تحديد الفواقد من شبكات الري والطرق الهندسية لمعالجتها

تحديد الفواقد من شبكات الري والطرق الهندسية لمعالجتها

المقدمة:
إن اتساع مساحة الأراضي المروية في القطر العربي السوري، تضع أمام الفنيين العاملين في هذا المجال مشاكل عديدة تتطلب الحلول السريعة، وإحدى هذه المشاكل هي الضياعات الكبيرة من أقنية الري عن طريق التسرب وخاصة من أقنية الري الترابية.
وقد بينت معطيات الأكاديميك كوسيتاكوف أن نسبة الفواقد قد تصل إلى 70% إذا لم تتخذ الإجراءات الهندسية اللازمة.
تؤدي الضياعات الكبيرة للماء من شبكات الري من الناحية الاقتصادية إلى زيادة في كلفة الإنتاج وتؤثر بشكل عام على جميع المؤشرات الاقتصادية للمشروع ككل وبالتالي ينخفض معامل الاستفادة من مياه الري وتقل الأراضي التي يمكن إرواؤها ، هذا بالإضافة إلى أن هذه الضياعات قد تكون مصدر لتغذية المياه الأرضية والجوفية، ومع مرور الزمن يرتفع منسوبها ويكون سبباً في ملوحة الأراضي وخروج مساحات شاسعة عن قيد الاستثمار مما يؤدي إلى القيام بعملية استصلاح هذه الأراضي وإنشاء شبكات الصرف المكلفة.
وللأسباب المذكورة قمنا بإعداد هذه النشرة التي تضمنت:
• الطرق الهندسية لتحديد الضياعات من أقنية الري.
• الإجراءات اللازم اتخاذها للتقليل من الضياعات.

ضياع الماء من الأقنية وحساباتها:
أ- تأثير العوامل المختلفة على ضياع الماء من الأقنية:
لحساب الضياعات العامة في أقنية الري يؤخذ الفرق بين كمية الماء المأخوذة من المصدر المائي والكمية الواصلة إلى الحقول بواسطة مجموعة الأقنية الحقلية الصغيرة.
وإن الأسباب الرئيسية للضياعات هي:
• تسرب الماء من جوانب وقعر الأقنية والبالغ 65-70% من مجموع الضياعات.
• التبخر من سطح الماء الجاري في القناة والبالغ 4-5% .
• ضياع الماء من المنشأة القائمة على القناة (سكورة، تنظيم، مآخذ ..الخ) والبالغ 25-30% من مجموع الضياعات. وكذلك الضياعات الحتمية المتعلقة بتوزيع الماء بين مستعمليها.
يتغير الضياع بالتسرب تبعاً لخصائص التربة التي تمر بها القناة، وشكل المقطع العرضي للقناة وكمية التدفق، وسرعة الجريان، ومع كمية المواد العالقة ودرجة حرارة الماء ووجود الأعشاب وطول وكبر الأقنية التي تعمل شكل مؤقت وعوامل أخرى عديدة.
تزداد الضياعات بالتسرب بعد تنظيف القناة من الأوساخ وتصليح الأماكن المهدمة منها، ولكن إذا احتوى الماء على كمية كبيرة من البقايا فإن الضياعات تستقر خلال 30-50 يوم ويكون الضياع كما قلنا أعلاه مختلفاً في الأقنية الكبيرة تبعاً للأرض التي تمر بها القناة، فمثلاً القناة الرئيسية لآذوفسكي (روسيا) والتي طولها 92.2 كم تشكل نسبة الضياعات في الجزء السابع والذي طوله 27.7 كم 76% من مجموع الضياعات في الأجزاء الأخرى وسبب زيادة الضياعات في مثل هذه الأجزاء تفسر كالتالي:
• النوعية السيئة للأعمال الإنشائية وعدم مراعاة القواعد الهندسية الصحيحة في البناء.
• مرور القناة في تربة خفيفة ذات معامل تسرب كبيرة.
• وجود الأعشاب في الأقنية والذي يزيد عامل الخشونة ويقلل من سرعة جريان الماء، وبهذا فإن القناة تعمل ومستوى الماء مرتفع.
يؤدي عدم الدقة في إتقان تركيب الأبواب والسكورة والهوارب الواقعة تحت تأثير ضغط الماء وكذلك الحوادث غير المتوقعة إلى ضياعات تكنيكية قد تصل من 20-30% من مجموع الضياعات.
إن سيلان الماء من شقوق الأبواب يكون أحياناً الأبواب يكون أحياناً من 5-10 ل/ثا وعلى المنشآت الكبيرة تصل حتى 40-60-80 ل/ثا.
من الملاحظات التي قام بها معهد الأبحاث في موسكو على المنشآت المائية في شمالي بلاد القفقاس حيث درست أكثر من 300 منشأة مائية وحوالي 1000 مهرب في وقت السقاية وبالنتيجة حددت الضياعات التالية بـ ل/ثا خلال شقوق الأبواب المغلقة والتي كانت تحت تأثير الضغط من الجانب الآخر.
• الأقنية الثلاثية والتي تدفقها 150 ل/ثا 6-7 ل/ث
• الأقنية الثلاثية والتي تدفقها 300 ل/ثا 10-15 ل/ثا
• الأقنية الثنائية والتي تدفقها 500 ل/ثا 20-25 ل/ثا
• الأقنية الثنائية والتي تدفقها 2000-5000 ل/ثا 50-60 ل/ثا
لقد أثبتت الدراسات أن النباتات تستهلك 50% فقط من كمية المياه التي تعطى من المصدر المائي الرئيسي، والسبب في ذلك هو الضياعات الكبيرة من الأقنية الثلاثية.
تقل الفواقد بالتسرب والتبخر بصورة كبيرة وتقترب من القيمة الصغرى لها وذلك بازدياد عدد الأقنية المغلقة (أنابيب) وكذلك بتبديل الأقنية الترابية بأقنية بيتونية أو بأقنية محمولة، ولكن الفواقد التكنيكية تطل كبيرة وحتى على هذه الأنظمة من الري.

