أزمة المياه فى العالم العربي - الجزء الثاني

ب -معادلة بنمان المعدلة:

])ETo = c [W.En + (1-W). (f(u). (ea-ed

Radiation aerodynamic

term

term

where ETo

= reference crop evapotranspiration in mm/day

W

= temperature – related weighting factor.

RN

= net radiation in equivalent evaporation in mm/day

)f(u

= wind – related function

)(ea-ed

= different between the saturation vapour pressure at mean air temperature and the mean actual vapour pressure of the air,

both in mbar.

c

= adjustment factor to compensate for the effect of day and night

weather conditions.

الجدول رقم ) (٧يبين EToلمواقع مختلفة في مناطق مصر الثلاث والكشف رقم ) (٩-٣يوضح Kcللمحاصيل الرئيسية في تلك المناطق شهريا وهي الأرقام المستخدمة في تطبيق هذه المعادلة لحساب الاستهلاك المائي.

مثال :احسب الاستهلاك المائي لمحصول القطن في الوجه البحري خلال شهر يونيو.

من الجدول ) (٧فإن ETo = 7.21ومن الكشف ) (٩-٣فأن ٠.٧١ = Kc الاستهلاك المائي اليومي خلال يونيو .Etc = 0.71 x 7.21 = 5.12 mms

الاستهلاك المائي خلال الشهر

5.12

 30  4200  654m 3 / fed / month

1000

ج -معادلة الوعاء القياسي للتبخر:

حيث:

=

ETo = Kp . EPan

= Epanالتبخر من سطح المياه بالوعاء القياسي بالميللمتر في اليوم.

ويمثل قيمة متوسطة المقاس بها.

= معامل خاص بنوع الوعاء القياسي والأوعية القياسية لها أنواع متعددة وأكثرها شيوعا وانتشا ار وأيضا –

Kp

أوصت التجارب باستخدامه في مصر – الوعاء Class A ويستخدم الجدول رقم ) (٩لتحديد قيمة معامل الوعاء القياسي Class A جدول رقم ) : (٩قيم معامل الوعاء القياسي ) (Kpللوعاء Class A panوذلك تبعا لغطاء خضري مختلف

كذا رطوبة نسبية مختلفة ورياح لمدة ٢٤ساعة

وعاء Class A-

pan

متوسط الرطوبة

النسبية

سرعة الرياح

بالكم /يوم

رياخ خفيفة > ١٧٥

رياح متوسطة -١٧٥

٤٢٥

وعاء قياس ASموضوع في أرض مزروعة بنبات قصير أخضر

المسافة الخالية من الزراعة في

اتجاه الرياح )متر(

١

١٠

١٠٠

١٠٠٠

١

١٠

١٠٠

١٠٠٠

رياح قوية -٤٢٥

٧٠٠

رياح قوية < ٧٠٠

١

١٠

١٠٠

١٠٠٠

%٧٠.٤٠

<

%٧٠

>

%٤٠

٠.٥٥

٠.٦٥

٠.٧٠

٠.٧٥

٠.٥٠

٠.٦٠

٠.٦٥

٠.٧٠

٠.٦٥

٠.٧٥

٠.٨٠

٠.٥٨

٠.٦٠

٠.٧٠

٠.٧٥

٠.٨٠

٠.٧٥

٠.٨٥

٠.٨٥

٠.٨٥

٠.٦٥

٠.٧٥

٠.٨٠

٠.٨٠

٠.٤٥

٠.٥٥

٠.٦٠

٠.٦٥

٠.٤٠

٤٥.

٠.٥٠

٠.٥٥

٠.٥٠

٠.٦٠

٠.٦٥

٠.٧٠

٠.٤٥

٠.٥٥

٠.٦٠

٠.٦٠

٠.٦٠

٠.٦٥

٠.٧٠

٠.٧٥

٠.٥٠

٠.٦٠

٠.٥٦

٠.٥٦

٩٢

وعاء قياس ASموضوع في أرض جافة خالية من الزراعة

>

%٤٠

%٧٠.٤٠

المسافة الخالية من الزراعة

اتجاه الرياح )بالمتر(

١

١٠

١٠٠

١٠٠٠

١

١٠

١٠٠

١٠٠٠

٠.٧٠

٠.٦٠

٠.٥٥

٠.٥٠

٠.٦٥

٠.٥٥

٠.٥٠

٠.٤٥

٠.٨٠

٠.٧٠

٠.٦٥

٠.٦٠

٠.٧٥

٠.٦٥

٠.٦٠

٠.٥٥

١

١٠

١٠٠

١٠٠٠

١

١٠

١٠٠

١٠٠٠

٠.٦٠

٠.٥٠

٠.٤٥

٠.٤٠

٠.٥٠

٠.٤٥

٠.٤٠

٠.٣٥

٠.٦٥

٠.٥٥

٠.٥٠

٠.٤٥

٠.٥٠

٠.٤٥

٠.٤٠

<%٧٠

٠.٥٨

٠.٨٠

٠.٧٥

٠.٨٠

٠.٧٠

٠.٦٥

٠.٦٠

٠.٧٠

٠.٦٥

٠.٦٠

٠.٥٥

٠.٦٥

٠.٥٥

٠.٥٠

٠.٤٥

حس اب أقص ى الاحتياج ات :استخدام الاستهلاك المائي الفعلي في حساب الاحتياجات المائية التصميمية

والفعلية لطرق الري المختلفة.

