات عموما تبعا لتصرف الرشاش الي رشاشات منخفضة التصرف أقل من 1 م3/س ورشاشات متوسطة التصرف من 1 الي 2 م3/س واخيرا رشاشات مرتفعة التصرف أكبر من 2 م3/س. وتقسم الرشاشات أيضا تبعا لضغط التشغيل الي رشاشات ضغط منخفض من 1.5 الى 2 بار ورشاشات ضغط متوسط من 2 الي 4 بار وأخيرا رشاشات ضغط مرتفع أكبر من 4 بار. وقد تقسم الرشاشات أيضا تبعا لزاوية قذف أو خروج المياه منها Angle of water de الى رشاشات ذات زاوية منخفضة أقل من 12 درجة للرش تحت الأشجار ورشاشات ذات زاوية مرتفعة أكبر من أو تساوي 12 درجة للوصول الي مدي بعيد.
ويتكون الرشاش الدوار من فوهة أو أكثر تحمل على ماسورة رأسية تسمى حامل الرشاش Riser (بقطر 0.5 - 75ر أو 1 بوصة) ويكون ارتفاع الرشاش أعلى من سطح النبات الذي يقوم على خدمته والرشاش الدوار يدور حول محوره الراسي دورات متقطعة وقد يكون ذو فوهة واحدة أو فوهتين و يوضع عاكس hammer متحرك بواسطة زنبرك (سوسته) أمام احد الفوهتين (الفوهة الأكبر قطرا) فتصطدم به المياه المندفعة من الفوهة فتحرك الرشاش حول المحور الرأسي ونتيجة للصدمة يبتعد العاكس عند مخرج المياه بواسطة السوسته فتندفع المياه إلى أقصى مدى ممكن ثم يرتد ثانية وهكذا. والشكل التالي يوضح تركيب هذا الرشاش في معظم الرشاشات العادية تتواجد فوهتين إحداهما لرش المياه لمسافة بعيدة نسبيا عن مركز الرشاش وتسمى فوهة المدى والفوهة الثانية لتغطية المساحة القريبة من الرشاش بالرذاذ وتسمى فوهة الانتشار. والرشاشات الدوارة الشائعة في مصر والتي تقوم المصانع الحربية بحلوان بتصنيعها هي الرشاش RB70 والرشاش TNT30
شكل يبين تركيب الرشاش الدوار
توزيع المياه
تتوزع المياه في دائرة البلل للرشاش بحيث يكون عادة عمق الماء المضاف أكبر ما يمكن بالقرب من الرشاش ثم يقل في أتجاه محيط هذه الدائرة بحيث يكون التوزيع مثلثا تقريبا. هذا التوزيع المثلثي يمثل الضغط الصحيح المقرر للرشاش. أما إذا أنخفض الضغط فإنه تزداد نسبة القطرات الكبيرة التي تسقط بعيدا عن الرشاش. أما إذا زاد ضغط تشغيل الرشاش عن الضغط المقرر فإنه تزداد نسبة القطرات الصغيرة التي تسقط قريبا من الرشاش وتقل نسبة القطرات الكبيرة التي تسقط بعيدا عن الرشاش. وهناك طريقة تقريبيه للتحقق من الضغط المناسب لتشغيل الرشاش بملاحظة شكل نفث المياه الخارج من الرشاش. إذا كان النفث يأخذ شكل الخط المستقيم فإن ذلك يعني أن الرشاش يعمل تحت ضغط مناسب. أما إذا كان شكل النفث مقوسا فإن ذلك يعنى أن الضغط يكون أقل مما يجب ويجب زيادته، ويمكن قياس ضغط الرشاش مباشره بواسطة مقياس ضغط مزود بأنبوبة رفيعة.
ويقاس الضغط عادة بالبار أو الضغط الجوي حيث :
1 ضغط جوي = 1 بار = 1 كجم/سم2 - 14.7 رطل/البوصة المربعة ( Psi). يعبر أيضا عن الضغط الجوي بارتفاع عمود الماء (1 ضغط جوي = 10.3 متر ماء). ففي حالة التوزيع المثلث الذي ينتج عند تشغيل الرشاش عند الضغط الصحيح له فإنه للحصول على شكل توزيع أكثر انتظاما يتم تشغيل عدة رشاشات متقاربة بحيث يحدث تداخل بين أشكال التوزيع الناتجة عنها.
الحالة المثالية للمسافة بين الرشاشات هي التغطية الكاملة head-to-head spacing وفيها تصل المياه من الرشاش الي الرشاش الذي يليه. ومن هنا نخلص أنه في حالة التغطية الكاملة فأن
المسافة بين الرشاشات = نصف قطر دائرة البلل للرشاش
أي أن المسافة بين الرشاشات تساوى 50% من قطر دائرة البلل للرشاش، حيث أن قطر دائرة البلل Wetted diameter or Coverage دائما تعطى في كتالوج الرشاش عند سرعة رياح صفر، وعلى ذلك فأن أقصى مسافة بين الرشاشات يمكن استخدامها تساوى 60% من قطر دائرة البلل للرشاش. فاذا كانت الرشاشات المستعملة نصف قطر دائرة البلل لها 12 متر فأن المسافات بين الرشاشات تساوى 12 متر وأن أقصى مسافة بين الرشاشات يمكن استخدامها هي 12 × 2 × 0.60 = 14.4 أي حوالي 15 متر.
