اختيار وتصميم نظم الري الموضعي اعتماداً على النظم الخبيرة

ملخص الدراسة:

تتعرض جمهورية مصر العربية للعديد من المشكلات المائية والتى يعزى السبب فيها إلى عدد من العوامل منها الطبيعية والبعض الأخر يرجع إلى أسباب اجتماعية واقتصادية. بالنظر إلى العوامل الطبيعية نجد أن معظم الأراضي المصرية تقع فى نطاق ما يعرف بالمناخ الجاف وشبه الجاف، حيث يصاحب تلك التغيرات المناخية نقص فى الموارد المائية الطبيعية، وبالتالي تعتبر قطرة المياه هي العامل المحدد للتنمية الزراعية. أما بالنسبة للعوامل الاجتماعية فانه يلاحظ وجود زيادة مضطردة فى عدد السكان مع الاستخدام السيئ للموارد المائية المتاحة. وبناء عليه فان عمليات التنمية الزراعية تبنى فى المقام الأول على تطبيق تقنيات الري الحديثة مع تطوير طرق الرى التقليدية وبصفة خاصة تحت ظروف الأراضي القديمة.

      إن اختيار نظام الرى الملائم تحت الظروف الحقلية المتباينة وكذلك التصميم الجيد للنظام المراد تطبيقه يعتبران من العمليات الأساسية لضمان نجاح النظام المطبق فى الغرض المنوط من أجله. وتعتبر عملية تحديد أولويات تطبيق نظام الرى بصفة خاصة عملية معقدة نظراً لاعتمادها على العديد من المتغيرات المتباينة والتى تتداخل معاً فى منظومة متناغمة لبناء قاعدة معلوماتية تساعد فى وضع معايير الأفضلية لتطبيق نظم الرى الموضعي ( نظام الري بالتنقيط السطحي وتحت السطحي ، نظام الرى النافورى ، نظام الرى النافورى منخفض الضاغط ونظام الرى بالرش متناهى القلة) تحت الظروف المختلفة.

تهدف الدراسة إلى بناء وتقييم نظام خبرة لاختيار وتصميم نظم الري الموضعي تحت الظروف الحقلية المتباينة لأراضى الاستصلاح الجديدة في الزراعة المصرية.

وقد تم بناء نظام خبرة أطلق عليه اسم "" ليزيس- LIS-ES "" لتحديد أولويات تطبيق نظم الرى الموضعى وكذلك تصميم نظام الرى المراد تطبيقه. ويعتبر النظام المقترح بسيط فى التعامل حيث يمكن للمستخدم تعديل المدخلات فى أى وقت دون حدوث أى تأثير سلبى على نتائج البرنامج. وذلك للمساعدة فى عملية اختيار نظم الرى الموضعي وذلك باستخدام لغة الماكينة V.BASIC تحت بيئة النوافذ. وتم اختبار وتقييم نظام الخبرة المقترح تحت الظروف الحقلية المتباينة بأراضى الاستصلاح فى مناطق (البستان– النوبارية – مريوط)، وذلك باستخدام طريقة Dominant-test method لتقييم البرنامج. ويعتمد البرنامج فى تشغيله على تفعيل المحثات المعرفية لأوجه نشاط البرنامج والتى تشتمل على (1) تحديد أولويات تطبيق نظم الرى الموضعى، (2) تصميم نظام الرى الموضعى طبقاً لنتائج أولويات التطبيق، (3) تصميم نظام رى موضعى جديد. ويتم تداول مخرجات البرنامج على هيئة رقمية (كما فى حالة تحديد أولويات التطبيق)، أو على هيئة أشكال تخطيطية (كما فى حالة تصميم نظام الرى الموضعى).