من المعروف أنه لحساب المقننات المائية ،والتي يمكن أن يصمم نظام الري على أساسها للوفاء بأقصى الاحتياجات يجب أن يؤخذ في الاعتبار كل من القيم التالية:

-١الاستهلاك الفعلي للمحاصيل.

-٢الاحتياجات المائية الأخرى مثل:

أ -غسيل التربة في حالة الاحتياج إليه.

ب -كفاءات الري المختلفة )الفاقد في المياه(.

وتستخدم معادلة الاتزان المائي داخل الحقل للحصول أولا على احتياجات الري الفعلية وهي الفرق بين الفاقد

والمكتسب من المياه على المستوى الحقلي.

)In – ETaop – (Po + Co + Wb

حيث:

= الاحتياج المائي الفعلي.

In

= ETaopالاستهلاك المائي الفعلي للمحاصيل.

= عمق )سمك( سقوط الأمطار.

Po

= ما يمكن الاستفادة منه من المياه الأرضية.

Co

= Wbالمخزون من المياه في منطقة جذور النبات والذي يمكن الاستفادة منه عند بداية الري.

ويعبر عن جميع العوامل السابقة على أساس عمق المياه بالمللميتر وذلك إما على أساس موسمي أو شهري أو كل عشرة أيام ويتوقف ذلك على مدى الدقة المطلوبة في الحساب.

ولحساب الاحتياجات التصميمية تؤخذ العوامل السابق ذكرها من غسيل للتربة وفواقد مختلفة )كفاءات الري( وذلك

باستخدام المعادلة:

1

A I

 x n

] Ep [1  L R

V1 

حيث أن:

= كفاءة الري الكلية للمشروع ويعبر عنه بنسبة في المائة.

Ep

= الاحتياج المائي الفعلي للمحاصيل معب ار عنه بالمللميتر /شهر.

In

= احتياج غسيل التربة معب ار عنه بنسبة مئوية.

LR

= الاحتياج المائي الاجمالي في الفترة الزمنية م.٣

V1

= المساحة

A

يلي ذلك حساب هذه المعادلة في فترة شهر أقصى الاحتياجات أي تأخذ الفترة الزمنية لأقصى الاحتياجات وقيمها

في حل المعادلة فينتج أقصى الاحتياجات .Vmax

كما يضاف بعد ذلك معامل أمان كما جرت العادة في تصميم جميع الأعمال الهندسية.

الاحتياج التصميمي لنظام الري = + Vmaxمعامل أمان.

ملحوظة هامة :من المعتاد أن يكون توقيت غسيل التربة مختلف عن مدة أقصى الاحتياجات وقد يؤخذ ذلك في الاعتبار ولكن يمكن أن تتم عمليات الغسيل في مختلف مراحل النمو حيث يعتمد ذلك على نوعية الغسيل

ونوعية التربة.

وعلى ذلك يمكن تلخيص الحسابات الخاصة بتصميم طرق ونظم الري في النقاط الأربعة التالية:

-١حس اب الاس تهلاك الم ائي الفعل ي ETaopوذل ك ع ن طري ق حس اب الاس تهلاك الم ائي المق ارن ETo ومعامل المحاصيل Kcكما سبق ذكره ثم يتم استخدام قيمة ETaopالقصوى )أعلى شهر(.

-٢حساب احتياجات الرى الفعلية .In

-٣حساب الاحتياجات المائية الأخرى مثل غسيل التربة وكفاءات الري حيث يؤخذ في الاعتبار كفاءة الري التطبيقية وكفاءات توصيل ونقل المياه المجتمعة وبذلك يمكن حساب .V1 -٤تؤخذ بيانات شهر أقصى الاحتياجات مما ينتج عنه Vmaxويضاف بعد ذلك معامل الأمان.

ومن الجدير بالذكر أن عمق سقوط الأمطار لا يؤخذ في الاعتبار في معظم مناطق مصر ما عدا المناطق

الساحلية وسيناء.

٩٣

أما كمية المياه المستخدمة من المياه الأرضية فيمكن أن يستدل عليها من المنحنيات التالية والمنشورة عن طريق منظمة FAOالأغذية والزراعة العالمية وذلك حسب نوع التربة وعمق المياه تحت سطحها .

شكل يوضح منحنيات منظمة الأغذية والزراعة العالمية لحساب المياه المستخدمة من المياه الأرضية أما حسابات المخزون في التربة في عمق جذور النبات فهو كمية متغيرة جدا تعتمد على ما إذا كانت الأرض متروكة )شراقي( أي الأرض في حالة جفاف بدون ري قبل الزراعة أو يتم إعطاء ريه ما قبل الزراعة أو نزول أمطار مما قد يترك الأرض في حالة السعة الحقلية ومما يساعد أيضا على غسيل التربة ومن المعروف أن المياه المخزونة لا يمكن للنبات أن يستخدمها بالكامل وانما تكون كفاءة استخدامها %٧٠-٦٠ويتوقف ذلك على العوامل الجوية ونوع التربة والوقت ما بين الريات ومن المعتاد أن يقدر المخزون بأخذ عينات من التربة وتحليلها

لمعرفة المحتوى المائي.

احتياجات غسيل التربة من الملوحة :وتحسب احتياجات غسيل التربة كما يلي:

تتأثر كمية المياه التي تحتاجها التربة في الغسيل بالعوامل التالية:

أ -نوعية مياه الغسيل )الري(.

ب -طرق الري والعمليات الزراعية المختلفة.

ج -حالة التربة وكفاءة الصرف بها.

د -وجود أمطار من عدمه.

