Dams water all papers علمي by Raya Al-Dobouni

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫اللجنة العلمية‬ ‫أ‪.‬د‪ .‬محمد طيب الليلة‬

‫رئيسا‬

‫أ‪.‬د‪ .‬صباح محمد جميل‬

‫عضو‬

‫أ‪.‬د‪ .‬أحمد يسف حاجم‬

‫عضو‬

‫أ‪.‬د‪ .‬سعد علي الطعان‬

‫عضو‬

‫أ‪.‬د‪ .‬خليل حسن سيد مرعي‬

‫عضو‬

‫أ‪.‬د‪ .‬عبد الحكيم حامد أحمد‬

‫عضو‬

‫أ‪.‬د‪ .‬باسل محمد سعيد‬

‫عضو‬

‫أ‪.‬د‪ .‬جاسم محمد عبد الجبار‬

‫عضو‬

‫أ‪.‬د‪ .‬باسل شكر محمود‬

‫عضو‬

‫أ‪.‬د‪ .‬برهان محمود العلي‬

‫عضو‬

‫أ‪.‬م‪.‬د‪ .‬علي حيدر سعد الجميل‬

‫عضو‬

‫أ‪.‬م‪.‬د‪ .‬قصي كمال الدين أألحمدي‬

‫عضو‬

‫أ‪.‬م‪.‬د‪ .‬رافد أحمد خليل‬

‫عضو‬

‫إعداد‬ ‫أ‪.‬د‪ .‬عبد الحكيم حامد أحمد‬

Dams and Water Resources Engineering And Environmental Engineering

‫الهندسة السدود والموارد المائية‬ ‫و‬ ‫هندسة البيئة‬

‫مؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫هندسة السدود والموارد المائية‬ ‫و‬

‫هندسة البيئة‬ ‫المحتويات‬ ‫تسلسل‬ ‫‪.1‬‬

‫‪.2‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫‪.4‬‬ ‫‪.5‬‬ ‫‪.4‬‬ ‫‪.7‬‬ ‫‪.8‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫‪.12‬‬ ‫‪.11‬‬

‫‪.12‬‬ ‫‪.13‬‬ ‫‪.14‬‬

‫ألعنوان‬ ‫التنبؤ بقيم تصاريف الزاب االسفل في شمال العراق باستخدام الشبكات العصبية‬ ‫ذات االنحدار العام‪GRNN‬‬ ‫تيمور عبدالمجيد آوجي‬ ‫تقييم النحر الموضعي مؤخر الهدارات ذات القمة المركبة‬ ‫إنعام علي قاسم الجمعة‬ ‫نور إدريس خطاب‬ ‫إزالة المغذيات من مياه الصرف الصحي الطبية باستخدام‬ ‫المفاعل الحيوي ذو األغشية الغاطسة‬ ‫ياسر ابراهيم جاسم‬ ‫طالب رشيد عباس‬ ‫محمد علي الهاشمي‬ ‫تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية والفسفور ونسبة التدوير في‬ ‫كفاءة المرشحات الحيوية ذات الوسط البالستيكي بإزالة المغذيات‬ ‫ايناس سمير محمود محمد الدباغ‬ ‫قصي كمال الدين األحمدي‬ ‫تقييم خصائص الرسوبيات ومنحني السعة لخزان سد الموصل – العراق‬ ‫د‪ .‬سفن كنتسون‬ ‫د‪ .‬نضير االنصاري‬ ‫عيسى الياس عيسى‬ ‫تقييم صالحية مياه وادي المر للري أسفل مشروع ري الجزيرة الشمالي ‪ /‬شمال‬ ‫العراق‬ ‫يسرى طه عبد الباقي‬ ‫علي محمد سليمان‬ ‫الخصائص الهيدروليكية للهدارات المقوسة ذات الحافة الحادة أو نصف الدائرية‬ ‫أحمد شهاب أحمد‬ ‫رعد هوبي إرزوقي‬ ‫دراسة المياه الجوفية في مناطق مختارة من محافظة نينوى وتقييمها للزراعة‬ ‫وليد محمد شيت العبدربه‬ ‫احمد خليل ابراهيم عبدالمحسن سعدهللا شهاب‬ ‫إزالة المعادن الثقيلة من مياه الفضالت الصناعية بالترسيب الكيمياوي‬ ‫يوسف صالح عيسى‬ ‫دريد فاضل احمد‬ ‫تأثير المجال المغناطيسي على بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه‬ ‫اإلسالة‪/‬الخزان‪/‬الجوفي وإمكانية االستفادة منها في مجاالت مختلفة‬ ‫أحالم زكي أمين‬ ‫تأثير تغيير وقت المكوث الهيدروليكي ودرجة حرارة الماء في كفاءة إزالة‬ ‫الملوثات العضوية وقيمة الرقم الهيدروجيني وتركيز األوكسجين المذاب في برك‬ ‫األكسدة المغطاة بنباتات عدس الماء‬ ‫زينة عامر إدريس أحمد الشريفي‬ ‫قصي كمال الدين األحمدي‬ ‫تأثير الطمر الصحي الهوائي والالهوائي للنفايات الصلبة البلدية وتدوير‬ ‫العصارة الناتجة على نوعيتها‬ ‫نادية افرام يعقوب الرحماني‬ ‫تأثير المجال المغناطيسي المسلط على أنبوب الري على تصريف المنقطات‬ ‫عزيزة علي محمد‬ ‫انمار عبد العزيز الطالب‬ ‫اعداد خارطة لشبكة بزل مغطى لمشروع ري الجزيرة الشمالي بإستخدام تقنيات‬ ‫الحاسوب‬ ‫هدى هاشم بدر‬ ‫نوال محمد ججو‬ ‫نجلى يونس عبدهللا‬

‫رقم‬ ‫ألصفحة‬ ‫‪1‬‬

‫‪9‬‬ ‫‪21‬‬ ‫‪33‬‬ ‫‪44‬‬ ‫‪53‬‬ ‫‪42‬‬ ‫‪74‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪122‬‬

‫‪114‬‬

‫‪132‬‬ ‫‪148‬‬ ‫‪141‬‬

... ‫ التنبؤ بقيم تصاريف الزاب االسفل في شمال العراق باستخدام الشبكات العصبية‬: ‫آوجي‬

‫التنبؤ بقيم تصاريف الزاب االسفل في شمال العراق باستخدام الشبكات العصبية‬ GRNN ‫ذات االنحدار العام‬ ‫تيمور عبدالمجيد آوجي‬ ‫ جامعة الموصل‬/‫ كلية الهندسة‬/ ‫قسم هندسة السدود والموارد المائية‬

‫الملخص‬ ‫ فهو يجهز نهر دجلة بحوالي‬.‫ان رافد الزاب االسفل يعتبر واحدا من الروافد المهمة لنهر دجلة في شمال العراق‬ ‫ تتوزع على‬0‫ كم‬00444 ‫ كم وتبلغ مساحة جابيته حوالي‬044 ‫ يبلغ طول الرافد حوالي‬.‫) من انتاجه السنوي‬%15.5( ‫ ان التنبؤ بقيم الجريان لهذا الرافد يعتبر من المسائل الضرورية في‬.‫االراضي االيرانية حيث المنبع واالراضي العراقية‬ ‫ في هذا‬.‫تشغيل سد دوكان الذي يقع على هذا الرافد بالنسبة لمواضيع درء الفيضان وكذلك ادارة المياه في فترات الجفاف‬ Generalized regression neural ‫البحث تم التحري وتقييم استخدام نموذج الشبكات العصبية ذات االنحدار العام‬ Artificial Neural Networks (ANNs) ‫ وهي احد انواع نماذج الشبكات العصبية االصطناعية‬networks ‫ تمت مقارنة نتائج النموذج المعتمد مع نموذج الشبكات العصبية االصطناعية من نوع‬.‫للتنبؤ بجريان نهر الزاب االسفل‬ ‫ ان اداء النماذج المعتمدة تغيرت مع تغير الحاالت المأخوذة‬.‫ االكثر شيوعا في العالم‬Feed forward ‫التغذية االمامية‬ ‫ كذلك‬.‫بنظر االعتبار ولكن مع ذلك بقيت نماذج الشبكات العصبية االصطناعية ذات التغذية االمامية هي االفضل اداء‬ ‫ فضال عن ذلك تمت دراسة اداء‬.‫تضمن البحث التحري عن جدوى اضافة دليل الشهر الى مدخالت النماذج المدروسة‬ .‫نماذج الشبكات العصبية االصطناعية في التنبؤ بالقيم العليا والصغرى لتصاريف النهر‬

Forecasting of Lesser Zab Discharges In Northern Iraq Using Generalized Regression Neural Networks (GRNN) Taymoor A. Awchi Dams & Water Res. Eng. Dept./College of Engineering/ University of Mosul/IRAQ Email: awchi2002@yahoo.co.in

Abstract The Lower Zab River is one of the main and most important tributaries of Tigris River in Northern Iraq region. It supplies Tigris River with more than 15.5% of its yield. The river is approximately 400 kilometers long and drains an area of 22,000 square kilometers. The forecasting of this river flows is very important in operation of existing Dokan Dam for flood mitigation and also in drought periods. The Generalized Regression Artificial Neural Network (GRNN) is investigated and evaluated for flow forecasting. The results of GRNN are compared to the results of the well-known Feedforward Neural Networks (FFNN). The performances of the networks are varied with different cases involved in the study, but generally, the FFNN was almost better than other networks. The effect of including a time index within the inputs of the networks is investigated. In addition, the performances of the ANNs are investigated in forecasting the maximum and minimum peaks of the river flow. Key Words: Forecasting, ANNs, River flow, Peak flow, Zab River

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫مقدمة ‪:‬‬ ‫ان تخمين قيم التصاريف المستقبلية لالنهار يعتبر من المواضيع المهمة في حقل الهيدرولوجي وهندسة الموارد‬ ‫المائية النها تؤثر بشكل مباشر في عملية تصميم وتشغيل الكثير من منشآت الموارد المائية مثل تصميم السدود والوقاية من‬ ‫الفيضان وتشغيل خزانات المياه وتوزيع مياه الشرب وتوليد الطاقة الكهربائية في الفترات الجافة والتخطيط للنقل النهري‪.‬‬ ‫لذا فان كمية المياه المجهزة من قبل اي نهر في المستقبل تعتبر من اهم مواضيع البحوث في حقل الهيدرولوجي‪.‬‬ ‫ذكر )‪ Besaw et al. (2010‬ان الطرق الحالية للتنبؤ بتصاريف االنهار تقع ضمن اربعة مجموعات وهي ‪ :‬الطرق‬ ‫المفاهيمية ‪ conceptual‬والطرق القياسية ‪ metric‬والطرق الفيزيائية ‪ physically-based‬والطرق المستوحاة من‬ ‫البيانات ‪ . data-driven‬وبسبب قلة المصادر الضرورية في عملية تطوير وتقييم الطرق الثالثة االولى اصبحت الطرق‬ ‫المستوحاة من البيانات الهيدرولوجية هي الطريقة التي اعتمدت بشكل واسع للتنبؤ بقيم التصاريف‪ ،‬وعلى الرغم من ان‬ ‫الطرق المستوحاة من البيانات عادة تتطلب نفس البيانات التي تتطلبها الطرق الثالثة المذكورة آنفا ولكنها تحتاج الى وقت‬ ‫اقل بكثير لصياغتها وهي مفيدة في تطبيقات الوقت الحقيقي ولها االمكانية لتوفير تنبؤات دقيقة للتصاريف المستقبلية‪.‬‬ ‫استخدم العديد من النماذج التصادفية للتنبؤ بقيم تصاريف االنهار في مجال التخطيط ألنظمة الموارد المائية‪ ،‬وضمن‬ ‫هذه الطرق الشائعة ماهي بسيطة مثل موديالت االنحدار الخطي البسيط والمتعدد ‪Multiple linear regression‬‬ ‫)‪ (MLR‬ونماذج االنحدار االلي )‪ Auto regression (AR‬ونماذج االنحدار االلي ذات المعدل المتحرك ‪ARMA‬‬ ‫ونماذج ‪ )ARMA with exogenous variable( ARMAX‬ونماذج ‪ ARMA‬و ‪ ARMAX‬مع معامالت زمنية‬ ‫(‪ )periodic parameters‬ونماذج ‪ ARIMA‬ونماذج الشبكات العصبية االصطناعية ‪ ANNs‬وفي كل هذه الطرق‬ ‫افترض وجود عالقة خطية بين المتغيرات الهيدرولوجية (‪.)Awchi and Srivastava, 2003‬‬ ‫ذكر )‪ Awchi and Srivastava (2009‬ان من صفات الشبكات العصبية االصطناعية الجاذبة قابليتها لتوصيف‬ ‫العالقة بين المدخالت والمخرجات لعملية معينة دون التدخل في معرفة العالقات الفيزيائية لها‪ ،‬وحتى لو كانت البيانات‬ ‫تحوي على بعض الضوضاء وبعض االخطاء فان للشبكات العصبية االصطناعية القدرة على التعرف على العالقة السائدة ‪.‬‬ ‫ان هذه الصفات تقترح بان تكون الشبكات العصبية االصطناعية مناسبة لحل مشاكل التخمين والتنبؤ في حقل الهيدرولوجي‪.‬‬ ‫ان نماذج الشبكات العصبية االصطناعية وبعدة اعتبارات تعد مشابهة لنماذج االنحدار في حقل الهيدرولوجي‪ ،‬عدا انها ال‬ ‫تحتاج الى تعريف العالقات بشكل رياضي‪ .‬فضال عن ذلك ‪ ،‬فانها تعتبر مرنة اكثر وذلك بسبب توفر الحرية في اختيار عدد‬ ‫الطبقات المخفية وعدد العصبونات المخفية في كل طبقة‪ .‬ان تركيب نماذج ‪ ANN‬يسمح للمعلومات بالتحرك في مسارات‬ ‫متعددة وآنية وذلك يوفر الفرصة لإلنجاز المتناظر ‪. Parallel implementation‬‬ ‫وضح )‪ Kiși (2004‬تطبيق نماذج ‪ ANN‬في التنبؤ بقيم معدالت التصاريف الشهرية حيث تمت مقارنة اداء نماذج‬ ‫‪ ANN‬مع نتائج نماذج )‪ ،Autoregressive (AR‬واوضحت النتائج ان تقنية ‪ ANN‬يمكن ان توفر بديال متفوقا على‬ ‫نموذج ‪ AR‬لتطوير نماذج محاكاة المدخالت والمخرجات ونماذج التنبؤ ‪ .‬وفي بحث آخر استعرض )‪ Kiși (2008‬نموذج‬ ‫افتراضي ‪ conjunction‬يعرف بـ ‪ Neurowavelets‬للتنبؤ بقيم التصاريف اليومية لنهر غير دائمي‪ .‬ان نماذج‬ ‫‪ Neurowavelet‬قد طور بالمزج بين اسلوبين وهما طريقة تحويل المويجات المنفصل واسلوب ‪ . ANN‬اظهرت النتائج‬ ‫ان هذه الطريقة قللت من نسبة الخطأ في التنبؤات وزادت من قيمة معامل الترابط بين القيم االصلية والمتوقعة مقارنة مع‬ ‫نماذج ‪.ANN‬‬ ‫يهدف البحث الحالي الى اختبار نماذج الشبكات العصبية االصطناعية ذات االنحدار العام ‪Generalized‬‬ ‫)‪ Regression Neural Networks (GRNN‬في عملية التنبؤ بقيم تصاريف نهر الزاب االسفل في منطقة شمال‬ ‫العراق‪ .‬تم استخدام بيانات التصاريف لعدة اشهر سابقة كمدخالت للنموذج واعتبر تصريف النهر للشهر الجاري كمخرجات‬ ‫للنموذج‪ .‬تطرق البحث كذلك الى اهمية اشراك معامل زمني ضمن المدخالت لتنمية قابلية التنبؤ للنموذج‪.‬‬

‫الشبكات العصبية ذات التغذية االمامية ‪FFNN‬‬ ‫يوضح الشكل (‪ )1‬بناء الشبكة العصبية ذات التغذية االمامية ويشير الى هيكلها وكذلك الى نظام االواصر بين‬ ‫عناصرها‪ .‬يتميز الهيكل عادة بعدد الطبقات وعدد العصبونات في كل طبقة‪ ،‬كما تتضمن الطبقات االنواع التالية‪ :‬طبقة‬ ‫االدخال وتتضمن عصبونات تسمى وحدات االدخال والتي تتعلق ببيانات المتغيرات المدخلة الى الشبكة ‪ .‬ان الوحدات‬ ‫االدخالية ال تقوم بتطوير البيانات ولكنها ببساطة تقوم بتوزيع المعلومات الى الوحدات االخرى‪ ،‬حيث ان الطبقة المخفية‬ ‫تحوي عصبونات تسمى بالعصبونات المخفية والتي ال يمكن رصدها بشكل مباشر وتوفر الخاصية الالخطية للشبكة وطبقة‬ ‫االخراج تحوي وحدات االخراج والتي تقوم بتوجيه القيم الممكنة او المقترحة التي يمكن تعيينها للحالة تحت الدراسة‪.‬‬

‫‪2‬‬

‫آوجي ‪ :‬التنبؤ بقيم تصاريف الزاب االسفل في شمال العراق باستخدام الشبكات العصبية ‪...‬‬

‫)‪(a‬‬

‫)‪(b‬‬

‫‪Oj‬‬

‫‪Output‬‬ ‫‪layer‬‬

‫‪bj‬‬ ‫‪Wn‬‬ ‫‪Xn‬‬

‫‪Hidden‬‬ ‫‪layer‬‬

‫‪W1‬‬ ‫‪X2‬‬

‫‪X1‬‬ ‫‪Wj,i‬‬

‫‪i‬‬

‫‪F : Activation Function‬‬

‫‪Input‬‬ ‫‪layer‬‬

‫شكل (‪ : )1‬شكل تخطيطي يوضح ‪:‬‬ ‫(أ) تركيب الشبكات العصبية ذات التغذية االمامية و (ب) احد العصبونات‬ ‫يعتبر تعيين القيم االبتدائية ألوزان االواصر وقيم العتبة عملية بالغة االهمية‪ ،‬فالتخمين االولي االقرب الى القيم‬ ‫المثلى ألوزان االواصر ي ساعد على تعليم اسرع للشبكة‪ .‬مع هذا فال توجد طريقة معينة لعمل تخمين اولي جيد لألوزان لذا‬ ‫فانها تعتمد على تعيين قيم ابتدائية عشوائية‪ .‬عندما تنتهي عملية التدريب ‪ ،‬يجب ان تثبت جميع االوزان‬ ‫(‪ . )Jain and Singh, 2003‬تدرب شبكات ‪ FFNN‬عادة باستخدام خوارزمية التدريب المسماة بطريقة االنتشار الخلفي‬ ‫‪ Back-propagation‬والتي هي نوع من تقنيات الهبوط اعتمادا على درجة االنحدار ‪ Gradient descent‬مع نشر‬ ‫الخطأ الخلفي وهي حاليا من اكثر الطرق شيوعا لتدريب الشبكات العصبية االصطناعية من نوع ‪ ،FFNN‬وهي طريقة‬ ‫نظامية لتدريب الشبكات العصبية متعددة الطبقات‪ ،‬تستخدم في هذه الطريقة مجموعة ازواج بيانات ادخال واخراج تسمى‬ ‫(‪ . )Patterns‬تغذى مجموعات بيانات االدخال الى الشبكة إلنتاج بيانات اخراج والتي تقارن مع القيم الحقيقية للمخرجات‬ ‫فاذا لم يكن هناك فروقات بين القيم الحقيقية للمخرجات والقيم الناتجة عن الشبكة عندها ال تحتاج الشبكة الى تدريب اضافي‬ ‫وبعكسه سوف تغير االوزان باتجاه الخلف ابتدا ّء من طبقة االخراج ثم الطبقة المخفية الى طبقة المدخالت ‪ .‬بما ان التدريب‬ ‫يستخدم بيانات اخراج حقيقية ‪ ،‬فان طريقة االنتشار الخلفي يشار اليها بطريقة تدريب بإشراف معلم ‪ .Supervised‬ان دالة‬ ‫االداء المثالية المستخدمة لتدريب الشبكات العصبية ذات التغذية االمامية هو معدل مجموع مربعات خطأ الشبكة‬ ‫)‬

‫)‪(1‬‬

‫(‬

‫∑‬

‫حيث ان ‪ Tj‬هو الهدف المبتغى و ‪ Oj‬هو الناتج الحقيقي عند وحدة االخراج ‪Awchi and Srivastava, ( j‬‬ ‫‪ .)2003‬استخدمت خوارزمية تدريب ‪ )Demuth and Beale, 2008( Levenberg-Marquardt‬في هذه الدراسة‬ ‫لتدريب شبكة ‪ FFNN‬والتي هي واحدة من اسرع خوارزميات التدريب وينصح بها لتدريب الشبكات الصغيرة والمتوسطة‬ ‫الحجم والتي تحوي على عدة مئات من االواصر‪.‬‬

‫الشبكات العصبية ذات االنحدار العام ‪GRNN‬‬ ‫هذا النوع من الشبكات والذي اقترح من قبل )‪ Specht (1991‬ال يحتاج الى عملية متكررة كما هي الحال في‬ ‫طريقة االنتشار الخلفي وهي تقوم بتقريب العالقة الي دالة بين متجهات المدخالت والمخرجات وتقوم بتخمين قيم‬ ‫المخرجات مباشرة من بيانات التدريب ‪ .‬واكثر من هذا فهي متماسكة بمعنى انه عندما تصبح مجموعة بيانات التدريب‬ ‫كبيرة فان الخطأ في التخمين يقترب من الصفر مع محددات طفيفة فقط على الدالة‪ .‬ان شبكة ‪ GRNN‬تتكون من اربعة‬ ‫طبقات‪ ،‬الطبقة االولى هي طبقة االدخال والطبقة الثانية تحوي وحدات االمثلة‪ ،‬ومخرجات هذه الطبقة تمر الى مجموع‬ ‫الوحدات في الطبقة الثالثة‪ ،‬والطبقة الرابعة تغطي وحدات االخراج (‪.)Cigizoglu, 2005‬‬

‫‪3‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫موقع الدراسة وجمع البيانات‬ ‫يتعامل البحث مع بيانات التصاريف الشهرية المرصودة اعلى سد دوكان (الداخلة الى البحيرة) على نهر الزاب‬ ‫االسفل في شمال العراق‪ .‬ينبع نهر الزاب االسفل من االراضي االيرانية والتي تضم ‪ 0555‬كم‪ 2‬من مساحة جابية النهر‬ ‫والمتبقي منها وهي بحدود ‪ 10555‬كم‪ 2‬تقع في االراضي العراقية‪ .‬يجري هذا النهر ‪ 005‬كم في شمال غرب ايران وشمال‬ ‫شرق العراق قبل ان يلتقي نهر دجلة بحدود ‪ 105‬كم جنوب مدينة الموصل (‪)ESCWA-BGR Cooperation, 2012‬‬ ‫والشكل (‪ )2‬يبين موقع منطقة الدراسة‪ .‬البيانات المتوفرة هي بيانات التصاريف الشهرية التي تم جمعها للفترة من كانون‬ ‫الثاني ‪ 1121‬ولغاية شهر ايلول ‪ 1111‬والتي تتضمن ‪ 310‬شهر‪.‬‬ ‫‪Turkey‬‬

‫‪Syria‬‬

‫‪Upper Zab‬‬ ‫‪Dokan‬‬

‫‪Mosul‬‬

‫‪Iran‬‬ ‫‪Iraq‬‬

‫‪Lower Zab‬‬

‫‪Tigris‬‬ ‫‪River‬‬

‫الشكل (‪ : )2‬منطقة الدراسة والتي تتضمن محطة رصد دوكان في شمال العراق‬ ‫يتطلب استخدام تقنية الشبكات العصبية االصطناعية تقسيم البيانات الى مجموعتين؛ المجموعة االولى تستخدم‬ ‫للتدريب ( والتي تسمى مجموعة بيانات التدريب) والمجموعة الثانية تستخدم لتقييم نتائج الشبكة (وهي تسمى مجموعة‬ ‫بيانات التقييم)‪ .‬ان مجموعة البيانات المثالية التي يمكن استخدامها مع الشبكات العصبية االصطناعية يجب ان تمثل احتمالية‬ ‫الحدوث الكاملة لبيانات االدخال وان تسهل تمثيل العملية الالخطية الجارية‪ ،‬كذلك احتواء البيانات على مجموعات غير‬ ‫ضرورية قد يبطئ من تدريب الشبكة وعلى العكس يكون التدريب ضعيفا نتيجة قلة البيانات المستخدمة في التدريب‪.‬‬ ‫يفضل عادة ان تكون مجموعة بيانات التدريب حاوية على القيم العظمى والصغرى والتي تساعد الشبكة في عملية‬ ‫االقحام ‪ interpolation‬وعملية التنبؤ ضمن هذين القيمتين ألنه من المعروف ان الشبكات العصبية االصطناعية ضعيفة‬ ‫القابلية في مجال التقدير االستقرائي ‪ .extrapolation‬بعد فحص مجموعة البيانات تبين ان القيم العظمى والصغرى تقع‬ ‫بعد الربع االول من البيانات لذا تقرر استخدام بيانات التصاريف لألشهر ‪ 1‬الى ‪ %21( 210‬من البيانات المتوفرة)‬ ‫لمجموعة بيانات التقييم وبيانات االشهر ‪ 212‬الى ‪ 155( 310‬قيمة تمثل ‪ %02‬من البيانات) كمجموعة بيانات تدريب‪.‬‬ ‫والجدول (‪ )1‬يبين مجموعة احصائيات عن البيانات الكاملة وبيانات التدريب وبيانات التقييم لتصاريف نهر الزاب االسفل‪.‬‬ ‫جدول (‪ : )1‬مجموعة احصائيات بيانات التصاريف الشهرية لنهر الزاب االسفل في محطة دوكان (م‪/0‬ثا)‬ ‫‪Validation‬‬ ‫‪data set‬‬ ‫‪66‬‬ ‫‪2403‬‬ ‫‪500.4‬‬ ‫‪334‬‬ ‫‪2337‬‬ ‫‪462‬‬ ‫‪1.52‬‬ ‫‪0.73‬‬ ‫‪0.352‬‬ ‫‪-0.019‬‬

‫‪Whole‬‬ ‫‪data set‬‬ ‫‪29‬‬ ‫‪4135‬‬ ‫‪527.5‬‬ ‫‪319‬‬ ‫‪4106‬‬ ‫‪534.7‬‬ ‫‪2.499‬‬ ‫‪0.693‬‬ ‫‪0.341‬‬ ‫‪0.052‬‬

‫‪Training‬‬ ‫‪data set‬‬ ‫‪29‬‬ ‫‪4135‬‬ ‫‪537‬‬ ‫‪315‬‬ ‫‪4106‬‬ ‫‪558.3‬‬ ‫‪2.66‬‬ ‫‪0.683‬‬ ‫‪0.336‬‬ ‫‪0.066‬‬

‫‪4‬‬

‫‪Statistics‬‬ ‫‪Minimum‬‬ ‫‪Maximum‬‬ ‫‪Mean‬‬ ‫‪Median‬‬ ‫‪Range‬‬ ‫‪S. deviation‬‬ ‫‪Skewness‬‬ ‫‪Lag1‬‬ ‫‪Lag2‬‬ ‫‪Lag3‬‬

‫آوجي ‪ :‬التنبؤ بقيم تصاريف الزاب االسفل في شمال العراق باستخدام الشبكات العصبية ‪...‬‬ ‫تم في هذا البحث استخدام نوعين مختلفين من الشبكات العصبية االصطناعية وهما شبكات ‪ FFNN‬وشبكات‬ ‫‪ . GRNN‬ولتدريب وتقييم نتائج الشبكات العصبية لكل نوع تم كتابة برنامج بلغة ‪ Matlab‬وباستخدام صندوق العدد‬ ‫‪ toolbox‬الخاصة بالشبكات العصبية المرفق ببرنامج ‪.Matlab R2010‬‬ ‫ان البيانات التاريخية لتصاريف نهر الزاب االسفل اظهرت التواء ‪ Skewness‬موجبا بمقدار ‪ 2.211‬فضال عن ذلك‬ ‫فان فحص االرتباط االلي اظهرت ثباتا ضعيفا ‪ )lag1=0.693, lag2=0.341, lag3=0.052( Persistence‬والجدول‬ ‫اعاله يوضح ان القيم العظمى والصغرى لبيانات التقييم تقع ضمن مدى البيانات المخصصة للتدريب وهذه تساعد الشبكة‬ ‫على ابداء اداء وتنبؤ افضل‪.‬‬

‫استخدام تقنية ‪ ANN‬في التنبؤ بتصاريف نهر الزاب االسفل‬ ‫من اجل تحسين عملية التدريب وتحسين كفاءة اداء الشبكات العصبية االصطناعية يجب اتخاذ خطوة معينة قبل‬ ‫عملية التدريب‪ ،‬فمن المفيد عادة ان يتم تحويل بيانات االدخال واالخراج بحيث تكون محصورة ضمن نطاق معين‪.‬‬ ‫في هذا البحث تم تحويل وحصر البيانات بين قيمتي ‪ 1-‬و ‪ 1+‬وحسب المعادلة الموضحة ادناه‪:‬‬ ‫)‪(2‬‬ ‫حيث ان ‪ Zt‬هي قيم التصاريف المعايرة ‪ Standardized‬والتي تقع في المدى (‪ 1-‬و ‪ Qt ،)1+‬هي التصاريف‬ ‫الشهرية‪ Qmax ،‬و‪ Qmin‬هي اعلى وادنى قيم تصريف ضمن البيانات على التوالي (‪.)Demuth and Beale, 2008‬‬ ‫بعد انجاز عملية التدريب يختبر النموذج المتدرب الى عملية تقييم باستخدام مجموعة المعايرة‪.‬‬ ‫ان مدخالت الشبكات العصبية هي تصاريف النهر لالشهر السابقة والمخرجات هي تصريف النهر للشهر الجاري‬ ‫)‪ . (t‬تم اختيار ‪ 1‬تركيبات لمدخالت الشبكة وهي‪ Qt-1 )2( Qt-1 )1( :‬و ‪ Qt-1 )0( Qt-2‬و ‪ Qt-2‬و ‪ Qt-1 )2( Qt-3‬و‬ ‫‪ Qt-2‬و ‪ Qt-3‬و ‪ Qt-1 )0( Qt-4‬و ‪ Qt-2‬و ‪ Qt-3‬و ‪ Qt-4‬و‪ Qt-1 )1( Qt-5‬و ‪ Qt-2‬و ‪ Qt-3‬و ‪ Qt-4‬و ‪ Qt-5‬و ‪.Qt-6‬‬ ‫اختبر تأثير عامل الزمن على اداء الشبكات العصبية (‪ )Awchi, 2007; Kiși, 2008‬بإضافة دليل زمني ‪ ‬لكل‬ ‫تركيبة مدخالت الى الشبكة ‪ .‬ان الدليل ‪ ‬يشير الى رقم الشهر وهو يحمل االرقام ‪ 1‬الى ‪ ،12‬اما بالنسبة لمخرجات الشبكة‬ ‫فقد كان التصريف للشهر الجاري (‪ )t‬ولكل التركيبات المستخدمة‪.‬‬ ‫اعتمدت ثالثة معايير لتقييم اداء الشبكات العصبية االصطناعية وهي معامل االرتباط )‪Correlation (R‬‬ ‫‪ coefficient‬ومعدل مربع الخطأ )‪ Mean square error (MSE‬والخطأ النسبي )‪ Relative Error (RE‬وباستخدام‬ ‫المعادالت التالية‪:‬‬ ‫)‪(3‬‬

‫̅‬

‫]‬

‫̅‬

‫∑[]‬

‫∑‬ ‫̅‬

‫∑[√‬

‫∑‬

‫)‪(4‬‬ ‫|‬

‫)‪(5‬‬

‫|‬

‫∑‬

‫حيث ان ‪ n‬يمثل عدد البيانات الموجودة ‪ Qt(obs) ،‬و )‪ Qt(com‬هي تصاريف النهر المرصودة والمحسوبة بواسطة‬ ‫نماذج الشبكات العصبية االصطناعية على التوالي‪ .‬اما )‪ Q(obs‬و )‪ Q(com‬فهي قيم المعدل الحسابي للتصاريف المرصودة‬ ‫والمحسوبة‪.‬‬ ‫الجدول (‪ )2‬يوضح قيم ‪ MSE‬و ‪ R‬لمجموعة بيانات التقييم ولكال نوعي الشبكات المستخدمة‪ .‬يتبين من الجدول ان‬ ‫اداء نماذج ‪ FFNN‬كان نوعا ما افضل من اداء شبكات ‪ GRNN‬علما ان هناك دراسة سابقة اكدت تفوق اداء شبكة‬ ‫‪ GRNN‬على شبكات ‪ FFNN‬في التنبؤ بتصاريف االنهار (‪ .)Kiși, 2008‬ان الدراسات السابقة اظهرت ان الشبكات‬ ‫العصبية من نوع ‪ FFNN‬ذات ثالث طبقات وباستخدام دالة تحويل من نوع ‪ Sigmoid‬يمكن ان تحاكي اي عالقة ال خطية‬ ‫متعددة المتغيرات (‪ .)Hsu et al., 1995‬بالنسبة للبحث الحالي فقد اوضحت النتائج ان معدل التصاريف المتنبأ بها كانت‬ ‫‪ %0.11‬و ‪ %1.1‬اعلى من معدالت البيانات المرصودة بالنسبة لشبكات ‪ FFNN‬و ‪ GRNN‬على التوالي‪.‬‬

‫‪5‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫ان قيم ‪ MSE‬لشبكات ‪ FFNN‬كانت االفضل في التركيبة رقم (‪ )15‬والتي تبين ان التصاريف لخمسة اشهر سابقة‬ ‫تؤثر بشكل كبير في تخمين قيم التصريف للشهر الحالي وفي الوقت الذي اظهرت فيها النتائج ان تصريف الشهر الحالي‬ ‫اكثر تأثرا بتصاريف االشهر االربعة السابقة في حال استخدام شبكات ‪ GRNN‬وكما هو واضح في التركيبة رقم (‪. )3‬‬ ‫بالنسبة لشبكات ‪ GRNN‬كانت قيم ‪ Spread‬ألفضل النتائج تتراوح بين ‪ 5.1‬و ‪ 5.10( 5.2‬على االغلب)‪.‬‬ ‫جدول (‪ : )2‬قيم ‪ MSE‬و ‪ R‬لمجموعة بيانات التقييم‬ ‫‪GRNN‬‬ ‫‪MSE‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪10.13 0.724‬‬ ‫‪4.933 0.883‬‬ ‫‪6.935 0.822‬‬ ‫‪5.005 0.880‬‬ ‫‪7.248 0.832‬‬ ‫‪4.915 0.880‬‬ ‫‪6.869 0.830‬‬ ‫‪4.912 0.881‬‬ ‫‪6.688 0.837‬‬ ‫‪4.936 0.880‬‬ ‫‪6.512 0.840‬‬ ‫‪4.961 0.880‬‬

‫‪FFNN‬‬ ‫‪MSE‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪9.692 0.743‬‬ ‫‪3.976 0.904‬‬ ‫‪6.293 0.840‬‬ ‫‪3.957 0.907‬‬ ‫‪5.700 0.860‬‬ ‫‪4.197 0.898‬‬ ‫‪5.507 0.862‬‬ ‫‪4.335 0.893‬‬ ‫‪5.780 0.859‬‬ ‫‪3.935 0.904‬‬ ‫‪5.659 0.858‬‬ ‫‪3.957 0.903‬‬