ب- قوانين حسابات الضياعات من أقنية الري:
عند القيام بتحليل جميع الطرق والمعادلات المقترحة من قبل الباحثين لحساب الضياعات بالتسرب نرى أن قسماً كبيراً من هذه الطرق والمعادلات لها صفة تقريبية ( بدرجات متفاوتة) نظراً لأن المعادلات والمذكورة قد استنتجت في حالات خاصة وظروف محدودة وكذلك كثرة العوامل المؤثرة على هذه الضياعات، وهذا من ناحية ومن ناحية أخرى عدم وجود دراسات متكاملة حول تأثير كل عامل على حدة ومدى تأثيره على نسبة الضياعات ، وإنما تدرس مجموعة الضياعات للماء من الأقنية دون تجزئتها إلى أقسام مستقلة وبدون عزل تأثير العوامل الخاصة.
لقد بينت مشاهدات مختلف الباحثين العاملين في مجال دراسة الضياعات من مشاريع الري في الولايات المتحدة والهند والاتحاد السوفييتي، إن نسبة الفواقد تشكل وسطياً 50% حيث تتأرجح بين 30-60% أي أنه عملياً تضيع نصف كمية الماء المأخوذة من المصدر الرئيسي للري بدون فائدة . مما ذكر يتبين أن الضياعات بواسطة التسرب تشكل نسبة عالية، أمام هذا الواقع يجب الاستفادة من التجارب المحلية في هذا المجال وكذلك من المعادلات التجريبية التي توصل إليها الباحثون في ظروف خاصة ومحددة.
وأكثر المعادلات استعمالاً لحساب الضياعات بالتسرب عند تصميم منشآت الري هي معادلة الأكاديميك كوستياكوف الذي حصل تحليلياً على عامل الضياع بالتسرب لأقنية الري الدائمة لجريان في ظروف التسرب الحر وانعدام الضغط البيزومتري وعندما تكون المياه الجوفية على أعماق كبيرة من قعر القناة ويحسب عامل الضياع من المعادلة (1) وذلك كنسبة مئوية من التدفق من أجل 1 كم.

(1) A 1.16 K

حيث:

• K = معامل النفاذية م / يوم
• Q = التدفق (التصريف) م3/ثا
• V = السرعة م/ثا
• M = اس في قانون التسرب أصغر من الواحد، يتعلق بقيمة الضغط h وعمق التسرب ويتغير بحدود (0-0.5).
• F = عامل تصحيح للامتصاص الشعري للمياه في جوانب F (1.1-1.4) وذلك تبعاً للخصائص الشعرية للتربة .
• M = الميول الجانبية بالنسبة للأفق.
• C = حيث b عرض قاع القناة، h عمق الماء، وفي حالات عديدة عندما تكون المياه الجوفية عميقة يمكن اعتبار m = 0 وعندها تصبح المعادلة (1) بالشكل التالي:

(2) ) A


عند تحليل هذه العلاقة يتبين من نسبة الفواقد بالتسرب تزداد مع نقصان قدرة القناة على إمرار الماء (تدفق القناة).
بناء على الدراسات النظرية للأكاديميك كوستياكوف حول موضوع الضياعات بالتسرب تم وضع ثلاثة منحنيات توضح العلاقة بين كمية الفواقد المئوية للكيلومتر الواحد من القناة ونفاذية التربة، وبعد الدراسات الدقيقة لهذه المنحنيات في ظروف مختلفة للتربة تمكن من الوصول إلى وضع ثلاثة معادلات تجريبية وذلك لتقدير القيمة الأعظمية للضياعات بالتسرب من الأقنية المختلفة % من التدفق / 1 كم.
وتأخذ الشكل التالي:

التربة الخفيفة ذات النفاذية العالية وتحسب من المعادلة (3)
(3) A
التربة المتوسطة النفاذية وتحسب من المعادلة (4)
(4) A
التربة الثقيلة السيئة النفاذية وتحسب من المعادلة (5)
(5) A

يمكن استعمال معادلات كوستياكوف التجريبية (3،4،5) لتحديد الضياعات بشكل تقريبي من الأقنية (الثلاثية والثنائية).
من أكثر المعادلات النظرية استعمالاً لحساب الضياعات هي معادلات : (KOZIN, KOSTIAKOV, PAVLOVSKI, AVERIANOV) والتي سنوردها مع تحديد أفضل الظروف لاستعمالها في تقدير الضياعات من منشآت الري.
لقد نشرت معادلتين نظريتين حصل عليها العالم (KOZIN) في عام 1931 لتحديد التدفق الضائع بالتسرب من الأقنية ذات المقطع العرضي ( شبه المنحرف أو المقطع المكافئ) والمعادلات لها الشكل التالي:

Q= K ( B + 2h) (6)
Q2 = K ( B + 2h) (7)
حيث:
• Q = كمية الضياعات من المتر الطولي للقناة م3/ثا
• K = معامل نفاذية التربة ، م/ ثا.
• h = العمق الاعظمي للماء في القناة، م
• B = عرض القناة عند سطح الماء، م
تستعمل المعادلة (6) عندما تكون المياه الجوفية على عمق كبير نظرياً Tحيث T = عمق المياه الجوفية عن قعر القناة.
تستعمل المعادلة (7) عندما تكون المياه الجوفية قريبة من قعر القناة أي O Tوعندما يكون الانتشار الجانبي للمياه المتسربة من القناة كبيراً.
لحساب الفواقد على الكيلومتر الطولي للقناة كما هو متبع في التصاميم العملية تأخذ المعادلتين (6-7) الشكلين التاليين:

( Q1 = 0.0116K ( B + 2h)
(9) Q2 = 0.0116K ( B 2h)
حيث :
• Q = كمية الضياعات من 1 كم طولي للقناة م3/ثا
• K = عامل النفاذية للتربة م/يوم
• h = العمق الأعظمي للماء في القناة م.
• B = عرض القناة عند سطح الماء م.
يمكن حساب عامل الضياعات (A) كنسبة مئوية من التدفق (Q) المار في الكيلومتر الطولي للقناة من المعادلتين:
(10) A=
(11)
في عام 1934 نشر العامل VEDERNIKOV معادلته المشابهة لمعادلة (KOZIN) على افتراض أن المنسوب الطبيعي للمياه الجوفية يقع في اللانهاية وحركة تيار الماء المتسرب مستقرة اعتماداً على الحل الهيدروميكانيكي للمسألة استطاع أن يحصل على العلاقة المذكورة أدناه لتحديد الضياعات من المتر الطولي للقناة ( عندما تكون المياه الجوفية عميقة جداً) التي مقطعها على شكل شبه منحرف:
(12) g = K (B + 2 h)


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 طولي
عندما 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)
N d عندما u
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
1.00 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
2.00 0.73 0.79 0.85 0.89 0.93
2.25 0.80 0.85 0.90 0.93