ومن المعتاد أن نسبة الملوحة تزداد في التربة خلال فترة الموسم الزراعي وتعرف الاحتياجات المائية لغسل التربة على أنها أقل كمية مياه ري مطلوب توفيرها لتصرف من خلال منطقة عمق جذور النبات وذلك للتحكم في

الملوحة والحفاظ عليها في مستوى محدد ٠

٩٤

حس اب كف اءات ال ري :هناك تعريفات كثي رة لأن واع مختلفة من كفاءات الري ويؤخذ عادة في الاعتبار لأغراض تصميم طرق ونظم الري الكفاءات التالية والسابق تعريفها:

-١كفاءة التطبيق .Ea

-٢كفاءة التوصيل .Ed

على مستوى التوزيع الحقلي لطرق الري ٠

وعلى مستوى التوزيع الكلى لنظم الرى ٠

وتعتمد قيمتها على إذا كانت الترع المستخدمة مبطنة أو مواسير من عدمه كذا بنظام الري بمناوبات أو لإطلاق

مياه بصفة مستمرة – وأطوال الترع وقطاعاتها.

وتكون الكفاءة الكلية هي محصلة ضرب كفاءة التطبق × كفاءة التوصيل )المستوى المطلوب( ويمكن أن تستخدم

الأرقام في الجدول التالي للاسترشاد.

قيم كفاءة التطبيق:

٠.٥٥

التربة الخفيفة

نوع التربة

٠.٧٠

تربة متوسطة

٠.٦٠

تربة ثقيلة

٠.٨٠-٠.٦٠

الري في أحواض وشرائح مستوية

طريقة الري السطحي

٧٠.-٠.٦٠

الري في شرائح ذات ميول

٠.٥٥-٠.٥٠

الري في المراوي الكنتورية

٠.٥٥-٠.٧٠

الري في خطوط

٠.٧٠-٠.٥٥٠

الري في الأرض المتعرجة

تصل حتى %٨٠

الري تحت السطحي

٠.٦٠

الري بالرش في الأجواء الحارة

٠.٧٠

المتوسطة

٠.٨٠

الرطبة والباردة

الأنواع المختلفة لطرق الري الحقلي :الري السطحي :ارتبط ظهور الحضارات القديمة ارتباطا وثيقا بمنشأ وتقدم الري ..كما أن معظم الحضارات ازدهرت حول مجاري الأنهار كما هو الحال في مصر والعراق ..

وتمتاز الزراعة بإمكانية التحكم في عوامل الإنتاج بدرجة أكفأ مما هو مشاهد بالزراعة الجافة )(Dry Farming في الغالب لا يمكن الاعتماد على الأمطار فقط كمصدر للري إذا ما أريد الحصول على أقصى ربحية ممكنة ..إذ عندما يتوافر نظام ثابت تحت هذه الظروف يسمح بالمحافظة على مستوى الرطوبة بالأرض عند حده الأمثل فأنه يمكن الحصول على أقصى قيمة من عوامل الإنتاج الأخرى.

ولاختيار نظام الري يجب أن يؤخذ في الاعتبار مدى كفايته ) (Adequacyوكفاءاته ) (Efficiencyوتعتبر عملية الري كافية عندما تحافظ على بقاء الماء متيس ار عند سطوح الامتصاص بالجذور واذا ما تحددت الكمية الواجب إضافتها فأن تحقيق كفاءة الري يمكن الوصول إليه بتعديل الفقد في مياه الجريان السطحي ) Surface (Runoffوكذلك في مياه التسرب الجوفي ) (Deep Percolationأسفل منطقة الجذور وهناك طرق عديدة للري يمكن للمزار عين اختيار أي منها أو إحداث تحوير بها لتلاءم بذلك ظروفهم الخاصة غير أن سوء اختيار أو تصميم المقترح للري يؤدي بلا شك إلى كفاءة منخفضة وسوء استغلال لمياه الري وعموما فأن تصميم ري متكامل بالمزرعة لابد أن يكفل بكفاءة عالية ما يأتي:

-١أن تؤدي عملية الري الحقلي إلى توزيع المياه توزيعا منتظما على كل جزء من أجزاء المساحة المطلوب

ريها.

-٢توصيل المياه بكميات كافية لاحتياج النبات في موسم أقصى الاحتياجات.

-٣تقليل الانتفاش في التربة بقدر الإمكان وعدم تكوين ملوحة أو قلوية أو سوء تهوية.

٩٥

صرف الأراضي الزراعية

)*(

المصطلحات المستخدمة في مجال الصرف الحقلي :المياه السطحية : Surface Waterهي المياه التي تتدفق على سطح الأرض نتيجة سقوط الأمطار أو الري ولا تتسرب إلى داخل التربة.

المياه تحت السطحية : Subsurface waterهي المياه الموجودة تحت سطح الأرض ويطلق عليها أحيانا المياه الأرضية إذا كانت على أعماق قريبة من سطح الأرض سواء في صورة مشبعة أو غير مشبعة ..كما يطلق عليها المياه الجوفية إذا كانت تشكل جزءا من الخزان الجوفي.

سطح الماء الأرضي : The water tableهو الحد الأعلى للمياه الجوفية أو سطحها الأعلى الذي

يكون ضغط الماء عنده مساويا الضغط الجوي.

مياه الصرف : Drainage waterهي المياه التي لا تستطيع حبيبات التربة جذبها والإبقاء عليها في مواجهة فعل قوي الجاذبية الأرضية ويطلق عليها أيض ا المياه الحرة التي لا تمسكها حبيبات التربة وقد تكون في شكل سريان سطحي فوق الأرض أو تسرب عميق يسبب رفع منسوب المياه الجوفية.