‫‪Network input‬‬ ‫‪Qt-1‬‬ ‫‪Qt-1 and ‬‬ ‫‪Qt-1 and Qt-2‬‬ ‫‪Qt-1, Qt-2 and ‬‬ ‫‪Qt-1, Qt-2 and Qt-3‬‬ ‫‪Qt-1, Qt-2, Qt-3 and ‬‬ ‫‪Qt-1, Qt-2, Qt-3 and Qt-4‬‬ ‫‪Qt-1, Qt-2, Qt-3, Qt-4 and ‬‬ ‫‪Qt-1, Qt-2, Qt-3, Qt-4 and Qt-5‬‬ ‫‪Qt-1, Qt-2, Qt-3, Qt-4, Qt-5 and ‬‬ ‫‪Qt-1, Qt-2, Qt-3, Qt-4, Qt-5 and Qt-6‬‬ ‫‪Qt-1, Qt-2, Qt-3, Qt-4, Qt-5, Qt-6 and ‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪12‬‬

‫ان تحديد عدد العصبونات المخفية الالزمة لتدريب الشبكة تعتبر العملية االصعب في تدريب شبكات ‪ ANN‬بسبب‬ ‫عدم وجود طريقة عامة اليجادها ‪ .‬لذا فان هيكلية نماذج ‪ ANN‬يتم االستقرار عليها بعد عملية تجربة وخطأ ( ‪trial and‬‬ ‫‪ )error‬متعددة ]‪ .)Hsu et al., 1995([11‬فاذا كانت تركيبة النموذج صغيرة جدا ‪ ،‬فمن الممكن ان ال يمتلك النموذج‬ ‫درجة الحرية الالزمة للتعلم بشكل صحيح‪ ،‬ومن جهة اخرى اذا كانت تركيبة النموذج كبيرة جدا فانها قد ال تستطيع تجميع‬ ‫العالقة ‪ Converge‬خالل التدريب او يمكن ان يكون هناك زيادة في توافق ‪ Overfit‬البيانات وفي كال الحالتين تعتبر‬ ‫عملية التدريب غير كفؤة‪.‬‬ ‫في البحث الحالي؛ ابتدأت عملية تدريب الشبكة ‪ FFNN‬باستخدام ‪ 0‬عصبونات مخفية ثم تم زيادتها بمقدار‬ ‫عصبونه واحدة لكل مرة صعودا الى ‪ 15‬عصبونات ولكل تركيبة بيانات ادخال وذلك الختيار افضل اداء للنموذج‪ .‬لقد‬ ‫لوحظ ان اداء النماذج يبدأ بالتراجع عند زيادة عدد العصبونات عن ‪ 15‬لذا تم التوقف عند هذا العدد‪ .‬وقد اظهرت الدراسة‬ ‫ان افضل النتائج قد تم الحصول عليها عندما تراوحت اعداد العصبونات المخفية بين ‪ 0‬و ‪ 0‬عصبونات‪.‬‬ ‫بالنسبة لعدد تكرارات البيانات في مرحلة التدريب ‪ epochs‬فقد اظهرت النتائج ان افضل اداء للشبكة ‪ FFNN‬كان‬ ‫عند ‪ 05‬تكرار لعملية التدريب ‪ ،‬وهذه النتيجة قد تم التوصل اليها بعد سلسلة طويلة من المحاوالت وبما ان شبكات ‪FFNN‬‬ ‫تعتمد على تعيين قيم اولية عشوائية ألوزان االواصر في الشبكة في بداية اي عملية تدريب‪ ،‬فان الشبكة نفسها يمكن ان‬ ‫يختلف اداؤها من محاولة الى اخرى‪ .‬وجدير بالذكر ان النتائج المعتمدة في هذا البحث هي ألفضل حاالت اداء الشبكة والتي‬ ‫قد اختيرت من بين عدد كبير من المحاوالت‪.‬‬ ‫ان اصعب عملية في استخدام شبكات ‪ GRNN‬هي تحديد قيم ‪ Spread‬ولكل تركيبة من المدخالت والتي يمكن ان‬ ‫ينتج عنها اقل قيم للـ ‪ . MSE‬اختير عدد من قيم ‪ Spread‬والتي تراوحت بين ‪ 5.551‬و ‪ 1.5‬وبطريقة التجربة والخطأ‪.‬‬ ‫اعطت شبكات ‪ GRNN‬افضل النتائج عندما كانت قيم ‪ Spread‬تقع بين ‪ 5.1‬و ‪ . 5.2‬الشكل (‪ )0‬يبين منحنيات تصاريف‬ ‫نهر الزاب االسفل المرصودة والمتنبأ بها بشبكات ‪ FFNN‬و ‪.GRNN‬‬

‫‪6‬‬

‫آوجي ‪ :‬التنبؤ بقيم تصاريف الزاب االسفل في شمال العراق باستخدام الشبكات العصبية ‪...‬‬ ‫‪GRNN‬‬

‫‪Observed‬‬

‫‪3000‬‬

‫‪FFNN‬‬

‫‪2500‬‬

‫‪1500‬‬ ‫‪1000‬‬

‫)‪River flow (m3/s‬‬

‫‪2000‬‬

‫‪500‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪21‬‬ ‫‪31‬‬ ‫‪41‬‬ ‫‪51‬‬ ‫‪61‬‬ ‫‪71‬‬ ‫‪81‬‬ ‫‪91‬‬ ‫‪101‬‬ ‫‪111‬‬ ‫‪121‬‬ ‫‪131‬‬ ‫‪141‬‬ ‫‪151‬‬ ‫‪161‬‬ ‫‪171‬‬ ‫‪181‬‬ ‫‪191‬‬ ‫‪201‬‬ ‫‪211‬‬ ‫‪Months‬‬

‫شكل (‪ : )3‬التصاريف الشهرية لنهر الزاب االسفل المرصودة والمتنبأ بها لمجموعة بيانات التقييم‬ ‫ان الشكل اعاله يعرض توافقا جيدا بين القيم المرصودة والمتنبأ بها بطرق ‪ . ANN‬وهذه تتفق مع النتائج الموضحة‬ ‫في الجدول (‪ )2‬وتعكس جودة تدريب الشبكات واالختيار الموفق للمعامالت‪.‬‬

‫تأثير ادخال دليل الزمن‬ ‫من اجل عرض بيانات تصاريف النهر على شكل سلسلة زمنية ‪ ،‬تم اشراك مدخل آخر ضمن المدخالت‬ ‫ولكل تركيبة من التركيبات المعرفة سابقا والتي تعبر عن رقم الشهر (‪ )‬خالل السنة (راجع جدول ‪ )2‬ولكال نموذجي‬ ‫‪ FFNN‬و ‪ . GRNN‬اظهرت النتائج وفي كل الحاالت المدروسة وبكال نوعي شبكات ‪ ANN‬المستخدمة ان هناك زيادة‬ ‫ملحوظة في قيم ‪ R‬وانخفاض واضح في قيم ‪ MSE‬مقارنة مع النتائج المستحصلة لنفس التركيبات بدون استخدام دليل‬ ‫الزمن‪ .‬قد ال تكون جميع الحاالت المدروسة قد تأثرت بنفس المستوى ولكن يمكن مالحظة وبشكل عام ان هذا التأثر اكبر‬ ‫عند استخدام عوامل ادخال اقل في الشبكة‪.‬‬ ‫ان االنخفاض في قيم ‪ MSE‬لطور التقييم تراوحت بين ‪ %05‬و ‪ %01‬لشبكات ‪ FFNN‬و ‪ %20.3‬و ‪%01.0‬‬ ‫لشبكات ‪ . GRNN‬واالرتفاع في قيم ‪ R‬قد تراوح بين ‪ %0.2‬و ‪ %10.3‬لشبكات ‪ FFNN‬وبين ‪ %2.01‬و ‪%21.11‬‬ ‫لشبكات ‪.GRNN‬‬

‫التنبؤ بالقيم العظمى والصغرى للتصاريف‬ ‫تم اختبار اداء شبكات ‪ ANN‬المأخوذة بنظر االعتبار في هذا البحث في حالة التنبؤ بالقيم العظمى والصغرى‬ ‫للتصاريف‪ .‬ان تحديد القيم العظمى والصغرى للتصاريف تعتبر من االهمية بمكان في التخطيط وادارة مسائل الموارد‬ ‫المائية مثل تصميم وتشغيل المطافح وبوابات التحكم بالمياه وتحليل حاالت الجريان الواطئ والتي تؤثر في تشغيل الخزانات‬ ‫المائية في حاالت الجفاف‪ .‬لتحقيق هذا الهدف ‪ ،‬تم اختيار ‪ 25‬قيمة من القيم العظمى والصغرى لتصاريف من بيانات‬ ‫مجموعة التقييم وضمن احتمالية حدوث اقل من ‪ %15‬للقيم العظمى واحتمالية حدوث اكبر من ‪ %15‬للقيم الصغرى‪ .‬الشكل‬ ‫(‪ )2‬يوضح القيم المختارة للتصاريف والقيم المتنبأ بها من قبل شبكات ‪.ANN‬‬ ‫‪GRNN‬‬

‫‪Observed‬‬

‫‪FFNN‬‬

‫‪GRNN‬‬

‫‪250‬‬

‫‪100‬‬ ‫‪50‬‬

‫‪2500‬‬

‫)‪River flow (m3/s‬‬

‫‪150‬‬

‫‪2000‬‬ ‫‪1500‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪10‬‬

‫‪9‬‬

‫‪4 5 6 7 8‬‬ ‫‪Minimum Peaks‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫‪FFNN‬‬

‫‪10‬‬

‫‪1‬‬

‫‪9‬‬

‫‪8‬‬

‫‪7‬‬

‫‪6‬‬

‫‪5‬‬

‫‪4‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫‪Maximum Peaks‬‬

‫)‪(a‬‬

‫)‪(b‬‬

‫شكل (‪ : )4‬القيم المختارة ‪:‬‬ ‫(أ) للتصاريف العظمى و (ب) للتصاريف الصغرى والقيم المتنبأ بها باستخدام شبكات ‪ANN‬‬ ‫‪7‬‬

‫)‪River flow (m3/s‬‬

‫‪200‬‬

‫‪Observed‬‬ ‫‪3000‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫يوح الشكل (‪ )2‬وبشكل عام ان التنبؤات هي اكثر تطابقا مع القيم المرصودة في حالة التنبؤ بالقيم العظمى للتصاريف‬ ‫وعلى العكس فهي اضعف في حالة التنبؤ بالقيم الصغرى‪ ،‬ويمكن ايضا مالحظة ان تنبؤات كال النموذجين ‪ FFNN‬و‬ ‫‪ GRNN‬متقاربة مع بعض في حالة التنبؤ بالقيم العظمى للتصاريف‪ .‬ويبين الشكل ان التنبؤات المحسوبة هي اقل من القيم‬ ‫المرصودة في حالة التنبؤ بالقيم العظمى للتصاريف وهي اكبر من القيم المرصودة في حالة التوقع بالقيم الصغرى‬ ‫للتصاريف مما يظهر بعض الضعف في توقعات قيم التصاريف العظمى والصغرى باستخدام تقنية ‪. ANN‬‬ ‫ان معدالت الخطأ النسبي ‪ RE‬للتنبؤات بالقيم العظمى والصغرى كانت ‪ %10‬و ‪ %11.0‬لشبكات ‪FFNN‬‬ ‫وكانت بنسبة ‪ %22.1‬و ‪ %30.1‬لشبكات ‪ ،GRNN‬كما ان معدالت الخطأ النسبي للتنبؤ بالقيم العظمى كانت ‪ %10.0‬و‬ ‫‪ %10.1‬لشبكات ‪ FFNN‬و ‪ GRNN‬على التوالي بينما كان معدل الخطأ النسبي للتنبؤ بالقيم الصغرى هي ‪ %02.1‬و‬ ‫‪ %15.3‬لشبكات ‪ FFNN‬و ‪ GRNN‬على التوالي‪ .‬يتضح من النتائج ان معدالت الخطأ النسبي هي اكبر بكثير في حالة‬ ‫التنبؤ بالقيم الصغرى للتصاريف‪ .‬وان معدالت الخطأ النسبي الكلية ولكال مجموعتي القيم العظمى والصغرى كانت‬ ‫‪ %00.32‬و ‪ %01.10‬لشبكات ‪ FFNN‬و ‪ GRNN‬على التوالي‪ .‬يبدو من النتائج ان اداء شبكات ‪ FFNN‬التقليدية‬ ‫مدعومة بإدخال دليل الزمن ‪ ‬هي افضل من اداء شبكات ‪.GRNN‬‬

‫االستنتاجات‬

‫التنبؤ الدقيق بقيم التصاريف المستقبلية هو عامل حيوي في مجال التخطيط وادارة الموارد المائية المستدامة فالتنبؤ‬ ‫الدقيق والتوقيت المناسب للتنبؤ بقيم التصاريف العظمى والصغرى يمكن ان يوفر المعلومات المطلوبة التخاذ قرارات‬ ‫مدروسة بشكل جيد‪ .‬تم في هذا البحث استخدام نوعين من الشبكات العصبية االصطناعية وهي شبكات من نوع ‪FFNN‬‬ ‫وشبكات ‪ GRNN‬في التحري والتنبؤ بقيم التصاريف الشهرية لنهر الزاب االسفل والمرصود في اعلى بحيرة سد دوكان‬ ‫في شمال العراق‪ .‬اظهرت الدراسة جدوى اعتماد الشبكات العصبية االصطناعية كاداة للتنبؤ بقيم تصاريف النهر‪ .‬عملية‬ ‫مقارنة اداء الشبكات العصبية االصطناعية المستخدمة يثبت انه‪ ،‬وفي معظم الحاالت المدروسة‪ ،‬كانت شبكات ‪ FFNN‬هي‬ ‫االفضل اداء‪ .‬نتائج البحث اظهرت وبشكل جلي ان اشراك دليل الزمن ضمن مدخالت الشبكات العصبية يمكن ان يحسن‬ ‫من ادائها وبشكل ملحوظ‪ .‬كما وجد ان نتائج الشبكات العصبية ‪ ANN‬كانت تحت المتوقعة في حالة التنبؤ بالقيم العظمى‬ ‫للتصاريف وكانت اعلى من المتوقع في حالة التنبؤ بالقيم الصغرى للتصاريف‪.‬‬

‫المصادر‬

‫‪1- Besaw, L. E., Rizzo, D. M., Bierman, P. R., and Hackett, W. R. “Advances in‬‬ ‫‪ungauged streamflow prediction using artificial neural networks”, Journal of‬‬ ‫‪Hydrology, 386, 2010, 27-37.‬‬ ‫‪2- Awchi, T. A., and Srivastava, D. K. “Artificial neural network model application in‬‬ ‫‪stochastic generation of monthly streamflows for Mula project”, In: Singh, V. P. and‬‬ ‫‪Yadava, R. N. (Ed), Water resources system operation, Proceedings of the‬‬ ‫‪International Conference on Water and Environment (WE-2003), 2003, Bhopal, India.‬‬ ‫‪3- Awchi, T. A., and Srivastava, D. K. “Analysis of drought and storage for Mula‬‬ ‫‪project using ANN and stochastic generation models”, Hydrology Research, 40 (1),‬‬ ‫‪2009,79-91.‬‬ ‫‪4- Kişi, O. “River flow modeling using artificial neural networks”, Journal of Hydrologic‬‬ ‫‪Engineering, 9(1), 2004, 60–63.‬‬ ‫‪5- Kisi, O. “River flow forecasting and estimation using different artificial neural‬‬ ‫‪network techniques”. Hydrology Research, 39 (1), 2008, 27–40.‬‬ ‫‪6- Jain, S. K., and Singh, V. P. “Applications of artificial neural networks to water‬‬ ‫‪resources” Water and Environment International Conference (WE-2003), 2003,‬‬ ‫‪Bhopal, India.‬‬ ‫‪7- Demuth, H., Beale, M., and Hagan, M. “Neural Network Toolbox For Use With‬‬ ‫‪MATLAB”, User Guide, Version 6.0, The MathWorks, Inc., MA., 2003,‬‬ ‫‪http://www.mathworks.com.‬‬ ‫‪8- Specht, D. F. “A general regression neural network”, IEEE Trans. Neural Networks,‬‬ ‫‪2(6), 1991, 568-576.‬‬ ‫‪9- Cigizoglu, H. K., and Kişi, O. “Flow prediction by two backpropagation techniques‬‬ ‫‪using k-fold partitioning of neural network training data” Nord.Hydrol., 36(1), 2005‬‬ ‫‪10- ESCWA-BGR Cooperation, Inventory of Shared Water Resources in Western Asia‬‬ ‫‪(Online Version). Chapter 4: Shared Tributaries of the Tigris River. Beirut, 2012.‬‬ ‫‪11- Awchi, T. A. “Application of Radial Basis Function Neural Networks for Reference‬‬ ‫‪Evapotranspiration Prediction”, Journal of Al-Rafidain Engineering, 16(1), 2007,‬‬ ‫‪University of Mosul.‬‬ ‫‪12- Hsu, K., Gupta, V., and Sorooshian, S. “Artificial Neural Network Modeling of the‬‬ ‫‪rainfall –Runoff Process”., Water Resources Research, 31(10), 1995, 2517-2530.‬‬

‫‪8‬‬

‫ تقييم النحر الموضعي مؤخر الهدارات ذات القمة المركبة‬: ‫الجمعة‬

‫تقييم النحر الموضعي مؤخر الهدارات ذات القمة المركبة‬ ‫إنعام علي قاسم الجمعة‬

‫نور إدريس خطاب‬

inaam_juma@yahoo.com

nooralkattab@yahoo.com ‫كلية الهندسة – جامعة الموصل‬

‫قسم هندسة السدود والموارد المائية‬

‫الخالصة‬

‫يعتبر النحر الموضعي من أهم المشاكل التي تواجه المنشآت الهيدروليكية وخاصة الهدارات والتي تؤدي في كثير‬ ‫ تم في هذا البحث دراسة خصائص النحرر مختبريرا مرؤخر الهردارات ذات‬.‫من األحيان إلى انهيار وتقويض المنشأ بالكامل‬ ‫ ) تجربرة فري قنراي مختبريرة‬48 ‫ أجريرت‬.‫القمة المركبة والتي تتكون مرن ربرد دائرري فري المقردم وحافرة حرادي فري المرؤخر‬ ‫) سرم‬1.58‫ و‬2.22 ‫ إذ أسرتخدم حجمرين مرن الحصرى فري فررة أرضرية القنراي بمعردل قطرر‬،‫كونكريتية مسرتطيلة المقطرد‬ ‫ أظهررت النترائا المختبريرة برأن نسربة النقصران فري‬.‫) سم واربعة تصراري مختلفرة‬30‫و‬24‫و‬18 ‫وثالث ارتفاعات للهدار‬ ‫ إلررى‬%)6) ‫أقصررى عمررل للنحررر للهرردارات ذات القمررة المركبررة بالمقارنررة مررد الهرردارات ذات الحافررة الحررادي تراوحررت مررابين‬ ‫) والطرول النسربي‬Ds/Dm ‫ كما اوضحت النتائا بأن هنالك عالقة طردية جيدي بين كل مرن العمرل النسربي للنحرر‬%)13 )0.97 ‫ ) بررين‬R2 ‫∆) وبمعررامالت تحديرد‬Hw/P ‫) والسرقوط النسرربي لسرطم المرا‬Frs ‫) مرد رقررم فررود‬Ls/Dm ‫للنحرر‬ ‫ ترم اسرتنباط عالقترين وضرعيتين‬.‫) وكذلك عند رقم فرود معين فأن أقصى عمل للنحر يزداد بزيادي ارتفرا الهردار‬0.99 ‫و‬ ‫∆) وبمعررامالت‬Hw/P ‫) والسررقوط النسرربي لسررطم المررا‬Frs ‫) بداللررة رقررم فرررود‬Ls/Dm ‫) و‬Ds/Dm ‫لحسرراب كررل مررن‬ .‫تحديد عالية‬ .‫ الهدارات ذات القمة المركبة‬، ‫ الهدارات ذات الحافة الحادي‬، ‫ النحر ألموضعي‬: ‫الكلمات الدالة‬

Evaluation of Local Scour Downstream Compound-Crested Weirs Inaam Ali Al-juma

Noor Adrees Khattab

University of Mosul Collage of Engineering Dams and Water Resources Engineering Department

Abstract Local scour in bed material downstream weirs is considered the most unfavorable process which endangers the overall stability of the weir. In this study, local scour D/S a compound-crested weirs which consists of both quarter round and sharp crest configuration is performed and compared to the one for sharp-crested weir. Forty eight experiments were conducted in a horizontal rectangular laboratory channel for a wide range of discharges. Two sizes of gravel with Dm=1.58 and 2.22 cms were tested and three heights of weirs, P=18, 24 and 30 cm. Experimental results showed that the percentage of reduction in maximum depth of scour in compound-crested weirs as compared with sharp-crested weirs was between 6% and 13%.The results showed a good agreement between the relative depth of scour, Ds/Dm and the relative length of scour, Ls/Dm with densimetric Froude number, Frs. In addition, for specific Frs and by increasing weir height, the maximum depth of scour increases. On the other hand, an empirical relations were obtained for weirs to estimate the Ds/Dm and Ls/Dm in terms of Frs and relative water surface fall, ∆Hw/P with high determination coefficients.

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفتري من ‪1192/99/19-91‬‬

‫المقدمة‬ ‫ررت هدمنش ر د هدايتاوديكيررا هدمامررا هدتررا داررال هكررتعماليد كاي ران سررا ميرراليد صنتكررا هدميررال و ال ررا‬

‫تعتبررا هداررتهاهد‬

‫دتنظري وييرالا هدت رايي سرا ه نارا وهد نروهد هدم تو را و داسر منكرو هدمرال إلغر ها‬

‫هدرا و‬

‫ررا ‪ .‬إن‬

‫متطلبرالد‬

‫إيالمررا مارره صر هدمنش ر د هد يويررا مامررا مررن هدمامررالد ه كالكرريا سررا هدكرريطان الررا هدميررال دمررال داررال مررن تررفاياهد هييالبيررا وسررا‬ ‫هدويد ن كه ي يمكن هدتغالضرا ارن هآلارالا هدكرلبيا هدترا يمكرن ن ي ل ارال ويروت تلر هدمنشر د هدترا وضرعاال هإلنكرالن ديرت ك‬ ‫بالدطبيع را هديغاهسيررا مكمررال ن هد ررالظ الررا هكررت هاايا هدمنش ر د هدايتاوديكيررا مررن ه مرروا هدمامررا هدتررا يي ر‬

‫ن تب ر بنظررا‬

‫هياتبالا انت هدت مي و هإلنشال ‪ .‬د ت انيد مشكلا هدن ا مب ا هدمنشالد هدايتاوديكيا ومن هد ت بالدكايا مرن هيصتمالمرالد‬ ‫ران هدن را‪ .‬تاا هدعتيرت مرن هدبرال اين‬

‫من يبه هدبال اين سفصت هدبال اون بتاهكا ي را امرو وطروه وشركه‬

‫هدن ا من يث هدعمو و هدطوه وهدنالتيا ان هديايالن مرب ا هدمنشر د هدايتاوديكيرا ومرنا‬ ‫م تبايه دم الانا‬

‫ان هدن ا وهمتتهتصال سا الدا يايالن هدمال سوو صتها‬

‫رال‬

‫ران‬

‫‪ .)]3 [2] ]1‬يرا ‪ ]4‬ت هاكرا‬

‫السا التن وصته ها‬

‫السا التن مال ه هدمب ا‬

‫بعتن ميوه وهكتنتيوه ن ي ا امو دلن ا سرا الدرا هديايرالن سروو صرتها مال ره هدمرب ا بميره يليره يكرون هيره سيمرال درو كرالن‬ ‫السا التن هد ال‬

‫هديايالن سوو صتها‬

‫بتون ميه مب ا)‪ .‬يا ‪ ]5‬تاهكا وه هدن ا هدموضعا مب ا صتهاهد مكتطيلا‬

‫هد يما التنم وتو لوه إدا نه يزتهت ي ا امو دلن ا بزيالتن اي سراوت ‪ )Frs‬ودراي سراوت معرين سرفن امرو هدن را يرزتهت‬ ‫بزيررالتن هات ررال هداررتها و إن طرروه هدامرره هدمتاكر‬

‫بعررت‬

‫ران هدن ررا يتنالكر‬

‫طاتيررال م ر‬

‫اير سرراوت ‪ .)Frs‬تاا ‪ ]6‬ت رروي‬

‫دلن را هدموضرعا مررب ا هدارتهاهد م رراتن هدتايرا هد هد مررا هدعايضرا يررث تر ير ها ت هاكرا م الانررا م تبايره بررين نرواين مررن‬ ‫هداررتهاهد ه وه و يمررا اايض را ت ليررت ) وهآل ررا صررتها و يمررا اايضررا ي تررو الررا تايررا م رراتن سررا هدمررب ا‪ .‬ظارراد‬ ‫هدنترال‬

‫هدن را هدموضررعا بم رتها ‪ 5‬مراهد انررت هدم الانرا مر هداررتها‬

‫هدم تبايررا برالن هكررت ته هداررتها هدمرتا ت إدررا ت رري‬

‫هدت ليت ‪ .‬يا ‪ ]7‬تاهكا وه امو هدن ا مب ا صتها و ست الد وهكتنتيوه ن هن هدتغيا سا يطا هد ت را هدنكربا )‪)d/p‬‬

‫ي يباا الا امو هدن ا‪ .‬يا ‪ ]8‬كلكلا من هدتيالا هدم تبايا سا ينالن م تبايه يث ت بنال نمرو يين‬ ‫منشر د هدكرريطان هد يايررا وهداررالنا بالكررت ته صررتهاهد متتايررا هد كرريه‬ ‫هديايررالن الررا هدمنشررف دت ليرره ميكالنيكيررا هدن ررا وطرروه‬

‫ررال‬

‫رتصمال ي رالكا‬

‫ررويا دت هاكررا هدن ررا مررب ا تلر منشر د وت هاكررا‬

‫ران هدن ررا و ي ررا امررو دلن ررا‪.‬ي ظ هدبال اررالن ن تررفايا‬

‫نظرال هديايررالن هدر‬

‫ي ررتث سرروو هدمنشررف يررباا بشررتن الررا امليررا هدن ررا و ال ررا ي ررا امررو دلن ررا‪ .‬إن هداررتي مررن هدب ررث‬

‫هد الدا صو تاهكا‬

‫هدن ا مب ا هداتهاهد هد هد ما هدماكبا وهدتا تتكون من اب ته ان سا هدم رت و السرا رالتن سرا‬

‫ال‬

‫هدمررب ا وم الانتاررال م ر هداررتهاهد هد هد السررا هد ررالتن‪ .‬تضررمند هدت هاكررا ييررالا ي ررا امررو وطرروه د ران هدن ررا مررب ا تل ر‬

‫هدمنش د و د بتغيا ن ي يطا هد السا وهات ال هداتها ومعته يطا مالتن هد عا‪.‬‬

‫التحليل النظري‬ ‫إن هدعوهمرره ه كالكرريا هدتررا تررباا الررا ي ررا امررو دلن ررا ‪ )Ds‬و ي ررا طرروه دلن ررا ‪ )Ls‬مررب ا هداررتهاهد يمكررن‬

‫يالغتاال بالدعييا هدتالديا ‪:‬‬

‫) ‪Ds , Ls  f (q , Dm , P , , g ,s ,ρw,‬‬ ‫‪w‬‬

‫)‪(1‬‬

‫إ ن‪:‬‬

‫‪ = Ds‬ي ا امو‬

‫ان هدن ا مب ا هدمنشف ‪.)L‬‬

‫‪ = Ls‬ي ا طوه‬

‫ان هدن ا مب ا هدمنشف ‪.)L‬‬

‫‪10‬‬

‫الجمعة ‪ :‬تقييم النحر الموضعي مؤخر الهدارات ذات القمة المركبة‬ ‫هدمالا سوو السا هداتها ‪.)L3/T/L‬‬

‫‪ = qw‬هدت ايي دو تن هدعا‬

‫‪ = Dm‬متوكط يطا موهت هد عا ‪.)L‬‬ ‫‪ = P‬هات ال هداتها ‪.)L‬‬

‫‪ = ΔHw‬هد او بين منكو هدمال م ت و مب ا هداتها ‪.)L‬‬ ‫‪ =g‬هدتعييه ه اضا ‪.)L/T2‬‬ ‫‪ = Δρs‬هد او بين هدكاالسا هدكتليا دموهت هد عا وهدمال = )‪.)M/L3 (ρs - ρw‬‬ ‫‪ = ρ s‬كاالسا موهت هد عا ‪.)M/L3‬‬ ‫‪.)M/L3‬‬

‫‪ = ρ w‬كاالسا هدمال‬

‫‪ = μ‬هدلزويا هدت ايكيا ‪.)M/L.T‬‬

‫‪ )∏ _Theorm‬يمكن وض هدمتغياهد سا هدمعالتدا ‪ )1‬بالدعييا هدي بعتيا هدتالديا‪:‬‬

‫وبالكت ته طاي ا هدت ليه هدبعت‬ ‫إ ن‪:‬‬ ‫‪ = Ds/Dm‬نكبا امو‬ ‫‪ = Ls/Dm‬نكبا طوه‬

‫ان هدن ا إدا متوكط يطا موهت هد عا امو‬

‫ان هدن ا إدا متوكط يطا موهت هد عا طوه‬

‫ان هدن ا هدنكبا) ‪.‬‬

‫ان هدن ا هدنكبا)‪.‬‬

‫‪ = ∆Hw/P‬نكبا هد او سا منكو هدمال م ت ومب ا هداتها إدا هات ال هداتها هدك وط هدنكبا دلاتهاهد)‪.‬‬ ‫‪ = Frs‬اي ساوت بتيدا كاالسا موهت هد عا دلاتهاهد ويكالو‬ ‫‪ = Re‬اي اينودتز ويكالو‬

‫‪w‬‬

‫‪*q‬‬

‫‪‬‬

‫‪w‬‬

‫‪‬‬

‫‪Re ‬‬

‫‪q‬‬

‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫‪w‬‬ ‫‪ ‬‬ ‫‪w‬‬ ‫‪g * D3 *  s‬‬ ‫‪m  ‬‬ ‫‪w‬‬ ‫‪‬‬

‫انتمال تكرون يري ايرال اينودرتز االديرا ي ره هديايرالن إدرا هيضرط ها‬

‫‪.) Frs ‬‬

‫هدكالمره انرتصال يضرم ه ترفايا اير اينودرتز سرا‬

‫هد نوهد هدم تو ا وب د يمكن إصمالده ‪ ]9‬وهك الط تفايا من هدعييا ‪ )2‬وت بح هدمعالتدا بالدشكه هدتالدا‪:‬‬

‫العمل المختبري‬ ‫تر ت رني‬

‫‪ )6‬نمرال‬

‫مرن هدارتهاهد مرن مرالتن هدبيكرتي هدزيراليا ‪ )Fiber Glass‬بكرم‬

‫‪ )4‬كر وبعرا‬

‫‪)81‬‬

‫كر وبالات الارالد ‪ )33 24 18‬كر هدنرو هيوه مرن هدارتهاهد مكرتطيلا هد السرا رالتن ‪ )Sharp crested Weir‬بعرا‬ ‫يمرا ‪ ) 2‬ملر وتن رتا بزهويرا ‪ )45º‬مر ه سرو‪ .‬هدنرو هدارالنا مرن هدارتهاهد هد يمرا ماكبرا ‪)Compound crest weir‬‬ ‫تتكون من اب ته ان سا هدم ت تو ه ب ط مكت ي إدا هدمب ا‪ .‬ن ي هد طا ‪ )R‬داب هدته ان يكالو هات ال هداتها م كو‬

‫الررا ‪ ]13 )R=P\12 12‬كمررال موضررح سررا هدشرركه ‪ .)1‬تر إير ها هدتيررالا سررا ينررالن مشرريتن مررن هد اكررالنا هد يعررا االبررد‬ ‫بطوه ‪ )24.65‬واا‬

‫‪ )3881‬وامو ‪)3876‬‬

‫ارن طايرو مضر ا تكر‬

‫هدمرال مرن هد رزهن ه اضرا هدمويرروت كر ه اضريا هدم تبرا‪ .‬يمرا هدمرال مرن رو‬

‫هد نررالن هد اكررالنيا ومناررال إدررا ررو‬

‫ي ه هدمال إدا و‬

‫هدتغ يا بوهكطا نبو يطا ‪ )15.24‬كر‬

‫هدت رايي ا ر إدررا هد رزهن ه اضررا ومررن ا ر يك ر‬

‫هدتغ يرا إدررا‬

‫هدمررال اررن طايررو هدمض ر ا‬

‫منظوما هديايالن مغل ا إ ن هدمال هد الا من هد نالن يعوت إدا هد زهن ه اضا‪ .‬ت اس اضيا هد نالن ب با اكالنيا بعا‬

‫‪11‬‬

‫ن‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفتري من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫‪ ) 0.81‬وامررو ‪ ) 0.2‬وبطرروه ‪ )6.30‬مررن بوهبررا هدررت ك ابررد نمرو‬ ‫هد با اموت الا هتيال هديايالن ا سرا هد عرا دمكرالسا ‪ )2.5‬بالد‬

‫هداررتها سررا هد نررالن باليات ررال هدمطلررو نااليررا‬

‫را مرب ا هدارتها الرا كالمره ارا‬

‫هد نرالن بكرم‬

‫‪ )382‬وبشكه مكتو‪ .‬هدشكه ‪ )2‬يوضرح ت ال ريه هد نرالن هدم تبايرا هدمكرت تما‪ .‬يرت تشرغيه مضر ا هدتيايرز وي رتح‬

‫هدكيطان ك‬

‫هدت ايي هدمطلو ويكتما هديايالن د ين هدتفكت من تويي امليا هدن ا وتويي اكا موهت هد عا‬

‫رمال‬

‫يث يت‬

‫إي ررالي تشررغيه هدمضر ا وهينتظررالا د ررين بررزه هدمررال هدمويرروت سررا هد نررالن وهدمررالا سرروو مروهت هد عررا ار يررت ييررالا منالكرري‬ ‫بعررالت‬

‫ران هدن ررا) مررب ا هداررتها طوديرالو وااضرريالو سررا كرره تيابررا بالكررت ته مشررب بفبعررالت ‪ )5×5‬ك ر‬

‫يكررون م ك ر إدررا‬

‫وي و امتن تعالت هدتيالا بتغييا هدت ايي بين ‪ ) 45-23‬دتا‪/‬ارال دكالسرا هدنمرال ‪ .‬يكرتبته هد ير ه وه دل‬

‫امز ده ‪ )Dm=2.22cm )A‬بالد ي هداالنا هد‬

‫هد عررا‬ ‫را هدر‬

‫امز دره ‪ .)Dm=1.58cm )B‬كمرال موضرح ببانرالم هدعمره هدم تبرا‬

‫سا هدشكه ‪.)3‬‬

‫النتائا والمناقشة‬ ‫‪ -1‬تأثير كل من المتغيرات الال بعدية‪ Frs ,‬و ‪ ∆Hw/p‬على خصائص النحر‬ ‫يعتبا اي ساوت ‪ )Frs‬من هدعوهمه هدمرباان وهدمامرا سرا‬

‫رال‬

‫هدن را‪ .‬يتضرح مرن ت ليره هدبيالنرالد هدم تبايرا ن‬

‫صنال اييا طاتيا تابط بين ي ا امرو نكربا دلن را ‪ )Ds/Dm‬و ‪ )Frs‬وكر د‬

‫ي را طروه نكربا دلن را ‪ )Ls/Dm‬مر‬

‫‪ )Frs‬كمال موضح سا ه شكاله من ‪ )4‬إدا ‪ )7‬وهدتا تبين ن انت اي ساوت معين سرالن ‪ Ds‬يرزتهت بزيرالتن ‪ .P‬إن زيرالتن اير‬