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).
C=b/h
M 1 2 3 4 5 6
1 0.024 0.027 0.029 0.031 0.033 0.035
1.5 0.029 0.031 0.033 0.034 0.036 0.038
2.0 0.033 0.036 0.031 0.039 0.040 0.045
3.0 0.044 0.043 0.043 0.044
3- التدابير الواجب اتخاذها لمنع الضياعات من الأقنية الثنائية والثلاثية:
إن الدليل الرئيسي لعمل شبكة الري هو عامل الفائدة K P D وإن هذا الدليل يمكن أن يتغير من سنة إلى أخرى وكذلك من أجل سنة واحدة.
إحدى العوامل الرئيسية المؤثرة على عامل الفائدة هو ضياع الماء بالتسرب والتبخر من الأقنية ذات النظام الدائم الجريان أو الدوري، وأهم الطرق الممكنة لمنع هذه الضياعات والتقليل منها هي:
‌أ- الطريقة التكنيكية: ويتم ذلك بإكساء أقنية الري الترابية بألبسة بيتونية، اسفلتية، حجرية، أغطية نايلونية، أغطية غضارية، بناء أقنية ري محمولة فوق الأرض من البيتون المسلح، أنابيب مغلقة وأخيراً الاستفادة من المواد الطينية المعلقة في الماء وذلك بإعطائها الزمن الكافي للترسب على سطح القناة الملامسة للماء.
‌ب- الطريقة الكيميائية: وذلك بالتمليح أي باستعمال NaCl أو غيرها من الأملاح التي تحتوي على عنصر الصوديوم وتتحول تربة قناة الري إلى أرض قلوية سيئة النفاذية.
‌ج- الطريقة الميكانيكية: وتتم بالرص ( عن طريق دق قاع وجوانب القناة)، التدخيل، الدك، وتعزيق قعر القناة وجوانبها.
‌د- التدابير الاستثمارية: وتتم بمنع تسرب الماء من شقوق الأبواب وعدم ترك فوارق في المنشآت الأخرى القائمة على شبكات الري تنظيف الأقنية من النباتات ومن المواد والأوساخ المتراكمة الأخرى وإقامة ري دائم خلال اليوم.

أ - الطرق التكنيكية:
1- التكسية البيتونية:
ويتم ذلك بإكساء الأقنية بالبيتون أو بنء أقنية الري من البيتون المسلح المسبق الصنع وقد لاى هذان الشكلان انتشاراً واسعاً. أنسب شكل للمقطع العرضي للقناة هو الشبه منحرف يجب أن تكون الميول الجانبية بالنسبة للأقنية المكساة بالبيتون 1:1 أو 1:2.5 ولاينصح بزيادتها وأحياناً يعمل المقطع بشكل مستطيل في حال بناء قناة الري من البيتون المسلح المسبق الصنع.
تتعلق سماكة التغطية بتركيب ونوعية البيتون وتدفق القناة وبدرجات الحرارة السالبة وبالتجمد وعمق الماء في القناة . جدول رقم (3).

جدول (3) علاقة سماكة التغطية البيتونية ب(سم) بعمق الماء في القناة
عمق الماء بـ (م) التغطية البيتونية
بيتون بيتون مسلح بيتون مسلح مسبق الصنع
1-1.5 6-8 6 5
1.5-2 8-10 6 6
2-2.5 8-10 6-8 8
2.5-3 10-12 6-8 8
3-3.5 12-14 8-10 10
1.5-4 12-14 10-12 10

تقدر سماكة التغطية المسلحة بـ 20% أقل من غير المسلحة.
إن ميزات التغطية البيتونية تتلخص بما يلي:
‌أ- أنها سيئة النفاذية للماء مما يقلل من ضياعات الماء عن طريق الارتشاح ومدة خدمتها طويلة الأمد، حيث أنها تبقى أحياناً حتى 40 عاماً وخاصة عندما تكون الإنشاءات قائمة على أرض خالية من التوضعات الملحية (جبس ، كلس) وكذلك عدم وجود مستوى ماء أرضي قريب وذو تركيز عال للملوحة وعندما تكون نسبة المواد المعلقة في مياه الري قليلة.
‌ب- بفضل السرعة الكبيرة في الأقنية المغطاة (0.8-1.2) م/ثا فإن مقطع القناة يقل وبذلك تقل الأعمال الترابية للأزمة وترتفع قيمة معامل الفائدة على حساب تقليل الضياعات بالتسرب.
‌ج- تقليل النفقات الاستثمارية اللازمة من أجل صيانة وتنظيف الأقنية من الأعشاب والترسبات، ولكن بالإضافة إلى المميزات المذكورة فللتغطية البيتونية عيوبها، حيث أن القيام بتغطية أقنية الري بالبيتون تعتبر عملية معقدة حتى ولو توفر مستوى جيد لمكننتها. وفي فترة استثمار الأقنية المغطاة بالبيتون يجب الحذر ومراعاة تدابير معينة فالتغطية يمكن أن تختلف نسبياً وجزئياً بتأثير عملية الاحتكاك المستمرة من قبل الرواسب ومواد الطمي المحمولة بواسطة مياه الري، ومن العوامل الأخرى التي تؤدي إلى حدوث انكسارات في التغطية هي: نمو النباتات تحت التغطية ووجود مستوى ماء أرضي قريب وذات تركيز عال من الأملاح وتغييرات درجات الحرارة.

ومن أسباب الضياعات الكبيرة في الأقنية المكساة (وخاصة في أماكن الوصل) هو استعمال تغطيات بيتونية ذات مواصفات سيئة وعدم مراعاة القواعد التكنيكية عند التنفيذ.
لقد أثبتت الدراسات التي قام بها معهد البحوث لمشاكل استعمالات المياه في الاتحاد السوفييتي بين 1960-1965 وجود علاقة قخطية بين فعالية التكسية البيتونية ونوعية التهيئة وتحضير التربة (تحت التغطية) ونوعية ودرجة تماسك البيتون وكثافته وكذلك درجة الإحكام في مناطق الوصل، ونتيجة لهذه الدراسات اقترح المعهد المذكور تصميماً جديداً للتغطية من البيتون المسلح والمسبق الصنع الذي يؤمن إحكاماً جيداً في مناطق الوصل.
تستعمل التغطية البيتونية عادة في إكساء الأقنية الرئيسية ويرى استعمال التغطية للأقنية التي من أجل كل 1م3 من تصرفها، قيمة المحيط المبلول لاتزيد عن 1.5م، في هذه الحالة تكون التغطية ذات فعالية اقتصادية كبيرة ومن الممكن استرداد النفقات خلال 8-12 سنة، أما بالنسبة للأقنية الصغيرة، وعندما تكون قيمة المحيط المبلول أكبر من 1.5 م لكل 1 م3 من تصريفها فيفضل استعمال الحلول التكنيكية الأخرى الأقل كلفة (كالدحل أو الرص والرصف).
نورد في الجدول رقم (4) العلاقة بين تدفق القناة Q والمحيط المبلول تبعاً لسرعات مختلفة مع بيان كلفة التغطية الناتجة عن كل 1 م3 من تصريف القناة.