طرق توزيع الرشاشات
يوجد ثلاث طرق لتوزيع الرشاشات هي:-
1. التوزيع المربع Square spacing pattern
2. التوزيع المستطيل Rectangular spacing pattern
3. التوزيع المثلث Equillateral triangle spacing pattern
ففي حالة التوزيع المربع عادة تحسب المسافات المتساوية بين الرشاشات على أساس 45 الي 55% من قطر دائرة البلل للرشاش ( D ) وذلك طبقا لسرعة الرياح السائدة. أما التوزيع المستطيل فتحدد المسافة المطلوبة بين الرشاشات بنسبة 40 الى 50% من قطر دائرة البلل وذلك للمسافات بين الرشاشات على خط الرش ( S ). أما المسافات بين خطوط الرش (L) فتبلغ 60% من قطر دائرة البلل وفي التوزيع المثلث تتراوح المسافة بين الرشاشات من 50 الي 60 % من قطر دائرة البلل للرشاش وذلك طبقا لسرعة الرياح السائدة.
معدل الرش :
معدل الرش عبارة عن معدل سقوط المياه من الرشاش على الأرض أي هو كمية الماء الساقطة من الرشاش على وحدة المساحة من الأرض في وحدة الزمن ويقدر غالبا بالمم / ساعة - ويحسب كالاتي:
معدل الرش ( l ) (مم) ساعه) = تصرف الرشاش (q) (م3 /س) × 1000) / (المسافة بين الرشاشات S(م) x المسافة بين الخطوط L(م))
حيث أن مساحة الخدمة للرشاش A = المسافة بين الرشاشات على خط الرش × المسافة بين خطوط الرش L (مسافة نقل الخطوط).
L = (q * 1000) / A
حيث A مساحة الخدمة للرشاش وهي عبارة عن المساحة المحصورة بين أربع رشاشات متجاورة وتختلف قيمتها حسب التوزيع كما يلي :
في حالة التوزيع المربع A = S2
في حالة التوزيع المستطيل A = S x L
في حالة التوزيع المثلث S2 0.86 = A
حيث S ,L مقاسة بالمتر ، q تصرف الرشاش (م3 / س) ، l معدل الرش (مم /س)
ويجب أن يكون معدل الرش أو إضافة المياه دائما أقل من معدل تسرب المياه في التربة حتى نتجنب ركود المياه على سطح الأرض وحدوث جريان سطحي للمياه ونحر للتربة حيث أن معدل التسرب الأساسي للتربة الرملية الخشنة يتراوح بين (19 – 25) م / ساعة والتربة الرملية الناعمة يتراوح بين (13 - 19) مم /ساعة والتربة الرملية الناعمة اللومية من (9 - 13) مم/ساعة.
ويمكن قياس تصرف الرشاش وذلك بوضع خرطوم على فوهة الرشاش وقياس الزمن اللازم لملئ صفيحة مياه معلومة الحجم باللتر فيكون التصرف = حجم الماء/ الزمن المستغرق في المليء مع العلم أن 1 متر مكعب (م3) = 1000 لتر. فإذا كان حجم الصفيحة 20 لتر فيلزم 1 دقيقة حت تمتلئ بالماء . فإن تصرف الرشاش ( م3 / س) = 20 × 60) ÷ (1000 × 1) = 2ر1 م3 /س.
ضبط شبكة الري بالرش لتلبية الاحتياجات المالية للمحاصيل
بعد معرفة معدل الرش | مم /س يمكن حساب زمن الري في اليوم بالساعة كما يلي :-
حيث Ti زمن الري في اليوم بالساعة
Eto البخر نتح القياسي مم /يوم
Kc معامل المحصول
Ea كفاءة الري بالرش
مثال :-
المطلوب حساب زمن الري بالرش أذا كان البخر نتح القياسي 7 مم /يوم ومعامل المحصول 0.95 وكفاءة الري بالرش 75% وتوضع الرشاشات على مسافات 15 × 18 متر وكان تصرف الرشاش 3.6 م3/س.
أولا نقوم بحساب معدل الرش كما يلي :
وعلي ذلك أذا كانت الفترة بين الريات 4 يوم يكون زمن الري 0.665 × 4 = 2.66 ساعة
حساب سعة المضخة اللازمة لري مساحة معينة
يتم حساب سعة المضخة على أساس أقصي احتياج مائي يومي للمحاصيل المطلوب زراعتها كما يلي :-
حيث Q سعة المضخة م3/س
A المساحة بالفدان
H عدد ساعات التشغيل اليومي للمضخة
مثال :-
أحسب سعة المضخة اللازمة لري 20 فدان إذا كان أقصي بخر نتح قياسي 7 مم/ يوم عند معامل محصول يساوي 1 وساعات التشغيل اليومي 12 ساعة عند وقت أقصي الاحتياجات وكفاءة نظام الري بالرش 75% .
الخطوط الفرعية والرئيسية :
وهي المواسير التي تقوم بتغذية خطوط الرشاشات والمعتاد أن تكون هذه المواسير ثابتة وتحت سطح الأرض وتصنع عادة من مادة بي في سي PVC وهي تستخدم لتوصيل المياه فقط أي لا يوجد عليها رشاشات على الإطلاق وتزود بصمامات تغذية إذا كانت مواسير رئيسية تقوم بتغذية الخطوط الفرعية. أما إذا كانت خطوط فرعية فهي تقوم بتغذية خطوط الرش. وعادة تصمم أقطار هذه الخطوط بحيث لا تتعدى سرعة المياه داخلها عن 1٫5 م/ث أو بالمفاضلة بين تكاليف المواسير وتكاليف الطاقة المفقودة في الاحتكاك في مواسير ذات القطر الأقل. عادة يستعمل أكثر من قطر لمواسير الخط الرئيسي أو الخطوط الفرعية حيث أن كمية المياه التي تحملها تتناقص كلما ابتعدنا عن المضخة.
الاكثر قراءة في انظمة الري الحديثة
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
