تحديد الفواقد من شبكات الري والطرق الهندسية لمعالجتها

[عبير]

حيث:
· K = معامل النفاذية م/ثا
· B = عرض القناة عند سطح الماء ، م.
· K K2 = التكامل الإهليجي من الدرجة الأولى.
· H = العمق الأعظمي في القناة ، م.
K

ولتسهيل عملية الحسابات وضعت منحنيات الشكل (1) تربط العلاقة من أجل قيم M
K
متغيرة حيث M ميل الجوانب للقناة.
من تحليل منحنيات الشكل (1) يتبين أنه في الأقنية العريضة أي عندما تكون العلاقة
كبيرة فإن قيمة الحد تكون قريبة أو مساوية لقيمة المحط المبلول ويمكن بشكل تقريبي كتابة العلاقة رقم (12) بالشكل التالي:
g K
يقترح معهد تصاميم منشآت الري في موسكو استعمال المعادلات التالية لتقدير الضياعات عند تصميم شبكات الري:
‌أ- تستعمل معادلة بافلونسكي في ظروف التسرب الحر وانعدام الضغط البيزومتري، التي تعطي الضياعات بـ م3/ثا من أجل 1 كم طولي للقناة.
(13) (1 Q= 0.0116K (B + 2h)
% من تصريف القناة على الكيلومتر الطولي:
A=
حيث :
· Q1 = كمية الضياعات م3/ثا للكيلو متر الطولي للقناة.
· B = عرض القناة العلوي عند سطح الماء (م).
· h = عمق الماء في القناة م.
· K = معامل النفاذية م/يوم
· Q = التدفق الصافي للقناة م3/ثا

‌ب- عندما لايوجد لدينا المعلومات الكافية عن المقطع العرضي للقناة فإن الضياعات بالتسرب يمكن حسابها بشكل تقريبي من معادلة Girchakin التي تعطي قيمة الضياعات بـ م3/ثا :
من أجل 1 كم طولي:
(15) Q 0.063 K
% لواحد كيلومتر طوليعندما لا تتوفر معطيات لقيم معامل النفاذية K لتربة الأقنية المصممة، فمن الممكن استعمال القيم التالية لمعامل النفاذية (م/يوم):
· غضار – رملي ثقيل – 0.05.
· غضار رملي – متوسط وخفيف – 0.05 – 0.1.
· رمل غضاري – 0.1-0.5
· رمل مع غبار – 0.5-1
· رمل ناعم -1-5
· رمل متوسط النعومة 5-20
‌ج- القيم التقريبية للضياعات، يمكن حسابها باستعمال معادلات الأكاديميك كوستياكوف Kostiakov (3،4،5) المذكورة أعلاه.
عندما يوجد معلومات كافية عن المواصفات الفيزيائية للتربة وعن مواقع أقنية الري، فيمكن حساب الضياعات بالتسرب باستعمال الأكاديميك Averianov (16) وذلك في حالة وجود ضغط من المياه الجوفية وتعطي الضياع بالم3 / ثا من أجل 1 كم طولي.
(16)أو % من تصريف القناة على واحد كيلومتر طولي:
(17)
حيث :
· h = عمق الماء في القناة م
· B = عرض القناة عند سطح الماء م
· HK= الارتفاع الأعظمي للصعود الشعري والذي يتغير من (0.5-3).
· K = عامل التسرب الشعري م/يوم عند درجة التشبع الكامل للتربة مع الأخذ بعين الاعتبار كمية الهواء المضغوط في مسامات التربة ويحدد هذا العامل تجريبياً (بحيث يساوي سرعة الامتصاص المستقرة).
أو من العلاقة التالية :
(18)
حيث :
· K = عامل النفاذية بـ م/يوم، يحدد بطريقة الضخ من الآبار وذلك عند وجود مستوى ماء أرضي قريب من السطح أو باستعمال الطريقة المخبرية ( استعمال مونولايت تربة بعد تفريغه من الهواء).
· W = السعة العامة للتربة
( التشبع الكامل ويقصد بها النسبة المئوية لرطوبة التربة وهي في حالة التشبع الكامل مع الأخذ بالحسبان الهواء المحصور (تحدد حقلياً).
· Wo السعة الرطوبية الدنيا، وهي النسبة حيث تبدأ الرطوبة بالحركة في التربة في الوضع المائع وتتغير تبعاً للتركيب الميكانيكي للتربة مابين 0.05-0.35 حيث أن القيمة الصغرى بالنسبة للتربة الخفيفة والقيمة الكبرى للتربة الثقيلة.
· P = المسامية العامة للتربة : إن نسبة الهواء عند درجة التشبع الكامل للتربة (السعة العامة للتربة) تحسب بالشكل التالي : 0.06-0.03 O P W حيث W,P تقدر بأجزاء عشرية من حجم التربة.
· d = عامل لحساب تأثير ضغط المياه الجوفية على عملية التسرب من الأقنية ويحسب بعد معرفة قيم N,N والتي هي بدون وحدات، حيث : Z =
حيث:- عمق المياه الجوفية عن سطح التربة في منتصف المسافة بين أقنية الري.
- المسافة بين الأقنية المعرضة لتسرب الماء وتحسب العلاقة f(u,N) d من الجدول (1).