الصرف : Drainageهو عملية التخلص من المياه السطحية والتحت سطحية الزائدة عن حاجة النبات التي قد تؤدي إلى هلاك المحاصيل أما بسبب نقص الأكسجين أو نتيجة لتراكم الأملاح في منطقة الجذور.

المصرف : Drainهو مجرى طبيعي أو منشأ بواسطة الإنسان لتلقي مياه الصرف ،والمصرف المنشأ قد يكون من النوع المفتوح )المكشوف( أو المغطى وفي كلا الحالتين يصمم قطاعه ليستوعب كمية المياه المطلوب

صرفها من الزمام الذي يخدمه.

مصرف نزح المياه : Dewatering Drainهو المصرف الذي يتلقى مياه الصرف من سطح الأرض أو قطاع التربة مباشرة ويصمم بالعمق وعلى المسافات البينيه الكافية للتحكم في سطح الماء الأرضي على العمق المناسب وتزداد كمية المياه فيه كلما اتجهنا ناحية المصب.

المصرف الناقل : Conveying or Transporting Drainهو المصرف الذي يتلقى مياه الصرف المتجمعة من منطقة معينة أو عدة مناطق وينقلها إلى مكان للتخلص منها وكمية المياه فيه ثابتة من

المبدأ إلى المصب.

المصرف المكشوف : Open Drainهو مجرى مائي مفتوح طبيعي أو يتم حفره بعمق كاف لجمع الماء السطحي والجوفي وله ميول جانبية مناسبة لمنع تهايل الجوانب.

المصرف الحقلي المغطي : Subsurface Drainهو ماسورة توضع وتدفن على عمق كاف من سطح الأرض ولها فتحات للسماح بدخول الماء الأرضي من التربة إلى داخل الماسورة إذا كان للصرف المباشر ويكون جداره مصمتا ووصلاته ملحومة إذا كان من النوع الناقل.

زمام الصرف : Catchment Areaهي المساحة المقدرة بالفدان أو بالهكتار أو بالأمتار المربعة التي يتم تجميع المياه الزائدة منها بواسطة مصرف أو شبكة صرف.

منظومة الصرف : Drainage Systemهو منظومة القنوات المكشوفة أو المغطاة أو المكونة من كلا

النوعين التي تنشأ لصرف الأراضي في منطقة ما.

معدل الصرف : Drainage rateهو معدل التخلص من المياه لوحدة المساحة معب ار عنه بارتفاع بالملليمتر في اليوم ..وبتغبير آخر هو حجم المياه التي يتم صرفها يوميا لوحدة المساحة من زمام الصرف.

معامل الصرف أو مقنن الصرف : Drainage Coefficientهو معدل الصرف التصميمي )التصرف لوحدة المساحة( الذي يتم على أساسه حساب المسافة بين المصارف أو حساب سعة المصرف )أبعاده الهندسية( ووحداته المستخدمة عادة هي ملليمتر /يوم.

الضاغط الهيدروليكي للصرف : Hydraulic Headهو ارتفاع الماء فوق منسوب المصارف )محور المصارف الحقلية المغطاة أو سطح الماء في الزواريق الحقلية المكشوفة( عند منتصف المسافة بين مصرفين متجاورين ويمثل مقدار الطاقة التي تتحكم في سريان الماء للمصرف مقدرة بالمتر.

)*( المصدر :الكود المصري للموارد المائية وأعمال الري -المجلد الأول – إدارة شبكات الري والصرف )الجزء الأول( – ٢٠٠٣ – المركز القومى لبحوث المياه -اللجنة الدائمة لإعداد الكود المصري للموارد المائية وأعمال الري.

٩٦

التغدق : Waterloggingويعرف أيضا بالتطبيل وهو الحالة التي يرتفع فيها منسوب الماء الأرضي أو الجوفي إلى مستوى قريب من سطح الأرض مما يسبب أض ار ار للمحاصيل الزراعية ..وقد ينتج عن زيادة مياه الري أو التسرب من الترع أو نتيجة حركة المياه الجوفية إلى أعلى تحت ضغط بيزومتري في غياب الصرف.

مسامية الصرف أو المسامية الفعلية : Drainable Porosityهي نسبة حجم الفراغات في حجم معين من التربة المشبعة الذي يمكن أن تتحرك منه المياه تحت تأثير قوى الجاذبية الأرضية خارج هذا الحجم من التربة بينما يظل باقي المياه ممسوكا بقوى الشد إلى حبيبات التربة.

الانحدار الهيدروليكي : Hydraulic Gradientالانحدار الهيدروليكي بصفة عامة هو معدل فقط الضاغط الهيدروليكي الكلي )الطاقة الكلية( مع المسافة.

انحدار الانهيار الهيدروليكي للتربة : Soil Hydraulic Failure Gradientهو الانحدار الهيدروليكي للمياه المتحركة خلال فراغات التربة والذي تبدأ عند حبيبات التربة في التحرك مع المياه والسريان

معها.

الملوحة : Salinityهو تركيز الأملاح المتعادلة )غير القلوية( الذائبة في محلول التربة وتتكون أساسا من الكلوريدات والكبريتات وتقدر بالكمية الموجودة في حجم معين من المياه )جزء في المليون( أو ملليجرام /لتر( أو بدرجة التوصيل الكهربائي )ملليموز /سم( أو )ديسيمنز /متر( وتربطها العلاقات التالية:

ملليجرام /لتر

جزء في المليون =

ديسيمنز /متر

مللميوز /سم =

تراكم الأملاح : Salt Accumulationيتسبب ارتفاع منسوب الماء الجوفي في وصول المياه الجوفية إلى سطح الأرض بالخاصية الشعرية حيث تتبخر المياه بفعل العوامل الجوية تاركة ما فيها من أملاح ذائبة على سطح الأرض وبالطبقة السطحية للتربة ومع الوقت تصل تركيزات الأملاح إلى درجة لا يتحملها النبات.

