عدادات تدفق الرادار الهيدرولوجية في أنظمة الري الزراعية الفلبينية

خلاصة
تستكشف دراسة الحالة هذه كيفية معالجة الفلبين للتحديات الجوهرية في إدارة موارد المياه الزراعية من خلال نشر عدادات تدفق رادارية هيدرولوجية غير تلامسية. في مواجهة التقلبات الشديدة في حجم المياه نتيجةً لمناخ الرياح الموسمية، وعدم كفاءة أساليب القياس التقليدية، وضعف دقة البيانات، قامت الإدارة الوطنية للري في الفلبين، بالتعاون مع الحكومات المحلية، بإدخال تقنية متطورة لرصد تدفق المياه بالرادار في أنظمة قنوات الري في المناطق الرئيسية المنتجة للأرز. وقد أثبتت التجربة أن هذه التقنية تُحسّن بشكل كبير كفاءة ودقة وعدالة توزيع موارد المياه، مما يوفر دعمًا بياناتيًا بالغ الأهمية للأمن الغذائي في البلاد والزراعة المقاومة لتغير المناخ.

أولا: خلفية المشروع: التحديات والفرص
تعتمد الزراعة في الفلبين، وخاصةً زراعة الأرز، اعتمادًا كبيرًا على أنظمة الري. ومع ذلك، واجهت إدارة موارد المياه في البلاد تحدياتٍ جسيمة منذ فترة طويلة:
الخصائص المناخية: تتسبب الفصول الرطبة (Habagat) والجافة (Amihan) المميزة في حدوث اختلافات كبيرة في تدفق الأنهار والقنوات على مدار العام، مما يجعل المراقبة المستمرة والدقيقة صعبة باستخدام مقاييس التدفق التقليدية.
قيود البنية التحتية: العديد من قنوات الري ترابية أو مبطنة ببساطة. يتطلب تركيب أجهزة استشعار التلامس (مثل عدادات التدفق بالموجات فوق الصوتية أو دوبلر) تعديلات هندسية، وهو عرضة للترسب، ونمو النباتات المائية، وأضرار الفيضانات، ويستلزم تكاليف صيانة عالية.
احتياجات البيانات: لتحقيق الري الدقيق والتوزيع العادل للمياه، يحتاج مديرو الري إلى بيانات موثوقة وفي الوقت الفعلي عن بعد حول حجم المياه لاتخاذ القرارات السريعة والحد من الهدر والنزاعات بين المزارعين.
الموارد البشرية والقيود: القياس اليدوي يستغرق وقتا طويلا، ويحتاج إلى عمالة مكثفة، وعرضة للخطأ البشري، ويصعب تنفيذه في المناطق النائية.
ولمعالجة هذه القضايا، أعطت الحكومة الفلبينية الأولوية لتطبيق معدات الرصد الهيدرولوجي عالية التقنية في "برنامج تحديث الري الوطني".

الحل التقني الثاني: عدادات تدفق الرادار الهيدرولوجية
برزت عدادات تدفق الرادار الهيدرولوجية كحل مثالي. تعمل هذه العدادات عن طريق إرسال موجات رادارية نحو سطح الماء واستقبال إشارة العودة. باستخدام تأثير دوبلر لقياس سرعة تدفق السطح ومبادئ تحديد المدى الراداري لقياس مستوى الماء بدقة، تحسب هذه العدادات معدلات التدفق الآنية تلقائيًا بناءً على الشكل المقطعي المعروف للقناة.
تشمل المزايا الأساسية ما يلي:
القياس بدون تلامس: يتم تركيبه على الجسور أو الهياكل فوق القناة، دون أن يكون على اتصال بالمياه، مما يتجنب تمامًا مشاكل مثل الطمي، وتأثير الحطام، والتآكل - وهو مناسب للغاية لظروف الري في الفلبين.
دقة وموثوقية عالية: لا تتأثر بدرجة حرارة الماء أو الجودة أو محتوى الرواسب، مما يوفر بيانات مستمرة ومستقرة.
صيانة منخفضة وعمر طويل: لا توجد أجزاء مغمورة، ولا تتطلب أي صيانة تقريبًا، ولها عمر خدمة طويل.
التكامل والنقل عن بعد: يمكن دمجه بسهولة مع أنظمة الطاقة الشمسية ووحدات النقل اللاسلكية (على سبيل المثال، 4G/5G أو LoRaWAN) لإرسال البيانات في الوقت الفعلي إلى منصة إدارة قائمة على السحابة.

