المصارف المغطاة

ة Covered Drains:
وهي عبارة عن أنابيب دائرة الشكل تصنع من مواد مختلفة أكثرها شيوعاً الاسمنت والطين (الفخار) والبلاستيك. تركب هذه القطع من الأنابيب مع بعضها لتشكل أنبوباً متواصلاً في قاع أخدود طبق يميل باتجاه المصرف المكشوف يفرش فوق هذه الأنابيب أو تغلف بمواد مسامية يرشح ماء الصرف خلالها وتقلل من مرور المواد العالقة كالطين والسلت.
ويدخل ماء الصرف إلى داخل الأنابيب عبر الوصلات الكائنة بين قطع الأنابيب عبر فتحات في جسم الأنبوب ثم ينساب الماء داخل الأنبوب ليصب في المصرف المكشوف.
وهذه المصارف تعمل على إزالة المياه الزائدة في الطبقة العليا من التربة بالإضافة إلى خفض منسوب المياه الأرضية وضبط مقاييسها من أجل التوازن المائي والملحي ويكون مصدر المياه المراد إزالته التسرب بعد سقوط الأمطار أو الري الغزير أو من أزرع المجاري المائية والسطوح المائية ذات المنسوب العالي أو من أحواض مياه أرضية ذات ضغط ارتوازي.
تنفذ المصارف المغطاة من المواد الرئيسية Mains أو المجمعات Collectors أو النوعية Submains أو الحقليات Laterals يقصد التحكم في مستوى الماء الأرضي والإصلاح عن طريق التخلص من المياه الأرضية. ونظراً للتقدم الكبير في الآلات الخاصة بصناعة الأنابيب وتنفيذ المصارف بالحقل حيث تقوم الآلة بأعمال الحفر ووضع الأنابيب وتغليفها بالمرشحات ثم الردم عليها وهذا أدى إلى خفض تكاليف الإنشاء كثيراً وسهولة التنفيذ ودقته.

مزايا المصارف المغطاة:
1- توفر المصارف المغطارة من 15-20% من المساحة الكلية للأرض المزروعة عنها في المصارف المكشوفة.
2- لاتساعد المصارف المغطاة على انتشار الحشائش والبعوض.
3- انخفاض تكاليف الصيانة لعدم حاجتها إلى الصيانة السنوية.
4- نقص الاحتياجات المائية للمناطق التي بها شبكات صرف مغطاة بنحو 17% لعدم ضياع المياه.

مخطط بين مصرفين مكشوفين

5- توفر العمق الكافي من الأرض الذي يتهيأ فيه الأسباب لحركة ودورات متصلة للهواء خلال الأرض.
6- تخلص الأرض من كميات كبيرة من الأملاح.
7- تعمر المصارف المغطاة مالايقل عن 50 سنة إذا أتقن صناعتها وتنفيذها.
8- إجراء العمليات الزراعية بسهولة تامة مثل الحرث والتخلص من الحشائش وجمع المحصول.


أنابيب الصرف المغطى: تقسم الأنابيب إلى عدة أقسم حسب المادة المصنوعة منها وهي:
1- الأنابيب الفخاريةClayar Tilepipes: وهي عبارة عن أنابيب تصنع من الطين ثم تحرق ويبلغ طولها عادة 30 سم وبقطر 10 سم وبسمك 1.5 سم وهذا يتوقف على البلد الصانع، ففي قطرنا يكون طولها 30 سم وقطرها 10 سم وسماكتها 1.5 سم أما في هولندا والاتحاد السوفييتي فيبلغ طولها 30 سم وبقطر يتراوح بين 5-15 سم وتصنع بشكل أنثى وذكر (أي بشفة أو بدون شفة) والمواسير (الأنابيب) الجيدة تغطى بشيء خاص يمكن معرفته بالخبرة وقد تطلى من الداخل أو الخارج وتعتبر مقاومة لكبريتات الصوديوم أو المغنزيوم.