مقاومة الأملاح : Salt Toleranceهي قدرة النبات على النمو وانتاج محصول في ظروف استخدام مياه ملحية في الري أو زيادة تركيز الأملاح في التربة وهي خاصية فسيولوجية للنبات وتختلف القدرة على مقاومة الأملاح من نبات إلى آخر بل توجد فصائل من نفس النبات تختلف في قدرة تحملها للأملاح.

الرقم الايدروجيني : PHهو اللوغاريتم السالب للأساس ) (١٠لأيون الأيدروجين في محلول معين ..أي

أن:

)PH = Log 10(H+

ويكون المحلول متعادلا عند الرقم الأيدروجيني ) (٧ويمكن أن ينخفض الرقم الأيدروجيني حتى ) (٢في التربة الحامضية أو يرتفع إلى ) (٩أو أكثر في التربة القلوية ويرتبط الرقم الأيدروجيني بشدة بقلوية التربة التي تؤثر على بنائها ..لذلك فهو مهم لصفات التربة القلوية الطبيعية إلى جانب صفاتها الكيميائية.

الوزن الجزيئي للمركب :وهو مجموعة أوزان العناصر الداخلة في تركيب هذا المركب.

مثال:

الوزن الجزئيئ لحامض الأيدروكلوريك ٣٦.٥ = HCL

وهو يتكون من هيدروجين ووزنه الجزيئي = ١والكلور ووزنه الجزيئي = .٣٥.٥

الأحماض:

وهي تشمل أحماض أحادية القاعدة مثل حامض الأيدروكلوريك HCLأو ثنائية القاعدة مثل حامض الكبريتيك ) (H2SO4ويعني بقاعدة الحمض أنها عدد ذرات الأيدروجين الموجودة في الحامض التي يمكن أن يحل محلها

الفلز.

الأملاح :وهي تشمل الأملاح الناتجة من اتحاد )قاعدة مع حمض( ومع اتحاد كاتيون مثل الصوديوم مع أنيون مثل الكربونات أو الكبريتات لتكوين كربونات الصوديوم Na2CO4أو كبريتات الصوديوم .Na3CO4

الوزن المكافئ للمادة الكيميائية:

الوزن الجزيئي

الوزن المكافئ =

التكافؤ

والتكافؤ يمثل عدد ذرات الأيدروجين أو الأيدروكسيل في الحمض أو القاعدة التي تستبدل في التفاعل.

التعادل :هو تفاعل حامض مع قاعدة لتكوين ملح وماء ،والأحماض إما أن تكون قوية مثل حامض الأيدروكلوريك والكبريتيك واما أن تكون ضعيفة مثل حامض الكربونيك والخليك وكذلك القواعد منها ما هو قوي مثل أيدروكسيد الصوديوم ومنها ما هو ضعيف مثل أيدروكسيد الأمونيوم ..وفي حالة تفاعل حمض قوي مع

٩٧

قاعدة قوية ينتج ملح تأثيره متعادل وفي حالة تفاعل حمض قوي مع قاعدة ضعيفة ينتج ملحا تأثيره حمضي في حالة تحلله مائيا ..والعكس يحدث عندما يتفاعل حمض ضعيف مع قاعدة قوية حيث ينتج ملح تأثيره قلوي عند

تحلله مائيا ◌.

السعة الكاتيونية التبادلية : Cation exchange capacityهو قدرة معقد التربة على إدمصاص الكاتيونات الموجبة على أسطحه السالبة ويقدر بالملليمكافئ لكل ١٠٠جرام من التربة الجافة.

النسبة المئوية للصوديوم المتبادل : Exchangeable sodium percentageهو نسبة أيون الصوديوم المدمص على معقد التربة إلى مجموع السعة الكاتيونية التبادلية للتربة مضروبا في ).(١٠٠ نسبة الصوديوم : Sodium adsorption ratioوهو يعبر عن نشاط أيون الصوديوم في التفاعلات التبادلية للتربة ،ويستخدم في الأغلب لتقييم صلاحية المياه للري ويحسب بواسطة المعادلة التالية:

])SAR = (Na+) / [Ca++) + (Mg++

حيث (Mg++) ، (Ca++) ، (Na+) :هي أيونات الصوديوم والكالسيوم والمغنسيوم على التوالي مقدرة بالملليمكافئ

/اللتر.

التربة القلوية : Alkali Soilsهي التربة التي تزيد فيها النسبة المئوية للصوديوم المتبادل ) (ESPعن ١٥وتكون التربة قلوية – ملحية إذا زادت نسبة تركيز الأملاح عن ) (٤ملليموز /سم ..وتكون قلوية – غير ملحية إذا قل تركيز الأملاح في نفس الوقت عن ) (٤ملليموز /سم.

المواد المغلفة : Envelope Materialsهي مواد توضع حول ماسورة الصرف المغطي لتحقيق أحد

هدفين أو كلاهما معا:

-٤تحسين خصائص النقلية المائية )النفاذية( للوسط المسامي حول ماسورة المصرف لتقليل الفواقد الهيدروليكية نتيجة مقاومة المصرف لدخول المياه .Entrance Resistance -٥تثبيت التربة حول المصرف ومنع تحرك الحبيبات الدقيقة نتيجة تدفق المياه في فراغات التربة المحيطة بماسورة المصرف وتسببها في انسداد الفتحات أو ماسورة المصرف أو مسام المادة المغلفة نفسها.