‫ساوت ‪ )Frs‬ينت من زيالتن هدت ايي وهد‬ ‫تابط كه من ‪ )Ds/Dm‬م‬

‫بتوا يزيت من امليا هدن ا‪ .‬ويت ن هدعييرا هيكريا صرا سضره هدعييرالد هدترا‬

‫‪ )Frs‬وهدتا يمكن كتالبتاال بالدشكه هدتالدا‪:‬‬

‫‪Ds‬‬ ‫‪b1‬‬ ‫‪ a1 * Fr‬‬ ‫‪s‬‬ ‫‪Dm‬‬

‫)‪(4‬‬

‫وهدت ررا اط ررد معالم رره ت تي ررت ‪ ) R2‬تر راهوي ب ررين ‪ )0.998-0.975‬دلا ررتهاهد هد هد م ررا هدماكب ررا وب ررين ‪- 0.967‬‬ ‫‪ )0.996‬دلاررتهاهد هد هد السررا هد ررالتن‪ .‬ت ر ييررالت يرري هداوهبررد ‪ a1‬و‪ b1‬بالكررت ته هد يالكررالد هدم تبايررا بابررود يطررا هد‬ ‫هدمكررت ت وهات ررال هداررتها وديمير هدنمررال‬

‫ررا‬

‫كمررال سررا هديررتوه ‪ .)1‬همررال بالدنكرربا دلعييررا بررين ‪ )Ls/Dm‬و ‪ )Frs‬س ررت ويررت ن‬

‫هدعييا هد طيا صا سضه هدعييالد هدتا تابط بينامال وبالدشكه هدتالدا‪:‬‬

‫‪Ls‬‬ ‫‪ a2  b2 * Frs‬‬ ‫‪Dm‬‬

‫)‪(5‬‬

‫وهدتا اطد معالمه ت تيت ‪ )R2‬تاهوي بين ‪ )0.98-0.93‬دلاتهاهد هد هد ما هدماكبا و ‪ )0.98-0.92‬دلاتهاهد‬ ‫هد هد السررا هد ررالتن‪ .‬بالكررت ته هد يالكررالد هدم تبايررا ت ر هييررالت كرره مررن ‪ a2‬و‪ b2‬بابررود يرري يطررا هد‬

‫هداتها وديمي هدنمال‬

‫كمال صو موضح سا هديتوه ‪.)2‬‬

‫‪12‬‬

‫ررا هدمكررت ت وهات ررال‬

‫الجمعة ‪ :‬تقييم النحر الموضعي مؤخر الهدارات ذات القمة المركبة‬ ‫يتوه ‪ :)1‬يي هدمعالميد ومعالمه هدت تيت )‪ (R2‬دلمعالتدا ‪)4‬‬ ‫هداتها و هد ما هدماكبا)‬ ‫‪Dm=1.58cm‬‬ ‫‪b1‬‬ ‫‪R2‬‬ ‫‪1.268‬‬ ‫‪0.999‬‬ ‫‪1.157‬‬ ‫‪0.994‬‬ ‫‪1.201‬‬ ‫‪0.975‬‬ ‫‪0.997‬‬ ‫‪0.991‬‬ ‫‪0.972‬‬

‫‪2‬‬

‫‪R‬‬ ‫‪a1‬‬ ‫‪0.998‬‬ ‫‪0.526‬‬ ‫‪0.993‬‬ ‫‪0.803‬‬ ‫‪0.975‬‬ ‫‪0.875‬‬ ‫هداتها و هد السا‬

‫‪1.198‬‬ ‫‪1.144‬‬ ‫‪1.142‬‬

‫‪0.996‬‬ ‫‪0.987‬‬ ‫‪0.967‬‬

‫‪0.648‬‬ ‫‪0.89‬‬ ‫‪1.026‬‬

‫‪Dm=2.22cm‬‬ ‫‪a1‬‬ ‫‪b1‬‬ ‫‪0.501‬‬ ‫‪1.261‬‬ ‫‪0.534‬‬ ‫‪1.413‬‬ ‫‪0.636‬‬ ‫‪1.375‬‬ ‫هد التن)‬ ‫‪0.607‬‬ ‫‪0.597‬‬ ‫‪0.715‬‬

‫‪1.239‬‬ ‫‪1.395‬‬ ‫‪1.347‬‬

‫‪Case‬‬ ‫)‪P(cm‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪24‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪24‬‬ ‫‪30‬‬

‫يتوه ‪ :)2‬يي هدمعالميد ومعالمه هدت تيت )‪ (R2‬دلمعالتدا ‪)5‬‬ ‫هداتها و هد ما هدماكبا)‬ ‫‪R2‬‬

‫‪Dm=1.58cm‬‬ ‫‪b2‬‬

‫‪a2‬‬

‫‪0.980‬‬ ‫‪0.958‬‬ ‫‪0.962‬‬

‫‪4.75‬‬ ‫‪4.32‬‬ ‫‪3.79‬‬

‫‪-1.38‬‬ ‫‪2.99‬‬ ‫‪7.45‬‬

‫‪0.964‬‬ ‫‪0.921‬‬ ‫‪0.973‬‬

‫‪4.96‬‬ ‫‪4.206‬‬ ‫‪4.127‬‬

‫‪-1.725‬‬ ‫‪4.874‬‬ ‫‪7.64‬‬

‫‪2‬‬

‫‪Dm=2.22cm‬‬ ‫‪b2‬‬

‫‪R‬‬

‫‪5.463‬‬ ‫‪5.630‬‬ ‫‪5.635‬‬

‫‪0.974‬‬ ‫‪0.934‬‬ ‫‪0.948‬‬

‫‪a2‬‬

‫‪Case‬‬ ‫)‪P(cm‬‬

‫‪-3.211‬‬ ‫‪- 0.953‬‬ ‫‪- 0.966‬‬

‫‪18‬‬ ‫‪24‬‬ ‫‪30‬‬

‫هداتها و هد السا هد التن)‬ ‫‪0.989‬‬ ‫‪0.952‬‬ ‫‪0.975‬‬

‫ودت هاكررا تررفايا هدكر وط هدنكرربا ‪ )∆Hw/P‬الررا‬

‫‪ Ds/Dm‬و‪ Ls/Dm‬وديمير هدنمررال‬ ‫صا هدعييا ه نك‬

‫‪5.490‬‬ ‫‪5.581‬‬ ‫‪5.744‬‬ ‫ررال‬

‫‪- 2.462‬‬ ‫‪- 0.902‬‬ ‫‪- 0.155‬‬

‫‪18‬‬ ‫‪24‬‬ ‫‪30‬‬

‫ران هدن ررا اكررمد هدعييررا بررين ‪ )∆Hw/P‬مر كرره مررن‬

‫كمررال سررا ه شرركاله ‪ )8‬و ‪.)9‬ومررن ت ليرره هدنتررال‬

‫هدم تبايررا تضررح ن هدعييررا هد طيررا‬

‫وكمال يلا‪:‬‬

‫)‪(6‬‬

‫‪Ds‬‬ ‫‪ a3  b3 * Frs‬‬ ‫‪Dm‬‬

‫)‪(7‬‬

‫‪Ls‬‬ ‫‪ a4  b4 * Frs‬‬ ‫‪Dm‬‬ ‫وإلييالت يي هداوهبد ‪ a3‬و‪ ) b3‬و ‪ a4‬و‪ )b4‬هكت تمد هدبيالنالد هدتيايبيا دكالسا هدنمال‬

‫هداتها كمال سا هديتوه ‪ )3‬و ‪. )4‬‬

‫‪13‬‬

‫بابود يطا هد‬

‫ا وهات ال‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفتري من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫يتوه ‪ :)3‬يي هدمعالميد ومعالمه هدت تيت )‪ (R2‬دلمعالتدا ‪)6‬‬ ‫هداتها و هد ما هدماكبا)‬ ‫‪a3‬‬

‫‪Case‬‬ ‫)‪P(cm‬‬

‫‪Dm=1.58cm‬‬ ‫‪b3‬‬ ‫‪R2‬‬ ‫‪0.822‬‬ ‫‪0.95‬‬ ‫‪0.894‬‬

‫‪48.77‬‬ ‫‪67.35‬‬ ‫‪84.48‬‬

‫‪29.553‬‬ ‫‪0.965‬‬ ‫‪-40.69‬‬ ‫‪39.48‬‬ ‫‪0.928‬‬ ‫‪-57.18‬‬ ‫‪42.36‬‬ ‫‪0.932‬‬ ‫‪-72.39‬‬ ‫هداتها و هد السا هد التن)‬

‫‪-25. 2‬‬ ‫‪-34‬‬ ‫‪-36.31‬‬

‫‪18‬‬ ‫‪24‬‬ ‫‪30‬‬

‫‪0.889‬‬ ‫‪0.978‬‬ ‫‪0.923‬‬

‫‪97.22‬‬ ‫‪68.4‬‬ ‫‪71.32‬‬

‫‪54.71‬‬ ‫‪43.44‬‬ ‫‪18.08‬‬

‫‪-48.25‬‬ ‫‪-38.03‬‬ ‫‪-14.62‬‬

‫‪18‬‬ ‫‪24‬‬ ‫‪30‬‬

‫‪2‬‬

‫‪a3‬‬

‫‪-84.9‬‬ ‫‪-72.23‬‬ ‫‪-61.3‬‬

‫‪Dm=2.22cm‬‬ ‫‪b3‬‬

‫‪R‬‬

‫‪0.88‬‬ ‫‪0.968‬‬ ‫‪0.873‬‬

‫يتوه ‪ :)4‬يي هدمعالميد ومعالمه هدت تيت )‪ (R2‬دلمعالتدا ‪)7‬‬ ‫هداتها و هد ما هدماكبا)‬ ‫‪Dm=1.58cm‬‬ ‫‪a4‬‬ ‫‪b4‬‬ ‫‪R2‬‬ ‫‪-205.13‬‬ ‫‪248.03‬‬ ‫‪0.895‬‬ ‫‪-192.33‬‬ ‫‪235.44‬‬ ‫‪0.953‬‬ ‫‪-209.02‬‬ ‫‪251.91‬‬ ‫‪0.922‬‬ ‫هداتها‬

‫‪Dm=2.22cm‬‬ ‫‪a4‬‬ ‫‪b4‬‬ ‫‪R2‬‬ ‫‪-150.4 178.78‬‬ ‫‪0.89‬‬ ‫‪-169.3 197.84‬‬ ‫‪0.929‬‬ ‫‪-163.6 193.82‬‬ ‫‪0.927‬‬ ‫و هد السا هد التن)‬

‫‪-202.06‬‬ ‫‪-118.3‬‬ ‫‪-248.6‬‬

‫‪-84.8‬‬ ‫‪-214.1‬‬ ‫‪-170.5‬‬

‫‪0.89‬‬ ‫‪0.908‬‬ ‫‪0.926‬‬

‫‪242.57‬‬ ‫‪150.39‬‬ ‫‪294.53‬‬

‫‪105.1‬‬ ‫‪245.8‬‬ ‫‪198.27‬‬

‫‪0.88‬‬ ‫‪0.958‬‬ ‫‪0.88‬‬

‫‪Case‬‬ ‫)‪P(cm‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪24‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪24‬‬ ‫‪30‬‬

‫اكررمد هدعييررا بررين ي ررا امررو دلن ررا هدنكرربا م ر اي ر سرراوت دكرره مررن هداررتها و هد الس را هد ررالتن وهداررتها و هد مررا‬ ‫هدماكبا كمال سا ه شكاله ‪ )13‬و ‪)11‬م يتضح من ه شكاله ن نكبا هدن‬

‫الن سا ي ا امو دلن را دلارتهاهد هد هد مرا‬

‫هدماكبا بالدم الانا م هداتهاهد هد هد السا هد التن بلغد من ‪ % 6‬إدا ‪. %13‬‬ ‫ظااد هدنتال‬

‫هدم تبايا ن نكبا هدن‬

‫الن سا طوه‬

‫ان هدن ا دلاتهاهد هد هد ما هدماكبا بالدم الانرا مر هدارتهاهد‬

‫هد هد السا هد التن تاهو د برين )‪ % )5‬إدرا ‪ % )10‬وه شركاله ‪ )12‬و ‪ )13‬توضرح در ‪ .‬ه شركاله ‪ )14‬و ‪ )15‬توضرح‬

‫هدعييرا برين ‪ Ds‬و‪ Ls‬مر هدت رايي دو رتن هدعرا‬

‫يطا هد‬ ‫هد‬

‫‪ q‬دنمرو يا هد‬

‫را هدمكرت ت‬

‫يتضرح مرن هدشركه ن ‪ Ds‬ي ره بزيرالتن‬

‫ا ودن ا هدت ايي ‪/ )0.044 =qw‬اال‪ .‬وهن هي ا امو امو دلن ا ‪ Ds‬كالن ‪ 11853‬و ‪ 789‬ك دنمو يا‬ ‫‪3‬‬

‫ا‬

‫‪ )2.22-1.58 =Dm‬ك الا هدتوهدا‪.‬‬

‫ت ر إييررالت اييتررين وضررعيتين ه ودررا د كررال‬

‫هدعمررو هدنكرربا ه ي ررا ‪ )Ds/Dm‬وهداالنيررا د كررال‬

‫ه ي ررا ‪ )Ls/Dm‬د ران هدن ررا و د ر بالكررت ته هدبانررالم هإل‬ ‫هدمتغياهد هديبعتيا ‪ )Frs‬و ‪ )∆Hw/p‬وكمال يلا‪:‬‬

‫‪14‬‬

‫هدطرروه هدنكرربا‬

‫ررال ا ‪ )SPSS-18‬ودكرري هدنررواين مررن هداررتهاهد بتيدررا‬

‫الجمعة ‪ :‬تقييم النحر الموضعي مؤخر الهدارات ذات القمة المركبة‬

‫الهدار ذو القمة المركبة‬ ‫‪R2=0.89‬‬

‫‪R2=0.93‬‬

‫الهدار ذو الحافة الحادي‬

‫‪R2=0.87‬‬

‫‪R2=0.92‬‬ ‫تبين ه شكاله ‪ )16‬إدا ‪ )19‬م الانا بين هدعمو وهدطوه هدنكبا دلن ا هدم كو من هدمعالتيد وهدم الا م تبايال‪.‬‬ ‫‪ -2‬شكل سطم الما‬

‫‪18= P‬كر ) وديمير هدت رالايي كمرال موضرح سرا هدشركه‬

‫ت اك شكه كطح هدمال دلاتها و هد مرا هدماكبرا بالات رال‬

‫‪ )18‬ويتضح من هدشكه بفن كطح هدمال يكون االبتال ت ايبال دغاليا هييتر ها مرن هدارتها ار يرن‬ ‫يات‬

‫نتييا هاتطالمه بالد عا هد‬

‫بشرتن بعرت هدكر وط وبعرتصال‬

‫و وتشتد هدطاليا ا يكت ا كطح هدمال الا كرطح االبرد ودمكرالسا روهدا ‪ )133‬كر مرن‬

‫مب ا هداتها‪.‬‬

‫‪ -3‬شكل القعر‬ ‫يوضح هدشكه ‪ )19‬م ط طودا دلن ا انت ماكز هد نالن دلاتهاهد هد هد ما هدماكبا و هد رالتن هد السرا وهدر‬ ‫امرو هدن را وطروه‬ ‫هي ررا هات ررال دل‬

‫يبرين ن‬

‫ران هدن را يره سرا هدارتهاهد هد هد مرا هدماكبرا انارال سرا هدارتهاهد هد هد السرا هد رالتن ويي ررظ هن‬ ‫ررا هدمتاكر‬

‫دلاررتها و هد مررا هدماكبررا و هداررتها هد ررالت هد السررا بلر ‪ 4‬كر و‪ 6‬كر والررا بعررت ‪ 75‬كر و‬

‫‪ 133‬ك والا هدتوهدا ه هن نكبا هدن‬

‫الن سا هي ا هات ال دل‬

‫‪ %33‬اناال سا هداتهاهد هد التن هد السا‪ .‬ت هكرت ته بانرالم‬

‫ا هدمتاك‬

‫بالدنكبا دلاتهاهد هد هد ما هدماكبا بلغد‬

‫‪ )Surfer-8.0‬داكر شركه ايارا ه بعرالت دل عرا بعرت هكرت اها‬

‫امليررا هدن ررا بالدنكرربا دلاررتهاهد هد هد السررا هد ررالتن و هداررتهاهد هد هد مررا هدماكبررا وهدشرركه ‪ )23‬يمارره شرركه اياررا ه بعررالت‬ ‫دلن ا مب ا صتها بالات ال‬

‫‪ 33=P‬ك ) وت ايي م تها ‪ )4483‬دتا‪ /‬اال‪.‬‬

‫‪15‬‬

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفتري من‬

‫االستنتاجات‬ :‫ضمن م تتهد هدب ث يمكن هدتو ه إدا هيكتنتاليالد هدتالديا‬

‫هدم تبايا ن صنالد اييرا طاتيرا ييرتن برين كره مرن هدعمرو هدنكربا دلن را وهدطروه هدنكربا دلن را بتيدرا‬

‫ ظااد هدنتال‬.1

‫) الررا هدت روهدا وهدك ر وط‬3898-3893 ‫) و‬0.998 -38975 ‫كرره مررن اي ر سرراوت دم روهت هد عررا بمعالمرره ت تيررت ت راهوي بررين‬ .‫) الا هدتوهدا‬3892-3886 ‫) و‬3895-3882 ‫هدنكبا بمعالمه ت تيت‬ .‫ انت اي ساوت معين سالن ي ا امو دلن ا يزتهت بزيالتن هات ال هداتها‬.2 ‫ررالن س ررا ي ررا ام ررو دلن ررا دلا ررتهاهد هد هد م ررا هدماكب ررا بالدم الان ررا مر ر هدا ررتهاهد هد هد الس ررا هد ررالتن‬

‫ ن نك رربا هدن‬.3

‫ران هدن را دلارتهاهد هد هد مرا هدماكبرا بالدم الانرا مر هدارتهاهد هد رالتن هد السرا تاهو رد برين‬

‫ ن نكبا هدن‬.4

.%13 ‫إدا‬%6 ‫تاهو د بين‬ ‫رالن سرا طروه‬

.%13 ‫ إدا‬%5 0.89

‫∆ وبمعررالميد ت تيررت‬Hw/P‫ و‬Frs ‫ بتيدررا‬Ls/Dm‫ و‬Ds/Dm ‫كرره مررن‬

‫دلارتهاهد هد هد مرا هدماكبرا بالدم الانرا مر هدارتهاهد هد هد السرا‬

‫را هدمتاكر‬

‫ ت ر هكررتنبالط اييتررين وضررعيتين د كررال‬.5 .‫ الا هدتوهدا‬0.93 ‫و‬

‫رالن سرا هي را هات رال دل‬

‫ هن نكبا هدن‬.6

.%33 ‫هد التن بلغد‬ .‫وب د يمكن هيكت التن من ص ه هدنو من هداتهاهد دت ليه هدن ا لي تل هدمنشالد‬

‫المصادر‬ [1] Ashour, M. A, Abouzeid, G., Mohaamed, K. A. and Shenouda A.GH, "Comprehensive Study on Scour Down Stream Curved weirs. "Twelfth International Water Technology Conference, IWTC12, Alexandria, Egypt, 2008, pp.1635-1653. [2] Chen, Z. Shao, X. and Zhang, J, ”Experimental Study on the Upstream Water Level Rise and Downstream Scour Length of Submerged Dam." J. of Hydrau. Res. IAHR, Vol. 43, No.6, 2005, pp.703-709. [3] Dey, S. and Raikar, R.V. , "Scour Below a High Vertical Drop." J. of Hydrau. Eng. ASCE, Vol.133, No.5, 2007, pp.564-568. [4] Asai, K., Mimura, Y. and Kawamoto, N., "Experimental Study on Scour and Sedimentation of River Bed by Overflow from Weir.". J. of Hydrau. Res., IAHR, Vol. 15, No. 1, 2002, pp. 45- 50. [5] Dehghani, A. A., Bashiri, H., Meshati, SH., Mohamed, E., "Local Scouring due to Flow Jet at Downstream of Rectangular Sharp-Crested Weirs.", 2009"b", pp.127-131. [6] Hussein, H.H., Elyass, S.S and Shareef, S.D, ”Local scour Evaluation of the Down Stream Single Step Broad –Crested Weirs.” The Eleventh Scientific Comprehensive of Technical Education Engineering Recherches, Iraq, 2010, pp.198-209. [7] Sobeih, M.F. et al, "Scour Depth Downstream Weir with Openings." International J. of Civil and Structural Engineering Vol. 3, No.1, 2012, pp. 295-270. [8] Pagliara, S. and Palermo, M., "Rock Grade Control Structures and Steeped Gabion Weirs Scour Analysis and Flow Features."Acta Geophysica, Vol. 61, No.1, 2013, pp. 126-150. [9] Chow, V. T., "Open Channel Hydraulics.", Mac Graw-Hill International Company, International Student Edition, 1959. [10] Abid Ali, H.S., " Characteristics of Flow Over the Round Crested Weirs.", M.Sc.Thesis, Dept .of Civil Engineering, University of Basrah, Iraq, 1986.

‫الجمعة ‪ :‬تقييم النحر الموضعي مؤخر الهدارات ذات القمة المركبة‬

‫هدشكه ‪ )2‬هد نالن هدم تبايا هدمكت تما ‪ -‬منظوا الو‬

‫هداك بتون م يالا )‬

‫هدشكه ‪ )3‬بانالم هدعمه هدم تبا‬

‫‪17‬‬

‫– م ط طودا‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفتري من ‪1192/99/19-91‬‬

‫‪18‬‬

‫الجمعة ‪ :‬تقييم النحر الموضعي مؤخر الهدارات ذات القمة المركبة‬

‫‪19‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفتري من ‪1192/99/19-91‬‬

‫اتجاه الجريان‬

‫ه هن‪:‬‬

‫‪ = X‬اا‬

‫هدشكه ‪ : )23‬شكه اياا ه بعالت د عا هد نالن ‪-‬دلاتها و هد السا هد التن‬ ‫هدماكبا يات ال هداتها ‪33‬ك وت ايي ‪ 44.3‬دتا‪/‬اال‬ ‫هد نالن )‪. (L‬‬

‫‪ = Y‬هدمكالسا هيس يا مب ا هداتها )‪. (L‬‬

‫‪20‬‬

‫– هداتها و هد ما‬

Al-Hashimi: Nutrient Removal From Medical Wastewater Using Membrane …

Nutrient Removal From Medical Wastewater Using Membrane Bioreactor Mohammed Ali I. Al-Hashimia ; Talib Rashid Abbasb; Yaser Ibrahim Jasema a

Department of Building and Construction Engineering, University of Technology, Baghdad, Iraq b Environment and Water Directorate, Ministry of Science and Technology, Jaderia, Baghdad, Iraq E-mail: mohashimi2003@yahoo.com Tel: +9647901389424

Abstract In this study, a lab scale the sequencing anoxic/anaerobic membrane bioreactor (SAM) system was studied to treat a hospital wastewater to remove organic matter as well as nitrogen and phosphorus under different internal recycling time mode. During the operation period, the BOD5 and COD removal efficiency was higher than 98 and 90%, respectively regardless of change of operational conditions. In addition, the results showed excellent removal of pathogen and turbidity with average of 98.33 and 99.5%, respectively. The change of anoxic/anaerobic (Ax/An) ratio representing internal recycling time mode significantly affected on nitrogen and phosphorus removal. As increasing Ax/An ratio nitrogen removal efficiency increased but phosphorus removal efficiency decreased. The Ax/An ratio of 2/2, achieving optimal nitrogen and phosphorus removal efficiency of 93% and 83%, respectively. In addition, the SAM system produces high quality effluent which can achieve the Iraqi limits for irrigation purpose for all measured parameters. Keywords: SAM, MBR, Nitrogen removal, Phosphorus removal

‫إزالة المغذيات من مياه الصرف الصحي الطبية باستخدام‬ ‫ياسر ابراهيم جاسم‬ ‫قسم هندسة البناء واالنشاء‬

‫ بغداد‬/ ‫الجامعة التكنولوجية‬

‫المفاعل الحيوي ذو األغشية الغاطسة‬ ‫طالب رشيد عباس‬

‫وزارة الغلوم والتكنولوجيا‬/‫مديرية البيئة والمياه‬ ‫ بغداد‬/ ‫الجادرية‬

‫الخالصة‬

‫محمد علي الهاشمي‬ ‫قسم هندسة البناء واالنشاء‬

‫ بغداد‬/ ‫الجامعة التكنولوجية‬

‫في هذه الدراسة تم اختبار نظام المفاعل الحيوي ذو األغشية الغاطسة المتعاقب (هوائي محدد\الهوائي) في معالجة مياه‬ ‫الصرف الصحي للمستشفيات من خالل إزالة الملوثات العضوية إضافة" إلى النتروجين والفسفور باستخدام أنماط وقت‬ "‫ وقد أظهرت النتائج خالل فترة التشغيل كفاءة عالية في إزالة األوكسجين المطلوب حيويا‬.‫تدوير داخ لي مختلفة‬ ‫ كما وقد أظهرت النتائج إضافة إلى ذلك‬.‫ على التوالي‬% 89 ‫ و‬89 ‫واألوكسجين المطلوب كيميائيا" وبنسبة تزيد على‬ ‫ إن التغيير في نسبة وقت التدوير‬.‫ على التوالي‬%88 ‫ و‬89 ‫إزالة ممتازة لمسببات اإلمراض والعكرة وبنسبة تزيد على‬ ‫ حيث إن زيادة‬.‫الداخلي (هوائي محدد\ الهوائي) يؤثر بصورة واضحة على كفاءة اإل زالة لكل من النتروجين والفسفور‬ ‫ إن نسبة وقت التدوير‬.‫هذه النسبة يؤدي إلى زيادة في كفاءة إزالة النتروجين مع نقصان في كفاءة إزالة الفسفور‬ ‫ساعة‬2 ‫) على التوالي هي‬%99 ‫و‬89( ‫الداخلي المثلى والتي تعطي أعلى كفاءة إزالة لكل من النتروجين والفسفور‬ ‫ كما وقد أوجدت الدراسة إن نظام المفاعل الحيوي ذو األغشية الغاطسة المتعاقب (هوائي‬.‫ ساعة الهوائي‬2\‫هوائي محدد‬ ‫محدد\الهوائي) يقدم أفضل ماء منتج من خالل تلبيته لحدود المواصفة العراقية الخاصة بالمياه المكررة إلغراض الري‬ .‫ولجميع معايير المقايسة‬

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬

1. Introduction The membrane bioreactor (MBR) has been gaining great attention in wastewater treatment as membrane filtration promises a complete solid-liquid separation, prevents failure of biological system due to biomass loss and/or bulking and maintains high mixed liquor suspended solids (MLSS) in the reactor [1]. For this reason, MBR has widely applied to remove organic pollutants as well as nutrient in wastewater [2]. Recent studies on wastewater treatment using MBRs have focused on nutrient removal [3]. Some reported aerobic MBR system with separate anoxic tank for denitrification, while the modified Ludzack–Ettinger (MLE)-type MBR was developed for continuous operation [4]. In addition, alternating anoxic and oxic conditions were adopted in a submerged MBR by intermittent aeration for simultaneous removal of organics and nutrients [5]. These MBRs have shown improved nitrogen removal, but phosphorous removal was unstable. A novel MBR process that remove nitrogen and phosphorus simultaneously, so called, sequencing anoxic/anaerobic membrane bioreactor (SAM) was introduced and showed its superior abilities on phosphorus removal over the MLE (modified Luzack-Ettinger) type MBR system [6]. The track study for SAM verified that the phosphorus release and denitrification happened only by the intermittent recycling of the mixed liquor. Several bench-scale studies on the effects of parameters affecting on nitrogen and phosphorus removal, such as hydraulic retention time (HRT), recycling time, recycling rate, solids retention time (SRT) and different carbon sources was conducted and reported that the parameters influenced over nitrogen and phosphorus removal, directly or indirectly [7]. Nowadays, nutrient removal has attracted great attention in wastewater treatment for reuse. [8]. Wastewater reuse can both reduce the demand on fresh water supplies and minimize the discharge of treated water to the environment [9]. Iraq area is characterized by arid to semi arid climate with low rainfall. As the population has grown against a background of decreasing freshwater resources, so the water available to individuals has fallen dramatically. Wastewater reuse is an important approach to help overcome the water scarcity problem of the Iraq. Moreover, since current local wastewater treatment unite in various hospital is not capable to meet Iraqi standards (especially in terms of nutrient and pathogen removal), this study was designed to evaluate the performance of the SAM process for nutrient removal in hospital wastewater under different internal recycling time mode to achieve best nutrient removal. Moreover, to produce recycled water that is suitable for irrigation purposes.

2. Materials and methods 2.1 Laboratory-scale experiment The lab-scale SAM system was composed of sequencing an anoxic/anaerobic zone and aerobic zone where the flat-sheet UF membrane module was immersed, as shown in Fig. 1. The PVDF (Polyvinylidene fluoride) membrane module has an effective filtration area of 0.8 m2 and its nominal pore size is 0.08 μm. The membrane module was fully immersed and symmetrically placed in the system. An airlift was installed underneath the membrane module at a rate to maintained DO concentration of approximately 4.2 ± 0.3 mg/L as adopted by [10]. The constant flux of 13 L.m-2.h-1 was maintained and the transmembrane pressure was monitored. The membrane was operated intermittently to minimize membrane fouling; 12 min suction and 3 min rest (according to the membrane manual). The hospital wastewater was continuously fed into the sequencing zone with flow rate of 312 L/d. In the aerobic zone through membrane filtration, the effluent could be generated continuously regardless of the sequencing zone condition.

Al-Hashimi: Nutrient Removal From Medical Wastewater Using Membrane â&#x20AC;Ś The sequencing anoxic/anaerobic conditions are controlled by the intermittent recycle of the mixed liquor directly from the aerobic zone to sequencing zone. In time of recycling, the anoxic conditions could be induced and nitrate is reduced to nitrogen gas by denitrification process. No recycling caused oxygen and nitrate deficiency in the sequencing reactor to create the anaerobic condition for phosphorus release then the released orthophosphate is synthesized into the cell in the aerobic reactor under aerobic condition. Finally, the phosphorus is removed from the system by withdrawing the excess sludge directly from the aerobic reactor. Table 1 shows the characteristics of influent.

2.2 Operation condition The operation condition of the lab-scale experiment is listed in Table 2. Temperature, pH, HRT and MLSS ranges were 18-27 Â°C, 6.8-8, 8.3 h and 7700-8300 mg/L, respectively (according to the membrane manual). The internal recycle is maintained at the rate of 300% of the influent flow rate as adopted by [11]. To investigate the effect of internal recycling time mode on nutrient removal, runs 1, 2 and 3 are operated at different internal recycling time mode. Internal recycling time mode determines Ax/An ratio, which represents relative time length of anoxic period to anaerobic period.

2.3 Analytical method Biochemical oxygen demand (BOD) was measured using the WTW OxiTop control system, Germany. Chemical oxygen demand (COD) was measured using CSB/COD-Reactor (AL32 AQUALYT- IC, Germany). Ammonium, nitrate, nitrite and ortho-P were measured using the spectrophotometer (WTW Photo Flex, Germany). Dissolved oxygen concentration and pH were measured using the Do meter (YSI, Model 556, USA). Measurement of mass liquor suspended solids (MLSS) and total suspended solids (TSS) followed standard [12].

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬

3 4

1 1

1 2

8 1

2 3

Fig. (1): A photograph of the sequential (Ax/An) MBR system Influent tank 4 Aerobic Air feed Permeate 7 10 40*40*75 cm bioreactor line 15*60*142 cm Feed in Gauge Control 5 8 sludge wasting 11 panel (Ax/An) bio- 6 Recycle line Air 9 Suction pump 12 reactor compressor 30*40*60 cm

Al-Hashimi: Nutrient Removal From Medical Wastewater Using Membrane … Table (1): Composition of the influent wastewater Parameters Unites Range Average BOD5 mg/l 440 – 840 620 COD mg/l 558 – 980 750 Orthophosphate mg/l 9.05 - 48 18.5 PO4-P Ammonium NH4-N mg/l 76.3 – 232.8 154.74 Nitrate NO3-N mg/l 0 – 16.4 4.68 Nitrite NO2-N mg/l 0.1 – 0.58 0.331 TSS mg/l 100 - 254 170 Oil and Grease mg/l 120 - 210 164.3 pH 7.2 – 7.68 7.4± 0.29 Fecal Coliforms MPN/100 ml 460 - 1100 780 Table (2): The operation conditions of the SAM experiment Average value Parameters Unites Run 1 Run 2 Run 3 -2 -1 Flux L.m .h 15.12 15.12 15.12 SRT day 58.5 66 116 COD/P 38.65 29.3 27 Operation time day 13 15 14 Internal recycle rate L/h 39 39 39 Ax/An h 4/2 2/2 2/4

3. Results and Discussion 3.1 Organic Matter Removal All the results presented in this study were obtained from the laboratory-scale reactor at steady-state conditions. Fig. 2 and Fig. 3 presents the variation of influent and effluent of BOD5 and COD and there removal efficiency, respectively. Despite the fluctuations in the influent quality, the SAM was very stable and effective in achieving approximately 98.5% BOD5 and more than 90% COD removal for all runs, corresponding to the average 9.2 and 67 mg/L in the effluent, respectively. This improved performance of the SAM would be explained by the higher MLSS of the MBR system and the enhanced removal by membrane separation. These results were in a good agreement with previous study [13], who reported that the removal of organic matter was varied between 90% and 99%.

100.5 99.5 98.5 97.5 96.5 95.5 94.5 93.5 92.5 91.5 90.5

Removal Efficiency %

900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Time (day)

16-12

Infl.

5-11

BOD5 (mg/L)

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬

96 94 92 90 88 86 84 82 80 38

16-12

Time (day)

Effl.

5-11

Infl.

COD (mg/L)

1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Removal Efficiency %

Fig. (2): The influent and effluent BOD5 concentrations and removal efficiency of the SAM system. (*) means rainy day

Fig. (3): The influent and effluent COD concentrations and removal efficiency of the SAM system. (*) means rainy day

3.2 Nitrogen And Phosphorus Removal In order to determine the optimal time mode in lab-scale SAM, R-1, 2, 3 were operated at different internal recycling time mode. Internal recycling time mode determines Ax/An ratio, which represents relative time length of anoxic period to anaerobic period of sequencing anoxic/anaerobic reactor. As shown in the Fig. 4(a), despite the fluctuations in the influent quality, the NH4-N is almost completely (100%) eliminated within the SAM system, indicated that complete nitrification occurred in the aerobic zone and all the influent NH4-N entered in to aerobic bioreactor was completely oxidized into nitrate and nitrite. Run-1 of highest Ax/An ratio (4/2) shows high level of denitrification process developed in the anoxic bioreactor with the effluent nitrogen compounds accounted for less than 9% of its in the influent as evident in Fig.'s 4(a, b, c), achieving 91% removal efficiency of nitrogen as evident in Fig. 4(d). While limiting phosphorus removal efficiency was achieved (61% as evident in Fig. 5(b)). This mean that nitrogen and phosphorus removal efficiency were dependent on Ax/An ratio. The same observation was also reported by [14, 15]. R-3 compared to R-1, operated at lowest Ax/An ratio (2/4) showed the highest phosphorus removal efficiency of 80% while worst in nitrogen (only 55%). This result is in a good agreement with previous study [10].

Al-Hashimi: Nutrient Removal From Medical Wastewater Using Membrane … R-2 was operated at Ax/An ratio of (2/2), shows a more stable effluent concentration of nitrogen compounds accounting for 7% of its concentration in the influent as evident in Fig.'s 4(a, b, c), indicating high level of denitrification process developed in the anoxic bioreactor achieving high nitrogen removal efficiency of 93% as evident in Fig. 4(d). The relatively higher nitrogen removal efficiency of the SAM system for this run (93%) with the lower anoxic period of 2 h compared to 91% for run 1 with the higher anoxic period of 4 h was not agreed with the previous study [10]. This may be explained by that the denitrifying phosphorus accumulating organisms (PAOs) are known as being able to reduce nitrate together with the absorption of phosphorus, while utilizing the accumulated substrate as an electron donor. This process is reported to perform slower than ‘‘conventional’’ heterotrophic denitrification [16] and need more time to accumulate. As shown in Fig.'s 5(a, b), despite the fluctuations in the influent quality, the SAM system had showed excellent performance on phosphorus removal, achieving approximate 83% averagely, corresponding to the average 3.66 mg /L in the effluent. The relatively higher phosphorus removal efficiency of the SAM system for R-2 (83%) with the lower anaerobic period of 2 h compared to 80% for R-3 with the higher anaerobic period of 4 h was not agreed with the previous study [10]. This unexpected results, which may be attributed to two reasons: first, relatively low COD/P ratio of R-3 (27) compared to (29.3) for R-2. COD/P ratio is critical for PAOs to grow, function, and take up phosphorus from solution. Phosphorus removal efficiencies exhibited an increase trend with the increasing of influent COD/P and a linear positive relationship was found between COD/P and phosphorus removal, [17]. Second, long SRT of R-3 compared to R-2 (116 versus 66 day) resulted secondary release of phosphorus through endogenous decay of PAOs and release it into solution. [10], reported that is a strong link between SRT and phosphorus removal in enhanced biological phosphorus removal process. As SRT increased, the percent phosphorus in MLVSS increased because the decay rate of PAOs was relatively lower than that of normal heterotrophic organisms, while the sludge wasting rate decreased.

