4:13 ص
الري و المياه -
كتب الزراعة
كتاب : المرجع الشامل في : هندسة الصرف الزراعي
عدد صفحات الكتاب : 524 صفحة
تُضرّ المياه الزائدة في تربة منطقة جذور المحاصيل بنمو النباتات. يُعدّ الصرف الاصطناعي ضروريًا في الحقول الزراعية سيئة الصرف لتوفير بيئة مثالية للهواء والملح في منطقة الجذور. تنخفض غلة المحاصيل بشكل كبير في التربة سيئة الصرف، وفي حالات التشبع بالمياه لفترات طويلة، تموت النباتات في النهاية بسبب نقص الأكسجين في منطقة الجذور. قد يؤدي التشبع بالمياه في المناطق المروية إلى زيادة ملوحة التربة، أي تراكم الأملاح في منطقة جذور النباتات.
تشمل مصادر المياه الزائدة في التربة التي تؤدي إلى ارتفاع منسوب المياه الجوفية: ارتفاع معدل هطول الأمطار في المناطق الرطبة؛ وفائض مياه الري وتسرب مياه القنوات في الأراضي المروية؛ والضغط الارتوازي. الصرف الزراعي هو إزالة المياه الزائدة من سطح التربة و/أو تربة الأراضي الزراعية، إما عن طريق الجاذبية أو الوسائل الاصطناعية. في بعض أنواع الترب، تكفي عمليات الصرف الطبيعية لنمو وإنتاج المحاصيل الزراعية، ولكن في العديد من أنواع الترب الأخرى، يُعدّ الصرف الاصطناعي ضروريًا لإنتاج زراعي فعال.
يمكن أن يُسهم تحسين الصرف الزراعي في الحد من التباين السنوي في إنتاج المحاصيل، مما يُسهم في تقليل المخاطر المرتبطة بإنتاج أغذية وفيرة وعالية الجودة وبأسعار معقولة. كما يُتيح تحسين وصول المعدات الزراعية إلى الحقل مزيدًا من الوقت للأنشطة الميدانية، ويُساعد في إطالة موسم إنتاج المحاصيل، ويُساعد في الحد من أضرار المحاصيل عند الحصاد. يمكن تصنيف ظروف الصرف الزراعي حول العالم وفقًا لثلاث مناطق مناخية زراعية: المنطقة المعتدلة، والمنطقة القاحلة وشبه القاحلة، والمنطقة الرطبة وشبه الرطبة.
في المنطقة المناخية الزراعية المعتدلة، يتمثل الدور الرئيسي للصرف في منع التشبع بالمياه، أي المياه الزائدة في منطقة جذور المحاصيل نتيجةً لفائض الأمطار. كما يُسهم في تحسين قدرة المزارع على نقل الآلات الزراعية وغيرها. عادةً ما يكون نظام الصرف الزراعي تحت السطح. في المنطقة القاحلة وشبه القاحلة، تتمثل وظيفة الصرف في منع التشبع بالمياه الناتج عن الري وملوحة التربة. تعاني هذه المناطق من ضغط سكاني، وتُلجأ إلى الزراعة المكثفة عبر الري، مما يجعل توفير الصرف أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على استدامة الأراضي الزراعية.
في المناطق الرطبة وشبه الرطبة، يتمثل دور الصرف في الجمع بين التحكم في التشبع بالمياه، ومنع الملوحة، والحماية من الفيضانات. وعادةً ما تُطبق أنظمة الصرف المفتوحة نظرًا لارتفاع معدلات هطول الأمطار، مما يجعل الصرف تحت السطحي غير كافٍ أو منخفض التكلفة للغاية. تُصنف أنظمة الصرف الحقلية إلى سطحية وتحت سطحية. أحيانًا، يلزم تصريف مؤقت، حيث يُترك نظام الصرف للعمل في أوقات محددة فقط، مثل موسم الحصاد. فإذا استمر العمل، ستُفقد كميات كبيرة من المياه. ولذلك، يُطلق على هذا النظام اسم نظام الصرف المُتحكم به. أما في العادة، فيُصمم نظام الصرف للعمل بانتظام قدر الإمكان لمنع التشبع المفرط بالمياه في أي وقت، ويُستخدم نظام صرف منتظم. ويُطلق عليه أحيانًا أيضًا "نظام الصرف المُخفف".