الانسداد اللحظي : Blockingهو انسداد بعض مسام المادة المغلفة للمصرف بحبيبات التربة الدقيقة بما يسبب زيادة لحظية في الانحدار الهيدروليكي في منطقة اتصال التربة بماسورة الصرف والمادة المغلفة.

الانسداد المستمر : Cloggingهو حدوث انسداد مستمر لمسام المادة المغلفة للمصرف ينتج عنها زيادة مستمرة في الانحدار الهيدروليكي في منطقة اتصال التربة بماسورة الصرف والمادة المغلفة.

مؤشر حجم فراغات المادة المغلفة Pore Size Index :ويعرف بأنه قطر فراغات المادة المغلفة الذي تكون %٩٠من مسام المادة المغلفة أصغر منه ويرمز بالرمز ).(O90 خصائص التربة المرتبطة بالصرف :التربة هي الوسط الذي يتحرك فيه الماء خلال فراغات بينية ..لذلك تتوقف سرعة حركة المياه على حجم هذه الفراغات وترتيبها وهي تتوقف بدورها على حجم حبيبات التربة وتوزيعها وشكلها واختلاطها بمواد عضوية أو كيماوية لذلك فأن فحص التربة يساعد على معرفة خصائصها وصفاتها التي تحدد مدى احتياجها للصرف وتدخل في تصميم عناصر شبكة الصرف.

قوام التربة : Textureتتكون التربة من حبيبات معدنية أساسية هي الطين والرمل والسلت وهي تختلف

اختلاف ا بينا في أحجامها.

ويتوقف قوام التربة على نسب الحبيبات ذات الأحجام المختلفة في عينة ذات وزن معين من التربة.

ويتم تحديد قوام التربة بإجراء تحليل ميكانيكي يحدد توزيع النسب المختلفة لحبيبات التربة ويتم تصنيف نسب

مكوناتها على أساس حجم الحبيبات كما يلي:

جدول يوضح قطر الحبيبات لكل تربة

قطر الحبيبات بالملليمتر

نوع التربة

٠.٠٥ – ٢.٠٠

الرمل

٠.٠٠٢ – ٠.٠٥

السلت

أصغر من ٠.٠٠٢

الطين

وهو التقسيم الخاص بو ازرة الزراعة الأمريكية U.S. Department of Agricultureوالذي على أساسه يتم تحديد قوام التربة باستخدام مثلث القوام المبين في الشكل التالى ) (USBR, 1978وهذه هي الطريقة الأكثر شيوعا وقبولا بين أخصائي علوم التربة والمعتمدة في دراسات وأبحاث الصرف الزراعي.

٩٨

شكل يوضح مثلث تحديد قوام التربة طبقا لتوزيع حجم الحبيبات بها وتصنف التربة من حيث القوام طبقا لملمسها فيقال للتربة خشنة القوام ) (Coarse Texturedعندما يكون الرمل هو الغالب في تكوينها كما يطلق عليها أيضا تربة خفيفة القوام ) (Light Texturedأما التربة التي يسود الطين

) Heavy

في تكوينها فيطلق عليها تربة ناعمة القوام ) (Fine Texturedأو تربة ثقيلة

.(Textured

وقوام التربة له أهمية خاصة في صرف الماء لأن خصائص التربة التي تؤثر على سريان الماء خلالها مثل النفاذية ) (Hydraulic conductivityوالاحتفاظ بالماء ) (Water retentionتتوقف إلى حد كبير على قوام التربة ،وعادة ما تكون التربة الخشنة ) (Coarse textured soilsأكثر نفاذية وأقل احتفاظا بالماء من التربة

الناعمة ).(Fine Textured Soils

ويمكن تصنيف التربة تحت صنفين رئيسيين من المعادن الأول يشمل الرمل والسلت والثاني الطين ،أما بالنسبة للرمل والسلت فيتوقف على نوع المعدن الأم وظروف التعرية المناخية التي تعرض لها ومكوناته تحدد المعادن المتاحة لتغذية النبات ..وأهم مكونات الرمل هي السليكا والكوارتز أما أهم مكونات الطين فهي بلورات هيدرات سلكات الألمنيوم كما توجد بلورات أكسيد وهيدروكسيد الحديد والألومينيوم في التربة الاستوائية التي تعرضت لتعرية جوية قوية ومن أمثلتها التربة الرسوبية المجلوبة بمياه النيل وتتكون منها تربة وادي النيل والدلتا.

ومكونات معدن الطين لها تأثير مباشر على توفير المواد الغذائية للنبات حيث يكون تثبيت الفوسفور عاليا في التربة التي بها تركيزات عالية من أكسيد وهيدروكسيد الحديد والألومينيوم أما البوتاسيوم الذي يثبت بواسطة حبيبات الطين فيكون أقل ما يمكن مع طين الكالونيت الاستوائي ويزيد كثي ار مع طين الأليت.

وحبيبات الطين في العادة على شكل طبقات لها مساحة سطح نوعية كبيرة تصل إلى ٤٠متر مربع /جم في الكالونيت والى ٢٠٠متر مربع /جم في الأليت وترتفع حتى ٨٠٠متر مربع /جم في المونتموريولونيت والنوع الأخير يكون محملا بشحنات كهربية كبيرة تتسبب في ارتفاع السعة التبادلية الكاتيونية وزيادة القابلية للتمدد والانكماش على عكس الكالونيت الذي لا توجد عليه هذه الشحنات ومن ثم فأن سعته التبادلية الكاتيونية منخفضة

ولا يتمدد ولا ينكمش.