3.3 The Best Time Mode As shown in Fig. 6, R-2 represents the best phase of SAM system ,which was operated under internal recycling time mode of 2 h anoxic followed by 2 h anaerobic, corresponding to the Ax/An ratio of 2/2, achieving best simultaneous nitrogen and phosphorus removal efficiency of 93% and 83%, respectively. To find out the suitability of effluent water from SAM system with the irrigation limits, the measured parameters were compared with the Iraqi limitations for wastewater reuse for agricultural irrigation No. 3, 2012 [18]. The SAM system shows a good performance to meet the requirements of the (INLWRA No. 3, 2012) for all measured parameters.

3.4 Pathogen Removal And Turbidity The membranes serve as microbial barriers that can capture most of the biomass inside the bioreactor. Therefore, the MBR system produces excellent removal efficiency of pathogen (in terms of coliforms and fecal coliforms) with 98.33%, corresponding to the average effluent of 13 cell/100 ml. This result is slightly less than that presented by a previous study [19] who reported that the rate of fecal coliforms removal has been reported 99.96% in Hamadan (west of Iran) hospital. This result is probably due to pollution of the system or due to mistake in sampling, where the ultrafiltration membrane which has a pore diameter smaller than the size of bacteria and parasitic microorganisms. It is generally accepted that MBR provides excellent treated water turbidity [20]. In this study, the turbidity removal efficiency of SAM system was between 99% and 100% for all runs. Furthermore, despite the TSS value of the influent fluctuated between 100 mg/L and 254 mg/L, the effluent turbidity remains less than 0.3 NTU and all recorded data were below 0.5 NTU as shown in Fig. 7. The excellent removal efficiency of turbidity illustrates the effectiveness of the membrane. The same observation was also reported by [21].

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬

Fig. 4 (a): The influent and effluent NH4-N concentrations for the SAM experiment. (*) means rainy day

Fig. 4 (b): The influent and effluent NO3-N concentrations for the SAM experiment. (*) means rainy day

Fig. 4 (c): The influent and effluent NO2-N concentrations for the SAM experiment. (*) means rainy day

Al-Hashimi: Nutrient Removal From Medical Wastewater Using Membrane â&#x20AC;Ś 60

Run 1

PO4-P (mg/l)

Run 3

Run 2

40 30 20 Infl.

Effl.

0 5-11

38 16-12

Time (day) Fig. 4 (d): Nitrogen Removal Efficiency for the SAM experiment. (*) means rainy day

Fig. 5 (a): The influent and effluent PO4-P concentrations for the SAM experiment. (*) means rainy day

Fig. 5 (b): PO4-P Removal Efficiency for the SAM experiment. (*) means rainy day

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬

Fig. (6): Nitrogen and Phosphorus Removal Efficiency at different Ax/An ratio for the SAM experiment.

Fig. (7): The effluent turbidity for SAM experiments

4. Conclusions 1. Nitrogen and phosphorus removal is strongly depended on Ax/An ratio controlled by internal recycling time mode. Highest Ax/An ratio, revealed the best nitrogen removal efficiency but worst phosphorus removal efficiency, while lowest Ax/An ratio showed the highest phosphorus removal efficiency. 2. Compromising between nitrogen percentage removal and PO4-P percent removals, suggests that the Ax/An ratio that gave best nitrogen and phosphorus removal were 2-h anoxic and 2-h anaerobic. 3. The SAM system provides appropriate treatment technology that is available to produce high quality effluent for reuse for irrigation purpose (unrestricted agriculture) which can significantly reduce the demand for fresh water. Furthermore, it's has superior feature compared with Anaerobic-Anoxic-Oxic (A2O) system by adopting two basins instead of three basins in A2O system.

Al-Hashimi: Nutrient Removal From Medical Wastewater Using Membrane …

References 1. Cicek, N., J. P., Franco, M. T., Suidan and V., Urbain, "Using a membrane bioreactor to reclaim 2. 3. 4. 5. 6.

wastewater", J. AWWA, 90, 1998, pp. 105-113. Cicek, N., "A review of membrane bioreactors and their potential application in the treatment of agricultural wastewater", Canadian Biosystems Engineering, 45, 2003, pp. 6.37-6.49. Ueda, T., Hata, K., Kikuota, Y., "Treatment of domestic sewage from rural settlements by a membrane bioreactor", Water Sci. Technol. 34 (9), 1996, pp. 189-196. Engelhardt, N., Firk, W., Warnken, W., "Integration of membrane filtration into the activated sludge process in municipal wastewater treatment", Water Sci. Technol. 38 (4-5), 1998, pp. 429-436. Yeom, I.T., Nah, Y.M., Ahn, K.H., 'Treatment of household wastewater using an intermittent aerated membrane bioreactor"., Desalination 124, 1999, pp. 193-204. Ahn, K.- H., K.- G., Song, E., Cho, J., Cho, H., Yun, S., Lee and J., Kim, "Enhanced

biological phosphorus and nitrogen removal using a sequencing anoxic/anaerobic membrane bioreactor (SAM) process.", Desalination, 157, (1-3), 2003, pp. 345-352. 7. Song, K. G., J., Cho and K.-H., Ahn, "Effects of internal recycling time mode and hydraulic retention time on biological nitrogen and phosphorus removal in a sequencing anoxic/anaerobic membrane bioreactor process.", Bioprocess and Biosystems Engineering, 32, (1), 2009, pp. 135-142. 8. Tatiana, P., M., Dalton, C., Guilayn, L., Rose, A., Maria, and P. Miagostovich, "Quantification and molecular characterization of enteric viruses detected in effluents from two hospital wastewater treatment plants.", Water Research, 45, 2011, pp. 1287-1297. 9. Qadir, M., D., Wichelns, L., Raschid-Sally, P. G., McComick, P., Drechsel, A., Bahri and P. S., Minhas, "The challenges of wastewater irrigation in developing countries", Agricultural Water Management, 97, 4, 2010, pp. 561-568. 10. Song, K. G., J., Cho, K. W., Cho, S. D., Kim and K. H., Ahn, "Characteristics of simultaneous nitrogen and phosphorus removal in a pilot-scale sequencing anoxic/anaerobic membrane bioreactor at various conditions.", Desalination, 250, 2010, pp. 801-804. 11. Banu, J. R., Uan, D. K., Chung, I.-J., Kaliappan, S. and Yeom, I.-T., "A study on the performance of a pilot scale A2O-MBR system in treating domestic wastewater", Journal of Environmental Biology, 30(6), 2009, pp. 959-963. 12. American Public Health Association, APHA. 2005. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Washington, D.C: APHA. (21th ed). 13. Tadkaew, N., M., Sivakumar, S. J., Khan, J. A., McDonald and L. D., Nghiem, "effect of

14.

15.

16.

17.

mixed liquor pH on the removal of trace organic contaminats in amembrane bioreactor.", Bioresource Technology, 101 (5), 2010, pp. 1494-1500. Puig, S., M., Coma, H., Monclús, M.C.M., Van Loosdrecht, J., Colprim and M.D., Balaguer, "Selection between alcohols and volatile fatty acids as external carbon sources for EBPR", Water Res, 42 (3), 2008, pp. 557-566. Monclús, H., J., Sipma, G., Ferrero, J., Comas and I., Rodriguez-Roda, "Optimization of biological nutrient removal in a pilot plant UCT-MBR treating municipal wastewater during start-up.", Desalination, 250, 2010, pp. 592-597. Raymond, J.Z., Y., Zhiguo and K., "Improved understanding of the interactions and complexities of biological nitrogen and phosphorus removal processes". Environ. Sci. BioTechnol., 3, 265, 2004. Wang, Y., Y., Peng and T., Stephenson, "Effect of influent nutrient ratios and hydraulic retention time (HRT) on simultaneous phosphorus and nitrogen removal in two-sludge

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬ sequencing batch reactor". Bioresource Technology, 100 (14), 2009, pp. 3506-3512. Iraqi limitations for wastewater reuse for agricultural irrigation No. 3, 2012. 18. Mahvi, A., A., Rajabizadeh, N., Yousefi, H., Hosseini and M., Ahmadian, " Survey of wastewater treatment condition and effluent quality of Kerman Province hospitals." World Appl. Sci. J., 7(12), 2009, pp. 1521-1525. 19. Melin. T., B., Jefferson, D., Bixio, C, Thoeye, W., De Wilde , J., De Koning , J., Vander Graaf and T., Wintgens, "Membrane bioreactor technology for wastewater treatment and reuse.", Desalination, 187 (1-3), 2006, pp. 271-282. 20. Noah, I., K., Galil, B.-D., Malachi, and C., Sheindorf, "Biological Nutrient Removal in Membrane Biological Reactors", Environmental Engineering Science, 26, No. 4. 2009.

... ‫ تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية والفسفور ونسبة التدوير في كفاءة المرشحات الحيوية‬: ‫األحمدي‬

‫تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية والفسفور ونسبة التدوير في‬ ‫كفاءة المرشحات الحيوية ذات الوسط البالستيكي بإزالة المغذيات‬ ‫ايناس سمير محمود محمد الدباغ‬

‫قصي كمال الدين األحمدي‬

‫جامعة الموصل‬ ‫كلية الهندسة – قسم الهندسة المدنية‬

‫جامعة الموصل‬ ‫ قسم هندسة البيئة‬- ‫كلية الهندسة‬

‫الخالصة‬

‫تم في هذا البحث دراسة تأثير تغير حمل المواد النتروجينية والفسفور ونسبة التدوير في كفاءة المرشحات‬ ‫ إذ تم إنشاء محطة اختبارية تتألف من أربعة مرشحات حيوية‬,‫الحيوية ذات الوسط البالستيكي في ازالة المغذيات‬ ‫ صمم العمل لكي تعمل‬.‫ لتر) لكل منها وتشغيلها باستخدام مياه فضالت مصنعة مختبريا‬35( ‫متشابهة الشكل بسعة‬ ‫) على‬%300 ‫ و‬%200 ,%100( ‫ والثالث) بنسبة تدوير‬,‫ والثاني‬,‫المرشحات الحيوية االختبارية الثالثة األولى (األول‬ ‫ قسم برنامج العمل الى تسع مراحل تشغيلية حيث‬.‫ في حين يعمل المرشح الحيوي االختباري الرابع دون تدوير‬,‫التوالي‬ )‫ يوم‬.3‫م‬/‫ كغم‬0.12( ‫ والثالثة) حمل نيتروجيني مقداره‬,‫ والثانية‬,‫استخدم في المراحل التشغيلية الثالثة األولى (األولى‬ ‫ والسادسة) حمل‬,‫ والخامسة‬,‫ يوم) في حين استخدم في المراحل التشغيلية (الرابعة‬.3‫م‬/‫ كغم‬0.02( ‫وحمل الفسفور‬ ,‫ يوم) أما في المراحل التشغيلية (السابعة‬.3‫م‬/‫ كغم‬0.03( ‫ يوم) وحمل فسفور يساوي‬.3‫م‬/‫ كغم‬0.17( ‫نيتروجيني يساوي‬ .)‫ يوم‬.3‫م‬/‫ كغم‬0.04( ‫ يوم) وحمل الفسفور‬.3‫م‬/‫ كغم‬0.21( ‫ والتاسعة) فقد كان الحمل النيتروجيني يساوي‬,‫والثامنة‬ ‫ كذلك بينت‬،‫أثبتت نتائج البحث أن كفاءة المرشحات الحيوية االختبارية تزداد بوجود عملية التدوير مقارنة بعدم وجودها‬ ‫النتائج ان زيادة احمال أي من النتروجين والفسفور المسلطة على المنظومة تؤدي الى زيادة تركيز االمونيا والفوسفات‬ .‫في الماء الخارج من المرشح وعند كافة نسب التدوير المستخدمة في البحث‬

Effect of Nitrogen and Phosphorus Loading and Recirculating Ratio on the Nutrient Removal Efficiency of Plastic Media Trickling Filters Kossay K. Al-Ahmady

Enas Samir Mahmoud AL-Dabag

University of Mosul College of Engineering, Environmental Eng. Dept.

University of Mosul College of Engineering, Civil Dept

Abstract In this research, an experimental laboratory plant was constructed in order to evaluate the effect of nitrogen and phosphorus loadings and recirculation ratio on the nutrient removal efficiency of trickling filter. The plant consisted of four biological trickling filter similar in shape, each with a volume of (35 liters). Synthetic wastewater was used to operate the plant. To study the impact of recirculation ratio on the system, three of these plants (first, second and third) were operated on recirculation ratio of (100%, 200% and 300%) respectively, whereas the fourth operate without recirculation. The study program was divided into nine stages, in the first three stages the nitrogen loading was (0.12 kg/m3.day) then increased to (0.17 kg/m3.day) and (0.21 kg/m3.day) and the phosphor loading was (0.02 kg/m3.day) then in the fourth, fifth and sixth stages the phosphor loading was (0.03 kg/m3.day) increased to (0.04 kg/m3.day) in the seventh, eighth and ninth stages respectively while the nitrogen loading still increased in the same ratio rate. The results of the study revealed that; the removal efficiency of the biological trickling filter increase when the recirculation was applied, and the efficiency increased with recirculation ratio increase. The result also showed that; increasing each of the nitrogen and phosphorus load leads to an increase of the effluent concentration of ammonia and phosphorus for all of the applied recirculation ratio at the research . Keywords: Trickling filter, Organic loading, Nitrogen loading, Plastic media

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫المقدمة‬ ‫يعد المرشح الحيوي من األنظمة المستخدمة لمعالجة مياه الفضالت المنزلية والصناعية وذلك بسبب تحمله‬ ‫للصدمات بشكل عالي باإلضافة إلى أن تشغيل وحداته ال تحتاج مهارة وكفاءة عالية في العمل ( ;‪Metcalf & Eddy‬‬ ‫‪ .)2003‬ويتحقق ذلك من خالل التماس المباشر لمياه الفضالت الحاوية على مواد عضوية مع البكتريا التي تنمو بشكل‬ ‫ملتصق على الوسط )‪.)Brown and Caldwell, 1979‬‬

‫تستخدم المرشحات الحيوية اوساط (‪ )Media‬مثل الحجر أو الحصو أو القطع البالستيكية حيث بإمرار الفضالت‬

‫من خالل هذا الوس ط يتم امتزاز المواد العضوية من قبل األحياء المجهرية الملتصقة على سطح الوسط بنفس الوقت الذي‬ ‫ينتقل فيه األوكسجين إلى هذه األحياء من خالل التالمس مع الهواء (‪ ،)McGhee & Steel, 1991‬حيث يتم انتقال‬ ‫األوكسجين والمغذيات إلى الطبقة الثابتة في حين يتم خروج ناتج عملية أكسدة المواد العضوية إلى الطبقة المتحركة‬

‫(‪ )Moving layer‬غالبا بواسطة عملية االنتشار (‪ .)Diffusion‬ونتيجة لعملية امتزاز المواد الغذائية ستزداد كمية‬ ‫األحياء المجهرية الموجودة ضمن طبقة األحياء المجهرية الملتصقة على األسطح الداخلية للوسط (‪ )Slime layer‬والتي‬ ‫غالبا ما تنعكس فعليا بشكل زيادة سمك هذه الطبقة‪ .‬ومع زيادة السمك سيقل وصول األوكسجين إلى طبقة األحياء‬ ‫المجهرية الملتصقة القريبة من األسطح الداخلية للوسط (‪ )Mediam‬مما يؤدي إلى تكوين مجموعة أحياء مجهرية ال‬

‫هوائية سائدة في هذه المناطق‪ .‬كذلك ومع زيادة سمك هذه الطبقة ستقل كمية الغذاء التي ستصل إلى هذه الطبقات الداخلية‬ ‫مما يؤدي إلى موتها وتحللها‪ .‬وتدريجيا ومع زيادة عدد األحياء المجهرية الداخلة الميتة ستقل قابلية هذه الطبقة على‬

‫االلتصاق باألسطح الحجرية أو البالستيكية الثابتة مما يؤدي إلى انسالخها عن هذا السطح ومن ثم سقوطها في أسفل‬ ‫المرشح إذ تنجرف بوساطة تيار الفضالت لتصل إلى حوض الترسيب الثانوي حيث تزال هنالك وتعزل بوساطة عملية‬

‫الترسيب (‪.)Metcalf & Eddy ; 2003‬‬

‫من الناحية التطبيقية غالبا ما تستخدم المرشحات الحيوية لمعالجة الحمل العضوي المعتدل في مياه الفضالت أو‬ ‫مرحلة صقل للمركبات مع تقنية معالجة أخرى (‪ .)WEF ;1996, Ahmed ;2007‬ومن الممكن أيضا في بعض الحاالت‬ ‫استخدام المرشحات الحيوية لمعالجة مياه الفضالت ذات الحمل العضوي العالي (‪.)USEPA ; 2000‬‬

‫إن معرفة وتحديد المديات التي يمكن ان تعمل بها المرشحات الحيوية تحت ظروف احمال مواد نتروجينية وفسفور‬

‫مختلفة يعد مهماً جدا في التطبيقات الهندسية‪ .‬يهدف هذا البحث الى دراسة كفاءة المرشحات الحيوية في إزالة المواد‬ ‫العضوية والمغذيات باستخدام نسبة تدوير مختلفة‪ ،‬كذلك دراسة تأثير زيادة أحمال المواد النتروجينية واحمال الفسفور في‬

‫كفاءة اإلزالة واستق ارريه المرشحات الحيوية وخصائص المياه الناتجة منها‪.‬‬

‫الدراسات السابقة‬ ‫قام الباحث (‪ )Maheesan et al, 2011‬بمعالجة مياه فضالت بلدية وذلك بإنشاء محطة اختبارية تتكون من‬ ‫مرشح حيوي ذو وسط نسيج بالستيكي وبنظام تشغيل متقطع (‪ .)intermittent operation system‬اثبتت النتائج قابلية‬ ‫النظام على ازالة المواد العضوية والمغذيات حيث كانت تراكيز الخارج من المادة العضوية (‪ ,)COD, BOD‬المواد‬ ‫الصلبة العالقة (‪ ,)S.S‬والمغذيات ( ‪ )27.63( ,)64.58, 22.22( )P, NH4-N‬و(‪ )1.72, 0.62‬ملغم‪ /‬لتر وعلى‬ ‫التوالي‪ .‬كما وقام الباحث (‪ )Sadrnejad; 2011‬بدراسة كفاءة إزالة المواد النيتروجينية في محطة تتكون من مرشح حيوي‬

‫ذي وسط بالستيكي يعمل على معالجة مياه فضالت حاوية على مواد عضوية ومواد عالقة قليلة واثبت ان المرشح يحقق‬

‫‪34‬‬

‫األحمدي ‪ :‬تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية والفسفور ونسبة التدوير في كفاءة المرشحات الحيوية ‪...‬‬ ‫كفاءة ازالة مواد نيتروجينية عالية حيث تراوحت تراكيز المواد النيتروجينية الخارجة ما بين (‪ 1.5 – 1‬ملغم‪ /‬لتر)‪ .‬كما قام‬ ‫الباحث (‪ )Moulick et al; 2011‬بدراسة آلية إزالة المواد النيتروجينية من مياه فضالت مدنية وذلك بإنشاء محطة‬ ‫اختبارية تتكون من مرشح حيوي عدد (‪ )3‬جميعها متساوية االبعاد وتحتوي وسط مكون من نايلون ملفوف بورق أشجار‪,‬‬

‫كما تم استخدام نظام تهوية ميكانيكي أسفل كل مرشح حيوي لتوفير التهوية الالزمة لعمل االحياء المجهرية‪ .‬وتم تشغيل‬

‫المحطة االختبارية على أحمال مختلفة من نتروجين‪-‬امونيا وتصريف مختلف وعلى درجة ح اررة مختلفة‪ .‬استنتج الباحث‬

‫أن كفاءة إزالة االمونيا تقل بزيادة التصريف الداخل‪ ,‬وأن عملية النترجة تتراوح بين (‪ 1.29 - 0.11‬غم‪ /‬م‪ /2‬يوم) وهي تزداد‬ ‫بزيادة التصريف الداخل للمحطة االختبارية‪ .‬وقد قام الباحثان (‪ )Victoria & Foresti; 2011‬بإجراء دراسة حول آلية‬

‫إ زالة المواد العضوية والنيتروجينية من مياه فضالت مدنية وذلك بإنشاء محطة اختبارية تتكون من مرشح حيوي مجهز‬

‫بنوعين مختلفين من االوساط البالستيكية‪ ,‬األول بشكل اسطوانة وهو مخصص للقسم العلوي داخل المرشح الحيوي صمم‬ ‫إلزالة المادة العضوية والنيتروجينية (‪ ,)Nitrification‬أما الثاني اسطوانة بالستيكية حجمها أصغر ومخصصة للقسم‬ ‫السفلي من المرشح لعملية عكس النترجة (‪ .)Denitrification‬وكان الحمل النتروجيني (امونيا) المسلط على المحطة‬

‫يتراوح بين (‪ 0.104 – 0.062‬كغم‪/‬م‪.3‬يوم)‪ ,‬وأظهرت نتائج البحث أن كفاءة اإلزالة لعملية النترجة (‪ )%60‬فقد كانت‬ ‫تراكيز المواد النيتروجينية الخارجة من المحطة االختبارية (نتروجين‪ -‬امونيا) تساوي (‪ 13‬ملغم‪ /‬لتر) و(نتروجين ‪-‬نترات)‬ ‫تساوي (‪ 12‬ملغم‪ /‬لتر) في حين بلغت الكفاءة لعملية عكس النترجة (‪.)%52‬‬

‫كما واظهرت نتائج الباحث (‪ )Bounds et al, 2010‬كفاءة عالية في االداء‪ ,‬حيث بلغ تركيز االمونيا الخارج من‬

‫محطة المعالجة المتكونة من مرشح حيوي بالستيكي مقدار (‪ 2‬ملغم‪ /‬لتر)‪ .‬وقد قام الباحث (‪)Mofokeng et al; 2009‬‬ ‫بدراسة آلية إزالة المواد النيتروجينية من مياه فضالت مدنية باختالف الحمل العضوي المسلط على محطة معالجة مياه‬ ‫فضالت تقع في جنوب افريقيا‪ ,‬تكونت المحطة من أربعة مرشحات حيوية تحتوي وسط بالستيكي مكون من كرات مختلفة‬

‫بالقطر تراوحت أقطارها ما بين (‪ 700 ,25 ,1‬ملم)‪ .‬وأظهرت نتائج البحث إزالة عالية للمواد النيتروجينية فقد بلغت تراكيزها‬ ‫الخارجة (‪ 3‬ملغم نتروجين‪ /‬لتر)‪ .‬كما اظهرت نتائج الباحث (‪ )Ambachtsheer; 2003‬كفاءة عالية في األداء وذلك‬

‫خالل دراسته آلية إزالة المواد النيتروجينية من مياه فضالت مدنية وذلك من خالل تشغيل محطة معالجة تتكون من أنظمة‬

‫المعالجة التالية (بركة أكسدة‪ ,‬ومرشح حيوي‪ ,‬وحمأة منشطة)‪ ,‬يحتوي المرشح الحيوي وسط مكون من (كاربون منشط)‪.‬‬

‫توصل الباحث خالل فترة الدراسة إلى كفاءة بلغت قيمتها (‪ )%84‬إلزالة المواد النيتروجينية‪ .‬وقد قام الباحث ( ;‪Clabaugh‬‬

‫‪ )2001‬بدراسة آلية إزالة المواد النيتروجينية من مياه فضالت خارجة من منطقة طمر صحي وذلك بإنشاء محطة اختبارية‬

‫تتكون من (‪ )4‬مرشحات حيوية مختلفة بالوسط‪ ,‬األول‪ :‬ذو وسط عبارة عن رقائق من خشب الصنوبر‪ ,‬والثاني‪ :‬ذو وسط‬

‫بشكل حلقات من المطاط‪ ,‬والثالث‪ :‬ذي وسط بالستيكي‪ ,‬الرابع‪ :‬ذو وسط عبارة عن قمامة‪ .‬تم تشغيل المحطة االختبارية‬ ‫على (‪ ) 4‬مراحل مختلفة بالحمل الهيدروليكي والنتروجيني والتصريف الداخل للمحطة‪ .‬وأظهرت نتائج البحث كفاءة إزالة‬

‫مختلفة باختالف الوسط المستخدم‪ ,‬إذ بلغت كفاءة المرشح األول والثاني والثالث على التوالي (‪ )%87-77‬و(‪)%62-20‬‬ ‫و(‪ )%46-13‬والرابع (لم تكن له كفاءة إزالة تذكر) وباختالف المراحل التشغيلية‪.‬‬

‫‪35‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫المواد وطرائق العمل‬

‫‪ .1‬انشاء المحطة االختبارية (المرشحات الحيوية االختبارية)‬ ‫تعد مسألة اختيار حجوم المرشحات الحيوية االختبارية من األمور المهمة التي يجب أن تؤخذ بالحسبان عند إجراء‬ ‫د ارســة ما‪ ,‬ولدراسة النظام المقترح وضمن مدى الظروف التشغيلية المطلوبة فقد تم إنشاء أربعة مرشحات حيوية اختبارية‬ ‫من البالستيك المقاوم (‪ )PVC‬بحجم (‪ 35‬لتر) وبأبعاد (‪ 022‬سم) ارتفاع و(‪ 15‬سم) قطر‪ ،‬لكل مرشح وبحسب الباحثون‬

‫)‪(Al-Ahmady and Al-Rahmani, 2011‬و (‪ .)Morton, 2001‬تم تصميم قاعدة المرشح بطريقة تضمن سحب‬ ‫المياه بشكل منتظم من األسفل‪.‬‬ ‫أما عن الوسط الالزم لنمو االحياء المجهرية فقد استخدمت قطعة بالستيكية شبكية (ارتفاعها ‪ 195‬سم‪ ,‬وقطرها‬ ‫الخارجي ‪ 15‬سم) رتبت بشكل حلقات عددها (‪ )7‬رتبت على بعضها البعض بشكل حلزوني‪ .‬الحظ الصورة (‪ .)1‬اعتمد‬ ‫نظام الجريان المستمر (‪ )Continuous flow‬اسلوبا لتغذية المحطة االختبارية لكونه من اكثر انظمة التشغيل المعتمدة‬ ‫لمعالجة مياه الفضالت (‪ .)Metcalf and Eddy, 2003‬تمت تغذية المرشحات الحيوية االختبارية االربعة سيحا‬

‫باالعتماد على الجاذبية األرضية وذلك عن طريق استخدام حوض بالستيكي بحجم (‪ 02‬لتر) يحتوي على سداد قطع‬ ‫(طواف) لضمان ثبات ارتفاع الماء في الحوض ويرتفع منسوب المياه فيه بحدود (‪ 70‬سم) عن نقطة التغذية‪ ،‬حيث يتم‬ ‫إيصال مياه التغذية إلى المرشحات الحيوية االختبارية عن طريق اربعة انابيب بالستيكية مرنة بقطر (‪ 1‬سم) تمتد من أسفل‬

‫الحوض البالستيكي المرتفع وترتبط بصمامات التصريف والتي يتم من خاللها السيطرة على كمية المياه الداخلة إلى‬ ‫المرشحات‪ .‬ولضمان توفير ضغط ثابت من الماء فقد وضع خزان آخر لتجهيز مياه الفضالت المصنعة بسعة (‪ 002‬لتر)‬ ‫يرتبط بالحوض البالستيكي الذي يجهز المرشحات الحيوية االختبارية ذو سعة (‪ 02‬لترا) بسداد القطع حيث وضع هذا‬ ‫الخزان على ارتفاع حوالي (‪ 022‬سم) عن الحوض البالستيكي وربط به بوساطة أنابيب بالستيكية مرنة‪ .‬فضال عن ذلك‬ ‫فهناك خزان بالستيكي أرضي بسعة (‪ 120‬لتر) يتم فيه خلط المواد الكيمياوية التي تتكون منها مياه الفضالت المصنعة‬ ‫في ويتم بعد ذلك سحب هذه المياه بوساطة مضخة كهربائية إلى خزان التجهيز‪ ،‬الحظ الشكل رقم (‪.)1‬‬

‫ولغرض السيطرة على الحمل المسلط على المحطة االختبارية وتجنب التغاير في الخصائص فقد تم تحضير مياه‬ ‫مصنعة مختبريا اذ حضرت هذه المياه من مواد كيميائية عديدة بحيث تشابه خصائص مياه الفضالت المنزلية وحسب‬ ‫التوصية المقترحة من الباحث (‪ ,)Vanrolleghem et. al, 2001‬يبين الجدول رقم (‪ )1‬المواد المستخدمة في صناعة‬

‫مياه الفضالت الشبيهة بمياه الفضالت المنزلية‪.‬‬

‫تم تشغيل المرشحات الحيوية االختبارية األربعة في آن واحد‪ .‬ثالثة منها تعمل بنظام تدوير والرابع هو مرشح‬ ‫مقارنة (‪ ، )Reference trickling filter‬ولغرض تحقيق أهداف البحث ودراسة النظام المقترح فقد تم تقسيم عمل‬ ‫المرشحات الحيوية االختبارية إلى تسعة مراحل تشغيلية‪ ,‬تم في كل ثالث مراحل متسلسلة تثبيت الحمل النيتروجيني‬

‫والفسفور الداخل للمرشح وتغييرها في المراحل الثالثة المتسلسلة الالحقة وهكذا حتى نهاية المرحلة التاسعة واالخيرة‪ ,‬الحظ‬ ‫الجدول رقم (‪ .)2‬لم يتم االنتقال من مرحلة تشغيلية إلى أخرى إال بعد استقرار المعالجة البيولوجية‪ ،‬وقد تم االستدالل على‬

‫حالة االستقرار من خالل ثبوت كل من كفاءة المعالجة وتركيز األحياء المجهرية فيها (‪ ،)Ramalho,1977‬كما وتمت‬ ‫عملية مراقبة تراكيز االمونيا والفوسفات للمياه المعالجة الخارجة من المرشحات الحيوية االختبارية بشكل دوري بمعدل قراءة‬ ‫واحدة يوميا وحسب المواصفات القياسية (‪)APHA, WPCF and AWWA, 1998‬‬

‫‪36‬‬

‫األحمدي ‪ :‬تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية والفسفور ونسبة التدوير في كفاءة المرشحات الحيوية ‪...‬‬

‫الصورة (‪ : )1‬الوسط البالستيكي المستخدم في البحث‬ ‫خزان‬ ‫التجهيز‬

‫سداد‬

‫حوض‬ ‫قطع‬ ‫موازنة‬ ‫الضغط‬

‫صمامات سيطرة‬

‫وسط‬

‫بالستيكي‬

‫شبكي‬

‫المرشح‬ ‫الرابع‬ ‫بدون‬ ‫ترجيع‬

‫المرشح‬ ‫الثالث‬ ‫نسبة‬ ‫الترجيع‬ ‫‪%211‬‬

‫المرشح‬ ‫الثاني‬ ‫نسبة‬ ‫الترجيع‬ ‫‪%111‬‬

‫المرشح‬ ‫االول‬ ‫نسبة‬ ‫الترجيع‬ ‫‪%911‬‬

‫‪200 cm‬‬

‫‪15 cm‬‬

‫خزان التحضير‬ ‫االرضي‬

‫حوض تجميع اسطواني‬ ‫الماء‬ ‫الخارج‬

‫مضخ‬ ‫ة‬

‫الماء‬ ‫الخارج‬

‫مضخة‬

‫الشكل (‪ :)1‬اسلوب ربط المحطة االختبارية المستخدمة في البحث‬ ‫الجدول رقم (‪ : )1‬المواد المستخدمة في صناعة مياه الفضالت الشبيهة بمياه الفضالت المنزلية‬ ‫اسم المادة‬

‫التسلسل‬ ‫‪.0‬‬

‫كلوريد األمونيوم‬

‫الرمز الكيميائي‬ ‫‪NH4CL‬‬

‫‪.0‬‬

‫ببتون‬

‫‪.0‬‬

‫فوسفات البوتاسيوم ثنائية الهيدروجين‬

‫‬‫‪KH2PO4‬‬

‫‪.4‬‬

‫النشا‬

‫‪C6H12O6‬‬

‫‪.5‬‬ ‫‪.0‬‬

‫الحليب‬ ‫فوسفات البوتاسيوم احادية الهيدروجين الالمائية‬

‫‬‫‪K2HPO4‬‬

‫‪.7‬‬

‫كبريتات المغنيسيوم‬

‫‪MgSO4.7H2O‬‬

‫‪.8‬‬

‫يوريا‬

‫‪CN2H4O‬‬

‫‪37‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫جدول (‪ : )2‬يبين المراحل التشغيلية التسعة للمحطة االختبارية‬ ‫المرحلة‬ ‫التشغيلية‬ ‫األولى‬

‫الثانية‬

‫الثالثة‬

‫الرابعة‬

‫الخامسة‬

‫السادسة‬

‫السابعة‬

‫الثامنة‬

‫التاسعة‬

‫المرشحات‬ ‫الحيوية‬ ‫االختبارية‬ ‫المرشح األول‬ ‫المرشح الثاني‬ ‫المرشح الثالث‬ ‫المرشح الرابع‬ ‫المرشح األول‬ ‫المرشح الثاني‬ ‫المرشح الثالث‬ ‫المرشح الرابع‬ ‫المرشح األول‬ ‫المرشح الثاني‬ ‫المرشح الثالث‬ ‫المرشح الرابع‬ ‫المرشح األول‬ ‫المرشح الثاني‬ ‫المرشح الثالث‬ ‫المرشح الرابع‬ ‫المرشح األول‬ ‫المرشح الثاني‬ ‫المرشح الثالث‬ ‫المرشح الرابع‬ ‫المرشح األول‬ ‫المرشح الثاني‬ ‫المرشح الثالث‬ ‫المرشح الرابع‬ ‫المرشح األول‬ ‫المرشح الثاني‬ ‫المرشح الثالث‬ ‫المرشح الرابع‬ ‫المرشح األول‬ ‫المرشح الثاني‬ ‫المرشح الثالث‬ ‫المرشح الرابع‬ ‫المرشح األول‬ ‫المرشح الثاني‬ ‫المرشح الثالث‬ ‫المرشح الرابع‬

‫نسبة التدوير‬ ‫‪%‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪200‬‬ ‫‪300‬‬ ‫‪0‬‬

‫التصريف‬ ‫(م‪/3‬يوم)‬

‫حمل المواد النيتروجينية‬ ‫(كغم‪/‬م‪.2‬يوم)‬

‫حمل الفسفور‬ ‫(كغم‪/‬م‪.2‬يوم)‬

‫‪0.09‬‬

‫‪0.12‬‬

‫‪0.02‬‬

‫‪0.09‬‬

‫‪0.17‬‬

‫‪0.02‬‬

‫‪0.09‬‬

‫‪0.21‬‬

‫‪0.02‬‬

‫‪0.09‬‬

‫‪0.12‬‬

‫‪0.03‬‬

‫‪0.09‬‬

‫‪0.17‬‬

‫‪0.03‬‬

‫‪0.09‬‬

‫‪0.21‬‬

‫‪0.03‬‬

‫‪0.09‬‬

‫‪0.12‬‬

‫‪0.04‬‬

‫‪0.09‬‬

‫‪0.17‬‬

‫‪0.04‬‬

‫‪0.09‬‬

‫‪0.21‬‬

‫‪0.04‬‬

‫‪38‬‬

‫األحمدي ‪ :‬تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية والفسفور ونسبة التدوير في كفاءة المرشحات الحيوية ‪...‬‬