في بعض الأحيان، يُركّب نظام صرف تحت سطحي في تربة ذات قدرة ترشيح منخفضة، حيث قد تُحسّن مشكلة الصرف السطحي بنية التربة وقدرتها على الترشيح بشكل كبير، مما يُغني عن الحاجة إلى نظام تصريف سطحي. من ناحية أخرى، قد يُقلل نظام الصرف السطحي من تغذية المياه الجوفية، مما يُقلل من مشكلة الصرف تحت السطحي بشكل كبير، أو حتى يُلغيها تمامًا.
عادةً، تُفضّل أنابيب الصرف أو الخنادق على الآبار. ومع ذلك، عندما تتكون التربة من طبقة علوية ضعيفة النفاذية، يبلغ سمكها عدة أمتار، وتغطي تربة سفلية عميقة وسريعة النفاذية، فقد تكون الآبار خيارًا أفضل، لأن المسافة المطلوبة لأنابيب الصرف أو الخنادق تكون أصغر بكثير من المسافة المطلوبة للآبار. عندما تحتاج الأرض إلى نظام تصريف تحت سطحي، ولكن توجد مياه جوفية مالحة على أعماق كبيرة، فمن الأفضل استخدام نظام أنابيب أو خنادق ضحل ومتقارب المسافات بدلاً من نظام عميق ومتباعد المسافات. والسبب هو أن الأنظمة الأعمق تُنتج مياه صرف أكثر ملوحة من الأنظمة الضحلة. وقد تمنع المعايير البيئية استخدام الأنظمة الأعمق.
تتكون أنظمة النقل والتوزيع من قنوات تنقل المياه عبر نظام الري بأكمله. وتُستخدم هياكل القنوات للتحكم في تدفق المياه وقياسه. القناة المفتوحة، أو القناة، أو الخندق، هي مجرى مائي مفتوح الغرض منه نقل المياه من مكان إلى آخر. وتشير القنوات والقنوات إلى المجاري المائية الرئيسية التي تُزود مزرعة واحدة أو أكثر بالمياه. أما خنادق الحقول، فهي ذات أبعاد أصغر، وتنقل المياه من مدخل المزرعة إلى الحقول المروية.
المقطع العرضي الأكثر استخدامًا للقنوات في الري والصرف هو المقطع شبه المنحرف. تُحفر القنوات الترابية ببساطة في الأرض، ويتكون ضفافها من التربة المُزالة. من عيوب القنوات الترابية خطر انهيار المنحدرات الجانبية وفقدان المياه بسبب التسرب. كما أنها تتطلب صيانة مستمرة للسيطرة على نمو الأعشاب الضارة وإصلاح الأضرار التي تُسببها الماشية والقوارض.
يمكن تبطين القنوات الترابية بمواد غير منفذة لمنع التسرب المفرط ونمو الأعشاب الضارة. يُعد تبطين القنوات أيضًا وسيلة فعّالة للسيطرة على تآكل قاع القناة وضفافها. المواد المستخدمة في تبطين القنوات غالبًا هي ألواح خرسانية، أو طوب أو حجارة بناء، أو خرسانة أسفلتية. تكلفة البناء أعلى بكثير من تكلفة القنوات الترابية. كما أن صيانة القنوات المبطنة أقل، ولكنها تتطلب عمالة ماهرة. يمكن أن تصل المياه المتدفقة في القنوات شديدة الانحدار إلى سرعات عالية جدًا. ثم تُرفع جزيئات التربة على طول قاع القناة الترابية وضفافها، ويجرفها تدفق المياه، وترسب في اتجاه مجرى النهر حيث قد تسد القناة وترسّب الطمي في الهياكل. يُقال إن القناة معرضة للتعرية؛ وقد تنهار ضفافها في النهاية.
يُعد نظام الصرف ضروريًا لإزالة المياه الزائدة من الأراضي المروية. قد تكون هذه المياه الزائدة مياه صرف ناتجة عن الري أو مياه جريان سطحي ناتجة عن هطول الأمطار. وقد تشمل أيضًا مياه التسرب أو التسرب من نظام التوزيع. تُزال المياه السطحية الزائدة من خلال مصارف مفتوحة ضحلة، بينما تُزال المياه الجوفية الزائدة من خلال مصارف مفتوحة عميقة أو أنابيب تحت الأرض.
----------------
-------------------
ليست هناك تعليقات:
ملحوظة: يمكن لأعضاء المدونة فقط إرسال تعليق.