2- الأنابيب الاسمنتية Concrete Pipes: وتستعمل أيضاً بكثرة في جميع أنحاء العالم في هولندا والاتحاد السوفييتي وأمريكا ومعظم البلدان النامية وتصنع بطول 30 سم وبقطر يتراوح بين 5-10 سم وبسمك 1.5-2 سم ومن أهم مميزات هذه الأنابيب سهولة صنعها وتوفر المواد التي تصنع منها ولكن من أهم عيوبها التآكل من قبل الأحماض والكبريتات التي قد تحتويها الأرض.
3- الأنابيب البلاستيكية : Plastic Pipes: وقد شاع استعمالها في الوقت الحاضر في جميع أنحاء العالم بسبب سهولة صنعها، وقوة تحملها، وسهولة نقلها وتجهيزها. وعادة تصنع بأقطار 5 سم وبطول يتراوح بين 5-6 م وعلى طول الأنبوب ومحيطه توجد صفوف من الخروم بطول 2.5 سم وعرض 5-6 سم بقصد دخول الماء إلى داخلها حيث يبلغ عددها في المتر الطولي 40 خرم. وسمك الأنبوب يتراوح مابين 0.8-1.4 سم ويبلغ وزن المتر الطولي منها حسبا لأقطار بين 150-400 غ وأهم مميزات الأنابيب البلاستيكية:
1- سهولة توفرها.
2- رخص ثمنها.
3- قلة كلفة النقل
4- أكثر ملاءمة لرصها في الأرض من قبل الآلة.
5- تحتاج إلى عدد قليل من العمل عند وضعها في التربة.
وتختلف شكل الأنابيب البلاستيكية حسب الشركات الصانعة فقد تكون ملساء ومخرمة بخروم على طولها ومحيطها، أو أن تكون متموجة وتكون الخروم بين التموجات وأحياناً تكون ملفوفة على بعضها وغير ذلك.
4- الأنابيب الستريمول Strimol Pipes وهي أنابيب مشابهة للأنابيب الفخارية والاسمنتية وتكون مصنوعة من مادة خفيفة، اقطارها 5 سم وطولها 30سم تستعمل على نطاق ضيق ومن مميزاتها سهولة نقلها، ومن عيوبها أنها خفيفة الوزن، لذلك تذريها الرياح عند وضعها في الحقل.
أنواع المرشحات (المصافي) أو الفلتر (filters):
كثيراً مايحدث بعض الضغوط نتيجة رشح المياه مع دخول مياه الصرف إلى المصارف عند الوصلات أو الفرشة تحتها، مما يؤدي إلى تحريك حبيبات التربة وخلخلتها مما يسبب هبوط أو تآكل حول الوصلات أو تحت الفرشة وهذا يؤدي إلى انسدادها.
ولمنع هجرة هذه الحبيبات يتم تغطية أو تغليف الوصلات بمواد خشنة أكبر حجماً تسمى مرشحات Filters بسمك يتراوح بين 5-10 سم حتى لاتعوق حركة المياه ولتطيل من عمر شبكة الصرف وتقلل الحاجة إلى صيانتها وتزيد من قدرة المصارف على استيعاب المياه بحركة أكثر، وهذا يؤدي إلى زيادة المسافة بين المصارف.
وقد توضع الفرشة بطول الأنابيب وخاصة في الأراضي الصودية التي يخشى من عدم استقامتها أو تغير ميولها، أو قد توضع المرشحات حول الأنابيب أو على الوصلات وتكون من طبقة واحدة أو أكثر من طبقة.
وعادة تستعمل المرشحات لتحقيق الأهداف الآتية:
1- أن تكون أكثر نفاذية للمياه منها لحبيبات التربة أي يكون قطر حبيبات المرشح أكثر من قطر حبيبات التربة المحيطة.
2- منع حركة التربة إلى المصرف أو إلى المرشح ذاته أي أن تكون الفراغات بين حبيبات المرشح صغيرة بدرجة أنها تمنع حبيبات التربة حولها من الدخول.