جدول رقم (4)
علاقة قيمة التغطية بالعناصر الهيدروليكية للقناة
التصريف م3/ثا V=0.5 م/ثا V=0.6 م/ثا
المحيط المبتل (م) قيمةالتغطية البيتونية لـ1م طولي من القناة (روبل) قيمةالتغطية البيتونية لـ1م3 طولي من القناة (روبل المحيط المبتل (م) قيمةالتغطية البيتونية لـ1م طولي من القناة (روبل) قيمةالتغطية البيتونية لـ1م3 طولي من القناة (روبل
1 3.82 13.38 13.38 3.52 12.32 12.32
2 5.51 19.20 9.65 4.96 17.38 8.69
4 7.98 27.90 7.97 7.15 25.00 6.25
6 10.26 35.90 5.98 9.55 31.70 5.28
8 12.17 42.5 5.33 10.65 37.30 4.66
10 13.64 47.70 4.77 11.99 42.00 4.20
15 17.20 60.20 4.51 15.06 52.20 3.51
20 20.13 70.50 3.52 17.53 61.40 3.06
25 22.49 78.49 3.15 19.67 68.67 2.74

في الوقت الحاضر تستعمل الأقنية المحمولة من البيتون المسلح المسبق الصنع بتدفق من 250ل/ثا وحتى 1 م3/ثا.
مقطع هذه الأقنية عبارة عن قطع مكافئ كما في الرسم (2) (أ،ب) وبشكل قريب من شكل شبه منحرف (ج) وكذلك بشكل مستطيل (د) وهي تبني على مساند صغيرة أو متوسطة أو مرتفعة والمساند يمكن أن تكون ظاهرة أو مغمورة بالتراب والمسافة بين مسنديه من 6-8 م وسرعة الماء تؤخذ من 0.5 وحتى 5م/ثا والحد الأدنى للسرعة يجب أن يضمن نقل مواد الطمي وعدم ترسيبها على قعر القناة. الشكل رقم (2).



وعند القيام بتنفيذ الأعمال فإن سيلان الماء من خلال مناطق الوصل يمكن بصورة عملية اعتباره معدوماً.
2- التغطية بالإسفلت:
يمكن أن يتم استعمال التغطية بالإسفلت كإحدى الإجراءات الهندسية للتقليل من الضياعات، بشكل مكشوف وبشكل ستار مغمور بالتراب، ويتم ذلك بتغطية جوانب وقعر القناة بالمادة المذكورة المركبة كما يلي: 80% رمل، 10% من الإسفلت، و 10% من الطباشير.
قبل القيام بعملية التغطية يجب إزالة جميع الأعشاب وتسوية التربة وعزقها ووضع طبقة من البحص، تجلب التغطية الإسفلتية بشكل مائع ومن ثم تفرش وتدخل بواسطة هراس ومن عيوبها أنها تتأثر كثيراً بجذور النباتات وتتخرب وخصوصاً عندما تكون درجة الحرارة عالية حيث يفقد الإسفلت تماسكه.
لكي تحفظ طبقة التغطية الإسفلتية من التهدم علينا أن نعقم التربة وذلك باستعمال المبيدات النباتية المتعددة التأثير (مانورون، فينورون، أنوازين، سيمازين) بمقدار (35-45 كغ/هكتار) . إن الغطاء الإسفلتي بسماكة 2-5 سم يضمن كفاءة عالية في تقليل التسرب.
ومن الممكن استعمال التغطية الإسفلتية بشكل آخر ويكون ذلك عن طريق خلط التربة مع الإسفلت مباشرة بعد تنظيف القناة من الأعشاب وإعطاءها الشكل التصميمي لمقطعها، تنكش تربة محيط القناة وعلى عمق 10-12 سم وتترك لتجف وبعد ذلك يسكب فوقها الإسفلت السائل من 3-4 مرات حيث يعاد الخلط 3-4 مرات مما يؤدي إلى تجانس عالي في التغطية والتي تسوى بعد ذلك وترص بواسطة المداخل. إن كمية الإسفلت اللازمة لـ 1 م2 تكون بـكغ كما يلي:
• في حالة الخلط مع تربة غضارية رملية 3-3.5
• في حالة الخلط مع تربة رملية غضارية 2-2.5
• في حالة الخلط مع تربة رملية 1.5-2

3- التغطية الطينية:
نادراً ما يستعمل في الوقت الحالي ولكن في حال مرور القناة في أرض ذات نفاذية عالية فمن المستحسن استعمال التغطية بواسطة مواد طينية للتقليل من النفاذية وبالتالي الإقلال من الضياعات عن طريق التسرب.

4- التغطية بواسطة الأحجار والبحص:
وذلك لتقليل المساحة المعرضة للرشح من قاع القناة وأنها اقتصادية لأنه يمكن استعمال المواد المحلية.
يمكن أن تؤخذ ميول الجوانب 1/1 من أجل الأقنية الصغيرة (عمق الماء 1م) ، من أجل الأقنية العميقة يمكن أخذها 1.5/2 في الأقنية المغطاة بالحجارة يمكن زيادة السرعة من 1.5-4 م/ثا وهذا يؤدي إلى تقليل مقطع القناة.
عمر الغطاء الحجري في حال توفر المراقبة والترميم يمكن أ ن يصل من 80-100 سنة وضياع الماء من هذه الأقنية يقل بـ 5-7 مرات.
من مساوئ الغطاء الحجري: هو عدم إمكانية القيام بالتغطية ورص الأحجار ميكانيكياً ، يفضل استعمال هذه التغطية في المناطق المتاحة للجبال.