‫النتائج والمناقشة‬

‫كفاءة إزالة االمونيا (‪)NH3‬‬ ‫تمثل االشكال (‪ )2‬و (‪ )3‬و (‪ )4‬التوزيع التراكمي لمعدل تراكيز االمونيا الخارجة من المرشحات الحيوية‬

‫االختبارية ولكل ثالثة مراحل تشغيلية متعاقبة‪ .‬ومن مقارنة تراكيز االمونيا الخارجة من المرشحات الحيوية االختبارية الثالثة‬ ‫(األول‪ ,‬والثاني‪ ,‬والثالث) مع تراكيز االمونيا الخارجة من المرشح الحيوي االختباري الرابع نستنتج أن قيم تراكيز االمونيا‬ ‫للمياه المعالجة جميعها والخارجة من المرشحات الحيوية االختبارية الثالثة أقل من تراكيز االمونيا المعالجة الخارجة من‬ ‫المرشح الحيوي االختباري الرابع وللمراحل التشغيلية التسعة‪ .‬كما ويظهر من الشكل (‪ )2‬أن (‪ )%13.2‬و (‪)%16‬‬

‫و(‪ )%33.6‬من القراءات المسجلة لتراكيز االمونيا في المياه المعالجة الخارجة من المرشحات الحيوية االختبارية األول‬ ‫والثاني والثالث كانت تقع ضمن حدود المواصفات البيئية العراقية المعتمدة والبالغة (‪ 1‬ملغم‪/‬لتر) (و ازرة الصحة العراقية‪,‬‬

‫‪ ،)1998‬في حين كانت (‪ )%4‬من القراءات واقعة ضمن مواصفات الطرح العراقية المعتمدة في المرشح الحيوي االختباري‬ ‫الرابع‪ .‬أما الشكل (‪ )0‬فيبين أن نسبة (‪ )%12.7‬و (‪ )%13.6‬و(‪ )%17.2‬من القراءات للمياه المعالجة الخارجة من‬ ‫المرشحات الحيوية االختبارية األول والثاني والثالث كانت ذات تراكيز امونيا تقع ضمن الحدود المسموحة في التشريعات‬ ‫البيئية العراقية‪ ,‬بينما (‪ )%2‬من تراكيز االمونيا للمياه المعالجة الخارجة من المرشح الحيوي االختباري الرابع يقع ضمن‬ ‫الحدود المقبولة في المواصفات البيئية العراقية‪ ،‬في حين يبين الشكل (‪ )4‬ان (‪ )%13.3( ,)%11‬و (‪ )%18.7‬من‬ ‫تراكيز االمونيا للمياه المعالجة الخارجة من المرشحات الحيوية االختبارية األول والثاني والثالث على التوالي كانت ضمن‬ ‫حدود المواصفات البيئية العراقية‪ ,‬وكانت تراكيز االمونيا للمياه المعالجة الخارجة من المرشح الحيوي االختباري الرابع التي‬

‫تقع ضمن التشريعات البيئية العراقية بنسبة (‪.)%2.7‬‬

‫‪100‬‬

‫‪80‬‬ ‫‪70‬‬ ‫‪60‬‬

‫مر‬

‫‪50‬‬

‫مر‬

‫‪40‬‬

‫مر‬

‫‪30‬‬

‫مر‬

‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬

‫النسبة الم وية لل را ا التي يمتها تساو او ا ل من‬ ‫ال يمة الم ددة‬

‫‪90‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪4‬‬

‫‪10 11 12‬‬

‫‪9‬‬

‫‪8‬‬

‫‪7‬‬

‫‪6‬‬

‫تركي ا مونيا (‪ NH3‬ال ارجة من الم‬

‫ا‬

‫‪3‬‬

‫ا‬

‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫تبارية مل‬

‫‪0‬‬

‫‪/‬لتر‬

‫للمرحل التشغيلية‬ ‫شكل (‪ : )2‬التوزيع التراكمي لمعدل تراكيز االمونيا الخارجة من الوحدات االختبارية ا‬ ‫عند حمل مواد نيتروجينية مسلط مقداره (‪ 0.12‬كغم‪/‬م‪ .3‬يوم)‬

‫‪39‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫‪90‬‬ ‫‪80‬‬ ‫‪70‬‬ ‫‪60‬‬

‫مر‬

‫‪50‬‬

‫مر‬

‫‪40‬‬

‫مر‬

‫‪30‬‬

‫مر‬

‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬

‫النسبة الم وية لل را ا التي يمتها ا ل او تساو‬ ‫ال يمة الم ددة‬

‫‪100‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪18‬‬

‫‪14‬‬

‫‪16‬‬

‫‪10‬‬

‫‪12‬‬

‫‪6‬‬

‫‪8‬‬

‫تركي ا مونيا (‪ NH3‬ال ارجة من الم‬

‫‪4‬‬

‫ا‬

‫‪2‬‬

‫تبارية مل‬

‫‪0‬‬

‫‪/‬لتر‬

‫للمرحل‬ ‫شكل (‪ : )3‬التوزيع التراكمي لمعدل تراكيز االمونيا الخارجة من الوحدات االختبارية ا‬ ‫التشغيلية عند حمل مواد نيتروجينية مسلط مقداره (‪ 0.17‬كغم‪/‬م‪ .3‬يوم)‬

‫‪90‬‬ ‫‪80‬‬ ‫‪70‬‬ ‫‪60‬‬

‫مر‬

‫‪50‬‬

‫مر‬

‫‪40‬‬

‫مر‬

‫‪30‬‬

‫مر‬

‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬

‫النسبة الم وية لل را ا التي يمتها ا ل او تساو‬ ‫ال يمة الم ددة‬

‫‪100‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪14‬‬

‫‪16‬‬

‫تركي‬

‫‪12‬‬

‫‪10‬‬

‫ا مونيا (‪NH3‬‬

‫‪6‬‬

‫‪8‬‬

‫ال ارجة من الم‬

‫‪4‬‬

‫ا‬

‫‪2‬‬

‫تبارية مل‬

‫‪0‬‬

‫‪/‬لتر‬

‫شكل (‪ )4‬التوزيع التراكمي لمعدل تراكيز االمونيا الخارجة من الوحدات االختبارية‬ ‫للمرحل التشغيلية عند حمل مواد نيتروجينية مسلط مقداره (‪ 0.21‬كغم‪/‬م‪ .3‬يوم)‬ ‫ا‬

‫تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية في تركيز االمونيا والفوسفات في الماء الخارج عند نسب تدوير مختلفة‬

‫يمثل الشكل (‪ )5‬تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية في معدل تركيز االمونيا الخارجة من المرشحات الحيوية‬

‫االختبارية عند نسب تدوير مختلفة‪ ,‬ويمثل الشكل (‪ )0‬تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية في معدل تركيز الفوسفات‬ ‫الخارجة من المرشحات الحيوية االختبارية عند نسبة تدوير مختلفة‪.‬‬ ‫‪22‬‬

‫‪18‬‬ ‫‪16‬‬

‫نسبة التدوير‬

‫‪14‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪2‬‬

‫معدل تركي ا مونيا ال ارجة من المر ا ال يوية‬ ‫ا تبارية (‪NH3‬‬

‫‪20‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪0.22‬‬

‫‪0.2‬‬

‫‪0.18‬‬

‫‪0.16‬‬

‫‪0.14‬‬

‫مل المواد النتروجينية (ك ‪/‬‬

‫‪3‬‬

‫‪0.12‬‬

‫‪0.1‬‬

‫يو‬

‫شكل (‪ )5‬تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية في معدل تركيز االمونيا الخارجة‬ ‫للمرحل التشغيلية التسعة‬ ‫من المرشحات الحيوية االختبارية عند نسبة تدوير مختلفة ا‬

‫‪40‬‬

‫األحمدي ‪ :‬تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية والفسفور ونسبة التدوير في كفاءة المرشحات الحيوية ‪...‬‬

‫‪4.5‬‬ ‫‪4.0‬‬

‫نسبة التدوير‬

‫‪3.5‬‬ ‫‪3.0‬‬ ‫‪2.5‬‬

‫‪2.0‬‬ ‫‪1.5‬‬ ‫‪1.0‬‬

‫‪0.5‬‬ ‫‪0.21 0.22‬‬

‫‪0.2‬‬

‫معدل تركي الفوسفا ال ارجة من المر ا ال يوية‬ ‫ا تبارية (‪PO4‬‬

‫‪5.0‬‬

‫‪0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19‬‬

‫مل المواد النيتروجينية ( ك‬

‫‪/‬‬

‫يو‬

‫شكل (‪ )6‬تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية في معدل تركيز الفوسفات الخارجة‬ ‫للمرحل التشغيلية التسعة‬ ‫من المرشحات الحيوية االختبارية عند نسبة تدوير مختلفة ا‬

‫وكما يتبين من الشكلين (‪ )5‬و (‪ )6‬فإن معدل تركيز االمونيا والفوسفات الخارجين من المرشح الحيوي الذي يعمل‬ ‫دون تدوير كانت اعلى من معدل تركيز االمونيا والفوسفات الخارجة من المرشحات الحيوية االختبارية الثالثة التي لها‬

‫نسبة تدوير تساوي (‪ ,)%300, %200, %100‬إذ نلحظ أنه عند تسليط حمل نتروجيني مقداره (‪ 0.12‬كغم‪/‬م‪ .3‬يوم)‬ ‫فان معدل تركيز االمونيا والفوسفات الخارجة من المرشح الحيوي االختباري ذي نسبة التدوير (‪ )%0‬يساوي (‪)9.6‬‬

‫و(‪ )3‬ملغم‪ /‬لتر على التوالي‪ ,‬في حين كان معدل تركيز االمونيا الخارجة من باقي المرشحات التي لها نسب تدوير‬ ‫(‪ )%300, %200, %100‬يساوي (‪ )1.5, 2.2, 3.9‬ملغم‪ /‬لتر وعلى التوالي‪ ،‬بالمقابل كان معدل تركيز الفوسفات‬ ‫الخارجة من باقي المرشحات التي لها نسب تدوير (‪ )%300, %200, %100‬يساوي (‪ )1, 1.6, 2‬ملغم‪ /‬لتر وعلى‬

‫التوالي‪ .‬كذلك يتبين من الشكل أن المرشح الحيوي االختباري الذي له نسبة تدوير تساوي (‪ )%300‬يحقق أقل قيمة لتركيز‬ ‫األمونيا والفوسفات الخارجة مقارنة مع المرشحين ذوات نسب التدوير (‪ )%200‬و (‪ )%100‬وعند تسليط الحمل النتروجيني‬ ‫نفسه‪ .‬ويعود السبب في ذلك الى حاجة عملية النترجة لتوفر ظروف مالئمة من حيث كمية االوكسجين الوافية‬ ‫(‪ )Hammer; 1986‬وانخفاض تركيز المادة العضوية الذائبة (‪ ,)BODS‬وتوافق وقوع قيمة (‪ )pH‬ضمن مدى‬

‫(‪ )U.S. EPA; 1975( )Hammer; 1986( )8.4-7.2‬وهذه الظروف تتوفر بشكل أفضل في المرشح الحيوي االختباري‬ ‫ذي نسبة التدوير االعلى ثم انخفاضا في المرشحات ذوات نسب التدوير األقل‪ ,‬ويتفق هذا التفسير ما أورده الباحثون‬ ‫(‪ .)Parker; 1986( )Mofokeng et al; 2009( )Khan; 2005( )Duddles; 1974‬أما عند زيادة الحمل‬ ‫النيتروجيني المسلط على المنظومة إلى مقدار (‪ 0.21‬كغم‪/‬م‪ .3‬يوم) فإن معدل تركيز االمونيا الخارجة من المرشحات‬ ‫الحيوية االختبارية ذات نسب التدوير (‪ )%300, %200, %100, %0‬يساوي‬

‫(‪ )5.4, 7.7, 8.6, 22‬ملغم‪ /‬لتر وعلى‬

‫التوالي ومعدل تركيز الفوسفات الخارجة من المرشحات الحيوية االختبارية ذات نسب التدوير ( ‪300, %200, %100,‬‬ ‫‪ )%%0‬يساوي (‪ )2.7, 3.7, 4.2, 4.8‬ملغم‪ /‬لتر وعلى التوالي‪ .‬ويعود السبب في ذلك الى أنه بزياده حمل المواد‬ ‫النيتروجينية المسلطة على المنظومة فإن األحياء المجهرية المتولدة من بكتريا النترجة والفوسفات تبدأ بالنمو بشكل غير‬

‫منتظم وتتوزع بشكل غير متجانس مما يؤثر بذلك في كفاءة عملية النترجة وازالة الفوسفات‪ ,‬ويتفق هذا التفسير مع ما جاء‬ ‫به الباحث (‪.)Boller & Gujer ; 1986‬‬

‫‪41‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫إزالة الفوسفات )‪(PO4‬‬ ‫تمثل األشكال (‪ )7‬و (‪ )8‬و (‪ )9‬التوزيع التراكمي لمعدل تراكيز الفوسفات للمياه المعالجة الخارجة من المرشحات‬ ‫الحيوية االختبارية ولكل ثالثة مراحل تشغيلية متعاقبة‪.‬‬ ‫‪100‬‬

‫‪80‬‬ ‫‪70‬‬ ‫مر‬

‫‪60‬‬

‫مر‬

‫‪50‬‬

‫مر‬

‫‪40‬‬

‫مر‬

‫‪30‬‬

‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬

‫النسبة الم وية لل را ا التي يمتها ا ل او تساو‬ ‫ال يمة الم ددة‬

‫‪90‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪6‬‬

‫‪5‬‬

‫تركي الفوسفا‬

‫‪4‬‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫(‪ PO4‬ال ارجة من الم‬

‫‪1‬‬

‫ا‬

‫‪0‬‬

‫تبارية مل ‪/‬لتر‬

‫شكل (‪ )7‬التوزيع التراكمي لمعدل تراكيز الفوسفات الخارجة من الوحدات االختبارية‬ ‫للمراحل التشغيلية عند حمل فسفور مقداره (‪ 0.02‬كغم‪/‬م‪ .0‬يوم)‬ ‫‪100‬‬

‫‪80‬‬ ‫‪70‬‬ ‫مر‬

‫‪60‬‬

‫مر‬

‫‪50‬‬

‫مر‬

‫‪40‬‬

‫مر‬

‫‪30‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬

‫النسبة الم وية لل را ا التي يمتها ا ل او تساو‬ ‫ال يمة الم ددة‬

‫‪90‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪6‬‬

‫‪4‬‬

‫‪5‬‬

‫تركي الفوسفا‬

‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫(‪ PO4‬ال ارجة من الم‬

‫‪1‬‬

‫ا‬

‫تبارية مل‬

‫‪0‬‬

‫‪/‬لتر‬

‫شكل (‪ )8‬التوزيع التراكمي لمعدل تراكيز الفوسفات الخارجة من الوحدات االختبارية‬ ‫للمراحل التشغيلية عند حمل فسفور مقداره (‪ 0.03‬كغم‪/‬م‪ .0‬يوم)‬ ‫‪100‬‬

‫‪80‬‬ ‫‪70‬‬ ‫‪60‬‬

‫مر‬

‫‪50‬‬

‫مر‬

‫‪40‬‬

‫مر‬

‫‪30‬‬

‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬

‫النسبة الم وية الل را ا لتي يمتها ا ل او تساو‬ ‫ال يمة الم ددة‬

‫‪90‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪7‬‬

‫‪6‬‬

‫تركي الفوسفا‬

‫‪5‬‬

‫‪3‬‬

‫‪4‬‬

‫(‪ PO4‬ال ارجة من الم‬

‫‪2‬‬

‫ا‬

‫‪1‬‬

‫‪0‬‬

‫تبارية مل‬

‫‪/‬لتر‬

‫شكل (‪ )9‬التوزيع التراكمي لمعدل تراكيز الفوسفات الخارجة من الوحدات االختبارية‬ ‫للمراحل التشغيلية السابعة والثامنة والتاسعة بحمل فسفور مسلط مقداره (‪ 0.04‬كغم‪/‬م‪ .3‬يوم)‬

‫‪42‬‬

‫األحمدي ‪ :‬تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية والفسفور ونسبة التدوير في كفاءة المرشحات الحيوية ‪...‬‬ ‫وكما يلحظ من الشكل (‪ )7‬فان (‪ )%59‬و(‪ )%65‬و (‪ )%75.2‬و (‪ )%51‬من القراءات المسجلة لقيم تراكيز‬

‫الفوسفات للمياه المعالجة الخارجة من المرشحات الحيوية االختبارية األول والثاني والثالث والرابع وعلى التوالي كانت تقع‬ ‫ضمن حدود مواصفات الطرح المحلية المعتمدة ( ‪ : PO4 ≤ 3 mg/l‬عباوي وحسن‪ ،) 1990 ،‬بالمقابل فان (‪ )%43‬و‬ ‫(‪ )%50‬و (‪ )%66‬و (‪ )% 33‬من القراءات المسجلة لتراكيز الفوسفات في المياه الخارجة من المرشحات الحيوية‬ ‫االختبارية األول والثاني والثالث والرابع كانت تقع ضمن محددات الطرح المحلية المعتدة (الحظ الشكل ‪ .)8‬كذلك ويلحظ‬

‫من الشكل (‪ )9‬أن (‪ )%32‬و (‪ )%53‬و (‪ )%67‬و (‪ )%17.3‬من القراءات المسجلة لقيم تراكيز الفوسفات في المياه‬ ‫المعالجة الخارجة من المرشحات الحيوية االختبارية األول والثاني والثالث والرابع كانت تقع ضمن محددات الطرح المحلية‬ ‫المعتمدة‪.‬‬

‫تأثير تغير حمل الفسفور في تركيز الفوسفات واالمونيا في الماء الخارج عند نسب تدوير مختلفة‬ ‫يبين الشكل (‪ )02‬تأثير تغير حمل الفسفور في معدل تركيز الفوسفات الخارجة من المرشحات الحيوية االختبارية‬

‫عند نسب تدوير مختلفة‪ ,‬في يحين يمثل الشكل (‪ )00‬تأثير تغير حمل الفسفور في معدل تركيز االمونيا الخارجة من‬ ‫المرشحات الحيوية االختبارية عند نسب تدوير مختلفة‪ .‬وكما نلحظ من الشكلين (‪ )11‬و (‪ )00‬فأن معدل تركيز الفوسفات‬ ‫الخارجة من المرشحات الحيوية الثالثة التي لها نسب تدوير تساوي(‪ )%300, %200, %100‬كانت أقل من معدل تركيز‬ ‫الفوسفات الخارجة من المرشح الحيوي االختباري الذي يعمل بدون تدوير‪ ,‬فعند تسليط حمل فسفور مقداره (‪ 0.03‬كغم‪/‬م‪.3‬‬

‫يوم) فإن معدل تركيز الفوسفات الخارجة من المرشحات الحيوية االختبارية التي لها نسبة تدوير تساوي ( ‪300, %200,‬‬ ‫‪ )%%100‬يكون(‪ )1.2, 1.6, 2.3‬ملغم‪ /‬لتر وعلى التوالي‪ ,‬بينما كان معدل تركيز الفوسفات الخارجة من المرشح‬ ‫الحيوي االختباري الذي يعمل دون تدوير (‪ )3.3‬ملغم‪ /‬لتر‪ .‬أما بالنسبة لمعدل تركيز االمونيا الخارجة من المرشحات‬ ‫الحيوية االختبارية (الشكل (‪ ))00‬التي لها نسبة تدوير تساوي (‪ )0.3, 0.8, 1( )%300, %200, %100‬ملغم‪ /‬لتر‬ ‫وعلى التوالي‪ ,‬بينما كان معدل تركيز االمونيا الخارجة من المرشح الحيوي االختباري الذي يعمل دون تدوير (‪ )3‬ملغم‪/‬‬

‫لتر‪ ،‬ويعود السبب في ذلك الى أن زيادة نسبة التدوير تعمل على تحسين أداء بكتريا ازالة الفوسفات والنترجة وذلك من‬ ‫خالل تكرار إدخال المياه الى المرشحات وبالتالي زيادة فرصة تالمس هذه البكتريا مع مركبات الفوسفات والمواد‬ ‫النيتروجينية إذ تقوم بكتريا ازالة الفسفور بهضم الفسفور وتحوله الى االورثوفوسفات مما يقلل من تراكيز الفوسفات الخارجة‬

‫‪4.5‬‬ ‫‪4.0‬‬

‫نسبة التدوير‬

‫‪3.5‬‬

‫‪%‬‬

‫‪3.0‬‬

‫‪%‬‬

‫‪2.5‬‬

‫‪%‬‬

‫‪2.0‬‬

‫‪1.5‬‬

‫‪%‬‬

‫‪1.0‬‬ ‫‪0.5‬‬

‫‪0.045‬‬

‫‪0.04‬‬

‫‪0.035‬‬

‫‪0.03‬‬

‫ا مال الفسفور (ك ‪/‬‬

‫‪0.025‬‬

‫‪0.02‬‬

‫معدل تركي الفوسفا ال ارجة من المر ا ال يوية‬ ‫ا تبارية (‪PO4‬‬

‫من المرشحات الحيوية االختبارية ذات نسب التدوير األعلى‪ ،‬وتتفق هذه النتيجة مع ما جاء به كل من ( ;‪Bath et al‬‬ ‫‪ )1969‬و (‪.)Bitton; 2005‬‬ ‫‪5.0‬‬

‫‪0.0‬‬ ‫‪0.015‬‬

‫يو‬

‫شكل (‪ : )02‬تأثير تغير حمل الفسفور في معدل تركيز الفوسفات الخارجة من‬ ‫المرشحات الحيوية االختبارية عند نسبة تدوير مختلفة للمراحل التشغيلية التسعة‬

‫‪43‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫‪6.50‬‬

‫‪5.50‬‬ ‫‪5.00‬‬ ‫‪4.50‬‬

‫نسبة التدوير‬

‫‪4.00‬‬ ‫‪3.50‬‬

‫‪3.00‬‬ ‫‪2.50‬‬ ‫‪2.00‬‬

‫‪1.50‬‬ ‫‪1.00‬‬

‫‪0.50‬‬ ‫‪0.04‬‬

‫‪0.035‬‬

‫‪0.03‬‬

‫مل الفسفور (ك‬

‫‪0.025‬‬

‫‪/‬‬

‫‪0.00‬‬ ‫‪0.02‬‬

‫معدل تركي ا مونيا ال ارجة من المر ا ال يوية‬ ‫ا تبارية (‪NH3‬‬

‫‪6.00‬‬

‫يو‬

‫شكل (‪ : )00‬تأثير تغير حمل الفسفور في معدل تركيز االمونيا الخارجة من المرشحات‬ ‫الحيوية االختبارية عند نسبة تدوير مختلفة للمراحل التشغيلية التسعة‬

‫بالمقابل فإن زيادة حمل الفسفور المسلط على المنظومة الى حد (‪ 0.04‬كغم‪/‬م‪ .0‬يوم) سيؤدي الى زيادة معدل‬ ‫تركيز الفوسفات واالمونيا الخارجة من المرشحات (الحظ االشكال اعاله)‪ ,‬ويعود السبب في ذلك الى أن زيادة حمل‬ ‫الفسفور يؤدي الى نمو األحياء المجهرية بشكل مختلف عن شكل نموها الطبيعي وسيؤثر بذلك في عملها إذ تعمل كأنها‬ ‫اسفنجة تقوم بتجميع مياه الفضالت بداخلها وتستمر على ذلك لفتره وبعدها تقوم بإخراج مياه الفضالت دفعة واحدة دون‬

‫االستفادة بشكل كامل من المغذيات الموجودة (‪.)Logan; 1987‬‬

‫االستنتاجات‬ ‫‪ .1‬أدى استخدام نظام المرشحات الحيوية الى تقليل تراكيز كل من االمونيا والفوسفات للمياه الخارجة من المرشحات‬ ‫الحيوية االختبارية االربعة‪.‬‬ ‫‪ .2‬أدى استخدام عملية التدوير بنسب (‪ )%300 ,%200 ,%100‬الى زيادة كفاءة ازالة المرشحات الحيوية‬ ‫االختبارية األول والثاني والثالث وعلى التوالي ولكل من المواد النيتروجينية والفوسفات‪ ،‬كما وتزداد الكفاءة مع‬

‫زيادة نسبة التدوير‪.‬‬

‫‪ .3‬يزداد معدل تراكيز كل من االمونيا والفوسفات الخارجة من المرشح بزيادة احمال المواد النتروجينية واحمال‬ ‫الفسفور المسلطة على المنظومة‪.‬‬

‫المصادر‬

‫‪ .1‬عباوي‪ ،‬سعاد عبد وحسن‪ ،‬محمد سليمان (‪" )0992‬الهندسة العملية للبيئة‪ ،‬فحوصات الماء"‪ ,‬دار الحكمة للطباعة‬ ‫والنشر‪ ،‬الموصل‪.‬‬ ‫‪ .2‬و ازرة الصحة‪ ,‬دائرة حماية وتحسين البيئة‪ ,0998 ,‬التشريعات البيئية‪ ,‬قسم العالقات والتوعية البيئية‪ ,‬العراق‪ ,‬صفحة‪:‬‬ ‫‪.0-000‬‬ ‫‪3. Ahmed S. A. R. (2007), "fast-track evaluation of a compact chemically enhanced-trickling‬‬ ‫‪filter system" Braziliam Journal of Chemical Engineering, Vo. 24, No. 2, pp. 171-184,‬‬ ‫‪April-June .‬‬ ‫‪4. Al-Ahmady Kossay K. and Al-Rahmani Nadeia A.; (2011) "Comparison Efficiency for‬‬ ‫‪Using the One and Two Stages Anaerobic Biological Filters in Treating Domestic‬‬ ‫‪Greywater, Al-Rafidain Engineering Journal, Vol. 19, No. 5.‬‬ ‫‪5. Ambachtsheer R. (2003), "Archaea improves ammonia removal" Archaea Solutions, Inc.,‬‬ ‫‪PP. 1-9.‬‬ ‫‪6. APHA, WPCF and AWWA (1998), "Standard Methods for the Examination of Water and‬‬ ‫‪Wastewater", 20th ed., Washington, D.C.‬‬

‫‪44‬‬

... ‫ تأثير تغير حمل المواد النيتروجينية والفسفور ونسبة التدوير في كفاءة المرشحات الحيوية‬: ‫األحمدي‬ 7. Bath E. F.; Jackson B. N.; Lewis R. F.; and Brenner R. C. (1969) "Phosphorus removal from wastewater by direct dosing of aluminate to a trickling filter" Journal of water pollution control federation, Vol. 41, No. 11, part 1 . 8. Bitton G. (2005), "Wastewater microbiology" Third Edition, University of Florida, Ch. 8 . 9. Brown and Caldwell (1979), "Fixed growth reactions, west point pilot plant study, volume III." Rep. prepared for the Municipality of Metropolitan Seattle, Walnut Creek, Calif. . 10. Boller M. & Gujer W. (1986), "Nitrification in tertiary trickling filter followed by deepbed filters" Journal of water Research, Vo. 20, No. 11, pp. 1363-1373 . 11. Bounds J.; Ye J.; Kulick F. M. and Boltz J. P. (2010), "Nitrifying trickling filter provides reliable, low-energy, and cost-effective tertiary municipal wastewater treatment of a lagoon effluent" Water Environment Federation, email: jianchang.ye@brentw.com . 12. Clabaugh M. M. (2001), "Nitrification of landfill leachate by biofilm columns" Thesis submitted to the Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University in partial fulfillment of the requirements for the degree of master of science . 13. Duddles G. A.; Richardson S. E., and Barth E. F. (1974), "Plastic-medium trickling filters for biological nitrogen control" Journal of water pollution control federation, Vol. 46, No. 5. 14. Hammer, M. J.; Wiley J. & Sons (1986), "Water and wastewater technology" New York, pp. 536 . 15. Khan A. R.; Min K. S.; Mumtaz & Marwat G. A. (2005), "Effluent recirculation in slag media trickling filter for enhanced organic and nitrogen removal" Journal chemistry Soc. Pak, Vol. 27, No. 4 . 16. Logan B. E., Hermanowicz S. W., Parker D. S. (1987), "Engineering implications of a new trickling filter model" Journal Water Pollution Control Federation Washington, D. C. 20037 . 17. Maheesan P. M.; Srinikethan G.; Harikumar, P. S. (2011), "Performance evaluation of integrated treatment plant of trickling filter and construct wetland" The international Journal of Engineering Science and Technology (IJEST), Vol. 3, No. 1. 18. McGhee T. J. & Steel E. W.; (1991) "Water supply & Sewerage" 6th edition, McGraw Hill, publishing company, New York. 19. Metcalf and eddy, Inc. (2003), "waste water engineering treatment/disposal/reuse" fourth edition, McGraw-Hill, inc, New York, Ch. 7 . 20. Moulick S., Tanveer M.; Mukherjee C. K. (2011), "Evaluation of nitrification performance of a trickling filter with nylon pot scrubber as media" International journal of science and nature, Vol. 2(3), P. 515-518. 21. Mofokeng T. Muller A. Wentzel M. Ekama G. (2009) "Full-scale trials of external nitrification on plastic media nitrifying trickling filter" Water Research Group, Department of Civil Engineering, University of Cape Town, Private Bag X3, Rondebosch 7701, South Africa. 22. Parker D. S. (1986), "Nitrification in trickling filters" Journal of water pollution control federation, Vol. 58, No. 9. 23. Ramalho R.S., (1977), " Introduction to Wastewater Treatment Process", Academic press, Inc., Canada. 24. United States Environmental Protection Agency (2000), "Wastewater technology fact sheet trickling filter nitrification" Office Of Water Washing, D. C., September. 25. United States Environmental Protection Agency (1975), "Process design manual for nitrogen control" Office of Technology Transfer, Washington, D.C. 26. Vanrolleghem P. A.; Nopens I. and Capalozza C. (2001), "Stability analysis of a synthetic municipal wastewater" Department Of Applied Mathematics, Biometrics and Process Control, Technical report, pp. 1-22. 27. Victoria J. R.; Foresti E. (2011), "A novel aerobic-anoxic biological filter for nitrogen removal from UASB effluent using biogas compounds as electron donors for denitrification" University of Antioquia No. 60, pp. 72-80. 28. Water Environment Federation (WEF) (1996), "Operation of Municipal Wastewater Treatment Plants" Manual of Practice, No. 11, 5th ed. Vo. 2, WEF. Alexandria, Virginia .

Issa: Assessment of Sedimentation Characteristics and Capacity …

Assessment of Sedimentation Characteristics and Capacity Curve for Mosul Dam Reservoir, Iraq Issa E. Issa

Nadhir Al-Ansari

Lulea University of Technology Lulea University of Technology Sweden and Mosul University, Iraq Sweden issa.elias@ltu senadhir.alansari@ltu

Sven Knutsson Lulea University of Technology Sweden sesven.knutsson@ltu.se

Abstract The sedimentation process is the most important problems that affect directly the performance of reservoirs due to the reduction of the storage capacity and possible problems effecting the operation. Thus periodic assessment of the storage capacity and determining sediment deposition patterns is an important issue for operation and management of reservoirs. In this study, bathymetric survey results had been used to assess the characteristics of sedimentation of Mosul Reservoir. It is located on the Tigris River in the north of Iraq. The water surface area of its reservoir is 380 km2 with a designed storage capacity of 11.11 km3 at a maximum operating level (330 m a.s.l).The dam started operating in 1986. No detailed study was yet carried out to assess its reservoir. The present study indicated that the annual sediment deposited in the reservoir is 45.72 × 106 m3year-1 which is divided into 23.2 × 106 and 22.52 × 106 m3year-1 for dead and live zones respectively. This implies the annual reduction rate in the dead and live storage capacities of the reservoir is 0.786% and 0.276% respectively. Furthermore, the stage-storage capacity curves for the future periods (prediction curves) were assessed using 2011 bathymetric survey data. Keywords. Bathymetric survey, capacity curve, Mosul dam, reservoir sedimentation rate.

‫تقييم خصائص الرسوبيات ومنحني السعة لخزان سد الموصل – العراق‬ ‫ سفن كنتسون‬.‫د‬ ‫ السويد‬/ ‫جامعة لوليا‬

‫ نضير االنصاري‬.‫د‬

‫عيسى الياس عيسى‬

‫ السويد‬/ ‫جامعة لوليا‬

‫الملخص‬ ‫عملية ترسب الرسوبيات في خزانات السدود من المشاكل المهمة التي تؤثر بشكل مباشر على اداء الخزانات‬

‫ التقييم الدوري لسعة الخزين للخزانات وتحديد‬.‫نتيجة النقصان في سعة الخزين والتي بدورها تؤثر على عملية التشغيل‬ ‫ تم في هذه الدراسة استخدام نتائج المسح الباثمتري لتقييم‬.‫نمط الترسيب من االمور المهمة في تشغيلها وادارتها‬

083 ‫ المساحة السطحية لبحيرة السد‬.‫خصائص الترسيب في خزان سد الموصل الذي يقع على نهر دجلة شمال العراق‬

1881 ‫ السد بدأ بالعمل عام‬.‫ م فوق مستوى سطح البحر‬003 ‫ عند منسوب التشغيل‬0‫ كم‬11.11 ‫ بسعة خزين‬2‫كم‬

‫ الدراسة الحالية بينت ان معدل الترسيب السنوي في الخزان يبلغ‬.‫ومنذ ذلك الحين ال ت وجد دراسة مفصلة لتقييم خزانه‬

‫ هذا‬.‫ لمناطق الخزين الميت والخزين الحي على التوالي‬0‫ مليون م‬22..2 ‫ و‬20.2 ‫ والذي ينقسم الى‬0‫ مليون م‬7..4 ‫ على‬3.241% ‫ و‬3.481% ‫يعني الى ان معدل النقصان السنوي في سعة الخزين لمنطقة الخزين الميت والحي هو‬ .2311 ‫ اضافة الى ذلك تم تقييم منحنيات التنبؤ لسعة الخزين للخزان باستخدام نتائج المسح الباثمتري‬.‫التوالي‬

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬

Introduction The decrease and scarcity of water resources in the Middle East due to increased demand have negative effects on the economic development and prosperity and thus affects political stability in the region[1, 2, 3, 4, and 5].Until 1970, Iraq was excluded from the neighboring countries that suffer from water scarcity due to the presence of the Tigris and Euphrates rivers [4]. The idea of construction of irrigation and flood control systems in Iraq were started in the first half of the twentieth century by the Board of Development created by the Kingdom of Iraq[4]. Primarily, it was to protect Baghdad, the capital, and other major cities from flooding. The 1970 to 1990 was the best period of development of Iraq’s water systems. The process stopped in the 1990 due to the first Gulf War and UN sanctions. In 1977, the Turkish Government started to utilize the water of the Tigris and Euphrates Rivers through the South-eastern Anatolia Project (GAP). The project includes 22 multipurpose dams and 19 hydraulic power plants which are to irrigate 17103 km2 of land with a total storage capacity of 100 km3 which is three times more than the overall capacity of Iraq and Syrian reservoirs[4 and 5]. The irrigation projects in GAP will consume about 22.5 Km3 of water per year after completion [3, 4 and 5]. The total irrigated area in Iraq is estimated before the Iraq–Iran war and the second Gulf War to be around 40000 km2 which decreased to 27800km2 after second Gulf War for the Euphrates–Tigris basin [3]. The reduction of flow in the Tigris and Euphrates Rivers in Iraq is considered to be a national crisis and will have severe negative consequences on health and on environmental, industrial and economic development [4 and 5]. In view of the above, the Iraqi Government should work to adopt effective procedures to overcome the water shortages. Among these procedures is the assessment the sedimentation rate in the reservoirs to determine actual storage capacities [4].Mosul Dam is one of the most important and strategic projects in Iraq. It is a multipurpose project. One of its functions is to provide water at a rate of 48 m3.s-1 for a huge irrigation project known as “North Al-Jazira Irrigation project” that covers an area of 625 km2[6 and 7]. This station is located in the upper zone of Mosul reservoir dam. In 1991 and 2005, the station stopped for several days due to sediment accumulated at the inlets[6 and 7]. Furthermore, the reservoir was operated in 1986 and no detailed studies had yet been carried out to know the characteristics of sedimentation and evaluate the stage-storage capacity curves. In the present study, the two topographic maps of Mosul reservoir dated 1983 and 2011 in Triangular Irregular Network “TIN” format were used for the assessment of sedimentation rate and determining the reduction in the storage capacity for the live and dead storages as well as the whole Mosul reservoir during its operational period. In addition, the 2011 TIN map was used to evaluate the adopted stage-storage capacity curves that were proposed by Imatran Voima Osakeyhtio (IVO),Consulting Engineers, Finland[8].