ثالثًا: التنفيذ والنشر
مواقع المشروع: منطقة لوزون الوسطى ومنطقة وادي كاجايان في جزيرة لوزون (مخازن الأرز الرئيسية في الفلبين).
الوكالات المنفذة: المكاتب المحلية للإدارة الوطنية للري الفلبينية (NIA) بالشراكة مع مقدمي التكنولوجيا.
عملية النشر:
مسح الموقع: اختيار العقد الرئيسية في نظام الري، مثل نقاط التوزيع من القنوات الرئيسية والمنافذ إلى القنوات الجانبية الرئيسية.
التركيب: تركيب مستشعر تدفق الرادار على هيكل مستقر فوق القناة، مع التأكد من أنه يشير عموديا نحو سطح الماء. (تركيب الألواح الشمسية المصاحبة والبطاريات ووحدات نقل البيانات (RTUs)).

المعايرة: إدخال معلمات هندسية دقيقة لمقطع القناة (العرض، الانحدار، إلخ). تُكمل الخوارزمية المدمجة في الجهاز معايرة نموذج الحساب تلقائيًا.

تكامل المنصة: يتم نقل البيانات إلى منصة إدارة الموارد المائية المركزية التابعة للهيئة الوطنية للإدارة وشاشات المراقبة في المكاتب الإقليمية، ويتم تقديمها على شكل مخططات وخرائط مرئية.

رابعًا: نتائج التطبيق وقيمته
لقد أدى إدخال أجهزة قياس تدفق الرادار إلى نتائج مهمة:
تحسين كفاءة استخدام المياه:
يمكن للمديرين التحكم بدقة في فتحات البوابات بناءً على بيانات التدفق اللحظية، مما يُمكّنهم من توزيع المياه على مناطق مختلفة حسب الطلب، مما يُقلل من الهدر الناتج عن التقديرات غير الدقيقة. تُظهر البيانات الأولية ارتفاع كفاءة استخدام مياه الري بنسبة تقارب 15-20% في المناطق التجريبية.
اتخاذ القرارات العلمية والآلية:
خلال موسم الجفاف، يتيح النظام مراقبة دقيقة وتخصيص موارد المياه المحدودة

عدادات تدفق الرادار الهيدرولوجية في أنظمة الري الزراعية الفلبينية
إعطاء الأولوية للمناطق الحرجة. خلال موسم الأمطار، تساعد البيانات الآنية في التحذير من مخاطر فيضان القناة المحتملة، مما يتيح إدارة أكثر استباقية للمياه.
تقليل النزاعات وتعزيز المساواة:
جعل "إتاحة البيانات تتحدث" توزيع المياه بين المزارعين في أعلى النهر وأسفله أكثر شفافيةً وإنصافًا، مما قلل بشكل كبير من النزاعات التاريخية على المياه. يمكن للمزارعين الوصول إلى معلومات تخصيص المياه عبر تطبيقات الهاتف المحمول أو نشرات البلديات، مما يعزز ثقة المجتمع.
انخفاض تكاليف التشغيل والصيانة:
يتيح الاستغناء عن عمليات التفتيش والقياس اليدوية المتكررة للمديرين التركيز على اتخاذ القرارات الأساسية. كما أن متانة المعدات تُقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة طويلة الأمد ووقت التوقف عن العمل.
تخطيط البنية التحتية المعتمدة على البيانات:
توفر بيانات التدفق المتراكمة على المدى الطويل أساسًا علميًا قيمًا لترقيات أنظمة الري وتوسيعها وإعادة تأهيلها في المستقبل.

خامسًا: التحديات والتوقعات المستقبلية
على الرغم من نجاح المشروع، واجه تنفيذه تحدياتٍ مثل ارتفاع تكلفة المعدات الأولية وعدم استقرار تغطية الشبكة في المناطق النائية. تشمل اتجاهات التطوير المستقبلية ما يلي:
توسيع التغطية: تكرار التجربة الناجحة في المزيد من أنظمة الري في جميع أنحاء الفلبين.
دمج البيانات الجوية: 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 الجدولة الآلية بالكامل.
خاتمة
من خلال تطبيق عدادات تدفق الرادار الهيدرولوجي، نجحت الفلبين في نقل إدارة الري الزراعي التقليدية إلى العصر الرقمي. تُبيّن هذه الحالة أن الاستثمار في تقنيات الرصد الهيدرولوجي المتقدمة والموثوقة والقابلة للتكيف يُعدّ خطوةً أساسيةً نحو تعزيز مرونة القطاع الزراعي وإنتاجيته في مواجهة تحديات المناخ وضغوط الأمن الغذائي. كما تُتيح مسارًا قابلًا للتكرار لتحديث إدارة الموارد المائية، ليس فقط للفلبين، بل أيضًا للدول النامية الأخرى ذات الظروف المماثلة.

مجموعة كاملة من الخوادم ووحدة البرامج اللاسلكية، تدعم RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

لمزيد من المعلومات حول مستشعر الرادار،

يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

موقع الشركة:www.hondetechco.com

هاتف: +86-15210548582