5- الأغطية اللدنة:
من الكلور فينيلا والبوليتيلنا وغيرها أما على السطح وتكون على ملامسة مباشرة مع الماء أو على عمق بسيط حيث تغطي من الأعلى بواسطة التربة أو غطاء حجري، ومن سيئات وضع الأغطية على السطح هو تآكل الأغطية الكتيمة لاحتكاكها بالمواد المحمولة من مياه الري. يتم التخلص من هذه العيوب والإقلال من تأثير العوامل المذكورة على نوعية التغطية بتغطية الكساء اللدن بطبقة من التربة أو الأحجار وتصمم هذه التغطية (الغشاء اللدن) مع الطبقة الحامية من التربة والاحجار بالشكلين التاليين:



• خندقية ( رسم 3-أ) ويكون بتمهيد الخندق محورياً (قاع وجوانب الخندق) بحيث تعطي الشكل الهندسي المناسب ومن ثم تغطي بالغشاء اللدون الكتيم وبعدها تتم تغطيته بطبقة من التربة.
• المحيطية (رسم3- ب) يفرش محيط مقطع القناة بالغطاء الكتيم اللدن ومن ثم توضع التربة فوقه وبسماكة منتظمة. ومن أجل حماية الغطاء من النباتات ، لابد من معالجة التربة بالمبيدات النباتية ومن الأغشية اللدنة والمتينة المستعملة هي البريزول والأزول.
يصنع البريزول من البينوم ( الإسفلت) ومسحوق المواد المطاطية المستعملة وهو مقاوم لتأثير الظروف السيئة ( صدمات ميكانيكية، احتكاك، مواد الطمي، تغيرات درجات الحرارة..) وهو يحتفظ في متانته حتى في محلول كلور الصوديوم ( 10%). البريزول عديم النفاذية للماء ومدة خدمته بوجود تغطية ترابية بسماكة 25-30 سم قد تصل 6-8 سنوات وتتم التغطية في تغطية الأقنية الترابية بالطريقة المذكورة في شكل 3 (أ- ب) . الضياعات بالرشح عملياً معدومة يصنع البريزول بسماكة 2-46 مم.
يستعمل البريزول بسماكة 2-4 مم لتغطية الأقنية ذات تصريف بين 500 ل/ثا، 5 م3/ثا، أما بالنسبة للأقنية ذات التدفق الكبير فيفضل استعمال البريزول وبسماكة 4-6 مم. يتم استرداد نفقات التغطية خلال سنتين من بدء عمل القناة.
6- الأنابيب المغلقة:
هي الأكثر فعالية ضد التسرب والضياعات، تستعمل لبناء وتصميم شبكات الري المغلقة والمركبة ( أنابيب + أقنية مفتوحة) ، وقد لاقى هذان الشكلان انتشاراً واسعاً نظراً لانعدام الضياعات بالتسرب والتبخر وتظل الضياعات التكنيكية فقط (تسرب الماء من الحنفيات، من الشقوق في جدران الأنابيب).
إن عامل كفاءة الأقنية الثنائية والثلاثية هو 0.9-0.98 تظل مشكلة ضياعات الماء (الفواقد) بواسطة الرشح قائمة بالنسبة للشبكات المركبة حيث تغذي أنابيب الري من القناة الرئيسية أو القناة الموزعة وعامل الكفاءة لمثل هذه الأنواع من الشبكات المركبة يعادل 0.88-0.92 وبشكل عام يعتبر عامل كفاءة الشبكات المغلقة أو المركبة (حيث الأقنية الثنائية والثلاثية هي أنابيب) عالياً جداً وهي من أفضل الأنظمة هندسياً واقتصادياً.
أما بالنسبة لفواقد الري من الحقول الزراعية وبالتالي عامل استعمال الماء، فعملياً ليس لها علاقة بنوعية تصميم شبكة الري ككل (مغلقة أو مركبة) والعامل المحدد في هذه الحالة هو طرق وتكنيك السقاية ومن الممكن أن تتساوى الفواقد من الحقول الزراعية في هذه الحالة (شبكات مغلقة أو مركبة) مع الفواقد في حالة تصاميم الأخرى (شبكات ري مفتوحة).
عند نقل مياه الري إلى الحقول باستعمال الأقنية المغلقة يمكن توزيعها كما هو الحال في الشبكات المفتوحة بواسطة الأنابيب المؤقتة ومنها إلى خطوط الري أو المساطب للسقاية بالراحة أو بواسطة أجهزة الرش وفي هذه الحالة فإن عامل استعمال الماء يظل كالسابق لكن عند استبدال الأقنية المؤقتة المفتوحة بأنابيب مغلقة أو بخراطيم لدنة موصولة بحنفيات الأنابيب المغلقة فيزداد عامل استعمال الماء.
عندما تكون أقنية الري المغلقة ثابتة فالفواقد بالتسرب والارتشاح تنعدم عملياً وتشمل الضياعات فقط بكميات الماء المتخبرة من سطح الحقول المروية أو خلال الري بالرذاذ، والكمية المتبخرة متغيرة وتتعلق بنسبة الرطوبة ودرجة الحرارة وبسرعة الرياح. لذلك ففي حالات خاصة وظروف معينة فإن عامل استعمال الماء (عامل الاستفادة يعادل 0.92 – 0.95).
7- سد مسامات التربة:
هذه الطريقة بسيطة طبيعية جداً وفي نفس الوقت فعالة ضد التسرب وهي عبارة عن تغلغل الجزيئات الصغيرة المعلقة والموجودة في الماء في مسامات التربة وتكون الطريقة فعالة عندما تكون المسامات كبيرة، إن سد مسامات التربة يمكن أن يتم بشكل طبيعي أو اصطناعي.
• الطريقة الطبيعية: وتتم خلال مرور مياه الري التي تحتوي على نسبة عالية من المواد المعلقة ومواد الطمي وهي عفوية ونسبياً تتم بسرعة وقد تتحول إلى ترسبات خطيرة.
• الطريقة الاصطناعية: وتتم ضمن خطة وبرنامج محدد، وأفضل المواد المستعملة في هذه الطريقة لسد مسامات التربة هو الغضار حيث يلزم لكل متر مربع واحد من القناة من 4-20 كغ وذلك تبعاً للمواصفات الفيزيائية للتربة. نورد في الجدول رقم (5) كمية الغضار اللازمة لعملية سد مسامات التربة.