Mosul Reservoir Mosul dam is one of the most important hydraulic structures in Iraq which has been built on the Tigris River, north of Iraq, located 60 km north west Mosul city at latitude 36°37'44"N and longitude 42°49'23"E [9] (Figure 1).The dam is multipurpose and in operation on July 7th, 1986 to provide water for three irrigation projects, floods control and hydropower generation. The dam is an earth fill dam, 113 m high, 3650 m long with its spillway[9].

Issa: Assessment of Sedimentation Characteristics and Capacity â&#x20AC;Ś

Figure (1): Location of Mosul Dam Mosul dam has a designed dead storage of 2.95 km3and live storage of 8.16 km3; i.e. a total storage capacity of 11.11 km3. The maximum, full and dead storage levels of the reservoir are 335, 330 and 300 m a.s.l respectively. The shape of the reservoir is almost elongated and expands close to the dam site. Its length is about 45 km with width ranges from 2 to 14 km at the full level with 380 km2water-spread area[9]. The main source of the water and sediment entering the reservoir flows from the River Tigris; Figure 2 shows the average annual water inflow and outflow of the reservoir during 25 of its operation. The catchment area of the River Tigris estimated above Mosul reservoir is about 54900 km2 shared by Turkey, Syria and Iraq [10 and 11]and the catchment area of the valleys surrounding the reservoir is about 1375 km2[12 and 13]. 1400 Release d

1200 Discharge m3 s-1

1000 800 600 400 200 2010

2008

2006

2004

Years

2002

2000

1998

1996

1994

1992

1990

1988

1986

Figure (2): Annual mean inflow and outflow of the Mosul Reservoir for 1986-2011

Data Availability The hydrographic survey or bathymetric survey is a direct measurement and most accurate technique to determine the total volume of the sediment deposited in the reservoirs, sedimentation pattern and bottom profile in the reservoirs and lakes. The recent advances in Global Positioning System (GPS), echo sounding survey technique and computer programs caused a significant reduction in the efforts, time and cost of the collecting and analyzing survey data [14, 15 and 16]. The 1986 and 2011 topographic maps in TIN format for Mosul reservoir area were used to evaluate the sedimentation rate and stage-storage capacity curves. These maps were provided by Issa et al. in 2012 [17](Figure3).

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬

Figure (3): TIN maps of Mosul reservoir The TIN maps were used to compute the storage capacity and water-spread area for live storage and dead storage zones using Arc/GIS software(Table 1).The reduction in storage capacity of the reservoir for the two surveys at different times represents the total volume of sediment accumulated in it [16]. Therefore, the above results were used to compute the volume of sediment deposited and the reduction in the water-spread area for the reservoir during 25 year of operating (Table 1). Table (1): Storage capacity and water-spread area of Mosul reservoir for two surveys. Storage Live Dead Reservoir

Survey 1986 km3 8.16 2.95 11.11

Storage capacity (S.C) Survey Difference % 2011 in S.C Reduction km3 km3 in S.C 7.597 0.563 6.9 2.37 0.58 19.66 9.967 1.143 10.29

Survey 1986 km2 380 170 380

Water-spread area (W.S.A) Survey Difference % 2011 in W.S.A Reduction km2 km2 in W.S.A 363.5 16.5 4.34 136.54 33.46 19.7 363.5 16.5 4.34

Results And Discussion The reservoirs are built to achieve certain purposes, e.g. irrigation, hydropower generation, flood control, navigational, urban water supply, etc. Reservoir sedimentation and consequent loss of storage capacity affects directly the future performance of reservoirs. Consequently, it is of prime importance to monitor the rate of sedimentation and the changes in the capacity of the reservoir with time. According to the observed results (Table 1) the annual reduction rate of the storage capacity of the Mosul reservoir is 45.72 × 106 m3year-1(23.2 × 106m3year-1 dead and 22.52 × 106 m3year-1live storages). This implies that the annual loss of storage capacity within the dead and live zones is 0.787% and 0.276% respectively. Furthermore the annual loss in water-spread area of the reservoir at dead storage elevation (300 m a.s.l) zone is 1.34 km2 (Figure 4). Figure 4shows the maximum loss in water-spread area (water surface area) at the dead storage level(D.L)in the northern part of the reservoir where the River Tigris enters the reservoir at this part. That implies that most of the sediment are deposited in this area. This sequence is very logical in reservoirs [18].

Issa: Assessment of Sedimentation Characteristics and Capacity …

Deposited Zone

Waterspread area at D.L

Figure (4): The boundary of water-spread area at dead storage elevation for two surveys calculated using Arc/GIS program The sedimentation in the reservoir caused a shift in the stage-storage capacity curve. The 2011 TIN map (Figure 3) was used to compute storage capacity as a function of water elevation for Mosul reservoir using the “3Danalyst”command within Arc/GIS program (Table 2). Table (2): Observed storage capacity of Mosul reservoir at different water levels for 2011 bathymetric survey Pool Elevation (m a.s.l)

Storage Capacity km3

Pool Elevation (m a.s.l)

Storage Capacity km3

Pool Elevation (m a.s.l)

Storage Capacity km3

250 252

0 0.000011 5 0.00070 0.00244 0.0061 0.01375 0.0279 0.0474 0.0720 0.1024 0.141 0.189 0.248

276 278

0.318 0.4013

302 304

2.655 2.962

280 282 284 286 288 290 292 294 296 298 300

0.4975 0.609 0.739 0.887 1.0506 1.229 1.422 1.633 1.8624 2.1081 2.3714

306 308 310 312 314 316 318 320 322 326 330

3.296 3.662 4.062 4.494 4.961 5.468 6.016 6.606 7.260 8.610 9.967

254 256 258 260 262 264 266 268 270 272 274

The data in table (2) and adopted curves proposed by IVO figure (5A) were used to compare the established curves in this work (Figure 5B). In figure (5B) it can be clearly noticed that the stage-storage curve of the 2011 survey falls between the initial volume and 40 years operation curves but closer to the latter. It can also be noticed that the curve coincides with the 40 years operation curve at a water elevation above 316 m a.s.l. or more. This might be due to the accumulation of sediment at a greater rate than expected by IVO or due to the fact that the curves proposed by IVO (1968) for the dam were constructed using topographic maps older than 1968 while the dam constructed in 1986. In addition the difference in the dates of map construction and the techniques might have caused these differences.

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬

Figure (5. Stage-storage capacity curves for Mosul reservoir

Summary And Conclusion Reservoir sedimentation and consequent loss of storage capacity affects directly water availability and project operation. In the present study, two topographic plans in TIN format of 1986 and 2011surveys were used for the assessment of reservoir sedimentation in live and dead storage zones using Arc/GIS software. The results showed that the annual reduction in the dead and live storage capacities were 0.787% and 0.276% respectively. The water-spread area of the reservoir at dead storage level reduces annually by 1.34 km2 (4% of total area at dead storage level).

Acknowledgment The authors would like to express their thanks and gratitude to Luleå University of Technology, Sweden and by Swedish Hydropower Centre - SVC” established by the Swedish Energy Agency, Elforsk and Svenska Kraftnät together with Luleå University of Technology, The Royal Institute of Technology, Chalmers University of Technology and Uppsala University. Their support is highly appreciated. We would also like to offer our sincere thanks to Dr. Hekmat Al-Daghastani and Mr. Sabah Hussein Ali of Mosul University Remote Sensing Center for their help and support during the study and to Mosul Dam authority, especially the director Abdulkhaliq Ayoub.

References [1] Naff, T., “Conflict and water use in the Middle East”. in Roger, R. and Lydon, P. (Ed.), Water in the Arab Word: Perspectives and Prognoses, Harvard University, 1993, pp. 253-284. [2] Al-Ansari, N.A., “Water resources in the Arab countries: Problems and possible solutions”. UNESCO International conf. (Water: a looming crisis), Paris, 1998, pp. 367-376. [3] Altinbilek, D., “Development and Management of the Euphrates–Tigris Basin”. Water Resources Development, Vol. 20, No. 1, 2004, pp.15-33. [4] Al-Ansari, N.A. and Knutsson, S., “Toward Prudent management of Water Resources in Iraq”. J. Advance Science and Engineering Research, Vol. 1, 2011, pp. 53-67. [5] Al-Ansari, N.A., “Management of water resources in Iraq: perspectives and prognoses”. Accepted for publication, Journal of Engineering, 2013.

Issa: Assessment of Sedimentation Characteristics and Capacity … [6] Mohammed, Y. T., “Evaluation of Sediment Accumulation at the Intakes of the Main Pumping Station of North Al-Jazira Irrigation Project”. MSc. thesis, College of Engineering, Mosul University, Iraq, 2001, p. 170. [7] ECB, Engineering Consulting Bureau, “Sedimentation study at the intake of North Jazira Irrigation project” Final report, College of Engineering, Mosul University, Iraq, 2010, p. 112. [8] IVO, Imatran Voima Osakeyhtio, Consulting Engineers, Finland, “Hydrological and Reservoir information”. Republic of Iraq, Ministry of Agrarian Reform. No. RU3ML0166, 1968. [9] Iraqi Ministry of Water Resources, “Water Resources, Mosul dam”.2012, Available online at: http://www.mowr.gov.iq/cwaterresourceview.php?id=54 (accessed 11 May 2012) [10] Swiss consultants, “Mosul dam Project-planning report”. State organization of dams,: Republic of Iraq, Ministry of Irrigation, Vol. 1, 1979, 34 pp. [11] Saleh, D.K., “Stream Gage Descriptions and Stream flow Statistics for Sites in the Tigris River and Euphrates River Basins, Iraq”. U.S. Geological Survey. Data series 540, 2010, 154 pp. Available online at: http://pubs.usgs.gov/ds/540/pdf/ds540.pdf (accessed 10 April 2011) [12] Muhammad, A.M. and Mohamed, Y.T., “Estimating Water Yield From all Wadies That Flows to Eastern Bank of Mosul Dam Reservoir”. Al-Rafidain Engineering Journal, Vol. 11, No. 2, 2005, pp. 46-56. [13] Ezz-Aldeen, M., Al-Ansari, N.A. and Knutsson, S.,“Sediment delivery from right bank valleys to Mosul reservoir, Iraq”. Journal of Ecology and Environmental Sciences, Vol. 3, No. 1, 2012, pp. 50-53. [14] Morris, G.L. and Fan, J., “Reservoir sedimentation handbook, Design and management of dams, reservoirs, and watersheds for sustainable use”. McGraw-Hill Book Co., New York, 1998, p. 805. [15] Jain, S.K. and Singh, V.P., “Water resources systems planning and management”. Elsevier Science B.V, 2003, p. 883. [16] Ferrari, R.L. and Collins, K., “Reservoir Survey and Data Analysis. Erosion and Sedimentation Manual”. Bureau of Reclamation, Sedimentation and River Hydraulics Group. Denver, Colorado, Ch. 9, 2006, 66 pp. Available online at: http://www.usbr.gov/pmts/sediment/kb/ErosionAndSedimentation/chapters/Chapter9.pdf (accessed 15 March 2011). [17] Issa, E.I., Al-Ansari, N.A. and Knutsson, S., “Sedimentation and New Operational Curve for Mosul Dam, Iraq,” Hydrological Sciences Journal, Vol. 58, No. 7, 2013, pp. 1-11. [18] Fan, J. and Morris, G.L., “Reservoir sedimentation. I: delta and density current deposits”. J. of Hydraul. Eng., Vol. 118, No. 3, 1992, pp. 354-369.

‫ شمال العراق‬/ ‫ تقييم صالحية مياه وادي المر للري اسفل مشروع ري الجزيرة الشمالي‬: ‫سليمان‬

‫ شمال العراق‬/ ‫تقييم صالحية مياه وادي المر للري أسفل مشروع ري الجزيرة الشمالي‬ ‫يسرى طه عبد الباقي‬

‫ علي محمد سليمان‬.‫د‬

‫مدرس‬ ‫مدرس‬ ‫ جامعة الموصل‬/ ‫مركز بحوث السدود والموارد المائية‬

‫المستخلص‬

‫تعتبر مياه الوديان وخاصة ذات المورد الماايي الادايمي أحاد المصاادر التاي تساتخدم ياي املياات الاري ويعتبار‬ ‫وادي المر الذي يقع شمال غار محايةاة نيناو أحاد ذاذه الودياانه وذاو مبازل لمشاروع ري الجزيارة الشامالي تساتخدم‬ ‫مياه الوادي لري األراضي التي يمر بها خارج حدود المشروع ه لذا تم يي ذذا البحا تقيايم صاالحية نواياة ذاذه الميااه‬ ‫للري من خالل اخذ اينات من إحد اشار موععاا خاالل مساار الاوادي بعاد خروجام مان المشاروع وعبال مصابم ياي نهار‬ ‫دجلة ه أجريت اليها الفحوصات األساسية الالزمة بينت المؤشرات المعتمدة لتصنيف مياه الري أن ميااه الاوادي نانات‬ ‫ذات ترنيز االي جادا مان الملوحاة والنبريتاات واللاذان يعتباران مان المؤشارات السالبية لميااه الاري وذات التا ير المباشار‬ ‫الى تملح التر وتدذورذا يي حالة استخدامها للري مع الازمن أماا مؤشار الصاودية والمتم ال بنسابة امتازاز الصاوديوم‬ ‫يقد تراوحت مابين عليل إلى متوسطة الصودية والتي تعتمد الى نمياة تصاريف الاوادي ه توصاف األخيارة باان مياذهاا‬ ‫يمنان اساتخدامها ياي التار ذات النفاذياة القليلااة االتار ال قيلاة النااماة ونماا ذااو الحاال ياي معةام التار السااطحية‬ ‫المحيطة بالوادي أةهرت الدراسة أن مياه وادي أبو ماريا اأحد األيرع التي تص يي وادي المر ذات نواية أيضل مان‬ ‫مياه وادي المر ويمنن استغالل مياذم يي مشاريع حصاد المياه واستخدامها للري عبل مزجام بالنواياة الرديياة ياي وادي‬ ‫المر‬

Quality evaluation to Al murr Wadi for Irrigation Lower North Jazira Irrigation Project / North Iraq A.M. Sulyman

Ysra Taha

Dams And Water Resourcesresearch Center- University Of Mosul

ABSTRACT Valleys water, especially the permanent ones, one of the sources that are used in irrigation processes and Wadi Al Murr, which is located to the North east of Nineveh province and which is adrain of Al Jaziera northern irrigation project, is considered one of these valleys. The water of the valley is used to irrigate the lands, it passes through outside the boarders of the project. In this paper we evaluate the suitability of this water for irrigation taking 11 sample placed along its path next to its exit of jazera project and before Tigris river . Water tests were taken to investigate its quality . Results proved that its water very high saline and sulpher which is consider as negative indicator for water irrigation . which are considered negative indicators in the irrigation waters and which have a direct impact on soil salinity and deterioration when this type of water is used over time. The sodium adsorption ratio between little to medium sodic and depend on discharge quantity in the valley. Water classifications for irrigation show that studied samples from different positions are not recommended according to different parameters like salinity in term of electrical conductivity. Sodicity according to sodium adsorption ratio (SAR). The latter is described as a water that cannot be used for soils with low permeability as in the case of most of the soils surrounding the valley .The study shows better quality for Abu mariay wadi (branch of murr wadi) ,its water could be used in water harvesting projects and later in irrigation before mixing with dad quality of murr wadi .

‫المؤتمر الهندسي ال اني لليوبيل الذذبي لنلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫مقدمة‬ ‫نظ اًر للظروف التي يمر بها القطر من تناقص فيي مايا ر الميوار الما ييص وااوايا ا ايواب الليابقص لميا يه ت‬

‫من جفاف وقلص لقوط أمطار إضافص إلى تزاي الطلب اليى الميياا الليط يص اميياا ا نهيرب وبليبب الي ور الي ا تللبي الي و‬

‫المجاورة في الليطرة الى جب الوار ات الما يص من مياا نهرا جلص والفيرات لي ا فيان ارليص ايفات الو ييان ات الماي ر‬ ‫الما ي الملتمر كان من أ‬

‫ا ولويات في إاا ة التا امها غراض الرا في اليص ايي يتها وكبي ي اين مايا ر ميياا‬

‫ا نهار أو المياا الجوفييص فيي المنطقيص ع واليى اي ا ا لياح تيب ت يي وا ا المير والي ا يلتبير مين الو ييان الر يلييص و ا ميص‬ ‫الجريان اي اللنص في منطقيص ربيليص لبيز ميياا المنياطر الزرااييص لم يروج را الجزييرة ال يمالي ر يمير مليارا بلي اروجي‬

‫من الم روج بالل ي من المناطر الزراايص الى جانبي ‪ ،‬وياب في الل ي من الو يان ا اغر مني ر تليتا ب ميااي لليرا‬ ‫كبي ي اين مايا ر الميياا ا ايرم مين قبي الفي يين بي ون اليب مليبر اين مي م تيلتيرا اليى التربيص أو ايي يت‬

‫غيراض‬

‫الرا ‪ ،‬أجريت رالات لابقص اليى ميياا اليوا ا فيي أ ارضيي الم يروج ‪ ،‬أظهيرت نتا جهيا أنهيا غنييص بنيواتم ا ليم ة المل نييص‬ ‫واللضويص والمبي ات في المنطقص كون أن ما راا او مياا البز ‪ ،‬والتي أ ت إلى التلتير الليلبي اليى التيربر كميا أظهيرت‬ ‫تبياين ايفات واايا ص الميياا بليبب مييياا الطفين مين القنيوات الر يلييص والفراييص الفا ضييص اين اجيص الم يروج بلي الطهييا‬ ‫بمياا البز روبالتالي الى ا ب مي مص مياا للرا باالاتما الى التواي الكهربا ي ومجم الموا الايلبص ال ا بيص والجهي‬ ‫المل ي ر وك لك اللميص المتمتلص في أيون الكلوري ر أما مؤ ر الاو يص والمتمتي فيي نليبص إمتيزاز الايو يوب والمتبقيي مين‬ ‫كربونات الاو يوب كانت مقبولص وك لك ال الص ال امضيصا‪1‬ب ر أ ار ا‪2‬ب أن مياا وا ا المير ت تيوا اليى نليبص االييص جي ا‬ ‫مين الكلييور وال يمكيين اليتا ام مييأ أا ميين الم اايي وان ملو ييص التربييص فييي مواقيأ ماتلفييص فييي الم يروج فييي زيييا ة بلييبب‬ ‫اروا ها بميياا مل ييص ‪ ،‬الن تيراكب ا ميي فيي التربيص ييز ا طر ييا ميأ زييا ة كمييص ا ميي فيي ميياا اليرا ر وأوايت ال ارليص‬

‫إجراء ف واات وريص لمياا وا ا المر والوقوف الى ألباب زيا ة الملو ص فيها و رالص إمكانييص التقليي منهيا ر أوضين ا‪3‬ب‬ ‫ان الى الرغب من ارتفاج نلبص ا مي في المياا في منطقص ال رالص إال أن المي ظ او التا اب تلك المياا من قب لكان‬ ‫تلك المنطقص لألغراض المنزليص ولكن ال يلتا ب لل رب ‪ ،‬وك لك لألغراض الزراايص كرا الم ااي ولقي ال يوانات ر‬

‫يه ف الب ث إلى تقييب ااا ص مياا وا ا المر ك رالص وريص الى طو ملارا ضمن المناطر التي تلتا ب‬

‫مياا للرا والتي تب أ بنهايص م روج را الجزيرة ال مالي منطقص اوينات وينتهي تى ماب في نهر جلص واي فترات‬ ‫تلاقب ا مطار والجفاف لملرفص م م تغاير اي يص مياا ومي متها للرار‬

‫وصف منطقة الدراسة‬

‫يقأ وا ا المر ما غرب م ينص الموا والى بل ما يقارب ‪ 09‬كب ان مركز م ينص الموا وال ا يمر‬

‫ابت اء من ا راضي اللوريص ابر نا يص ربيلص التابلص لقضاء تللفر‪ ،‬و يلتبر وا ا المر المبز الر يح لم روج را الجزيرة‬ ‫ال مالي ‪ ،‬ويرتبط ب الل ي من الو يان الفرايص والتانويص والتي ت ك المباز الر يليص والتانويص ضمن أراضي الم روج‬ ‫وا راضي المجاورة ل‬

‫يث تنتق مياا البز ومياا الرا ال از ة ان اجص الم روج إضافص إلى مياا ا مطار والليو في‬

‫المنطقص ابرا والتي تاب برمتها في المبز الر يح ك ا‪1‬ب وال ا يمت وا ا المر يث ياب مياا في نهر جلص‬

‫بمنطقص ألكي موا ا‪4‬بر‬

‫‪54‬‬

‫سليمان ‪ :‬تقييم صالحية مياه وادي المر للري اسفل مشروع ري الجزيرة الشمالي ‪ /‬شمال العراق‬

‫جيولوجية وتر المنطقة‬

‫يتكون نطار وا ا المر وا راضي الم يطص ب من الطبقات المؤلفص من متلاقبات التكاوين الجيولوجيص الملروفص‬

‫في المنطقص ابت أً من تكوين الفت ص ال ا ترلب في أراضي المنطقص فور الااور اللا ة للمايولين ا لف ويا لمك‬

‫تكوين الفت ص إلى ا ة م ات من ا متار واو يتللف من ترليب ورا لطبقات ال جر الجيرا والمار والجبح في بي ص‬ ‫ب ريص ض لص تتغير بتكوين المتبارات اااور الجبح واالنهاي رايت ب الى نطار والأ ا‪5‬بر أما أنواج الترب اللا ة في‬ ‫المنطقص فهي ترب ات نلجات متولطص النلومص مزيجيص طينيص غرينيص ومزيجيص طينيص وغرينيص طينيص تز ا نلب الطين‬ ‫في طبقاتها اللط يص وتا إلى ‪ %43‬وفي الطبقات الت ت لط يص ‪ %50‬في ملظب ا راضيا‪2‬ب ر‬ ‫المواد وطرق البح‬

‫لتقييب اي يص مياا وا ا المر فق تب رالص ااا ص ميياا مجيرم اليوا ا ابتي اء مين منطقيص اوينيات والتيي تقيأ‬

‫فييي نهايييص م ييروج را الجزي يرة ال ييمالي و تييى ماييب فييي نهيير جلييص وتتبييأ ملظييب الفييروج وا و يييص الر يلييص التييي تاييب فييي‬ ‫اليوا ار تييب ت يي ا ‪ 11‬ب موقييأ ضييمن ملييار اليوا ا اي نمييا ت المييياا والتييي توزاييت ضييمن مواقييأ القييرم وا و يييص التييي‬ ‫ت ا ا جيانبي اليوا ا يك ا‪2‬ب و ليك لملرفيص مي م التغياير ال ااي اليى ايفات اي ا الميياا ر ي ت فترتيان اي النميا ت‬ ‫ا ولييى اييي نهايييص ييهر ييباط والتانيييص فييي نهايييص ييهر زي يران كمليييار لقييياح تغيياير اييفات مييياا ال يوا ا اييي فت يرات‬ ‫ا مطار والجفاف ‪ ،‬تب إجراء الف واات الموقلييص اليى النميا ت و ليك بقيياح رجيص ي اررة الميياا وقييب االياياليص الكهربا ييص‬

‫وال الييص ال امضيييص ر أجريييت بيياقي الف واييات لتق ي ير االيونييات الموجبييص والمركبييات ماتبري ياً والتييي ييملت ا تق ي ير ك ي ميين‬ ‫الكبريتييات والنتييرات والبيكاربونييات وااليونييات الموجبييص ا لاليييص الاييو يوب والكالليييوب والمغنيليييوب وقيي رت جميييأ الت الييي‬

‫لييب مييا جيياء فييي ا‪7‬بر وتييب ا تليياب النلييبص الم ويييص لقيييب ‪ SAR‬انلييبص إمت يزاز الاييو يوبب لتقييييب اييي يت للييرا لييب‬

‫الملا لص التاليص ‪:‬‬

‫)‪………….(1‬‬

‫‪SAR% = Na+ / ((Ca2+ + Mg2+) / 2)^0.5‬‬

‫‪ 55‬والفرايص لوا ا المر‬ ‫ال ك ا‪1‬ب ا و يص الر يليص‬

‫المؤتمر الهندسي ال اني لليوبيل الذذبي لنلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫المواد وطرق البح‬ ‫المياا ر‬

‫لتقييب اي يص مياا وا ا المر فق تب رالص ااا ص مياا مجرم الوا ا ابت اء من منطقص الى افات ا ا‬

‫ت فترتان ا النما ت ا ولى اي نهايص هر باط والتانيص في نهايص هر زيران كمليار لقياح تغاير‬

‫افات مياا الوا ا اي فترات ا مطار والجفاف ‪ ،‬تب إجراء الف واات الموقليص الى النما ت و لك بقياح رجص اررة‬ ‫المياا وقيب االيااليص الكهربا يص وال الص ال امضيص ر أجريت باقي الف واات لتق ير االيونات الموجبص والمركبات ماتبرياً‬

‫والتي‬

‫ملت ا تق ير ك‬

‫من الكبريتات والنترات والبيكاربونات وااليونات الموجبص ا لاليص الاو يوب والكالليوب‬

‫والمغنيليوب وق رت جميأ الت الي‬

‫لب ما جاء في ا‪7‬بر وتب ا تلاب النلبص الم ويص لقيب ‪ SAR‬انلبص إمتزاز الاو يوبب‬

‫لتقييب اي يت للرا لب الملا لص التاليص ‪:‬‬

‫ك ا‪2‬ب مواقأ نما ت ال رالص ضمن مجرم وا ا المر‬

‫التحليل والمناعشة‬ ‫درجات الحرارة‪:‬‬

‫تراو ييت قيييب رجييات ال ي اررة لمييياا وا ا الميير مييابين ا‪5‬ر‪5-12‬ر‪21‬ب رجييص م ويييص اييي فت يرة القييياح ج ي و ا‪1‬ب ‪،‬‬

‫والتي تتلتر ب ك مبا ر بي رجات ي اررة الماي ر الير يح المغي ا لميياا اليوا ا ‪ ،‬وكي لك تلترايا بجرييان المياء ااي اليوا ا‬ ‫يث لو ظ ارتفااها في هر زيران اما الي في هر باط واي ا نياتم طبيليي الرتفياج رجيات ي اررة الجيو ‪ ،‬إن ملي‬ ‫رجات ال اررة يكون ضمن ال اررة المتلى لمياا الرا ر‬

‫‪56‬‬

‫سليمان ‪ :‬تقييم صالحية مياه وادي المر للري اسفل مشروع ري الجزيرة الشمالي ‪ /‬شمال العراق‬ ‫ج و ا‪1‬ب مل الت بلض الااا ص لمواقأ ال رالص لوا ا المر ا‪2911‬ب‬

‫الموعع‬

‫درجة الحرارة‬

‫الدالة الحامضية‬

‫درجة ميوية‬

‫‪pH‬‬

‫شهر‬

‫التوصيل‬

‫النهربايي‬

‫النبريتات‬

‫ماينروموز‪/‬سم‬

‫شهر‬

‫النترات‬

‫ملغرام ‪/‬لتر‬ ‫شهر‬

‫شهر‬

‫شباط‬

‫حزيران‬

‫شباط‬

‫حزيران‬

‫شباط‬

‫حزيران‬

‫شباط‬

‫حزيران‬

‫شباط‬

‫حزيران‬

‫اوينات‪9‬‬

‫‪19‬‬

‫‪21.5‬‬

‫‪7.9‬‬

‫‪7.4‬‬

‫‪6600‬‬

‫‪1920‬‬

‫‪4147‬‬

‫‪2950‬‬

‫‪2.6‬‬

‫‪1.8‬‬

‫اوينات‪1‬‬

‫‪16.5‬‬

‫‪20‬‬

‫‪7.6‬‬

‫‪7.7‬‬

‫‪6700‬‬

‫‪1880‬‬

‫‪4788‬‬

‫‪3100‬‬

‫‪2.8‬‬

‫‪2.1‬‬

‫اوينات‪2‬‬

‫‪17‬‬

‫‪21‬‬

‫‪8.1‬‬

‫‪57‬‬

‫‪6700‬‬

‫‪2400‬‬

‫‪2412‬‬

‫‪1950‬‬

‫‪2.4‬‬

‫‪1.5‬‬

‫اوينات‪4‬‬

‫‪17‬‬

‫‪19.5‬‬

‫‪7.4‬‬

‫‪8.3‬‬

‫‪1900‬‬

‫‪2170‬‬

‫‪3447‬‬

‫‪2050‬‬

‫‪2.3‬‬

‫‪0.93‬‬

‫جسر المفري‬

‫‪16.5‬‬

‫‪18.5‬‬

‫‪7.7‬‬

‫‪7.5‬‬

‫‪3600‬‬

‫‪1750‬‬

‫‪2582‬‬

‫‪1503‬‬

‫‪1.8‬‬

‫‪1‬‬

‫جسر طعطوك‬

‫‪18‬‬

‫‪21‬‬

‫‪7.4‬‬

‫‪7.1‬‬

‫‪2500‬‬

‫‪1680‬‬

‫‪1712‬‬

‫‪1023‬‬

‫‪1.1‬‬

‫‪2.1‬‬

‫عرية ذضيمة‬

‫‪11.5‬‬

‫‪18.5‬‬

‫‪8.3‬‬

‫‪7.9‬‬

‫‪3300‬‬

‫‪1800‬‬

‫‪2450‬‬

‫‪1862‬‬

‫‪1.8‬‬

‫‪0.98‬‬

‫ابو ماريا‬

‫‪19‬‬

‫‪20.5‬‬

‫‪7.7‬‬

‫‪8.1‬‬

‫‪1900‬‬

‫‪970‬‬

‫‪1147‬‬

‫‪981‬‬

‫‪1.6‬‬

‫‪0.8‬‬

‫عرية سليحة‬

‫‪14‬‬

‫‪18.5‬‬

‫‪7.3‬‬

‫‪7.7‬‬

‫‪2300‬‬

‫‪750‬‬

‫‪1077‬‬

‫‪830‬‬

‫‪1.6‬‬

‫‪0.75‬‬

‫المخلط‬

‫‪15‬‬

‫‪21‬‬

‫‪7.5‬‬

‫‪7.2‬‬

‫‪2000‬‬

‫‪1110‬‬

‫‪1815‬‬

‫‪980‬‬

‫‪1.7‬‬

‫‪0.85‬‬

‫اسني موصل‬

‫‪13.5‬‬

‫‪18.5‬‬

‫‪7.2‬‬

‫‪7.3‬‬

‫‪1900‬‬

‫‪680‬‬

‫‪1524‬‬

‫‪1320‬‬

‫‪1.7‬‬

‫‪1.5‬‬

‫الدالة الحامضية ‪: pH‬‬

‫تبين من قيب ال الص ال امضيص للمياا أنها تراو ت مابين ا‪1‬ر‪3-7‬ر‪3‬ب والتي تمي إلى التلا‬

‫بلبب موا ا ا‬

‫والتربص التي تتغ م منها ا ا المياا وأنها ق تكون مي مص للرا ضمن ا ا ال و وفي الص كون باقي الااا ص ات‬ ‫تقييب ايجابي للمياا ر‬ ‫ا يصالية النهربايية ‪: E.C.‬‬

‫لو ظ ارتفاج االي في قيب االيااليص الكهربا يص والتي تلكح زيا ة في م توم تراكيز ا مي الم ابص فيي الميياا ‪،‬‬

‫تراو ت قيمها واي‬

‫هر باط مابين ‪ 0799‬مايكروموز‪ /‬لب في منطقص اوينات و‪ 1099‬مليموز فيي منطقيص أبيو مارييا‬

‫‪ ،‬والتييي تايينف إلييى مييياا ات نوايييص مييياا االيييص الملو ييص ا‪C3‬ب إلييى مييياا ات ملو ييص االيييص جي اً ا‪C4‬ب لييب تايينيفات‬

‫ماتبر الملو ص ا مريكي ‪1054‬ع ج و ا‪2‬ب وا ا مؤ ر واضين فيي زييا ة املييص الغلي اللالييص لميياا البيز فيي م يروج را‬ ‫الجزيرة ال مالي واااص في المناطر القريبص من الم يروج امنطقيص اوينياتب والتيي تتيلتر ب يك مبا ير بهي ا الميياا الم مليص‬

‫بتراكيييز االيييص ميين ن يواتم ا ل يم ة اللضييويص والمل نيييص والمبي ي ات الملييتا مص فييي الز اراييص ارضييي الم ييروج ‪ ،‬وميين نا يييص‬ ‫أارم تناقات قيب ا مي الكليص الم ابص فيي ميياا اليوا ا ايي‬

‫يهر زييران ييث بلغيت قيمي ا‪ 2499‬مايكروموز‪/‬ليب ب‬

‫في منطقص اوينات والتي تانف ضمن الانفا ‪ C4‬ب ‪ ،‬في ين بلغت ا‪ 039‬مايكروموز‪/‬لبب في منطقص ألكي موا‬ ‫والتييي تايينف بلنهييا مييياا متولييطص الملو ييص ا‪C2‬ب ‪ ،‬واي ا التنيياقض فييي قيييب االيايياليص الكهربا يييص نيياتم ايين زيييا ة التايريف‬

‫‪57‬‬

‫المؤتمر الهندسي ال اني لليوبيل الذذبي لنلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫والتافييف ال ااي للمييياا ميين اييي مييياا ا و يييص الفرايييص والتانويييص التييي تغي ا مييياا وا ا الميير واااييص وا ا ال ييور يييث‬ ‫بلغييت قيييب االيايياليص الكهربا يييص لي ا‪ 079-759‬مييايكروموز‪ /‬لييبب والي ا يلتبيير ميين ا و يييص الر يلييص المغ يييص ليوا ا الميير‪،‬‬ ‫وال ا تلتا ب مياا للزرااص ضمن ا راضي الم يطص ب ‪ ،‬و ات الما ر الميا ي المليتمر تقريبياً ايي اللينص ويتغي م مين‬ ‫ما تللفرر‬

‫مياا الليون المتواج ة في جب لنجار والمناطر الم يطص ب‬

‫ج و ا‪2‬ب تانيفات ماتبر الملو ص ا مريكي لماء الرا ا ألاح ‪ EC‬ا‪1054‬ب‬ ‫الصنف‬

‫عيمة اإليصالية النهربايية ‪EC‬‬

‫نواية المياه‬ ‫مياا قليلص الملو ص‬

‫‪C1‬‬

‫‪100-250‬‬

‫مياا متولطص الملو ص‬

‫‪C2‬‬

‫‪250-750‬‬

‫مياا االيص الملو ص‬

‫‪C3‬‬

‫‪750-2250‬‬

‫مياا ات ملو ص االيص ج ا‬

‫‪C4‬‬

‫‪2250-5000‬‬

‫ا ا وان ارتفاج قيب ا مي الم ابص لمياا وا ا المر اي‬

‫هر باط اما الي‬

‫في هر زيران ناتم بفلي قليص‬

‫ميياا اليوا ا فييي اي ا الفتيرة يييث ليو ظ اتنياء ااي النميا ت ان تايريف اليوا ا كيان قلييي جي ا فيي يهر ييباط وااايص فييي‬