جدول رقم (1)

نيتروجين (ن).............................................عندما د = يو

..................... 1000 ..... 500 ..... 200 .......100 .......50 .........20 .........10

0.25 ............... 0.11 ....... 0.12 ..... 0.15 ......0.16 .....0.18 .......0.22 .......0.27

0.50 ...............0.20 ........0.23....... 0.27 ......0.30 .....0.35 ......0.40 ........0.47

0.75 ...............0.32 .......0.34 .......0.39 .......0.44 .....0.49 ......0.56 ........0.64

100 ...............0.41 .......0.44 .......0.50 .......0.55 .....0.61 .......0.69 ........0.77

1.25 .............0.50 .......0.54 ........0.60 .......0.66 .....0.72 ......0.79 .........0.86

1.5 ..............0.58 .......0.63 ........0.69 .......0.75 ......0.81 .......0.87 .......0.92

1.75 ...........0.66 .......0.71 .........0.77 .......0.82 .......0.87 .......0.92

2.0 ............0.73 ......0.79 .........0.85 ........0.89 .......0.93

2.25 ........0.80 ......0.85 .........0.90 ..........0.93......90 0.9

0.90

3

أما بالنسبة للأقنية التي تعمل بشكل متقطع ولمدة قصيرة يمكن تقدير الضياعات بالتسرب باستعمال القوانين والمعادلات المذكورة أعلاه وفي هذه الحالة يستعمل عامل الامتصاص K b m (التربة غير مشبعة) بدلاً من عامل النفاذية K حيث K b m السرعة المتوسطة لامتصاص الماء لمدة عمل القناة (م/يوم).
يجب تحديد العامل K b m تجريبياً في ظروف مماثلة لظروف عمل القناة. من خلال تقييم وتحليل المعادلات والطرق النظرية المذكورة أعلاه تستنتج على أن هذه الطرق تعكس الظاهرة الفيزيائية لعملية تسرب الماء بدرجة أدق من المعادلات والحلول التجريبية.
بالإضافة إلى الضياعات بالتسرب فهناك الضياعات بالتبخر من سطح الماء في الأقنية والتي تشكل 1-2% من الضياعات بالتسرب وقد تصل إلى 10% في ظروف استثنائية تبعاً للظروف المناخية السائدة .
لحساب الضياعات بالتبخر (عند القيام بتصاميم شبكات الري) يمكن استعمال المعادلة (20) مع الأخذ بالحسبان شكل مقطع القناة والتي تعطي قيمة الضياع بالتبخر بـ م3/ثا من أجل 1 كم طولي.
(20)
حيث :
c = سماكة طبقة الماء المتبخرة (م)
إن تغيير القيمة العددية للتركيب :
في المعادل (20) يحسب من الجدول رقم (2).

.س= ب / اتش.................1 ..............2 ...............3 ..................4 ................5 .............6
........ إم .................................................. .................................................. ..........................
.........1 ..................0.024 .........0.027 ..........0.029 .........0.031 ........0.033 ..........0.035 .
.......1.5 .................0.29 ...........0.031 ..........0.033 .........0.034 .........0.036 ..........0.038
.......2.0 .................0.33 ...........0.036 .........0.031 ..........0.039 .........0.040 ............0.045
.......3.0 ................0.044 ..........0.043 .........0.043 ..........0.044