عدادات تدفق الرادار الهيدرولوجي في أنظمة الري الزراعي الفلبينية

خلاصة
تستكشف هذه الدراسة كيف تتصدى الفلبين للتحديات الأساسية في إدارة موارد المياه الزراعية من خلال نشر عدادات تدفق المياه الرادارية الهيدرولوجية التي تعمل دون تلامس. ففي مواجهة التقلبات الشديدة في حجم المياه نتيجةً لتغير المناخ الموسمي، وعدم كفاءة أساليب القياس التقليدية، ونقص دقة البيانات، قامت الهيئة الوطنية للري في الفلبين، بالتعاون مع الحكومات المحلية، بإدخال تقنية متطورة لمراقبة تدفق المياه بالرادار في شبكات قنوات الري في المناطق الرئيسية المنتجة للأرز. وقد أثبتت التجارب العملية أن هذه التقنية تُحسّن بشكل ملحوظ كفاءة ودقة وعدالة توزيع موارد المياه، مما يوفر دعماً بالغ الأهمية للبيانات اللازمة لتحقيق الأمن الغذائي للبلاد والزراعة المقاومة لتغير المناخ.

أولاً: خلفية المشروع: التحديات والفرص
يعتمد القطاع الزراعي في الفلبين، وخاصة زراعة الأرز، بشكل كبير على أنظمة الري. ومع ذلك، لطالما واجهت إدارة موارد المياه في البلاد تحديات جسيمة.
الخصائص المناخية: تتسبب المواسم الرطبة (هاباجات) والجافة (أميهان) المتميزة في حدوث اختلافات جذرية في تدفق الأنهار والقنوات على مدار العام، مما يجعل المراقبة المستمرة والدقيقة أمرًا صعبًا باستخدام المقاييس التقليدية وأجهزة قياس التدفق.
قيود البنية التحتية: العديد من قنوات الري ترابية أو مبطنة ببساطة. يتطلب تركيب أجهزة الاستشعار التلامسية (مثل عدادات التدفق فوق الصوتية أو دوبلر) تعديلات هندسية، وهو عرضة للترسيب ونمو النباتات المائية وأضرار الفيضانات، وينطوي على تكاليف صيانة عالية.
احتياجات البيانات: لتحقيق الري الدقيق والتوزيع العادل للمياه، يحتاج مديرو الري إلى بيانات موثوقة وفورية عن حجم المياه عن بعد لاتخاذ القرارات السريعة، والحد من الهدر والنزاعات بين المزارعين.
الموارد البشرية والقيود: القياس اليدوي يستغرق وقتاً طويلاً، ويتطلب عمالة كثيفة، وعرضة للخطأ البشري، ويصعب تنفيذه في المناطق النائية.
ولمعالجة هذه المشكلات، أعطت الحكومة الفلبينية الأولوية لتطبيق معدات الرصد الهيدرولوجي عالية التقنية في "برنامج تحديث الري الوطني".

ثانيًا: الحل التقني: عدادات تدفق الرادار الهيدرولوجي
برزت عدادات التدفق الرادارية الهيدرولوجية كحل مثالي. تعمل هذه العدادات عن طريق إرسال موجات رادارية باتجاه سطح الماء واستقبال الإشارة المرتدة. وباستخدام تأثير دوبلر لقياس سرعة التدفق السطحي ومبادئ تحديد المدى الراداري لقياس مستوى الماء بدقة، فإنها تحسب تلقائيًا معدلات التدفق في الوقت الفعلي بناءً على الشكل المقطعي المعروف للقناة.
تشمل المزايا الأساسية ما يلي:
القياس بدون تلامس: يتم تركيبه على الجسور أو الهياكل فوق القناة، وليس على اتصال بالماء، مما يتجنب تمامًا مشاكل مثل الترسيب، وتأثير الحطام، والتآكل - وهو مناسب للغاية لظروف الري في الفلبين.
دقة وموثوقية عاليتان: لا تتأثر بدرجة حرارة الماء أو جودته أو محتوى الرواسب، مما يوفر بيانات مستمرة ومستقرة.
صيانة منخفضة وعمر افتراضي طويل: لا توجد أجزاء مغمورة، ولا تتطلب صيانة تقريبًا، ولها عمر خدمة طويل.
التكامل والإرسال عن بعد: يمكن دمجها بسهولة مع أنظمة الطاقة الشمسية ووحدات الإرسال اللاسلكي (مثل 4G/5G أو LoRaWAN) لإرسال البيانات في الوقت الفعلي إلى منصة إدارة قائمة على السحابة.

