الرياضيات والهندسة

ملاحظات متعددة على حساب الحاجة المائية بطرق البخر النتح الكامن

1995 ري وصرف ومعالجة التملح

د.علي عبدالله حسن

KFAS

حساب الحاجة المائية بطرق البخر النتح الكامن الرياضيات والهندسة الزراعة

من استعراض معادلات البخر النتج الكامن الموضحة فيما تقدم يمكننا القول إن هذه المعادلات ارتكزت على تقاربات رياضية وفيزيائية ، بحيث يمكن مقارنة نتائجها بالقيم المقيسة حقلياً . 

لكن لا بدّ من التذكير هنا بأن الواقع الحقلي لا يتطابق دائماً مع النموذج ، بل ربما تداخلت في الحقل عوامل كثيرة لا يستطيع الباحث أو المصمم السيطرة المطلقة عليها . 

فالقيم المناخية المقيسة مثلاً ، والتي تعتمد كأساس للحسابات ، هي في الواقع عبارة عن قيم وسطية لسنين سابقة .  أما حسابات البخر – النتح الكامن فتعني المستقبل .

 

فعلى سبيل المثال العوامل المناخية التي ترتكز عليها هذه المعادلات مثل : درجة الحرارة الوسطية ، والرطوبة النسبية ، والنقص الإشباعي لبخار الهواء ، والإشعاع الشمسي وغير ذلك من القيم ليست دائماً في تواتر متطابق ، بل تخضع لتذبذبات ، ليس بالأمر السهل معرفتها مسبقاً . 

كما أن سرعة الريح التي تعدّ عاملاً مؤثراً على سوية البخر النتح .  هذا العامل يخضع بدوره لتذبذبات كبيرة ، وقد يؤدي تذبذبه أحياناً إلى تباين بين القيم المحسوبة والمقيسة .

لقد جرى على معادلات حساب البخر – النتح الكامن في السنين الأخيرة تعديلات منها ما هو بقصد التوافق مع مكان جغرافي معين ، ومنها ما هو بقصد التبسيط . 

 

هذا مع العلم بأن التوصل إلى دقة في النتائج المحسوبة بقي على الدوام هدفاً بالنسبة لجميع المنشورات التي تعالج هذا الموضوع .

معادلة PENMAN على سبيل المثال اعتمدت كأساس من قبل  TURK، لكن الاتجاه نحو التعديل لم يتوقف [186, 185, 64].  والسبب الرئيس في ذلك هو أن معادلة PEN MAN تحتاج لقيم قياسية كثيرة جداً  [64]، وهذا ما يجعل إمكانية تطبيقها صعبة للغاية ، على الرغم من وجود الحاسبات الإليكترونية . 

وهذا ما يوضح لنا المحاولات العديدة للتعديل ، أو للتوصل إلى معادلات جديدة تناسب الشروط المكانية . 

 

من ناحية أخرى معادلة BLANEY – CRIDDEL تناسب شروط محيط البحر الأبيض المتوسط [141, 109, 4] لكنها عدلت أيضاً من قبل PHELAN ] من [39 بحيث أصبحت على النحو التالي :

أما الطريقة هاودي [75, HAUDE]، التي اعتمدت للمناطق الرطبة (أوروبا الوسطى والشمالية) فقد جرى تعديلها من قبل أكثر

من باحث .  فعلى سبيل المثال عدّ أوليغ [203, UHLIG] النقص الإشباعي (e0 – e) منسوباً على درجة الحرارة عند الساعة 14. 

هذا إضافة إلى التعديل الذي أجراه ياهنيرت [90, J AHNERT] عليها والذي بيناه سابقاً ، فقد جرى تعديل آخر من قبل كل من SCHENDEL و BAUMANN   

 

تبعاً لمعطيات منشورة ]في[88  فإن عادلة THORN – THWAIT تبدو أكثر تطابقاً مع الواقع في شروط المناخ المعتدل .  هذا مع تأكيد أنها لا تشمل أي عامل نباتي .

ومن ناحية أخرى فإن حساب البخر النتح الكامن في المناطق القارية يبدو أنه أمر غير سهل [88] ولهذا فإن شروطاً من هذا النوع تتطلب في بعض الأحيان حلولاً خاصة بها . 

ومن هذا المنظور طور دفراوي DIFRAWY] من [88 علاقة لحساب الاستعمال الاستهلاكي المائي التي ترتكز على قيمة مقيسة تبعاً لطريقة  PICHE .

 

وفي مجال التعديلات لطرق حساب البخر – النتح الكامن ، فقد طور باسكويل PASQUILL] من [88 المعادلات الأساسية باتجاه اعتماد عوامل سبق اعتمادها في تعديلات سابقة لطريقتي THORN – THWAIT و PENMAN، وذلك بقصد تبسيط الإطار الرياضي للتعقيدات السابقة ، التي قصد بها الزيادة في الدقة الحسابية .

لقد أشرنا في مكان سابق إلى أنه إضافة إلى مفهوم البخر – النتح الكامن  ، هنالك مفهوم البخر – النتح الفعلي ، ذلك أن بخر سطح التربة ، بشكل خاص ، يتعلق إضافة إلى العوامل المناخية العامة ، التي تأخذ شكل مؤثرات خارجية أيضاً ، بعوامل من داخل منظومة التربة . 

من ذلك رطوبة هذه التربة وناقليتها للماء  [66].  فوجود أشرطة متعددة داخل العمود الترابي قد تؤثر في عملية انتقال الماء نحو الأعلى ، وبالتالي في البخر .  هذا وإن تغطية التربة بالحصى مثلاً يؤثره بدوره في البخر  [204].

 

والشيء الذي لا بدّ من توضيحه هنا ، هو أن المعادلات السابقة تعطينا إطاراً عاماً للتصميم .  وعلى ضوء الواقع الحقلي يمكننا تعديل الحسابات بشكل يصبح معه مشروع الري كلاً متكاملاً وهذا الكل المتكامل يجب أن يستطيع توفير الماء للنبات، لكي يقوم بجميع وظائفه الفيزيولوجية بصورة جيدة ، للتوصل إلى إنتاجية عالية كماً ونوعاً . 

كما يجب أن يبقى في مركز رؤية المصمم موضوع الماء على أنه مادة ثمينة من جهة ومحدودة من جهة أخرى .