‫منطقييص اوينييات امييا اليي فييي ييهر زييران يييث لييو ظ زيييا ة تايريف اليوا ا ب ييك كبييير والنيياتم ميين زيييا ة مييياا الطفيين‬ ‫المتلتيص مين م يروج را الجزييرة والفا ضيص اين اجيص اليرا إضيافص إليى زييا ة فيي ميياا ا و ييص الفراييص والتانوييص الناتجيص مين‬ ‫مياا ا مطار والتي تغ ا الوا ا في ا ا الفترة والتي أ ت إلى غل ا ا المياا من ا مي الكليص ك ا‪3‬بر‬ ‫‪7000‬‬

‫التوصيل الكهربائي ماكروموز ‪ /‬سم‬

‫‪6000‬‬

‫حزيران‬ ‫شهر‬ ‫شهر شباط‬ ‫شباط‬ ‫شهر‬ ‫حزيران‬ ‫شهر‬

‫‪5000‬‬ ‫‪4000‬‬ ‫‪3000‬‬ ‫‪2000‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪0‬‬

‫عوينات‪1‬‬

‫عوينات‪2‬‬

‫عوينات‪3‬‬

‫عوينات‪4‬‬

‫جسر المفري‬

‫جسر طعطوك‬

‫قرية هضيمة‬

‫ابو ماري‬

‫قرية سليحة‬

‫المخلط‬

‫اسكي موصل‬

‫مواقع الدراسة‬

‫شنل ا‪ 3‬التغاير يي عيم ا يصالية النهربايية خالل يترتي القياس‬

‫‪58‬‬

‫سليمان ‪ :‬تقييم صالحية مياه وادي المر للري اسفل مشروع ري الجزيرة الشمالي ‪ /‬شمال العراق‬

‫النبريتات ‪:‬‬ ‫تزاي ت تراكيز الكبريتات في مياا وا ا المر ب ك االي جي اً وااايصً ايي‬

‫يهر يباط ييث تراو يت قيمهيا ميا‬

‫بين ا‪ 4733‬ب ملغراب ‪/‬لتر في منطقص اوينات الى ا‪ 1329‬ب ملغراب ‪/‬لتر في منطقص ألكي موا وبلغت ا‪ 339‬ب ملغيراب‬ ‫‪/‬لتر في قريص للي ص وا ا التراكيز اللاليص واالاتيف ال اا ناتم من طبيليص مايا ر الميياا فيي اي ا الو ييان والتيي غالبياً‬

‫مييا تكييون ميين ايياور الجبلييوب اللييا ة فييي المنطقييص وبفل ي المييياا تلمي الييى وبييان ا ي ا ا مييي وزيييا ة تركيييز الكبريتييات‬ ‫إضافص إلى امليص الغل المرتفلص بتراكيزاا في ا لم ة ونوج اللمليات الزراايص الماتلفص في ترب م روج را الجزيرة ر وان‬ ‫تراكيز الكبريتات في مياا الوا ا تقأ جميلها أالى من المواافات اللالميص البالغصا ‪ 499‬ب ملغراب ‪/‬لتر ك‬

‫أالى ا‪7‬ب ر‬

‫النترات ‪:‬‬ ‫تييب تق ي ير النت يرات كونهييا تلبيير ايين الييص الت يوازن ا كتيير تبات ياً لأللييم ة النتروجينيييص اييي ت للهييا إلييى الل ي ي ميين‬

‫المركبييات بفل ي التفيياايت الكيمياويييص ولل ي أاييب مؤ يير إلييى وجييو النتييرات فييي المي يياا ا ييو زيييا ة غل ييلها والييتا امها فييي‬ ‫اللمليات الزرااييص الماتلفيص وزييا ة الن ياط ال ييوا ا‪3‬ب وتراو يت قييب تركييز النتيرات ميا بيين ا‪3‬ر‪2‬ب ملغيراب ‪/‬لتير فيي منطقيص‬

‫اوينات واق مل‬

‫في وا ا أبو مارا وقريص للي ص فبلغتا ‪3‬ر‪75 -9‬ر‪ 9‬ب ملغراب ‪/‬لتر الى التوالي وت ير نليبص النتيرات‬

‫إلى انافاض تراكيزاا في مياا الوا ا ان المل الت اللامص للمواافات اللالمييص والبالغيص ا‪11‬ب ك ي أاليى وقي يرجيأ ليبب‬ ‫انافاضها او قلص التا اب ا لم ة النتروجينيص إضافص إلى تناقص الن اط ال يوا في مياا الوا ا ات الجريان الملتمر‬ ‫تغاير خصايص وادي المر خالل يترة القياس ‪:‬‬

‫لل من ا مور المهمص في وا ا المر او ت ب ب جب تاريف المياا اا الوا ا ضمن فترات ملينص من اللنص‬

‫و لك من زيا ة إما في جب التااريف التي تطلر من م روج را الجزيرة وال ا ب ورا يؤ ا إلى فا ض ان اجص اإلرواء‬

‫في أراضي الم روج ومن تب زيا ة في مياا الطفن من اي القنوات او من تلرب المياا بفل التكليرات المتواجي ة فيي اي ا‬ ‫القنوات ‪،‬او ان طرير زيا ة في كميص ا مطار في المنطقص الم يطص بالوا ا وزيا ة انتقا المياا ان طرير ا و يص الفراييص‬

‫والتانويييص التييي تنقي الميياء برمتهييا إلييى وا ا الميير ال ي ا يلتبيير المبييز اليير يح للجابيييات الم يطييص ب ي فييي المنطقييص وكي ا ي ا‬ ‫يؤ ا إلى زيا ة في جب تاريف الوا ا ايي اللينص مميا يينلكح نوايا ميا إليى تقليي كمييص ا ميي الم ابيص وتقليي تراكييز‬

‫المركبات وااليونات في مياا الوا ا والتي ق تلتا ب في بلض ا‬

‫يان للزرااص في المنطقص ويرجأ لبب ا ا التنياقص فيي‬

‫ال رالص الى زيا ة التااريف التي أطلقيت مين الم يروج بلي موجيص ليقوط ا مطيار اللالييص التيي اجتا يت المنطقيص فيي نهاييص‬ ‫نيلان ااب ‪ 2911‬ر‬ ‫تصنيف نواية مياه وادي المر حس عيم ‪: SAR‬‬

‫تلتبر مؤ رات قيب نلبص إمتزاز الاو يوب من أاب الملايير ا لاليص الملتا مص في تقييب نوايص المياا للرا‬

‫كونها مؤ ار إلى زيا ة تراكيز اللناار ات التلتير المبا ر والر يح الى ااا ص وافات التربص مت ايون الاو يوب‬ ‫وال ا يؤتر الى نلبص االيونات ا ارم المتواج ة مت ايون المغنيليوب والكالليوب ل ا انفت المياا و لب تانيف‬ ‫ماتبر الملو ص ا مريكي )‪1954‬ب ج و ا‪3‬ب ر والج و ا‪4‬ب يبين أن نلبص إمتزاز الاو يوب ا‪SAR‬ب للمياا تراو ت‬

‫مابين ا‪00‬ر‪37-3‬ر‪29‬ب‪ %‬اي‬

‫هر زيران أا بمل‬

‫ا‪01‬ر‪14‬ب‪ %‬والتي تانف بلنها مياا را متولطص الاو يص ا‬

‫‪59‬‬

‫المؤتمر الهندسي ال اني لليوبيل الذذبي لنلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫‪ (S2‬والماء مي ب للترب ات النفا يص الجي ة وغير مي ب للترب الناامص ر وق تجاوزت نلبتها إلى ا ‪37‬ر‪ 29‬ب‪ %‬في‬ ‫منطقص اوينات والتي تلتبر مياا ات انف االي الاو يص ا ‪ S3‬ب والماء ضار غلب الم ااي والترب ويتطلب بز‬ ‫وغل جي ين مأ التا اب الجبح ‪ ،‬في ين تراو ت ما بين ا‪15‬ر‪22 -5‬ر‪19‬ب‪ %‬أا بمل‬

‫ا‪03‬ر‪7‬ب ‪ %‬اي‬

‫هر‬

‫باط والتي تلتبر مياا ات ملو ص قليلص الاو يص والتي تقأ ضمن الانف ا‪ S1‬ب والتي تلتبر مي مص لرا ملظب‬ ‫الم ااي وملظب الترب ا ا ال لالص ج ا للاو يوب ا ا ارتفااها في منطقص اوينات إلى ا‪22‬ر‪ 19‬ب ‪ %‬ر‬ ‫ج و ا‪3‬ب تانيفات ماتبر الملو ص ا مريكي لماء الرا ا ألاح قيب ‪ SAR‬ا‪1054‬ب‬ ‫صنف الماء‬

‫الصنف‬

‫عليل الصودية‬

‫‪S1‬‬

‫متوسط الصودية‬

‫‪S2‬‬

‫االي الصودية‬

‫‪S3‬‬

‫االي الصودية جدا‬

‫‪S4‬‬

‫مد ماليمة الماء‬

‫‪SAR %‬‬

‫الماء ماليم لري معةم المحاصيل ولمعةم التر تقريبا ادا‬

‫‪91-1‬‬

‫المحاصيل الحساسة جدا للصوديوم‬ ‫الماء ماليم للتر ذات النفاذية الجيدة وغير ماليم للتر‬

‫‪91-91‬‬ ‫‪12-91‬‬

‫الناامة‬

‫الماء ضار ألغل التر ويتطل بزل وغسل جيد مع استخدام‬ ‫الجبس‬

‫الماء اادة غير صالح إلغراض الري‬

‫‪ 12‬يان ر‬

‫ج و ا‪4‬ب قيب نلبص امتزاز الاو يوب لنما ت مواقأ ال رالص‬ ‫ايون‬

‫الموعع‬

‫الصوديوم‬

‫ايون‬

‫المغنيسيوم‬

‫ايون‬

‫النالسيوم‬

‫نسبة امتزاز‬ ‫الصوديوم‬

‫ملغرام ‪ /‬لتر‬

‫ايون‬

‫الصوديوم‬

‫‪%‬‬

‫ايون‬

‫المغنيسيوم‬

‫ايون‬

‫النالسيوم‬

‫ملغرام ‪ /‬لتر‬

‫شهر شباط‬

‫نسبة‬ ‫امتزاز‬

‫الصوديوم‬ ‫‪%‬‬

‫شهر حزيران‬

‫اوينات‪9‬‬

‫‪140‬‬

‫‪210‬‬

‫‪338‬‬

‫‪8.46‬‬

‫‪321‬‬

‫‪416‬‬

‫‪621‬‬

‫‪14.10‬‬

‫اوينات‪1‬‬

‫‪115‬‬

‫‪188‬‬

‫‪591‬‬

‫‪5.83‬‬

‫‪388‬‬

‫‪301‬‬

‫‪390‬‬

‫‪20.87‬‬

‫اوينات‪2‬‬

‫‪163‬‬

‫‪207‬‬

‫‪302‬‬

‫‪10.22‬‬

‫‪432‬‬

‫‪480‬‬

‫‪623‬‬

‫‪18.40‬‬

‫اوينات‪4‬‬

‫‪151‬‬

‫‪125‬‬

‫‪360‬‬

‫‪9.70‬‬

‫‪338‬‬

‫‪361‬‬

‫‪590‬‬

‫‪15.50‬‬

‫جسر المفري‬

‫‪78‬‬

‫‪105‬‬

‫‪285‬‬

‫‪5.59‬‬

‫‪270‬‬

‫‪408‬‬

‫‪510‬‬

‫‪12.60‬‬

‫جسر طعطوك‬

‫‪106‬‬

‫‪181‬‬

‫‪205‬‬

‫‪7.63‬‬

‫‪260‬‬

‫‪203‬‬

‫‪365‬‬

‫‪15.43‬‬

‫عرية ذضيمة‬

‫‪109‬‬

‫‪191‬‬

‫‪315‬‬

‫‪6.85‬‬

‫‪201‬‬

‫‪297‬‬

‫‪620‬‬

‫‪9.39‬‬

‫عرية سليحة‬

‫‪98‬‬

‫‪203‬‬

‫‪290‬‬

‫‪6.24‬‬

‫‪307‬‬

‫‪360‬‬

‫‪368‬‬

‫‪16.09‬‬

‫ابو ماريا‬

‫‪120‬‬

‫‪197‬‬

‫‪411‬‬

‫‪6.88‬‬

‫‪250‬‬

‫‪315‬‬

‫‪819‬‬

‫‪10.50‬‬

‫المخلط‬

‫‪142‬‬

‫‪158‬‬

‫‪421‬‬

‫‪8.35‬‬

‫‪295‬‬

‫‪317‬‬

‫‪703‬‬

‫‪13.06‬‬

‫اسني موصل‬

‫‪87‬‬

‫‪84‬‬

‫‪487‬‬

‫‪5.15‬‬

‫‪189‬‬

‫‪260‬‬

‫‪630‬‬

‫‪8.96‬‬

‫‪60‬‬

‫سليمان ‪ :‬تقييم صالحية مياه وادي المر للري اسفل مشروع ري الجزيرة الشمالي ‪ /‬شمال العراق‬

‫ا ستنتاجات والتوصيات‬ ‫تبين من ايي‬

‫ارليص ايفات ميياا وا ا المير بلنهيا ات نواييات تتبياين ميأ كمييص التايريف الميار ايي اليوا ا‬

‫وال ا ما را ا لالي او مياا م روج را الجزيرة ال يمالي وميياا البيز وقي أوضي ت ف وايات اايا ص الميياا أنهيا ال‬ ‫يمكن التا امها للرا واااص في مناطر القريبص من م روج را الجزيرة منطقص اوينات وفي فترة انافاض جب التاريف‬ ‫المار اي الوا ا ‪ ،‬وانها من نا يص أارم ق تكون مي مص ليرا بليض أنيواج مين التيرب الافيفيص النليجص أو المتوليطص فيي‬ ‫المنياطر القريبيص ميين منطقيص أليكي مواي او المنياطر الم ا ييص لهييا واني زييا ة جييب التايريف فيي اليوا ا لكيي ال تلييبب‬ ‫ا ا المياا ملتقبي زيا ة تملن الترب وت اوراا ر‬

‫انيياك و يييان تاييب فييي وا ا الميير واااييص وا ا أبييو ماريييا واييو ميين الو يييان ات الما ي ر ال ي ا ب اييي الليينص‬

‫وال ا يتغي م مين ميياا اللييون لجبي لينجار والمنياطر الم يطيص بهيا والي ا يلتقيي بيوا ا المير فيي منطقيص الماليط اني قرييص‬ ‫اضيييمص ع وت ييير النتييا م الف واييات الر يلييص إلييى أن ميااي‬

‫ات ااييا ص ونوايييص أفض ي ميين مييياا وا ا الميير والتييي ق ي‬

‫تكون م يجلص الليتا امها فيي املييات اليرا للمنياطر الم يطيص بهيا ون تلترايا اليى تملين التربيص او اليتغيلها فيي م ياريأ‬ ‫اييا المييياا ب ي ال ميين أن ته ي ر فييي وا ا الميير ال ي ا يييؤ ا إلييى تغيييير ااا اييها وا ي ب الييتا امها بال ييك ا مت ي فييي‬

‫امليات الرا واااص في ا ا الظرف ال ا ي تات الى مت ا ا الم اريأ ر‬

‫المصادر‬ ‫‪1‬ر ماطفى ‪ ،‬ملا‬

‫ام ا‪2992‬ب وا ا المر مبز طبيلي لم روج را الجزيرة ال مالي ‪ ،‬مجلص أب اث البي ص‬ ‫والتنميص الملت امص ‪،‬مجل ‪، 5‬الل ‪ 07-37 1‬ر‬

‫‪2‬ر‬

‫ركص جلص اللامص لل رالات وتااميب م اريأ الرا ا‪1009‬ب تقييب ا اء م روج را الجزيرة ال مالي ‪ /‬و ازرة الرا‬ ‫‪ /‬الهيلة اللامص لت غي م اريأ الرا ر‬

‫‪3‬ر م مو ‪ ،‬ملن اا ب ا‪2995‬ب ‪ ،‬الااا ص النوايص لمياا وا ا المر وأتراا في نوايص مياا نهر جلص ‪ ،‬رلالص‬

‫ماجلتيرغير من ورة‪ ،‬كليص الللوب‪ /‬الوب ياة ر‬ ‫‪4. Ndeeco.1986.North Jazera Irrigation Project ,design criteria, Nether land.‬‬ ‫‪5‬ر ب ر ‪،‬ا م اا ب واليوزبكي ‪،‬قتيبص توفير ا‪2919‬ب ور البز في إزالص النترات من التربص في منطقص ربيلص ‪ ،‬ما‬ ‫اللرار ي المؤتمر ال ورا اللابأ لمركز ب وث الل و والموار الما يص _جاملص الموا ‪2919/11/ 25-24‬ر‬ ‫‪ .6‬اباوا ‪،‬للا اب و لن ‪ ،‬م م لليمان ا‪1009‬ب الهن لص اللمليص للبي ص –ف واات الماء ‪ ،‬ار ال كمص‬

‫للطبااص والن ر ‪،‬جاملص الموا ‪.‬‬ ‫‪7. Jones, J.A.A.(1997) Global Hydrology, Processes ,resources and environmental‬‬ ‫‪management .London . England,399p.‬‬ ‫‪8. Hamil,L. and Bell,F.G.(1986) Ground water resources development, Butter‬‬ ‫‪0‬ر ب ر‪،‬ا م اا ب ا‪2990‬ب تلتير امليات الرا في التربص ‪،‬مجلص جاملص م ر للللوب الهن ليص ‪،‬المجل الاامح‬ ‫والل رون – الل التاني‬

‫‪61‬‬

‫ الخصائص الهيدروليكية للهدارات المقوسة ذات الحافة الحادة او نصف الدائرة‬:‫ارزوقي‬

‫الخصائص الهيدروليكية للهدارات المقوسة ذات الحافة الحادة أو نصف الدائرية‬ ‫أحمد شهاب أحمد‬

‫رعد هوبي إرزوقي‬ ‫قسم الهندسة المدنية – جامعة تكريت‬

‫المستخلص‬ ‫في هذا البحث تم إجراء دراسة مختبرية لمعرفة الخصائص الهيدروليكية للجريان فوق الهدارات المقوسة ذات الحافة‬ R1 ‫ حيث أن‬،)4 ,2 ,1 ,5.0( ‫) وهي‬R1/R2( ‫ حيث تم استخدام أربع قيم لنسبة التقوس‬,‫الحادة أو نصف الدائرية‬ ‫ كما تم‬.‫ نصف قطر التقوس باالتجاه العمودي على الجريان‬R2 ‫تمثل نصف قطر التقوس باالتجاه الموازي للجريان و‬ ‫ تم إمرار الجريان فوق هذه الهدارات في‬.‫) سم‬10 ,11 ,22( ‫) لكل من هذه الهدارات هي‬P( ‫استخدام ثالثة ارتفاعات‬ ‫ ولكل من هذه‬.‫ األولى يكون فيها التقوس باتجاه الجريان والثانية يكون فيها التقوس عكس اتجاه الجريان‬،‫حالتين‬ .‫ تجربة‬211 ‫الحاالت تم إمرار ستة تصاريف مختلفة حيث بلغ عدد التجارب التي أجريت على هذا النوع من الهدارات‬ ‫وعلى ضوء النتائج المستحصلة من هذه التجارب واستنادا إلى المعامالت المستنبطة من التحليل ألبعدي للعوامل‬ ‫ كما تم استنباط أربعة‬.‫المؤثرة على الجريان فوق هذا النوع من الهدارات تم رسم العالقات التي تربط بين هذه المعامالت‬ ‫معادالت وضعية لحساب التصريف فوق الهدارات المقوسة ولحاالت تكون فيها القمة حادة أو نصف دائرية عندما يكون‬ ‫التقوس باتجاه الجريان أو عكس اتجاه الجريان وأظهرت هذه المعادالت توافق جيد جدا ما بين النتائج المستحصلة من‬ .‫هذه المعادالت مع النتائج المقاسة عمليا‬ .‫ حافة نصف دائرية‬،‫ حافة حادة‬،‫ معامل التصريف‬،‫ الهدارات المقوسة‬:‫الكلمات الدالة‬

Hydraulic Characteristics of Arch Weirs with Sharp or Semi-Circular Crest Raad Hoobi Irzooki

Ahmad Shehab Ahmad

Civil Engineering Dept. – University of Tikrit

ABSTRACT In this research, an experimental study was carried out to define the hydraulic characteristics of flow over the arch weirs with sharp or semi-circular crest. Four different values of curvature ratio (R1/R2) were used (0.5, 1, 2, 4), where (R1) represents the curvature radius in the direction parallel to the flow and (R2) is the curvature radius in the direction perpendicular to the flow. Also, Three different heights (p) for each one of these weirs were used (22, 18 and 15) cm. The flow was passed over these weirs in two cases, in the first, the curvature was in the direction of flow and in the second, the curvature was in the opposite direction of flow. For each of the above different cases, six different discharges were passed. The overall tests in this study are 288. Based on the obtained results from the experiments, and according to the resulted parameters from the dimensional analysis of the factors affecting on the flow over the arch weirs, the relations between the above parameters were plotted. Four empirical equations were predicted for computing the passing discharge over the arch weirs for the cases of sharp or semi-circular crest, and when the curvature of this weir with the flow direction or opposite the flow direction .A very good agreement between the computed results from these equations and the results which were measured experimentally. Keywords: Arch Weirs, Discharge Coefficient, Sharp Crest, Semi-Circular Crest.

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪2512/11/21-11‬‬

‫المقدمة‬ ‫تعتبر الهدارات واحدة من أقدم المنشآت الهيدروليكية التي قام بصنعها اإلنسان والتي استخدمت لقياس التصاريف في‬ ‫القنوات المفتوحة‪ .‬وحديثا توسع استعمال هذه الهدارات في مشاريع وخطط الموارد المائية‪ .‬ان الهدف األساسي من دراسة‬ ‫السدود الغاطسة أو الهدارات هو إيجاد عالقة‬

‫ثابتة بين التصريف لهذه المنشآت وعمق الجريان فوق قمتها‬

‫(‪ .]1[)Fenton,1002‬ويمكن تصنيف الهدارات إلى أنواع مختلفة تبعا ألشكالها‪ ،‬فمنها المستطيلة والمثلثة وشبه‬ ‫المنحرفة‪....‬الخ‪ ،‬وتكون الهدارات أما ذات مقطع عريض أو رقيقة ولكن اغلب الهدارات التي تستخدم لقياس التصاريف‬ ‫تكون رقيقة السمك‪.‬‬ ‫أجريت العديد من البحوث والدراسات السابقة الخاصة بدراسة خصائص الجريان فوق الهدارات في األنهار والقنوات‬ ‫واعتمدت معظم الدراسات على نتائج التجارب المختبرية التي تم فيها استخدام الهدارات بأشكال مختلفة لقياس التصريف‬ ‫فوقها وذك باعتبارها منشآت طفح للسيطرة على منسوب المياه في القنوات والخزانات‪ .‬فقد تم إجراء العديد من الدراسات‬ ‫المختبرية على الهدارات المستقيمة العمودية على جدار القناة‪ ،‬فقد قام الباحث ماثيو (‪ ]2[)Mathew , 1691‬بأجراء‬ ‫تجارب على عدة نماذج من الهدارات المستقيمة ذات الحافة الدائرية وبأنصاف أقطار مختلفة‪ ،‬وتوصل إلى أن للشد‬ ‫السطحي ولزوجة الماء واألبعاد الهندسية للهدار تأثير كبير على الجريان فوق الهدار وخصوصا في النماذج الصغيرة‬ ‫بسبب تأثير عامل القياس (‪ ،)scale effect‬واقترح معادلة لحساب معامل التصريف عند استخدام مثل هذه الهدارات‪ .‬وقام‬ ‫الباحث وايت )‪ ]3[(White, 1977‬بعدة تجارب على هدارات بعرض مقطع القناة ذات سمك قليل‪ ،‬وقد أجريت التجارب‬

‫إلظهار تأثير موقع الهدار بالنسبة الرتفاع الماء في المقدم في حساب معامل التصريف‪ ،‬و قد تم اشتقاق معادلة جديدة‬

‫لحساب التصريف اعتمدت على نتائج التجارب المختبرية‪ .‬الطبطبائي وآخرون (‪]4[)Al-Tabatabie et.al., 1985‬‬ ‫قاموا بدراسة مختبرية لخصائص الجريان فوق الهدارات دائرية الحافة التي تتغير أشكالها من نصف دائرية إلى الشكل‬ ‫الهاللي‪ ،‬وتمكن الباحثون من إيجاد عالقة لحساب معامل التصريف‪ .‬أما الباحث جليمران (‪ ]5[)Chilmeran, 1996‬فقد‬

‫قام بدراسة خصائص الجريان فوق الهدارات العمودية والمنحرفة نصف دائرية الحافة تحت حاالت الجريان الحر مختبريا‪،‬‬

‫وتوصل إلى استنتاج عالقة لحساب معامل التصريف‪ .‬وقام الباحث فاتانيا(‪ ]9[)ZibaVatannia,1999‬بدراسة مختبريه‬ ‫لخصائص الجريان فوق السدود الغاطسة المنحرفة والحادة الحافة تحت حاالت الجريان الحر‪ .‬أما الباحثة التكريتي ( ‪Al-‬‬ ‫‪ ]7[)Tikrity, 2000‬فقد قامت بدراسة الخواص الهيدروليكية للهدار العمودي ذو حافة نصف دائرية مختبريا تحت‬ ‫حاالت الجريان الحر‪ .‬وقام الباحث الحميداوي )‪ ]1[)Al-Humaidawa,2000‬بدراسة خواص الجريان فوق السدود‬ ‫الغاطسة المنحرفة ذات الحافة العريضة‪ .‬أما الباحثة (حياوي‪ ]6[)2004 ،‬قامت بدراسة تأثير ميل المؤخر للهدار العمودي‬ ‫والمنحرف ذو القمة نصف الدائرية تحت حاالت الجريان الحر مختبريا‪ ،‬وتم الحصول على معادلة لحساب معامل‬ ‫التصريف‪ .‬أما الباحثان (الطائي و جلميران‪ ]10[)1002 ،‬قاما بدراسة الخصائص الهيدروليكية للجريان فوق الهدار المائل‬ ‫ذو ا لقمة المركبة المتكونة من ربع دائرة وذات حافة حادة تحت حاالت الجريان الحر‪ .‬كما قام محمد علي‬

‫(‪ ]11[)Mohammed-Ail, 2012‬بدراسة الخواص الهيدروليكية للهدارات المستقيمة ذات الفتحة بيضوية الشكل ذات‬ ‫الحافات الحادة‪ ،‬تم التوصل إلى معادلة لحساب التصريف فوق هذا النوع من الهدارات‪ .‬كذلك تم إجراء العديد من الدراسات‬ ‫على هدارات غير مستقيمة من المنظور العلوي‪ ،‬فالباحث سمث (‪ ]12[)Smith, 1967‬درس سلوك السدود الغاطسة‬ ‫المتعرجة من المنظور العلوي حيث قام بإنشاء نماذج من هذه السدود وكان غرضه من الدراسة هو لتقليل التعرية في‬

‫منطقه مؤخر السد الغاطس وذلك بزيادة الطول الفعال لهذا السد‪ .‬وتوصل إلى انه كلما يزداد طول الحافة العليا يقل معامل‬

‫‪63‬‬

‫ارزوقي‪ :‬الخصائص الهيدروليكية للهدارات المقوسة ذات الحافة الحادة او نصف الدائرة‬ ‫التصريف مقارنه بالسدود الغاطسة المستقيمة وعند القيم القليلة لنسبه العمق إلى االرتفاع‪ .‬وقام الباحثان هاي وتايلور‬ ‫(‪ ]13[)Hay&Taylor,1970‬بدراسة أداء السدود الغاطسة المتعرجة (‪ .)Labyrinth weirs‬وأشا ار إلى أن قابليه‬ ‫السدود الغاطسة المتعرجة لتمرير تصاريف كبيره بعمق قليل نسبيا يجعلها المنشأ األمثل في الموقع عندما يكون اكبر عمق‬

‫فعال محددا‪ .‬أما الباحث دارفاس (‪ ]14[)Darvas,1971‬فقد حصل على نتائج مطابقة للنتائج التي حصل عليها الباحثان‬

‫هاي وتايلور(‪ ،)Hay&Taylor,1970‬إذ أجرى تجاربه على سدود غاطسة متعرجة ذات تعرج شبه منحرف و تمت‬ ‫دراسة خواص السد الغاطس وشكل الحافة وحاالت الجريان الحر وأوجد منحنيات عدة لتغير هذه الحدود مع بعضها‪.‬‬ ‫الباحث الحسون (‪ ]15[)Al-Hasson,1978‬قدم معلومات وبيانات مهمة على عدد من النظريات التي تتناول الجريان‬ ‫فوق السدود الغاطسة‬

‫ذات الشكل شبه المنحرف من المنظور العلوي‪ .‬كذلك قام الباحث إبراهيم ( ‪Ibraheem,‬‬

‫‪ ]19[)1983‬بدراسة خواص السدود الغاطسة المتعرجة ذات التعرج المثلث من المنظور العلوي‪ .‬واستخدم الباحث القصير‬ ‫(‪ ]17[)AL-Qasser, 1983‬السدود الغاطسة المتعرجة ذات الشكل المثلث من المنظور العلوي بزوايا جانبية لقمة الهدار‬ ‫مع الجدار‪ ،‬وتوصل إلى إيجاد عالقة لحساب معامل التصريف‪ .‬وقام الباحثان نوري وحياوي( ‪Noori & Hayawi,‬‬

‫‪ ]11[)1996‬بأجراء دراسة لل سدود الغاطسة المتعرجة ذات التعرج نصف الدائري من المنظور العلوي وحافة حادة وبشكل‬ ‫محدب ومقعر مع اتجاه الجريان‪ ،‬وقد تم التوصل إلى عالقتين لحساب معامل التصريف‪ ،‬أحدهما للشكل المحدب واألخرى‬ ‫للشكل المقعر‪ .‬أما الباحث األعرجي )‪ ]16[)AL-Aarage, 2001‬فقد قام بدراسة مختبريه لألداء الهيدروليكي للسدود‬ ‫الغاطسة من نوع منقار البط (‪ )duckbill weir‬تحت حاله الجريان الحر‪ ،‬وقد تم التوصل إلى عالقة لحساب معامل‬ ‫التصريف‪ .‬الباحث (المتيوتي‪ ]20[)1002 ،‬فقد قام بدراسة األداء الهيدروليكي للسدود الغاطسة بتعرج شبه منحرف دائري‬

‫الزوايا من المنظور العلوي‪ ،‬وتم الحصول على معادلتين لحساب معامل التصريف أحدهما عندما يكون التعرج باتجاه‬

‫الجريان واألخرى عندما يكون عكس اتجاه الجريان‪.‬‬ ‫استتنادا لمتتا ذكتتر مستتبقا يالحتتظ انتته تتتم د ارستتة األداء الهيتتدروليكي للجريتتان فتتوق أشتتكال مختلفتتة متتن الهتتدارات ستتواء متتن‬ ‫المنظتتور العلتتوي أم متتن المنظتتور الجتتانبي وكتتذلك لحتتاالت مختلفتتة لحافتتة هتتذه الهتتدارات ولتتم يتتتم التطتترق لد ارستتة الهتتدارات‬ ‫المقوستتة متتن المنظتتور العلتتوي‪ .‬فتتي هتتذا البحتتث تتتم د ارستتة األداء الهيتتدروليكي للجريتتان فتتوق الهتتدارات المقوستتة متتن المنظتتور‬ ‫العلوي ولحاالت مختلفة من نسبة نصتف القطتر الطتولي إلتى نصتف القطتر العرضتي للتقتوس (‪ )R1/R2‬ولحتالتين مختلفتتين‬

‫من الحافة العليا وبارتفاعات مختلفة لهذه الهدارات وكذلك تم دراسة خصائص الجريان فتوق هتذه الهتدارات فتي حتاالت كتون‬

‫التقوس باتجاه الجريان أو عكسه‪.‬‬ ‫أهداف الدراسة‬

‫تهدف الدراسة الحالية إلى ما يلي‪:‬‬ ‫‪-‬‬

‫دراسة خصائص الجريان فوق الهدارات المقوسة ذات الحافة الحادة أو نصف الدائرية‪.‬‬

‫‪-‬‬

‫دراسة عالقة كافة خصائص الهدارات المقوسة مثل نسبة التقوس للهدار‪ ،‬ارتفاع حافة الهدار‪ ،‬عمتق المتاء فتوق حافتة‬

‫‪-‬‬

‫استتتنباط عالقتتات وضتتعية لحستتاب تص تريف الجريتتان فتتوق الهتتدارات المقوستتة باالعتمتتاد علتتى العوامتتل المتتؤثرة علتتى‬

‫الهدار‪ ،‬شكل حافة الهدار واتجاه التقوس على مقدار التصريف المار فوق هذه الهدا ارت‪.‬‬

‫التص تريف عنتتدما تكتتون الحافتتة العليتتا حتتادة أو نصتتف دائريتتة ولحتتاالت الجريتتان عنتتدما يكتتون متتع اتجتتاه التقتتوس أو‬ ‫عكسه‪.‬‬

‫‪64‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪2512/11/21-11‬‬ ‫التحليل البعـدي‬

‫إن العوامل التي تؤثر في كفاءة األداء وخصائص الجريان فوق الهدارات المقوسة هي كما يلي‪:‬‬

‫)‪……………………………………………………………..…..(2‬‬

‫) ‪Q  f ( H , P, R1 , R2 ,V , g ,  , ‬‬

‫أن ‪:‬‬ ‫‪ = Q‬التصريف المار فوق الهدار المقوس (‪)L3/T‬‬

‫‪ = Hᴼ‬عمق الماء فوق قمة الهدار (‪)L‬‬ ‫‪ = Pᴼ‬ارتفاع الهدار (‪)L‬‬

‫‪ = R1‬نصف قطر التقوس باالتجاه الطولي للقناة (‪)L‬‬ ‫‪ = R2‬نصف قطر التقوس باالتجاه العرضي للقناة (‪)L‬‬ ‫‪ = V‬سرعة الجريان (‪)L/T‬‬

‫‪ = g‬التعجيل األرضي (‪)L/T2‬‬ ‫‪ = ρ‬الكثافة الكتلية للماء (‪)M/T3‬‬ ‫‪ = μ‬اللزوجة الديناميكية للماء (‪)M/T.L‬‬

‫وبإتباع عملية التحليل ألبعدي باستخدام نظرية باي (‪ )Pie–theorem‬تم الحصول على العوامل الالبعدية التالية‪:‬‬

‫‪P R1 R2‬‬ ‫‪,‬‬ ‫‪,‬‬ ‫)‪, Re) ………………………………………………………………… (1‬‬ ‫‪H H H‬‬

‫‪Q‬‬

‫(‪ f‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫‪5‬‬

‫‪H 2 g‬‬

‫وبإهمال تأثير اللزوجة على خصائص الجريان فوق الهدارات المقوسة تصبح المعادلة أعاله بالشكل التالي (‪:)1‬‬

‫‪P R1 R2‬‬ ‫‪,‬‬ ‫‪,‬‬ ‫)‪) ……………………………………………………………………… (2‬‬ ‫‪H 0 H H‬‬

‫‪Q‬‬

‫(‪ f‬‬ ‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫‪5‬‬

‫‪H 2 g‬‬

‫العمل المختبري‬ ‫القناة المفتوحة (‪)Flume‬‬

‫تم إجراء التجارب المختبريتة فتي قنتاة مختبريتة أفقيتة مستتطيلة فتي مختبتر الهيتدروليك فتي قستم هندستة البيئتة جامعتة‬

‫تكريتتت‪ ،‬يبلتتل طتتول القنتتاة ‪ 6‬متتتر وعرضتتها ‪ 20‬ستتم أمتتا ارتفاعهتتا فيبلتتل ‪ 00‬ستتم‪ ،‬الشتتكل (‪ )2‬يوضتتح مخطتتط تفصتتيلي للقنتتاة‬ ‫المستخدمة‪ ،‬مجرى القناة يتكتون متن قاعتدة حديديتة ومتن جتدران بالستتيكية شتفافة وهتذه الجتدران مستندة بأعمتدة حديديتة لكتل‬ ‫متر وعلى كال الجانبين‪ .‬وتتصل القناة في بدايتها ونهايتها بحوضين أبعاد كل منهمتا (‪)20 × 20 × 20‬ستم‪ ،‬وكتل حتوض‬