جدول رقم (5)
كمية الغضار اللازمة لسد فراغات التربة
التربة أمطار الحبيبات (مم) كمية الغضار اللازمة لـ1م2 (كغ) عدد المرات التي تقل فيه الضياعات بالتسرب
رمل خشن 0.5-1 18 3-6
رمل وسط 0.25-0.5 9 3-5
رمل ناعم 0.25-0.1 4.5 4-7

يجب ألا تكون كمية المواد العالقة في مياه الري G خلال عملية سد مسامات التربة أكثر من 2 كغ / م3 بالنسبة للرمل الناعم والوسط، و (5كغ/م3) بالنسبة للرمل الخشن.
تدفق المواد الغضارية المحمولة في مياه الري في الثانية الواحدة يحسب من المعادلة (19).
(19) QGKg/Sec
• G = عكر المياه الجارية في القناة كغ/م3.
• Q = تصريف القناة الذي يعمل به خلال عملية (الكالما تاسيا) م3/ثا.
يحسب الزمن اللازم لانسداد الثغرات بطريقة متواصلة من المعادلة رقم (20).
(20)
حيث :
W = كمية الغضار اللازمة لسد الفراغات لعملية (الكالماتاسيا).
إن الفعالية العظمى التي يمكن الحصول عليها من هذه الطريقة هي بدك قاع وجوانب القناة بواسطة دقاقات ثقيلة بعد الانتهاء من سد الفراغات، حيث بهذه الواسطة يمكن تقليل الضياعات من 75-80%,
إن سد الفراغات اصطناعياً بواسطة الغضار لايعطي مفعوله دائماً، ففي الاتحاد السوفييتي وبعد الدراسات والتصاميم المخبرية لعملية سد الفراغات على قناة كاراكوم لم يتوصلوا إلى النتائج المرجوة، وهناك أمثلة كثيرة أثبتت فعالية هذه الطريقة ففي إحدى التعاونيات في جنوب الاتحاد السوفييتي أجريت التجارب على قناة ري بطول 3.5 كم منها 550 م تمر في أراضي بحصية ذات معدلات نفاذية عالية جداً وكانت تشكل الفواقد بالتسرب 80% من تدفق القناة وبعد القيام بعملية سد الفراغات باستعمال الغضار بمعدل 8 كغ على متر مربع قلت الفواقد باستعمال الغضار بمعدل 8 كغ على متر مربع قلت الفواقد بمعدل 10 مرات عما كانت عليه.
اقترح فنيو معهد البحوث العلمية للري والهيدروتكنيك بجنوب الإتحاد السوفييتي طريقة جديدة للقيام بسد الفراغات بواسطة الغضار وهي الطريقة الكهربائية، وأفضل النتائج التي حصلوا عليها كانت بالنسبة للتراب الخفيفة حيث قلت سرعة التسرب بـ9 مرات، تتغير سرعة التنفيذ خلال عملية سد الفراغات تبعاً لشدة التيار وعكارة المياه المستعملة وعوامل أخرى. على الرغم من أن الطريقة المقترحة هي طريقة متقدمة تكنيكياً لكن في الوقت الحاضر يعتبر استعمالها معقداً ومكلفاً لما يحتاجه من طاقة كهربائية كبيرة.

ب- الطريقة الكيميائية لمعالجة الضياعات بالتسرب:

1- تبطين الأقنية:
ويكون بعمل غطاء كتيم عديم النفاذية على محيط القناة في الظروف اللاهوائية، ويتم ذلك بتغطية سطح التربة ببقايا نباتية ( القش غير صالح للعلف، الأوراق والنباتات الضارة) وبمعدل (3-4 كغ/م2) ومن ثم تغطى بطبقة واقية من التربة المحلية.
يمكن استعمال المواد النباتية بعد خلطها بالتربة أو بدون ذلك وعند غمر هذه الطرقة بالماء بدرجة حرارة أكبر من 5-10 مئوية تجري عملية تحلل المواد النباتية هيكل التربة ويتغير تركيبها الحبيبي وتماسكها مما يؤدي إلى انخفاض نفاذيتها بعشرات لابل بمئات المرات.
يمكن المحافظة على معدلات التشرب إذا كانت التغطية مغمورة بشكل دائم بالماء، ولكن إعطاء الماء بشكل متقطع في القناة يؤدي إلى انكشاف التغطية وبالتالي إلى أكسدة نواتج التحليل اللاهوائي وترتفع معدلات الرشح (الضياعات) بشكل كبير وملحوظ.
بسبب مساوئ هذه الطريقة لتغطية أقنية الري، فيفضل استعمالها لتبطين المجمعات المائية الصغيرة (أحواض تربية الأسماك) كإحدى الطرق المقترحة للتقليل من الضياعات.

2- المعالجة بالنفط:
ويتم ذلك بإشباع عميق معين من تربة أقنية الري وخاصة الجوانب بالمواد النفطية بمعدل 10-15كغ / م2 فالتربة المعاملة بالنفط تصبح قليلة النفاذية للماء لذلك تقل الضياعات بالتسرب.
من الضروري عزق التربة وتنظيفها من النباتات قبل معاملتها بالمواد النفطية الساخنة (بدرجات حرارة 120-130) مئوية في السنوات الأولى (2-3 سنوات) لاتنمو النباتات في الأقنية وتقل الضياعات بمعدل 5-6 مرات عما كانت عليه، وعند استعمال النفط بمعدل 4-6 كغ/م2 للمتر المربع فإن الأعشاب قد تظهر والضياعات تقل من 1.5-2 مرة فقط.

3- تمليح تربة قعر الأقنية:
تعتمد هذه الطريقة على استبدال عنصر الكالسيوم المتبادل في التربة بعنصر الصوديوم الموجود في المواد المستعملة في تمليح تربة القناة، ويكون تأثير هذه الطريقة ذو كفاءة أعلى إذا كانت أتربة الأقنية ذات مواصفات فيزيائية جيدة ولكن فعاليتها تقل عند احتواء التربة على نسبة عالية من الجبس أو فحمات الكالسيوم والمغنزيوم. إن أكثر المواد فعالية في التقليل من الضياعات بالتسرب بطريقة التمليح (مرتبة حسب الفعالية) هي: الصود الكاوي، الصودا، وملح الطعام، ولكن انطلاقاً من الكلفة الاقتصادية الناتجة عن استعمال هذه المواد فيفضل ملح الطعام بمعدل 3-5 كغ/م2 (من سطح القناة) وتبعاً لمواصفات التربة والسمك التصميمي للطبقة المهيأة.
تتم عملية التمليح بطريقة مفتوحة أو مغلقة، في الحالة الأولى يغطى سطح التربة (القناة) بطبقة من الملح الجاف أو تشبع بمحلول ملحي مركز، وفي الحالة الثانية يغطى سطح القناة بطبقة من التربة أو بمادة كتيمة بعد الانتهاء ن عملية التمليح.
ومن الضروري تنظيف القناة من الأعشاب والنباتات قبل البدء بعملية التمليح، ومن الأرجح أن تكون تربة القناة جافة ومنكوشة (تفتيت وتحريك) على عمق 2-3 سنتمتر، وبعد ذلك يغطى سطح القناة بطبقة ذات سماكة متساوية من الملح أو المحلول الملحي وبعد الانتهاء من هذه العملية تفرش القناة بطبقة ترابية بسماكة 3-4 سم وقبل البدء بالاستثمار تملأ القناة بالماء الراكدة ولمدة يوم كامل.
تنخفض ضياعات الماء بالتسرب من الأقنية المعاملة بالأملاح في السنة الأولى بمعدل 10-20 مرة وتستمر مدة خدمتها من 3-4 سنوات. وفي حال احتواء التربة على نسبة عالية من مركبات الكالسيوم فإن المدة تنقص حتى سنة واحدة.