ثالثاً: التنفيذ والنشر
مواقع المشروع: مناطق وسط لوزون ووادي كاجايان في جزيرة لوزون (مخازن الأرز الرئيسية في الفلبين).
الجهات المنفذة: المكاتب المحلية للإدارة الوطنية للري الفلبينية (NIA) بالشراكة مع مزودي التكنولوجيا.
عملية النشر:
مسح الموقع: اختيار العقد الرئيسية في نظام الري، مثل مخارج القنوات الرئيسية ومداخل القنوات الجانبية الرئيسية.
التركيب: تركيب مستشعر مقياس تدفق الرادار على هيكل ثابت فوق القناة، مع التأكد من توجيهه عموديًا نحو سطح الماء. (تركيب الألواح الشمسية والبطاريات ووحدات نقل البيانات المصاحبة (RTUs)).

المعايرة: إدخال معلمات هندسية دقيقة للمقطع العرضي للقناة (العرض، الميل، إلخ). تقوم الخوارزمية المدمجة في الجهاز بإكمال معايرة نموذج الحساب تلقائيًا.

تكامل المنصة: يتم نقل البيانات إلى منصة إدارة موارد المياه المركزية التابعة لهيئة الري الوطنية وشاشات المراقبة في المكاتب الإقليمية، ويتم عرضها على شكل رسوم بيانية وخرائط مرئية.

رابعاً: نتائج التطبيق وقيمته
أدى إدخال عدادات تدفق الرادار إلى نتائج مهمة:
تحسين كفاءة استخدام المياه:
يستطيع المديرون التحكم بدقة في فتح البوابات بناءً على بيانات التدفق في الوقت الفعلي، وتخصيص المياه لمناطق مختلفة حسب الحاجة، مما يقلل الهدر الناتج عن التقديرات غير الدقيقة. وتشير البيانات الأولية إلى زيادة كفاءة استخدام مياه الري بنسبة تتراوح بين 15 و20% تقريبًا في المناطق التجريبية.
اتخاذ القرارات العلمية والآلية:
خلال موسم الجفاف، يتيح النظام مراقبة دقيقة وتخصيص موارد المياه المحدودة

عدادات تدفق الرادار الهيدرولوجي في أنظمة الري الزراعي الفلبينية
إعطاء الأولوية للمناطق الحيوية. في موسم الأمطار، تساعد البيانات الآنية في التحذير من مخاطر فيضان القنوات المحتملة، مما يتيح إدارة أكثر استباقية للمياه.
تقليل النزاعات وتعزيز العدالة:
ساهم "الاعتماد على البيانات" في جعل توزيع المياه بين المزارعين في المناطق العليا والسفلى أكثر شفافية وعدالة، مما قلل بشكل ملحوظ من النزاعات المائية السابقة. ويمكن للمزارعين الوصول إلى معلومات تخصيص المياه عبر تطبيقات الهاتف المحمول أو النشرات البلدية، مما يعزز ثقة المجتمع.
انخفاض تكاليف التشغيل والصيانة:
يُتيح الاستغناء عن عمليات الفحص والقياس اليدوية المتكررة للمديرين التركيز على اتخاذ القرارات الأساسية. كما تُساهم متانة المعدات بشكل كبير في تقليل تكاليف الصيانة طويلة الأجل وفترات التوقف عن العمل.
تخطيط البنية التحتية القائم على البيانات:
توفر بيانات التدفق المتراكمة على المدى الطويل أساسًا علميًا قيّمًا لتحديثات أنظمة الري المستقبلية وتوسيعها وإعادة تأهيلها.

خامساً: التحديات والتوقعات المستقبلية
على الرغم من نجاح المشروع، واجه تنفيذه تحدياتٍ مثل ارتفاع تكلفة الاستثمار الأولي في المعدات وعدم استقرار تغطية الشبكة في المناطق النائية. وتشمل توجهات التطوير المستقبلية ما يلي:
توسيع نطاق التغطية: تكرار التجربة الناجحة في المزيد من أنظمة الري في جميع أنحاء الفلبين.
دمج البيانات المناخية: الجمع بين بيانات التدفق وتوقعات الطقس لبناء أنظمة جدولة الري "التنبؤية" الأكثر ذكاءً.
تحليل الذكاء الاصطناعي: استخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحليل البيانات التاريخية، وتحسين نماذج توزيع المياه، وتحقيق جدولة مؤتمتة بالكامل.
خاتمة
من خلال تطبيق عدادات تدفق المياه الرادارية الهيدرولوجية، نجحت الفلبين في نقل إدارة الري الزراعي التقليدية إلى العصر الرقمي. تُظهر هذه الحالة أن الاستثمار في تكنولوجيا رصد هيدرولوجية متطورة وموثوقة وقابلة للتكيف يُعد خطوة أساسية نحو تعزيز مرونة وإنتاجية الزراعة في مواجهة تحديات المناخ وضغوط الأمن الغذائي. كما تُوفر مسارًا قابلًا للتطبيق لتحديث إدارة موارد المياه، ليس فقط في الفلبين، بل أيضًا في البلدان النامية الأخرى التي تواجه ظروفًا مماثلة.

مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 وGPRS و4G وWIFI وLORA وLORAWAN

للحصول على مزيد من المعلومات حول مستشعرات الرادار،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com

الهاتف: +86-15210548582