تحسين التحكم في قنوات قفل وتوزيع المياه :

إن عملية التحكم في القنوات تشمل جانبين أساسيين هما :

-  التحكم في مناسيب المياه بالقنوات .

-  التحكم في التدفق داخل القنوات .

وعليه فان التحكم في مناسيب المياه بالقنوات يتطلب أولاً تطوير أساليب رصد هذه المناسيب ونقل المعلومة بأسرع فرصة لمركز التحكم . وتعتمد الأساليب المتبعة على القراءة اليومية بواسطة خفراء القنوات ونقل المعلومة للمركز بأساليب تقليدية أفضلها التلفون إذا وجد ، وهناك أساليب رصد للمناسيب من البعد وإرسال المعلومة للمركز بواسطة أجهزة لاسلكية تقوم بتسجيل المعلومة وإرسالها للمركز فوراً وهناك أساليب اكثر تطويراً باستخدام الأقمار الصناعية والشهب لنقل المعلومة للمركز مما يساعد كثيراً على التحكم في القنوات . لقد أدخلت في الكثير من شبكات الري طرق رصد ونقل المعلومة من البعد ، مما ساعد في تطوير التحكم في مناسيب الأنهر والقنوات .

أما أساليب التحكم في التدفق التقليدي فهي تعتمد على مناسيب المياه خلف نقاط التحكم أى أنها تعتمد على الوارد من المياه (على العرض) ، أما الأساليب الحديثة والتي طورت في فرنسا فهي تعتمد على التحكم من خلال مناسيب الأمام اى عن طريق الطلب وهى منظمات جيدة ومتطورة تعمل أوتوماتيكيا وتقوم بتنظيم التدفق للأمام حسب الطلب ، وهذا يعني تمرير كميات المياه المطلوبة دون زيادة أو نقصان .

هناك بعض شبكات الري المفتوحة التي يمكن أتمتة بعض جوانبها. أولى وسائل التحكم في هذه الشبكات يمكن أن يكون من خلال التحكم في المضخات المغذية لهذه الشبكات .

أما القنوات التي تتغذى من خزانات مائية بواسطة الراحة  (Gravity) أو الانسياب الطبيعي فيمكن التحكم في تدفقاته من خلال التحكم في منسوب المياه داخل الخزانات التي تغذي هذه القنوات ، ويتم ذلك عبر فتح أبواب مأخذ القنوات بإبقاء منسوب المياه في الخزان ثابتاً ، فكلما زاد التدفق من الأحباس العليا وارتفع منسوب المياه تنفتح أبواب مأخذ القنوات أوتوماتيكيا للمحافظة على المنسوب في الخزان . يتم ذلك عبر عوامات وأوزان ثقيلة لتحريك أبواب المأخذ. إن هذه الطريقة في التحكم لا تناسب طلبات المياه المتغيرة خلال فترات زمنية بسيطة ولكنها تعتبر جيدة وتناسب التدفقات الثابتة لفترات طويلة.

هناك وسيلة أخرى لأتمتة القنوات المفتوحة بواسطة تثبيت المنسوب الأمامي لمأخذ القناة  (Downstream level)  ويتم ذلك أيضاً عبر عوامات وأوزان ثقيلة  (Floats & Weights)  وبهذه الطريقة يمكن أتمتة تدفقات القناة ومقابلة كاملة المتطلبات المائية حتى المتغيرة منها في كل حبس في القناة ، وتعتبر هذه الطريقة تقليدية مقارنة بالطرق الأخرى المتطورة ولكن لها العديد من المزايا مقارنة بطريقة التحكم اليدوي للقنوات ، كما أنها قد تكون أفضل من طريقة التحكم بواسطة المنسوب الخلفي للمياه   (upstream level) . تعمل القنوات المفتوحة المتحكم فيها بهذه الطريقة، مثل شبكة الأنابيب المتحكم فيها بواسطة الضغط والتي سبق التعرض لها .  ولهذا فهي يمكن أن تلبي طلبات مياه متغيرة ولكنها ليست مرنة التشغيل مثل شبكة الأنابيب . إن التحكم الآلي للتدفقات يتم كلما انخفض منسوب المياه في نقطة معينة أمام المأخذ وتمر موجة المياه عبر المأخذ وفقاً لسرعة انخفاض منسوب المياه في هذه النقطة المعينة . لهذا فقد يكون هناك تأخير في التدفق إذا تأخر وصول المياه للمأخذ مما يستوجب توسيع القنوات لاستيعاب هذه الحالات ، عندما لا يكون هناك سحب للمياه تصبح القنوات سلسلة من الخزانات ذات مستوى ثابت ، ولهذا فلابد من مراعاة ذلك عند تصميم القنوات.

إن أبواب القنوات التي يتم فيها التحكم من خلال المنسوب الأمامي تسمح بتدفق المياه في قنوات جانبية بإستخدام نظام مناسب حيث أنها تعمل حسب منسوب ثابت يضمن تدفق الكميات المطلوبة من المياه في كل القنوات الجانبية دون أن يؤثر التدفق في أي قناة جانبية على التدفق في القنوات الأخرى.