ج- الطريقة الميكانيكية:

1- الرص بالدق:
والهدف منها هو عمل طبقة كتيمة من التربة وعلى أعماق مختلفة بواسطة المدقات الميكانيكية D302A (مدحلة ذات حمولات ساقطة). أنسب عدد للضربات في المكان الواحد هو 5-6 وارتفاع السقوط من 2-3 م.
لقد بينت التجارب والدراسات ، أن فعالية هذه الطريقة كإحدى لتقليل الضياعات تتعلق بدرجة رئيسية بنسبة الرطوبة في التربة المرصوصة.
إن نسبة الرطوبة في التربة الملائمة للرص الأعظمي الممكن للوصول إليه من خلال هذه العملية تسمى الرطوبة المثالية.
نورد في الجدول رقم (5) الرطوبة المثالية للتربة التي تمكننا من الحصول على درجة الرص المناسبة.
التربة المعهد العالي للبحوث العلمي للري والهيدروليك معهد البحوث العلمية للري والهيدروتكنيك (جورجيا) معهد البحوث العلمية الري والهيدروتكنيك لجنوب الاتحاد السوفييتي
غضار خفيف رملي 15-17 12-15 18-20
غضار وسط 21-23 15-20 20-22
غضار ثقيل 22-25 20-20 20-22
طين 25-28 20-30 22-25

ينقص ضياع الماء بعد رص التربة بمقدار ستة مرات، كثافة التربة المرصوصة قد تميل إلى 1.6-1.7 غ/سم3 مكعب ففي سنة 1959-1960، قام معهد البحوث العلمي للري والهيدروتكنيك بجنوب الاتحاد السوفييتي بدراسات تجريبية بهدف تحديد تأثير عملية الرص وفعاليتها الزمنية لمنع الضياعات بالتسرب وديناميكية تهدمها أو تخريبها والظروف والعوامل المؤثرة على ذلك في ظروف منطقة روستوف مشروع ري آزوف . الشكلان 4 (أ-ب) يبينان ديناميكية تهدم الطبقة المرصوصة من تربة القناة خلال (8 سنوات).




الطبقة المرصوصة بسماكة (100سم) مقسمة شرطياً إلى منطقتين ( المنطقة الواقية ومنطقة ما تحت الطبقة الواقية، ويلاحظ أنه في حال زيادة كثافة التربة (الرص) بنسبة 13-15% عما كانت عليه قبل الرص تؤدي إلى تخرب في المنطقة الواقية بنسبة 5-12 % بينما يقابله 1-1.5% في الجزء السفلي بزيادة الرص بنسبة 11-14% أي أن الطبقة السفلية عملياً لايتخرب رصها . هذا بالإضافة إلى أن الطبقة المرصوصة في التربة المردومة تتخرب بسرعة كبيرة مما لو كانت التربة في وضعها الطبيعي (التربة المحفورة).
إن العامل الرئيسي المؤثر على تخرب وتهدم طبقة الرص في ظروف روستوف هو التجمد وخلال ثمانية سنوات بعد الرص كانت الضياعات بالرشح من الأقنية المعاملة بهذه الطريقة أقل من 2- 2.5 مرة، بالمقارنة مع قناة لم ترص تربتها.
كمثال على فعالية الرص بالدق يمكن أن نورد قناة ري (رصت تربتها بالدق) في محطة البحوث العليمة للري والصرف في منطقة كوبان، ففي عام 1962 – 1963 أنشأت شبكة ري وكانت عبارة عن قناتين تعملان دورياً بالتناوب وأقنية ثلاثية مؤقتة.
الأقنية 1P و 2P تمران في الردم الذي يسصل ارتفاع 2 م في رأس الأقنية، العمق التصميمي للأقنية (65-70سم) والتدفق 100-105 ل/ثا . تبين فيما بعد السقاية الأولى أن كل الماء المعطاة في رأس القناة P1 قد ضاعت بالتسرب في الكيلومتر الأول.
وللتقليل من الضياعات في القناة P1 المارة في تربة متماسكة اقترح فنيو معهد الأبحاث للري طريقة رص قعر القناة بالدق. وفي أول أيلول عام 1966 رصت مسافة 700 م من قعر القناة P1 ونسبة الرطوبة للطبقة السطحية أثناء الرص كانت 22% و 30% عمق 1.5م.
ونتيجة لرص التربة ازدادت كثافتها على الشكل التالي:
العمق الكثافة
0-30 1.3-1.6 غ/سم3
3-100 1.35 – 1.5 غ/سم3
100-150 1.43-1.43 غ/سم3

وعند تحديد نسبة الضياعات تبين أن القيمة المطلقة لها على الجزء المعامل بطريقة الدق تساوي 3ل/ثا للكيلومتر الطولي وبالتالي فإن ضياع الماء على هذا الجزء قد قل بـ50-70 مرة لما كان عليه قبل الرص.
كلفة رص 1 م2 من قعر القناة كانت 10 كوبيك (40ق.س) إن طريقة تمكين أو رص التربة بالدق ذات فعالية عالية وخاصة أنه من الممكن القيام بها باستعمال الآلة وذات تكلفة منخفضة ولا تتطلب مواد إنشائية.
2- المسح لقاع الأقنية:
تستعمل هذه الطريقة كإحدى التدابير للتقليل من الضياعات، وهي فقط بالنسبة للأقنية الصغيرة الحقلية والأقنية المؤقتة ولإجراء هذه العملية نستعمل مساحات من الحديد أو البيتون المسلح على شكل مكواة.
إن إجراء عملية مسح القاع تكون كعملية مرافقة لشق الأقنية الصغيرة والمؤقتة، وعندما تكون رطوبة التربة 17-22% تؤدي إلى نقصان ضياعات الماء بالتسرب بـ2-3 مرات وبالتالي يزداد معدل استعمال مياه الري في الحقول. تدوم مدة تأثير المسح موسم سقاية واحدة، وهذه المدة كافية للأقنية الحقلية والمؤقتة.

في الجدول رقم (6) نورد كلفة ومدة خدمة مختلف التدابير والإجراءات للتقليل من الضياعات بالتسرب.