المباحث الأولية والدراسات الحقلية ) : (Field Investigationsيسبق تصميم وتنفيذ شبكات الصرف الحقلي إجراء دراسات وأبحاث حقلية للحصول على المعلومات والبيانات اللازمة لتصميم شبكة الصرف

لتناسب الظروف السائدة بالمنطقة.

أنواع الخرائط المساحية المستخدمة :يستعان في تنفيذ الدراسات الحقلية بالخرائط المساحية ذات المقياس المناسب للغرض الذي تستخدم فيه كما يستعان أحيانا بالصور الجويه أو صور الأقمار الصناعية والخرائط

المساحية الشائعة الاستخدام في مجال الصرف هي:

-١خرائط مساحية مقياس رسم ٢٥٠٠٠ : ١توضح البنية الأساسية لشبكات الري والصرف العامة والطرق وخطوط السكك الحديدية والمدن والقرى كما توضح طبوغرافية الأرض من واقع خطوط الكنتور بفاصل كنتوري

٩٩

قدره ٠.٥٠متر وموقع عليها مناسيب بعض المواقع بدقة تصل إلى ٠.٠١متر بمعدل نقطة لكل فدان وتستخدم هذه الخرائط كأساس للدراسات الحقلية وكمفتاح للتخطيط العام لشبكة الصرف.

-٢خرائط مقياس رسم ١٠٠٠٠ : ١توضح البيانات الطبوغرافية التفصيلية خصوصا المناسيب ) Spot (Levelsبمعدل نقطة لكل ) (٧فدادين وتحتوي على خطوط الكنتور بفترة كنتورية قدرها ٠.٢٥متر تبين مواقع مساقي وترع الري والمصارف الحقلية المكشوفة وتقوم هيئة المساحة بإعداد هذه الخرائط خصيصا لمشروعات الصرف المغطي بناء على ترتيب خاص مع الهيئة المصرية العامة لمشروعات الصرف للحاجة إليها في المباحث والدراسات الحقلية السابقة لتصميم الشبكة فتوقع عليها مواقع جمع الأرصاد طبقا لشبكة منتظمة ) (Grid Systemمن المربعات طول ضلع كل منها ٥٠٠متر وبذلك تمثل كل مربع حوالي ٦٠فدان ..كما توقع عليها نتائج الدراسات مثل أعماق المياه الأرضية وملوحة طبقات التربة وقيمة معامل النفاذية وتخطط عليها أيضا شبكة الصرف طبقا لطبوغرافية المنطقة وحساب المسافة بين الحقليات.

-٣خرائط مقياس رسم ٢٥٠٠ : ١توقع عليها شبكة الصرف وتستخدم عند تنفيذ الشبكة لتحديد مواقع المصارف بالطبيعة بالنسبة لحدود نزع الملكية للأراضي الزراعية ولذلك فهي تستخدم أيضا عند حساب تعويضات الزراعة نتيجة التلفيات التي تحدث أثناء التنفيذ.

مواقع إجراء القياسات وجمع الأرصاد :الأرصاد والبيانات المطلوب جمعها لتصميم شبكات الصرف الحقلي تشمل معلومات عن التربة والتركيب الجيولوجي بمنطقة المشروع والمياه الجوفية والمعالم الطبوغرافية ومن المهم أيض ا تحديد نظام الري المستخدم وكفاءته ونوعية مياه الري والتركيب المحصولي وتخطيط حالة الصرف العام بالمنطقة ومقدرته على تحقيق العمق المطلوب للصرف واستيعاب مياه الصرف ونقلها بكفاءة إلى المصبات

النهائية.

ولذلك يلزم إلى جانب الحصول على الخرائط المساحية والطبوغرافية للمنطقة جمع كافة البيانات المتوفرة عنها أو الموجودة لدى الهيئات المختصة بمسح وتصنيف التربة والمساحة الجيولوجيه وأرصاد المياه الجوفية والأرصاد الجوية وادارات الزراعة والري وفحص هذه المعلومات التي قد تختلف من حيث كثافتها وتغطيتها والفترة الزمنية التي تمثلها من منطقة إلى أخرى طبقا لظروف التنمية والدراسات والمشروعات التي سبق إجراؤها مسبقا في

منطقة الدراسة.

وكل المعلومات السابقة يلزم دراستها قبل البدء في الدراسات الحقلية التي تتم بهدف الحصول على البيانات اللازمة لتخطيط وتصميم شبكة الصرف ..والمتبع في مصر هو إجراء قياسات وجمع عينات تربة ومياه في موقع واحد لكل ٦٠فدان تتحدد هذه المواقع بتوقيع مجموعة من الخطوط الأفقية والرأسية على الخريطة الطبوغرافية بحيث تكون شبكة من المربعات طول ضلع كل منها يمثل ) (٥٠٠متر في الطبيعة ..وبالرغم من أن هذا يعطي بعض الاختيار العشوائي لمواقع النقط والذي يفترض تجانس المساحة التي يمثلها كل موقع إلا أن هذا قد يكون غير صحيح خصوص ا في الأراضي التي تشهد تغيرات سريعة في نوع وتكوين التربة كما هو الحال في أطراف الدلتا والوادي ومن المهم أن يعطي فريق الدراسات اهتمامه لتسجيل الظروف المحيطة وجمع أي معلومات إضافية يرى أنها تعود بالفائدة على إعداد التصميم بشكل أفضل.