3- أن يكون سمك المرشح كاف لحسن توزيع أحجام مواده ولخلق عزل كاف عن التربة.
4- أن تمنع حركة مواد الفلتر إلى داخل الأنابيب وتنطبق الفتحات أو الفواصل بينها بالقدر الكافي.
وأهم أنواع المرشحات هي :
1- الحصى Cravel: وهي عبارة عن مواد تؤخذ من مجاري الأنهار بعد غسله جيداً من الشوائب العالقة فيه أو أن تكسر الأحجار بواسطة آليات خاصة لهذه الغاية والمستعملة إلى مواد البناء وعادة يتراوح قطرها بين 0.5-1 سم يمكن أن يوضع الحصى كفرشة تحت المصارف أو على الوصلات أو على طول الأنبوب. وهو رخيص الثمن بمقارنته بالمواد الأخرى والمصارف التي نفذت في الغاب وفي حوض الفرات استعمل فيها الحصى كمرشح.
2- الدوبال Peat : هذا النوع يستخدم بكثرة في هولندا والاتحاد السوفييتي ويصنع بآلات بأبعاد 70-10 سم ومن مميزاته رخص ثمنه وكفاءته العالية.
3- كلاس فيبر glass feber : يستخدم في حالة استخدام الأنابيب البلاستيكية ويغلف الأنبوب كاملاً هو عبارة عن صفائح سمكها 0.2-0.5 سم ومن مميزاته سهولة استخدامه ولكن ذات سعر مرتفع.
4- الصوف الزجاجي glass wool: وهو يشبه الصوف تغلف فيه الأنابيب بشكل طبقة رقيقة بسمك 0.5-1 سم أو تغلف فيه مكان الوصلات فقط.

والأنواع الثلاثة الأخيرة لها تأثير فعال جداً في حجز حبيبات الرمل والسلت ولكن لها بعض العيوب منها أن مساميتها تقل كثيراً إذا احتوت مياه الصرف على مركبات الحديد.
تخطيط المصارف المغطاة:
يراعى عند تخطيط المصارف المغطاة النقاط التالية:
1- توضع الحقليات بحيث تعمل زوايا مابين 10-30 درجة مع خطوط الكنتور مما يسمح بانحدار أو بميل مناسب للمصارف وهي أكثر فعالية لقطع سريان المياه تحت السطحية والسطحية.
2- يفضل ألا تزيد أطوال الحقليات عن 100 م في الأراضي ذات الانحدار البسيط كما يجب ألا يتعدى طولها عن 150م حتى لاتعمق المجمعات وهذا يؤدي إلى كلفة باهظة.
3- يجب ألا يزيد طول أي مجمع رئيسي عن 1000 م كما يجب ألا يزيد قطر أنابيبه عن 25 سم حتى لاتزيد تكاليف شبكة الصرف.
4- يحدد معامل الصرف Drainage fector بحيث يتم صرف المياه الزائدة بمعدلات لايضر بالنباتات ويؤخذ عادة مابين 1-2 مم / باليوم تبعاً لنوع الزراعة وتبعاً للظواهر الجوية. ويعرف معامل الصرف بأنه العلاقة بين كمية المياه التي يستقبلها المصرف وبين المساحة المركبة عليه أو قدرة المصرف على تصريف كمية من المياه في وحدة الزمن ويعبر عنه بالأمتار المكعبة.
5- يجب أن يبعد المجمع الرئيسي عن المباني وصفوف الأشجار بمسافة من 10-20 م.
6- تحسب التكاليف لأي مشروع مع عمل أكثر من تخطيط إن أمكن وحساب التكاليف لكل تخطيط بحيث يشمل الأعمال الصناعية جميع الاعتبارات ثم ينفذ ماهو أكثر اقتصاداً.