بالنسبة لمجال عمل البرنامج فى تحديد أولويات تطبيق نظم الرى الموضعى تحت الظروف الحقلية المتباينة، تم استخدام التكوينات الشبكية للمخطط الهيكلى وذلك لسهولة التعامل وديناميكية التفاعل بين مختلف الموارد المزرعية من حيث (1) عوامل الأراضى، (2) التركيب المحصولى، (3) العوامل المرتبطة بماء الرى، (4) الطاقة، (5) الاعتبارات الفنية، (6) التكاليف الإنشائية لنظم الرى الموضعى ومدى قابلية المزارع على التمويل. ويمكن تلخيص أهم النتائج المتحصل عليها كما يلى:

1- يعتبر نظام الرى بالتنقيط السطحى من أكثر نظم الرى الموضعى ملائمة للتطبيق تحت مختلف الظروف الحقلية.

2- التوصية بتشجيع استخدام نظامى الرى النافورى (الفوار) و الرى النافورى ذو الضاغط المنخفض فى رى محاصيل الفاكهة وذلك بصفة خاصة فى المزارع التى تتميز بارتفاع نسبة الأملاح بها أو التى تقل فيها درجة جودة مياه الرى كما هو الحال فى كثير من مناطق النوبارية ومريوط. كما أوضحت النتائج ضرورة عمل دورات تدريبية للمزارعين فى تلك المناطق للتعريف بنظم الرى الموضعى بصفة عامه ونظامى الرى النافورى (الفوار) و الرى النافورى ذو الضاغط المنخفض بصفة خاصة.

3- أوضحت النتائج وجود ارتباط كبير بين رأى خبراء المجال ومخرجات البرنامج وقد تراوحت القيمة بين 88- 94 % على حسب مقدار التباين فى الظروف الحقلية والموارد المزرعية وخواصها.

بالنسبة لمجال عمل البرنامج فى تصميم نظم الرى الموضعى أوضحت النتائج إمكانية تطبيق تقنيات نظم الخبرة اعتماداً على قاعدة معلوماتية خاصة بالإضافة إلى التصميم الهيدروليكية. حيث يتميز نظام الخبرة المقترح ""ليزيس LIS-ES"" سهولة فى التصميم اعتماداً على قاعدة معلوماتية دون الحاجة إلى استخدام برامج تصميم إضافية. وقد أوضحت النتائج ضرورة وجود خلفية علمية للمتعامل مع البرنامج فى مجال تصميم نظم الرى الموضعى. يمكن تلخيص بعض النتائج المتحصل عليها كما يلى:

1- التوصل إلى تصميمات متراكبة لنظم الرى الموضعى (تصميم أكثر من نظام للمزرعة الواحدة) وذلك لزيادة كفاءة نظم الرى.

2- تخزين بعض المعايير التصميمية فى جداول حتى يمكن الاستعانة بها أو التعديل فى أى وقت، بالإضافة لسهولة التداول فى باقى الإجراءات التصميمية.

3- يتم الحصول على مخرجات البرنامج الخاصة بتصميم نظم الرى الموضعى التى يتم اختيارها على هيئة أشكال تخطيطية موضحاً عليها الاعتبارات التصميمية.

      وقد أوضحت النتائج أن هذا البرنامج يحتاج إلى المزيد من الإضافات والتعديلات من حيث إضافة تراكيب محصوليه جديدة، وأنواع أراضى أكثر، بالإضافة إلى مناطق دراسة أكثر مع الأخذ فى الاعتبار المردود الاقتصادى.

      الإضافة العلمية الجديدة فى الرسالة، يعتبر نظام الخبرة ""ليزيس LIS-ES"" الذى تم بنائه وتقييمه واختباره إضافة علمية جديدة فى مجال تطبيقات التقنيات الجديدة (تطبيق تقنيات نظم الخبرة) فى مجال هندسة الرى الحقلى تحت الظروف المصرية وذلك من أجل تعظيم كفاءة استخدام المياه وزيادة الإنتاجية الفدانية.

بالإضافة إلى ذلك يعتبر نظام الخبرة المقترح "" ليزيس LIS-ES ""، فريداً فى إمكانية تصميم أكثر من نظام رى موضعى تحت ظروف المزرعة الواحدة، وذلك اعتماداً على بعض القواعد الإجرائية التى تحاكى منهجية خبراء التصميم فى مجال الرى الحقلى. حيث أنه لا توجد برامج لها القدرة على هذا الأداء. ويعتبر ذلك إضافة علمية فى مجال هندسة الرى الحقلى.