ومن أهم الملاحظات الحقلية الجديرة بالتسجيل وجود منشآت جديدة أو عوائق حديثة غير مسجلة على الخرائط المستخدمة في التخطيط لتفادي وقوعها في مسار إنشاء المصارف المغطاة كما أن تسجيل العرض والعمق الفعلي لقنوات ومساقي الري الفعلية للغاية عند تصميم الشبكة وتحديد نوع وكيفية تنفيذ التقاطع بين المصرف المغطى والمجرى المائي والمواد المناسبة للاستخدام في التنفيذ فمثلا وجود مسقى عميقة يتم تطهيرها بحفارات تهدد سلامة مجمع يمتد على عمق يقل عن ٥٠سم تحت قاعها ووجود صورة واضحة لدى المصمم تساعد على تحديد العمق المناسب واتخاذ القرار إذا كان يلزم تنفيذ سحارة أم لا عند هذا التقاطع.

ويتم في كل موقع للقياس عمل حفرة بريمة ) (Augerحتى عمق ) (٢.٠متر لفحص قطاع التربة وقياس النفاذية وملوحة المياه الأرضية والرقم الأيدروجيني فيها وجمع عينات التربة والمياه للتحليل المعملي الكامل لتحديد خصائص التربة الطبيعية والكيميائية سواء اللازمة لتصميم شبكة الصرف أو لتقييم الآثار المترتبة على إنشاء

المصارف مستقبلا.

الأدوات المستخدمة في المباحث الحقلية :وتشمل الأدوات اللازمة للقيام بالدراسات والمباحث الأولية

الأدوات والأجهزة التالية:

أولا :أدوات قياس النفاذية:

١٠٠



بريمة ) (Augerمناسبة لنوع التربة بوصلات تكفي للحفر حتى عمق ) (٤.٠متر يعطي حفرة دائرية بقطر ٨

أو ١٠سم.

طلمبة يدوية يطلق عليها اسم البلف ) (Bailerلسحب لمياه من حفرة الأوجر.

شريط قياس طول ٢.٠متر مدرج إلى ملليمترات.

عوامة بلاستيك بماسك لتثبيت الشريط فيها من أعلى.

حامل لتثبيت شريط القياس والعوامة فوق مركز حفرة القياس ويسمح للعوامة بالحركة الحرة مع سطح الماء

الأرضي بالحفرة.

ساعة إيقاف.

استمارات تسجيل بيانات معدة سلفا.

منحنيات حساب ثابت النفاذية.

آلة حاسبة صغيرة.











أكياس بلاستيك لعينات تربة في حدود ) (١كيلو جرام.

زجاجات بلاستيك نظيفة بغطاء محكم لعينات المياه سعة ) ٥٠٠سم.(٣ بطاقات تسجيل بيانات العينات تلصق على أكياس أو الزجاجات.

سكينة عينات.

صندوق لوضع الزجاجات وأكياس العينات.



جهاز قياس ملوحة المياه بخلايا قياس وتدريج مناسب لدرجات الملوحة المتوقعة في مياه الري والصرف والمياه الجوفية ..والجهاز يعمل ببطاريات جافة في حالة جيدة للتشغيل ويكون الجهاز من النوع الخفيف

الذي يسهل حمله ويتم معايرته بصفة دورية.

جهاز قياس الرقم الأيدروجيني من النوع الذي يعمل بالبطاريات الجافة بأقطاب قياس مناسبة.

ترمومتر مئوي خصوصا في حالة استخدام أجهزة من النوع الذي لا يعطي الملوحة عند درجة الح اررة

والقياسية وهي o٢٥م .

وعاء بلاستيك سعة ٢٥٠سم ٣لوضع عينات المياه التي يتم قياسها.

محبس ) (Probلقياس ملوحة التربة في الموقع بقنطرة القياس الخاصة به وهي أجهزة بسيطة تستخدم بعد معايرتها لقياس ملوحة التربة بغرسه في التربة للعمق المطلوب وتوفر كثي ار من الحاجة لأخذ عينات كثيرة

للتحليل في المعمل.

استمارات تسجيل القراءات والأرصاد.

ملحوظة :يجب معايرة أجهزة القياس بالمعمل بصفة دورية لضمان دقتها في القياس.









ميزان قامة حديث.

قامة طول ) (٤متر.

شريط قياس طول ) (٥٠متر.

جهاز تحديد الموقع ) (Global Positioning Systemوهو جهاز حديث وبسيط يحدد إحداثيات أي موقع

بالحقل مما يسهل توقيعه على الخرائط المساحية.

















ثانيا :أدوات جمع العينات:

ثالثا :أدوات قياس الملوحة والقلوية للمياه والتربة:













رابعا :أجهزة وأدوات مساحية:

خامسا :أدوات ومعدات متنوعة:

كريك للحفر.

أحذية مطاط برقبة طويلة.

قفازات مطاط.

أقلام فوسفورية لوضع علامات وترقيم العينات بألوان لا تتأثر بالماء.

وسيلة انتقال حقلية مناسبة لحمل الأشخاص والعينات وفريق العمل.

لوحة صغيرة )٣٥ × ٥٢سم( مزودة بمشبك لمسك الأوراق والاستناد عليها عند تسجيل البيانات بالحقل.

المشاهدات والبيانات الحقلية المطلوبة :تتضمن القياسات والأرصاد والعينات التي يتم جمعها في الحقل

ما يلي:

١٠١