هناك طريقة أخرى متطورة للتحكم في القنوات يتم التحكم فيها بواسطة أجهزة إرسال   (Transmitters)  كهربائية توضع في مناسيب مختلفة ، وتشغيل هذا النظام يحتاج إلى أجهزة لإرسال البيانات المطلوبة عن المناسيب والبيانات الأخرى.

يتميز هذا النظام عن الأنظمة الأخرى  للتحكم في القنوات المطلوبة في التدفق لارتباطها بالتوصيل الكهربائي لجهاز الإرسال ، ولكن هذا النظام ليس بصلابة النظم الأخرى لحساسيته الشديدة وقابليته للتلف أكثر من الأجهزة الأخرى.

إن التطور المتسارع لأجهزة الكمبيوتر قد فتح الباب واسعاً لأتمتة أجهزة الري المختلفة. إن أول مميزات الحاسوب هو إمكانية حساب الاحتياجات المائية مقدماً بدقة شديدة وعمل برامج متكاملة لجدولة الري وتشغيل المعدات للإيفاء بهذه الجدولة وتأكيد التدفقات المطلوبة والمحافظة على مناسيب المياه المحددة وهذا يمكن تطبيقه في القنوات المفتوحة وشبكات الأنابيب ، كما أنه باستخدام هذه الأجهزة الحاسبة يمكن تحديد طريقة التشغيل الملائمة لمأخذ القنوات بسرعة هائلة وفي فترة زمنية قصيرة للغاية، كما يمكن وضع برامج تقوم بموجبها أجهزة الحاسوب نفسها بعملية بدء تشغيله وإيقافه وتغير نمطه ، أي التحكم الكامل في عملية التشغيل أوتوماتيكيا وهذا يعتبر تقدماً مهولاً في عملية أتمتة أجهزة الري في القنوات المفتوحة ويمكن اختيار الطريقة الملائمة حسب أهمية القناة واقتصاديات المشروع المعين.

إن مميزات استخدام الحاسوب في أتمتة القنوات المفتوحة متعددة ، منها إمكانية إرسال الإشارات إلى أجهزة القنوات وتشغيلها من البعد والتعرف على التدفق ومناسيب المياه في كل نقطة تحكم. كما يمكن الإعداد المسبق لبرنامج فتح وقفل أبواب مأخذ القنوات لضمان توفير المتطلبات المائية ، كما أنه باستخدام الحاسوب قد لا تكون هناك حاجة للمحافظة على مناسيب عالية في القنوات مما يقلل من مخاطر كسر جسور القنوات وعدم تعرض الأجهزة لحمولات زائدة والتعويض عن التسرب الذي قد يحدث في القنوات ،  ولكن أهم مميزات استخدام الحاسوب للتحكم في القنوات المفتوحة هو إمكانية تشغيل الشبكة بناء على معطيات دقيقة عن مناسيب وتدفقات المياه في كل النقاط المعينة.   كما أن استعمال هذه الأجهزة  يقلل من الصيانة اللازمة للأبواب مقارنة بأساليب التحكم الكهربائية والميكانيكية.

إن إدخال أنظم التحكم الآلي في شبكات الري القديمة القائمة قد يكون معقداً بعض الشيء . هناك العديد من الدول في العالم ذات خبرة عريقة في نظم الري التقليدية السطحية ولكنها تقوم حالياً بتطوير شبكات الري إذ لم يعد من الممكن أو المقبول الاستمرار في هذه النظم التقليدية والمعتمدة على الري المستمر ليل نهار طوال الأربعة والعشرين ساعة ، وقد أصبح من الضروري تبني طرق ري أخرى أكثر ملائمة مع المحافظة على المنشآت المائية القائمة.

إن إقامة بوابات للمنشآت القائمة تعمل أوتوماتيكيا حسب مناسيب المياه خلف المنشآت يحسن من أداء المنشآت ويقلل من الحاجة  للعمالة مع احتمال أن يؤدي وضع هذه الأبواب إلى فقد في فرق التوازن وهذا يتطلب بالضرورة إعادة النظر في المناسيب. إن إدخال الاتمتة في شبكات الري السطحي التقليدية القائمة عن طريق التحكم في المناسيب أمام المنشآت قد لا يكون سهلاً في كثير من الأحوال نسبة لضخامة الإنشاءات الهندسية الإضافية اللازمة لذلك وخاصة في جسور القنوات وضرورة رفع مناسيبها بالإضافة إلى أن انحدار القنوات قد لا يناسب تطبيق هذه التقانة ، كما أن رفع المناسيب قد يتعارض مع بعض المنشآت الأخرى على القناة من معايير وخلافه.

إن أهم المشاكل التي يجب الانتباه إليها عند إدخال نظم الري الآلي في الشبكات القديمة القائمة هي أن عدد ساعات التشغيل ستقل عن ساعات العمل التي بموجبها تم تصميم القنوات في الأساس مما قد يؤدي إلى عدم إمكانية إيفاءها للمتطلبات المائية ، وخاصة في ذروة الاحتياجات المائية وهذا بالطبع يتطلب زيادة سعة القنوات ولكن باستخـدام الحاسوب ، كما سيرد لاحقاً قد يكون من الممكن تجاوز هذه المشكلة.