نوع التغطية النسبة المئوية لنقصان الضياعات كلفة 1 م2 بروبل (4ل.س) مدة الخدمة بالسنوات
التغطية البيتونية الغطاء البيتوني (صب) 85-90 3.5-5.5 25-35
الغطاء مسبق الصنع 85-90 5-6.5 25-35
أقنية بيتونية محمولة 90-95 9-12 30-40
تغطية بالغضار 60-70 0.4-0.5 3-5
تلبيس بالغضار 50-60 0.3-0.35 5-8
تغطية حجرية 50-60 3.6-4.5 40-50
تغطية نفطية 70-80 0.30-0.35 5-6
تغطية ملحية 60-70 0.25-0.35 3-5
تطيين 50-60 0.15-0.25 3-4
سد مسامات التربة بالغضار 50-70 0.25-0.30 5-8
سد مسامات التربة بالغضار مع رصها 70-75 0.35-0.40 أكثر من 10
رص عميق 70-75 0.05-0.2 8-10
تغطية بالنايلون 90-95 0.9-1.7 5-8
تغطية كلوروفينيل 90-95 0.9-1.7 5-8
تغطية بريزول 90-95 0.5-0.8 5-10

تدابير الاستثمار:
على الرغم أن معظم البوابات والمنشآت المائية تكون مغلقة، ولكنها تقع تحت ضغط بسبب الارتفاع الجغرافي، وتحرر كمية لا بأس بها من الماء التي لا تستعمل من أجل الري وإنما تتسرب في التربة أو تذهب في الوديان بدون فائدة.
يحدث التسرب أحياناً لأن الأبواب لا تسكر بإحكام أو أن الأبواب ليست مسدودة على إطاراتها، يمكن إزالة هذه الضياعات على القسم الحكومي من الشبكة بتنفيذ المنشآت المائية بشكل جيد وصيانتها بصورة مستمرة.
يمكن التغلب على المياه الضائعة من خطوط الري والمساطب بوضع برنامج سقاية يعتمد على نوع المحصول والتربة والظروف المناخية للمنطقة. كما أعطت الأبحاث في مضمار الزراعة لمنطقة رستوف ، ومنطقة كرسندرو ستافربولسكي (الاتحاد السوفييتي) أن الماء الزائد في نهاية الأقنية والمساطب وأثلام الري قد تصل من 15-20% من الماء الكلي وخصوصاً أن هناك ضياعات كثيرة تلاحظ عند استعمال الري بالرذاذ حيث أنه عندما تتوقف أو تتعطل الآلة، فعندئذٍ تذهب جميع الماء القادمة في القناة بدون فائدة.
بينت المراقبة المعمولة بواسطة المعهد السابق الذكر أنه في بعض الأقنية عندما لايعطي الري لـ24 ساعة ، يبقى من الماء 250-350 متر مكعب كل يوم.
لكي نتحاشى هذه الضياعات من الضروري أن تكون السقاية ليلاً نهاراً أو أنه يجب وضع الأبواب من القناة الدائمة إلى القناة المؤقتة في الأسفل.
عندما تنبت الأعشاب أو تتجمع الترب في الأقنية الدائمة فإن الأقنية تعمل على أعلى درجة وأحياناً يلاحظ الماء ينسكب من أطراف القناة، في هذه الأحوال يكثر التسرب من الأطراف العلوية ذات النفاذية الكبيرة من جوانب القناة.
من أجل تحاشي هذه الأشياء يجب على العاملين في هذا المجال أن ينظموا أعمالهم على أقنية الري بطريقتين:
أ‌- العمل على إزالة الأعشاب ميكانيكياً ، كيميائياً، وبيولوجياً...).
ب‌-تنظيف القناة من التربة المتجمعة بواسطة الآلة، عندما تنبت الأعشاب على الوجه الداخلي والميل الخارجي للقناة فيجب إزالتها، بعمل ذلك تتفكك التربة أحياناً، ولذلك تعمل بآلات ذات أقراص خصوصية لذلك.
من الطرق الكيميائية لعزل الأعشاب على شبكات الري يستعمل الرش بالمبيدات النباتية، (سولفامات الأمونيا، آترازين ومواد أخرى) وكذلك بواسطة بقايا الصناعة الكيميائية المحلية وكذلك المواد النفطية.
من أجل تنظيف الأقنية من الترسبات تستعمل حفارة ذات معزقة واحدة أو حفارة مع مجرفة بسعة 0.25 -1 م مكعب. تستعمل هذه الحفارات من أجل بقايا بسماكة لاتقل عن 0.35-0.5 م ، يمكن استعمال كريدر ثقيل وكذلك ماكينة خاصة لتعزيل الأقنية مع أجهزة معلقة ومثبتة والتي بها تنظف جوانب القناة الداخلية من الترسبات والنباتات، تنظف الآلة أقنية بعمق 0.8-1.5 م وعرض قعر 0.3-1.5 م وميل جوانب 1:1، 1:1.5 وهي تحمل على تراكتور وإنتاجها يصل إلى 45 متر مكعب في الساعة.
يمكن استعمال حفارات ذات عدة مفارق موضوعة بالعرض والتي تنظف بوقت واحد قعر وجوانب القناة وإنتاجها 100 متر مكعب في الساعة.
ملاحظة:
يمكن حساب الضياعات بالتبخر من المعادلة التالية:
م3/ثا ( E – 0.016 he ( a + M
حيث :
• h: عمق الماء في القناة بـ م.
• e : عمق الطبقة المائية المتبخرة بـ م/ يوم
• a : علاقة عرض قاع القناة إلى عمق الماء b/h
• M: الميول الجانبية.


المصادر:
1- أبراموف س ك تأثير المجمعات المائية على الظروف الهيدروجولوجية للأراضي المجاورة لها موسكو 1960.
2- أفيريانوف س . ف مجلة الري والهيدروتكنيك رقم 10 عام 1950.
3- فيدرنيكوف ف ف التسرب من الأقنية موسكو 1934.
4- بابوف . ف . أ تصميم أقنية الري موسكو كولس 1934.
5- بابوف ف منشآت التوزيع والقياسات المائية لمشاريع الري موسكو 1966.
6- كوستياكوف افيريانوف تأثير مشاريع الري على نظام المياه الجوفية والأرضية موسكو أكاديمية العلوم السوفييتية.1956.
7- كوستيا كوف أسس علم الري والصرف 1960 موسكو.
8- شوماكوف ب .أ مرجع مهندس الري موسكو كولس 1972.