7- في حالة وجود أراضي مرتفعة مجاورة لأراضي منخفضة يجب الفصل بينهما بمصرف قاطع Interceptor drain مغطى أو مفتوح لحماية الأراضي الواطئة من فيض منسوب المياه الأرضية.
8- عند اتصال الحقليات بالمجمع ينبغي أن يعمل زوايا حادة من 15-45 درجة لتسهيل مرور المياه داخل الحقلي وإلى المجمع وبعيداً عن اتصالهما
9- يجب أن يكون التخطيط مستقيماً والتغيرات ضرورية أما بغرف اتصال أو غرف تفتيش.
10- تقسيم أرض المشروع إلى وحدات صرف في حالة اختلاف نفاذية التربة أو اختلاف التسرب من المجاري المائية المجاورة.
11- وضع مخارج المصارف في أنسب المواقع وأكثرها انخفاضاً بحيث يكون منسوب المصرف الحقلي عند مصبه في المجمع أعلى بمقدار 10 سم على الأقل من محور المجمع.
12- يجب أن يكون اتجاه مياه الصرف داخل المصارف في اتجاه مساوي المياه في المجاري المائية المختلفة.
13- يراعى تناوب التقاطعات مع المجاري العمومية والأقنية الحقلية التي يزيد عمقها 50 سم من أرض الزراعة.
14- يراعى تناوب وضع المصارف المغطاة حيث التربة تحتاج للكثير من تكاليف الإنشاء والصيانة.
15- يبدأ في تنفيذ المصارف المغطاة وقت انخفاض منسوب المياه الأرضية ويتم التخطيط بأن يدق أوتاد على طول المصرف وتعمل الميزانية ثم تحدد المناسيب اللازمة للحفر.
16- توضع المصارف في طبقات التربة الأكثر نفاذية كلما أمكن ذلك.
عمق وتباعد المصارف Depth and spacing of Drains
تتوقف المسافة بين كل مصرفين في الحقل على عدة عوامل من أهمها:
1- طبيعة التربة ومساميتها
2- نوع النباتات وعمق جذورها
3- العمق المراد تخفيض منسوب المياه الأرضي إليه.
4- معدل الري أو ماء المطر.
كما يعتمد عمق المصارف على مايلي:
1- طبوغرافية سطح الأرض
2- مدى انخفاض منسوب الماء الأرضي الذي يحقق التهوية اللازمة ويحقق كمية المياه التي يحتاج إليها النبات لنموه.
3- يعتمد على المسافة بين المصرفين.
4- نوع التربة إذ يزيد معدل حركة المياه الأرضية كلما زاد عمق المصارف في الأراضي الخفيفة والعكس بالعكس في الأراضي الثقيلة القوام.
5- يعتمد عمق المصارف على طريقة الري ومعامل الصرف.
6- يعتمد على نوع النباتات المزروعة وعمق جذورها وكمية الماء اللازمة لها.
7- كما يعتمد العمق على الزمن المطلوب التخلص من مياه الصرف أثناءه.
لذلك يحدد عمق المصرف بحيث يغطي أقصى عمق للجذور وسط المسافة بين كل مصرفين متتاليين بحيث لايقل عمق الحقليات عن 90 سم في بداية المصرف وعن 120 في نهايته إذا كان طولها 100م.
كما وجد أن معدل البخر من الماء الأرضي يقل كلما زاد بعد سطح الماء الأرضي عن سطح الأرض، وإن هذا المعدل يرتفع جداً إذا بلغ عمق الماء الأرضي مابين 10-20 سم، لذلك فإن من الخطأ جداً في حالة وجود أملاح بالماء الأرضي أن يقل عمق الماء الأرض عن واحد متر، إذ يؤدي ذلك إلى ترسيب الأملاح على سطح الأرض وزيادتها في المنطقة المحصورة بين سطح الأرض ومنسوب الماء الأرضي وهي منطقة جذور النباتات مما يزيد في تركيز الأملاح بهذه المنطقة لدرجة تؤذي النباتات وتؤدي إلى قلة المحصول بل قد تؤدي إلى موته في كثير من الأحيان. لذلك يفضل في الأراضي الملحية أن يزيد عمق
منسوب سطح الماء الأرضي عن متر من سطح الأرض.
ولقد وجد كل من جاردنر فايرمان Gardner and Fireman أنه إذا زاد عمق المياه الأرضية عن 200 سم فإن معدل البخر يقل جداً، وبالتالي فإن حركة الأملاح من السطح تكاد تكون معدومة التأثير، لذلك ينصح في المناطق الجافة التي تعتمد على الري الصناعي بأن يخفض مستوى الماء الأرضي إذا احتوى على كمية كبيرة من الأملاح إلى عمق لايسمح بحركة الماء إلى أعلى أي إلى سطح الأرض بالخاصة الشعيرية بدرجة قد تؤدي إلى تراكم الأملاح وتزهير الأرض والعمق المقترح يتراوح من 180-200 سم من سطح الأرض.
لذلك فإن المسافة بين المصارف وعمقها تعتمد على الاحتياجات المصرفية للمحاصيل الزراعية Drainage Requirements التي تتأثر بعاملين:
أولهما : مدى سرعة التخلص من المياه بمنطقة جذور النبات. وعمق الجذور حتى لاتطول فترة تشبع التربة بهذه المياه حول الجذور حيث بكتريا التربة تحتاج إلى الهواء لتأدية وظيفتها وحتى لاتفقد التربة حرارتها المناسبة لنمو النبات.
ثانيهما: هو الاحتياجات الفسيلية.
لذلك سارت الدراسات لتحديد المسافات بين المصارف وتقدير أعماقها في اتجاهات مختلفة حقلية ومعمارية ورياضية. ونتيجة لذلك أوجدت عدة معادلات مختلفة كلها تحقق هدف واحد هو حساب المسافة بين المصارف وتقدير أعماقها ومن أهمها معادلة نيل Neal عام 1934 ومعادلة جلوفر Glover سيلفجارد Schilfgaarde عام 1963 ومعادلة هوغاوت Hooghoudt عام 1940 ومعادلة أرنست وبومانز Ernest and Boumans ومعادلة كركهام Kirkham ومعادلة حماد ومعادلات شاهين ومعادلة محمد حسن عامر 1915 ومعادلة لوثين Luthin عام 1959 ومعادلة دم Dumm عام 1954 ومعادلة كوشينكوف Kostikov وغيرها.
إن مشاريع الصرف التي نفذت في القطر العربي السوري ومن أهمها مشروع الغاب المنطقة الرائدة بالكريم ومنطقة جورين فقد نفذت أبعادها وأعماقها طبقاً لمعادلة هوغاوت Hooghoudt وهي :
8 K2dh + 4K1h2 = L
g g
حيث أن :
L = المسافة بين المصارف بالمتر
K1= نفاذية طبقة التربة فوق المصرف م/يوم
K2 = نفاذية طبقة التربة تحت المصرف م/يوم
h = ارتفاع الماء الأرضي في وسط المسافة بين المصرفين بالمتر.

مخطط يبين نسبة المواد المعدنية والمواد العضوية والهواء والماء في تربة طبيعية
g = تصرف المصرف م3 / باليوم.
d = البعد بين الطريقة الصماء وبين محور المصرف بالأمتار.
وقد نفذت المصارف الحقلية المغطاة في كلا المنطقتين على أعماق 150سم من سطح الأرض وبمسافة تتراوح بين 130-200 م وهذا توقف على نوع التربة ونفاذيتها وقد تحقق انخفاض رسوب الماء الأرضي بحوالي 30-50 سم من سطح الأرض ويعتبر المجال الملائم لمعظم المحاصيل الشتوية والصيفية. علماً بأن الأنابيب التي استخدمت هي الاسمنتية بطول 30سم وقطر 10سم والفلتر الذي استعمل هو الحصى.