‫يوجتتد فتتي قاعدتتته فتحتتة دائريتتة بقطتتر ‪ 8‬ستتم مرتبطتتة بتتأنبوب بالستتتيكي وهتتي جتتزء متتن منظومتتة مغلقتتة تعمتل بهتتا هتتذه القنتتاة‪.‬‬ ‫الحوض الموجود في بداية القناة يستفاد منه لتهدئة الجريان المضطرب الداخل للقناة‪ ,‬أمتا الحتوض الموجتود فتي نهايتة القنتاة‬ ‫فهو لتجميع الماء القادم متن القنتاة اواعادتته لحتوض الختزن‪ .‬تجهتز القنتاة بالمتاء بواستطة مضتخة هيدروليكيتة المستتخدمة لهتا‬

‫تصريف أعلى مقداره ‪ 22‬لتر‪/‬ثا وهي موضوعة أسفل القناة و مثبتة بقاعتدة حديديتة وتستتلم المتاء متن خ ازنتات تجهيتز المتاء‬ ‫عن طريتق أنبتوب بقطتر ‪ 5.2‬ستم وتضتخه إلتى القنتاة عتن طريتق أنبتوب مترن يخترج متن المضتخة يترتبط بتالحوض الموجتود‬

‫‪65‬‬

‫ارزوقي‪ :‬الخصائص الهيدروليكية للهدارات المقوسة ذات الحافة الحادة او نصف الدائرة‬ ‫فتي بدايتة القنتاة‪ ,‬ويمكتن التتتحكم بمقتدار التصتريف الختارج متتن المضتخة بواستطة صتمام يمكتتن تغيتر فتحتته حستب التصتريف‬ ‫المطلوب‪.‬‬

‫الشكل (‪ )2‬مخطط تفصيلي للقناة المختبرية المستخدمة في الدراسة‬ ‫الهدارات المستخدمة في الدراسة‬

‫تم في هتذه الد ارستة استتخدام هتدارات مقوستة متن المنظتور العلتوي و بأشتكال مختلفتة كمتا موضتح فتي الشتكل (‪ ،)1‬حيتث تتم‬

‫استخدام أربعة أشكال لهذه الهدارات بحيث إن نسبة نصف قطر التقوس الطولي ‪ R1‬إلى نصف القطر العرضتي ‪ R2‬كانتت‬ ‫(‪ .)0 ، 1 ، 2 ، 0.2‬واستتتخدمت هتتذه الهتتدارات بحيتتث وضتتعت مترة يكتتون الجريتتان فيهتتا باتجتتاه التقتتوس ومترة يكتتون اتجتتاه‬ ‫الجريتتان عكتتس اتجتتاه التقتتوس ولكتتل نتتوع متتن أن تواع هتتذه الهتتدارات استتتخدمت ثتتالث ارتفاعتتات (‪ )22 ،28 ،11( )P‬ستتم‬ ‫ولجميع هذه األنواع من الهدارات كانت الحافة العليا مرة حادة ومرة نصف دائرية‪ .‬تتم صتنع هتذه الهتدارات متن متادة الجتبس‬

‫وبسمك ‪ 2.2‬سم‪ ،‬بعد ذلك تم صبل هذه النماذج بطالء دهني لمنع تسرب المتاء إلتى داختل متادة النمتوذج‪ .‬تتم استتخدام ‪10‬‬

‫نمتتوذج بارتفاعتتات مختلفتتة وبحافتتة نصتتف دائريتتة و‪ 10‬نمتتوذج أختترى بارتفاعتتات مختلفتتة وبحافتتة حتتادة‪ ،‬ولكتتل نتتوع متتن هتتذه‬ ‫األنتواع تتم إمترار ستتة تصتاريف مختلفتة وبتذلك يكتون عتدد التجتارب المستتخدمة فتي هتذه الد ارستة (‪ )188‬تجربتة‪ .‬والشتكلين‬ ‫(‪ )2‬يوضح نموذج من الهدارات المستخدمة في الدراسة‪.‬‬

‫الشكل (‪ )2‬الهدار المقوس ذو الحافة الحادة‬

‫الشكل (‪)1‬الهدارات المستخدمة من المنظور العلوي‬ ‫قياس التصريف الحقيقي للقناة‬

‫التصاريف المارة عبتر القنتاة كبيترة نوعتا متا ونظت ار لصتعوبة حستابها بالطريقتة الحجميتة وكتذلك لتجنتب حصتول خطتأ فتي‬ ‫حساب التصريف بهذه الطريقة تم استتخدام هتدار قياستي مستتطيل بستمك ‪ 2‬ستم ذو حافتة حتادة مقطوعتة حستب المواصتفات‬ ‫البريطانية حيث يكون عرض قمة هذه الحافة ‪ 1‬ملم ومائلة بزاوية ̊‪ .02‬يبلل طول حافة هذا الهدار بنفس عرض القنتاة‪ ،‬أي‬

‫‪66‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪2512/11/21-11‬‬ ‫طتتول قمتتة الهتتدار‪20‬ستتم‪ ،‬أمتتا ارتفاعتته فيبلتتل ‪ 22‬ستتم وبستتمك ‪ 2‬ستتم‪ ،‬وقتتد تتتم تثبيتتت هتتذا الهتتدار قبتتل نهايتتة القنتتاة بقليتتل‪ ،‬وقتتد‬ ‫استخدمت المعادلة التالية في حساب التصريف المار في القناة ولكل تجربة (‪.]21[)Chaudhry,2008‬‬ ‫‪3‬‬

‫‪2‬‬ ‫‪Q  Cd L 2 g H 2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪Cd  0.611  0.08‬‬ ‫‪P‬‬

‫)‪……………………..………………….…………………………(4‬‬ ‫)‪……………………..………………………...…………………..(5‬‬ ‫أن‪:‬‬

‫‪ = P‬ارتفاع حافة الهدار القياسي (متر)‪.‬‬

‫‪ =H‬ارتفاع الماء فوق حافة الهدار القياسي (متر)‪.‬‬ ‫‪ = L‬طول حافة الهدار القياسي (متر)‪.‬‬

‫تحليل ومناقشة النتائج‬ ‫من خالل تحليل النتائج التي تم الحصول عليها من التجارب المختبرية على الهدارات المقوسة وحساب المعامالت‬ ‫الالبعدية يمكن تثبيت النقاط التالية‪-:‬‬ ‫‪Q‬‬ ‫عالقة المعامل (‬ ‫‪H  g 0.5‬‬ ‫‪2.5‬‬

‫) مع نسبة إرتفاع حافة الهدار إلى عمق الماء فوق الحافة ( ‪) P‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪Q‬‬ ‫األشكال (‪ -0‬أ) و (‪ -0‬ب) توضح العالقة بين المعامل (‬ ‫‪H  g 0.5‬‬ ‫‪2.5‬‬

‫) ونسبة إرتفاع حافة الهدار إلى عمق الماء فوق‬

‫الحافة ( ‪ ) P‬لهدار مقوس بإرتفاع ‪11‬سم ذو حافة حادة عندما يكون التقوس باتجاه الجريان أو عكسه على التوالي‪ .‬أما‬ ‫‪H‬‬

‫األشكال (‪ -0‬ج) و (‪ -0‬د) فتمثل نفس العالقة أعاله للهدارات المقوسة ذات الحافة نصف الدائرية عندما يكون التقوس‬ ‫‪Q‬‬ ‫باتجاه الجريان أو عكسه على التوالي‪ .‬من األشكال أعاله يالحظ ازدياد المعامل (‬ ‫‪H 2.5 g 0.5‬‬

‫) مع زيادة ( ‪ ) P‬لكل‬ ‫‪H‬‬

‫الهدارات المقوسة من المنظور العلوي عندما تكون الحافة العليا حادة أو نصف دائرية وكذلك عندما يكون الجريان باتجاه‬ ‫التقوس أو باتجاه معاكس للتقوس ولكن بنسب متفاوتة حيث كانت نسبة الزيادة عموما عندما يكون التقوس عكس اتجاه‬ ‫‪Q‬‬ ‫الجريان اكبر مما هو عليه عندما يكون التقوس باتجاه الجريان‪ .‬وكذلك لوحظ أن قيمة المعامل (‬ ‫‪H  g 0.5‬‬ ‫‪2.5‬‬

‫زيادة نسبة التقوس ( ‪ ) R1‬عند ثبوت النسبة ( ‪ ) P‬ولكافة الحاالت أيضا‪.‬‬ ‫‪R2‬‬

‫‪H‬‬

‫‪67‬‬

‫) تزداد مع‬

‫ارزوقي‪ :‬الخصائص الهيدروليكية للهدارات المقوسة ذات الحافة الحادة او نصف الدائرة‬

‫‪P=22cm‬‬

‫‪R1/R2=0.5‬‬ ‫‪R1/R2=1‬‬

‫‪60‬‬

‫‪R1/R2=2‬‬ ‫‪50‬‬

‫‪R1/R2=4‬‬

‫‪30‬‬

‫‪20‬‬

‫)‪Q/(H0^5/2)*g^1/2‬‬

‫‪40‬‬

‫‪10‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪24‬‬

‫‪18‬‬

‫‪21‬‬

‫‪12‬‬

‫‪15‬‬

‫‪6‬‬

‫‪9‬‬

‫‪0‬‬

‫‪3‬‬

‫‪P/H0‬‬

‫(أ )‬

‫هدار مقوس ذو حافة حادة والتقوس مع اتجاه الجريان‬

‫‪P=22cm‬‬

‫‪R1/R2=0.5‬‬ ‫‪R1/R2=1‬‬

‫‪50‬‬

‫‪R1/R2=2‬‬

‫‪45‬‬

‫‪R1/R2=4‬‬

‫‪40‬‬

‫‪30‬‬ ‫‪25‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪22‬‬

‫‪20‬‬

‫‪18‬‬

‫‪16‬‬

‫‪14‬‬

‫‪12‬‬

‫‪10‬‬

‫‪8‬‬

‫‪6‬‬

‫‪P/H0‬‬ ‫(ب) هدار مقوس ذو حافة حادة والتقوس عكس اتجاه الجريان‬

‫‪68‬‬

‫‪4‬‬

‫‪2‬‬

‫‪0‬‬

‫)‪Q/(H0^5/2)*g^1/2‬‬

‫‪35‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪2512/11/21-11‬‬

‫‪P=22cm‬‬

‫‪R1/R2=0.5‬‬ ‫‪R1/R2=1‬‬

‫‪40‬‬

‫‪R1/R2=2‬‬ ‫‪35‬‬ ‫‪R1/R2=4‬‬ ‫‪30‬‬

‫‪20‬‬ ‫‪15‬‬

‫)‪Q/(H0^5/2)*g^1/2‬‬

‫‪25‬‬

‫‪10‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪20‬‬

‫‪18‬‬

‫‪14‬‬

‫‪16‬‬

‫‪10‬‬

‫‪12‬‬

‫‪6‬‬

‫‪8‬‬

‫‪2‬‬

‫‪4‬‬

‫‪0‬‬

‫‪P/H0‬‬

‫(ج) هدار مقوس ذو حافة نصف دائرية والتقوس مع اتجاه الجريان‬

‫‪P=22cm‬‬

‫‪R1/R2=0.5‬‬ ‫‪R1/R2=1‬‬

‫‪80‬‬

‫‪R1/R2=2‬‬ ‫‪70‬‬ ‫‪R1/R2=4‬‬ ‫‪60‬‬

‫‪40‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪24‬‬

‫‪21‬‬

‫‪18‬‬

‫‪12‬‬

‫‪15‬‬

‫‪9‬‬

‫‪6‬‬

‫‪P/H0‬‬ ‫(د) هدار مقوس ذو حافة نصف دائرية والتقوس عكس اتجاه الجريان‬

‫‪69‬‬

‫‪3‬‬

‫‪0‬‬

‫)‪Q/(H0^5/2)*g^1/2‬‬

‫‪50‬‬

‫ارزوقي‪ :‬الخصائص الهيدروليكية للهدارات المقوسة ذات الحافة الحادة او نصف الدائرة‬

‫‪Q‬‬ ‫شكل (‪ )0‬عالقة المعامل (‬ ‫‪H 2.5 g 0.5‬‬

‫‪Q‬‬ ‫عالقة المعامل(‬ ‫‪H  g 0.5‬‬ ‫‪2.5‬‬

‫) مع نسبة إرتفاع حافة الهدار إلى عمق الماء فوق الحافة ( ‪) P‬‬ ‫‪H‬‬

‫) مع نسبة نصف القطر الطولي للتقوس للهدار إلى عمق الماء فوق الحافة ( ‪) R1‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪Q‬‬ ‫األشكال (‪ -2‬أ) و (‪ -2‬ب) توضح العالقة بين المعامل (‬ ‫‪H 2.5 g 0.5‬‬

‫) ونسبة نصف القطر الطولي للهدار المقوس إلى‬

‫عمق الماء فوق الحافة ( ‪ ) R1‬لهدار مقوس بإرتفاع ‪11‬سم ذو حافة حادة عندما يكون التقوس باتجاه الجريان أو عكسه‬ ‫‪H‬‬

‫على التوالي‪ .‬أما األشكال (‪ -2‬ج) و (‪ -2‬د) فتمثل نفس العالقة أعاله للهدارات المقوسة ذات الحافة نصف الدائرية‬ ‫‪Q‬‬ ‫عندما يكون التقوس باتجاه الجريان أو عكسه على التوالي‪ .‬يالحظ من األشكال السابقة أن المعامل (‬ ‫‪H  g 0.5‬‬ ‫‪2.5‬‬

‫) يزداد‬

‫مع زيادة ( ‪ ) R1‬وللحاالت عندما تكون الحافة العليا حادة أو نصف دائرية وكذلك عندما يكون اتجاه التقوس باتجاه‬ ‫‪H‬‬

‫الجريان أو عكس اتجاه الجريان وبنسب متفاوتة أيضا‪.‬‬

‫‪20‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪35‬‬

‫‪30‬‬

‫‪25‬‬

‫‪R1/H0‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪20‬‬

‫‪5‬‬

‫‪10‬‬

‫)‪Q/(H0^5/2)*g^1/2‬‬

‫‪40‬‬

‫‪20‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪3‬‬

‫‪0‬‬

‫‪30‬‬

‫‪25‬‬

‫‪R1/H0‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪20‬‬

‫‪10‬‬

‫‪5‬‬

‫‪0‬‬

‫(ب) هدار مقوس ذو حافة حادة والتقوس عكس اتجاه الجريان‬

‫)‪Q/(H0^5/2)*g^1/2‬‬

‫‪40‬‬

‫(ج) هدار مقوس ذو حافة نصف دائرية والتقوس مع اتجاه‬

‫‪R1/‬‬ ‫=‪R2‬‬ ‫‪0.5‬‬

‫‪P=22cm‬‬

‫‪80‬‬ ‫‪60‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪5 10 15 20R1/H0‬‬ ‫‪25 30 35 40 45 50‬‬

‫‪0‬‬

‫(د) هدار مقوس ذو حافة نصف دائرية والتقوس عكس اتجاه‬

‫الجريان‬

‫‪Q‬‬ ‫شكل (‪ )2‬عالقة المعامل (‬ ‫‪H 2.5 g 0.5‬‬

‫‪0‬‬

‫الجريان‬

‫) مع نسبة نصف القطر العرضي للهدار إلى عمق الماء فوق الحافة ( ‪) R1‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪70‬‬

‫)‪Q/(H0^5/2)*g^1/2‬‬

‫‪60‬‬

‫‪9 12 R1/H0‬‬ ‫‪15 18 21 24 27 30 33‬‬

‫‪20‬‬

‫‪0‬‬

‫‪P=22cm‬‬

‫‪6‬‬

‫‪40‬‬

‫‪35‬‬

‫(أ) هدار مقوس ذو حافة حادة والتقوس مع اتجاه الجريان‬ ‫‪R1/‬‬ ‫=‪R2‬‬ ‫‪0.5‬‬

‫‪60‬‬

‫)‪Q/(H0^5/2)*g^1/2‬‬

‫‪R1/‬‬ ‫=‪R2‬‬ ‫‪0.5‬‬

‫‪P=22cm‬‬

‫‪60‬‬

‫‪R1/‬‬ ‫=‪R2‬‬ ‫‪0.5‬‬

‫‪P=22cm‬‬

‫‪80‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪2512/11/21-11‬‬ ‫‪Q‬‬ ‫عالقة المعامل(‬ ‫‪H  g 0.5‬‬ ‫‪2.5‬‬

‫) مع نسبة نصف القطر الطولي للتقوس للهدار إلى عمق الماء فوق الحافة ( ‪) R2‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪Q‬‬ ‫األشكال (‪ -6‬أ) و (‪ -6‬ب) توضح العالقة بين المعامل (‬ ‫‪H  g 0.5‬‬ ‫‪2.5‬‬

‫) ونسبة نصف القطر العرضي للهدار المقوس‬

‫إلى عمق الماء فوق الحافة ( ‪ ) R2‬لهدار مقوس بإرتفاع ‪11‬سم ذو حافة حادة عندما يكون التقوس باتجاه الجريان أو‬ ‫‪H‬‬

‫عكسه على التوالي‪ .‬أما األشكال (‪ -6‬ج) و (‪ -6‬د) فتمثل نفس العالقة أعاله للهدارات المقوسة ذات الحافة نصف‬ ‫‪Q‬‬ ‫الدائرية عندما يكون التقوس باتجاه الجريان أو عكسه على التوالي‪ .‬يالحظ من األشكال السابقة أن المعامل (‬ ‫‪H 2.5 g 0.5‬‬

‫)‬

‫يزداد مع زيادة نسبة نصف القطر العرضي للتقوس إلى ارتفاع الماء فوق الهدار ( ‪ ) R2‬ولحالة الهدارات ذات الحافة‬ ‫‪H‬‬

‫الحادة أو نصف الدائرية وكذلك عندما يكون التقوس لهذه الهدارات باتجاه الجريان أو عكسه‪ .‬وكذلك فان المعامل (‬ ‫‪Q‬‬ ‫‪H  g 0.5‬‬ ‫‪2.5‬‬

‫) يزداد مع زيادة نسبة التقوس ( ‪ ) R1‬عند ثبوت النسبة ( ‪.) R2‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪R2‬‬

‫لوحظ من نتائج التجارب أيضا إن معامل التصريف (‪ )Cd‬للهدارات المقوسة من المنظور العلوي يزداد مع زيادة نسبة‬ ‫ارتفاع الهدار المقوس إلى ارتفاع الماء فوق الهدار ( ‪ ) P‬وان الهدارات ذات نسبة التقوس ( ‪ ) R1‬تساوي ‪ 2‬أو ‪1‬‬ ‫‪R2‬‬

‫‪H‬‬

‫أعطت بشكل عام أعلى قيمة لمعامل التصريف عندما يكون اتجاه التقوس عكس اتجاه الجريان وهذه من األمور المفيدة‬ ‫حيث إن الهدارات التي يكون اتجاه التقوس لها عكس اتجاه الجريان تكون أكثر مقاومة لقوى الماء المسلطة عليها‪.‬‬

‫‪30‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪14‬‬

‫‪12‬‬

‫‪10‬‬

‫‪R2/H0‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪8‬‬

‫‪4‬‬

‫‪2‬‬

‫)‪Q/(H0^5/2)*g^1/2‬‬

‫‪40‬‬

‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪12‬‬

‫‪Q‬‬ ‫شكل (‪ )6‬عالقة المعامل (‬ ‫‪H 2.5 g 0.5‬‬

‫‪2‬‬

‫‪0‬‬

‫‪R1/‬‬ ‫=‪R2‬‬ ‫‪0.5‬‬

‫‪80‬‬

‫‪P=22cm‬‬

‫‪60‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪14‬‬

‫( ج) هدار مقوس ذو حافة نصف دائرية والتقوس مع اتجاه‬ ‫الجريان‬

‫‪12‬‬

‫‪10‬‬

‫‪R2/H0‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪8‬‬

‫‪4‬‬

‫‪0‬‬

‫(ب) هدار مقوس ذو حافة حادة والتقوس عكس اتجاه الجريان‬

‫)‪Q/(H0^5/2)*g^1/2‬‬

‫‪30‬‬

‫‪10‬‬

‫‪0‬‬

‫‪12‬‬

‫‪10‬‬

‫‪R2/H0‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪8‬‬

‫‪4‬‬

‫‪0‬‬

‫‪2‬‬

‫(د) هدار مقوس ذو حافة نصف دائرية والتقوس عكس اتجاه‬ ‫الجريان‬

‫) مع نسبة نصف القطر الطولي للهدار إلى عمق الماء فوق الحافة ( ‪) R2‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪71‬‬

‫)‪Q/(H0^5/2)*g^1/2‬‬

‫‪40‬‬

‫‪4 R2/H0‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪8‬‬

‫‪20‬‬

‫‪0‬‬

‫‪P=22cm‬‬

‫‪2‬‬

‫‪40‬‬

‫‪14‬‬

‫(أ) هدار مقوس ذو حافة حادة والتقوس مع اتجاه الجريان‬ ‫‪R1/R‬‬ ‫‪2=0.‬‬ ‫‪5‬‬

‫‪P=22cm‬‬

‫)‪Q/(H0^5/2)*g^1/2‬‬

‫‪R1/‬‬ ‫=‪R2‬‬ ‫‪0.5‬‬

‫‪P=22cm‬‬

‫‪50‬‬

‫‪R1/‬‬ ‫=‪R2‬‬ ‫‪0.5‬‬

‫‪60‬‬

‫ارزوقي‪ :‬الخصائص الهيدروليكية للهدارات المقوسة ذات الحافة الحادة او نصف الدائرة‬ ‫استنباط المعادالت الوضعية لحساب التصريف فوق الهدارات المقوسة‬

‫استنادا إلى نتائج التحليل البعدي وتطبيق (‪ )% 65‬من النتائج المختبرية المبنية على هذا التحليل في البرنامج اإلحصائي‬ ‫‪ ، SPSS17‬تم استنباط أربع معادالت وضعية لحساب التصريف للهدارات المقوسة ذات الحافة الحادة أو نصف الدائرية‬ ‫عندما يكون التقوس باتجاه الجريان أو عكس اتجاه الجريان وكما يلي‪-:‬‬ ‫معادلة التصريف للهدارات ذات الحافة الحادة والمقوسة باتجاه الجريان‪:‬‬ ‫‪P‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪R‬‬ ‫)‪g ( ) 0.028( 1 ) 0.7 ( 2 ) 0.445 ………………………………….….……….(6‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫معادلة التصريف للهدارات ذات الحافة الحادة والمقوسة عكس اتجاه الجريان‪:‬‬ ‫‪P‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪R‬‬ ‫)‪g ( ) 0.05 ( 1 ) 0.583( 2 )0.672 ………………………………............………(7‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫معادلة التصريف للهدارات ذات الحافة نصف الدائرية والمقوسة باتجاه الجريان‪:‬‬ ‫‪P‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪R‬‬ ‫)‪g ( ) 0.892( 1 ) 0.604( 2 )1.354 ………..…………………...……...………(8‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫معادلة التصريف للهدارات ذات الحافة نصف الدائرية والمقوسة عكس اتجاه الجريان‪:‬‬ ‫‪P‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪R‬‬ ‫)‪g ( ) 0.168( 1 ) 0.747( 2 )0.237 ……………………………..….….………..(9‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪H‬‬

‫‪Q  1.544 H2.5‬‬

‫‪Q  1.33H2.5‬‬

‫‪Q  3.115H2.5‬‬

‫‪Q  1.437 H2.5‬‬

‫علما إن معامل االرتباط للمعادالت السابقة هو ‪ 0...2 , 0.977 , 0.977 , 0..8‬على التوالي‪ .‬وبتطبيق المعلومات‬ ‫المختبرية المتبقية والبالغة (‪ )%22‬على المعادالت الوضعية المستنبطة‪ ،‬كانت العالقة ما بين التصريف المقاس عمليا‬ ‫والمحسوب من هذه المعادالت عالقة جيدة جدا لجميع هذه المعادالت وكما مبين في الشكل (‪ .)7‬علما" أنه تم حساب نسبة‬ ‫الخطأ القياسية (‪ ) E%‬لهذه المعادالت األربعة باستخدام العالقة التالية وكانت كما مبين في الجدول (‪.)2‬‬

‫‪100 i N  Qobs.  Qcomp. ‬‬ ‫‪ Q‬‬ ‫)‪ ………………………………………………………………………(10‬‬ ‫‪N i1 ‬‬ ‫‪obs.‬‬ ‫‪‬‬

‫‪12‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪15‬‬ ‫التصريف المحسوب من المعادلة (لتر‪/‬ثانية)‬

‫‪0‬‬

‫‪21‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪0‬‬

‫التصريف المقاس مختبريا‬ ‫(لتر‪/‬ثانية)‬

‫‪15‬‬

‫‪E% ‬‬

‫المحسوب من ‪9‬المعادلة‪(6‬لتر‪3 /‬‬ ‫التصريف‪12 15‬‬ ‫‪18 21‬‬ ‫ثانية)‬

‫‪0‬‬

‫(ج) هدار مقوس ذو حافة نصف دائرية والتقوس مع اتجاه‬

‫(أ) هدار مقوس ذو حافة حادة والتقوس مع اتجاه الجريان‬

‫الجريان‬

‫‪72‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪2512/11/21-11‬‬ ‫‪21‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪15‬‬

‫‪18‬‬

‫‪12‬‬

‫‪6‬‬

‫‪9‬‬

‫‪3‬‬

‫التصريف المقاس مختبريا‬ ‫(لتر‪/‬ثانية)‬

‫‪18‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪21‬‬

‫التصريف المحسوب من المعادلة (لتر‪/‬ثانية)‬

‫‪3‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪12 15 18‬‬ ‫التصريف المحسوب من المعادلة (لتر‪/‬ثانية‬

‫‪0‬‬

‫د) هدار مقوس ذو حافة نصف دائرية والتقوس عكس اتجاه الجريان‬

‫(ب) هدار مقوس ذو حافة حادة والتقوس عكس اتجاه الجريان‬

‫الشكل (‪ )7‬العالقة بين التصريف المحسوب والمقاس مختبريا للهدارات المقوسة من المنظور العلوي‬ ‫نسبة الخطأ القياسية (‪(E%‬‬ ‫هدار مقوس ذو حافة حادة‬

‫هدار مقوس ذو حافة حادة‬

‫والتقوس مع اتجاه الجريان‬

‫والتقوس عكس اتجاه الجريان‬

‫‪0.133%‬‬

‫هدار مقوس ذو حافة نصف‬

‫دائرية والتقوس مع اتجاه‬

‫دائرية والتقوس عكس اتجاه‬

‫الجريان‬

‫‪2.0977%‬‬ ‫‪6.026%‬‬ ‫الجدول (‪ )1‬نسبة الخطأ القياسية للمعادالت المستنبطة للهدارات المقوسة‬

‫‪6.25%‬‬

‫االستنتاجات‬

‫‪ -1‬عموما يزداد التصريف مع زيادة إرتفاع حافة الهدار لكل الهدارات المقوسة من المنظور العلوي عندما تكون الحافة العليا حادة أو‬

‫نصف دائرية وكذلك عندما يكون الجريان باتجاه التقوس أو باتجاه معاكس للتقوس ولكن نسبة الزيادة كانت أكثر عندما يكون التقوس‬

‫عكس اتجاه الجريان‪.‬‬ ‫‪ -2‬لوحظ أن التصريف يزداد مع زيادة نسبة التقوس (‬

‫( ولكافة الحاالت أيضا‪.‬‬

‫‪ -3‬معامل التصريف (‪ (Cd‬للهدارات المقوسة من المنظور العلوي يزداد مع زيادة نسبة ارتفاع الهدار المقوس إلى ارتفاع الماء فوق‬ ‫الهدار (‬

‫( وان الهدارات ذات نسبة التقوس (‬

‫) تساوي ‪ 1‬أو ‪ 2‬أعطت بشكل عام أعلى قيمة لمعامل التصريف عندما يكون‬

‫اتجاه التقوس عكس اتجاه الجريان‪.‬‬

‫‪ ، -4‬تم استنباط أربع معادالت وضعية لحساب التصريف للهدارات المقوسة ذات الحافة الحادة أو نصف الدائرية عندما يكون التقوس‬ ‫باتجاه الجريان أو عكس اتجاه الجريان اوان معامل االرتباط للمعادالت السابقة هو ‪ 0.991 ،0.977 ،0.977 ،0.98‬على التوالي‪،‬‬ ‫اما نسبة الخطأ القياسية فكانت ‪ 6.25% ،2.0977% ،6.026% ،0.133%‬على التوالي‪.‬‬

‫المصادر‬ ‫‪1- Fenton, J., " Rating Curves Part2-representation and Approximation", Proc. Conference on Hydraulic‬‬ ‫‪in Civil Engineering, Institution of Engineering, Australia, Habart 28-30 November, 2001 P.P. 319‬‬‫‪328.‬‬

‫‪73‬‬

‫ الخصائص الهيدروليكية للهدارات المقوسة ذات الحافة الحادة او نصف الدائرة‬:‫ارزوقي‬ 1- Mathew, G.D., "The Influence of Curvature, Surface Tension and Viscosity on Flow Over

Round-Crest Weirs", Proc. Inst. Civil Engineers, Vol.25, 1968, P.P. 511-524. 2- White, W.R., " Thin-Plate Weirs", Proc. Inst. Civil Engineers, 1977, Part2. 3- Al-Tabatabie, F. A., Al-Nassiri, A. M. and Al-Zubaidie, R. M., "Characteristics of Flow Over the Semicircular Crest Weirs", Journal of Engineering and Technology, Vol.4, No. 3, 1985. 4- Chilmeran, T.,"Characteristics of Flow Over Normal and Oblique Weirs with Semicircular Crest" , M. Sc. Thesis, College of Engineering University of Mosul, Iraq, 1996. 5- Ziba, V., "Discharge Coefficient of Oblique Sharp Crest Weirs Using Experimental Results", M. Sc. Thesis, Dept. of Civil Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran, 1999. 6- Al.-Tikrity, R. A., "Discharge Coefficient for Semicircular Crested Rectangular Weirs", M. Sc. Thesis, Department of Civil Engineering, Tikrit University, Iraq, 2000. 7- Al-Humaidawe, Amer H., T., "Characteristics of Flow Over Oblique Broad Crested Weir" M.Sc. Thesis, College of Engineering University of Al-Mustansiriyah, Iraq, 2000. ‫ "تأثير ميل مؤخر السد الغاطس العمودي والمنحرف ذي القمة نصف الدائرية على خصائص‬,‫ هناء عبد المجيد‬.‫ حياوي‬-1 .2004 ،‫ العراق‬،‫ جامعه الموصل‬,‫ قسم هندسة الموارد المائية‬,‫ رسالة ماجستير‬,"‫الجريان‬ ‫ مركز‬,"‫"الخصائص الهيدروليكية للجريان فوق الهدار ذو القمة المركبة‬,‫ تحسين علي‬.‫ جلميران‬,‫ ثائر محمود‬.‫ الطائي‬-6 .2005 ،‫ العراق‬،‫ جامعة الموصل‬,‫بحوث السدود والموارد المائية‬ 10- W. S. Mohammed-Ali, "Hydraulic Characteristics of Semi-Elliptical Sharp Crested Weirs", Journal of International Review of Civil Engineering, Italy, Vol.13, No.1, 2012. 11- Smith, K. V. H., "Wadi Jizan Irrigation Project", Report on Labyrinth Weir Field Outlet, Dept. of Civil Engineering, Southampton University, U. K, 1967. 12- Hay, N. And Taylor, G., "Performance and Design of Labyrinth Weirs", Journal of Hydraulic Division, ASCE, Vol.96, No HY11, 1970, P.P. 2337-2357. 13- Darvas, L., "Performance and Design of Labyrinth Weirs" ,Journal of Hydraulic Division, ASCE, Vol.97, No. Hy8., 1971, P.P. 1246-1251. 14- Al-Hasson, H. M., "Hydraulic of Flow Over Labyrinth Weirs", Ph. D. Thesis, University of Southampton, England, U. K., 1978. 15- Ibraheem, G., "Discharge and Flow Characteristics of Weirs with Triangular Plan Form", M. Sc. Thesis, College of Engineering University of Mousl, Iraq, 1983. 16- Al-Qasser, G., "Laboratory Investigation of Some Hydraulic Features of Labyrinth Weirs", M. Sc. Thesis, College of Engineering, University of Baghdad, Iraq, 1983. 17- Noori, B. And Hayawi, G., "Hydraulic Characteristics of Flow Over Semicircular SharpCrested Weirs", Journal of Diraset for Engineering Science, Vol.23, No.1,1996, P.P. 37-46. 18- Al-A'rage, Ayman, T. H. A., "Experimental Investigation on The Hydraulic Performance of Duckbill Weirs", M.Sc. thesis, College of Engineering, University of Al-Mustansiriyah, Iraq, 2001. ‫ "الخواص الهيدروليكية للجريان فوق سدود غاطسة بشكل شبه منحرف دائري‬,‫ حميد عايد سليم حسوني‬,‫ المت يوتي‬-16 .2003 ،‫ العراق‬,‫ جامعة الموصل‬,‫ قسم هندسة الري والبزل‬,‫ رسالة ماجستير‬,"‫الزوايا‬ 20- Chaudhry, M. H., "Open Channel Flow", Second Edition, Springer Science and Business Media, LLC, 233 Spring Street, New York, NY 10013, USA, 2008.

‫ابراهيم‪ :‬دراسة المياه الجوفية في مناطق مختارة من محافظة نينوى وتقييمها للزراعة‬

‫دراسة المياه الجوفية في مناطق مختارة من محافظة نينوى وتقييمها للزراعة‬ ‫احمد خليل ابراهيم‬

‫عبدالمحسن سعداهلل شهاب‬

‫كلية الهندسة‪/‬قسم هندسة البيئة مركز بحوث البيئة والسيطرة‬ ‫البيئة جامعة تكريت‬

‫التلوث‪ /‬جامعة الموصل‬

‫وليد محمد شيت العبدربه‬ ‫كلية الهندسة‪/‬قسم هندسة‬ ‫البيئة جامعة تكريت‬

‫الخالصة‬

‫عد المياه الجوفية أحد المصادر المهمة للمياه في العالم ‪ ،‬وبالنظر لشحة األمطار في السنين‬ ‫تُ ّ‬ ‫الماضية وانخفاض تصريف نهر دجلة فقد ازداد حفر اآلبار واستخدامها لألغراض المختلفة بدون أي‬ ‫تخطيط‪ ،‬وعليه فقد اصبح من الضروري اجراء الدراسات حول نوعية المياه الجوفية في محافظة نينوى‬ ‫وبيان صالحية استخداماتها ‪.‬‬ ‫حديثة الحفر في منطقة الدراسة الواقعة جنوب شرق محافظة نينوى التي تقدر‬ ‫تم اختيار ‪ 27‬بئ اًر‬ ‫مساحتها بحوالي ‪ 1500‬كم‪ ، 2‬واشتملت على مناطق ريفية وحضرية ذات نشاطات مختلفة زراعية‬ ‫ابتداء ًً من كانون األول ‪ 2008‬ولغاية‬ ‫وصناعية وسكنية ‪ .‬جمعت نماذج المياه من اآلبار كل شهرين‬ ‫ً‬ ‫حزيران ‪ ، 2009‬وأجريت الفحوصات الفيزيائية المتمثلة باألمالح الذائبة الكلية والتوصيلية الكهربائية‬ ‫عليها‪ ،‬وكذلك الفحوصات الكيميائية التي اشتملت على الدالة الحامضية والعسرة الكلية واآليونات الموجبة‬ ‫مثل الكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والبوتاسيوم ‪ ،‬واآليونات السالبة المتمثلة والكبريتات والنترات‬ ‫والكلوريدات عليها ‪ .،‬وتم وصف التكوين الجيولوجي والتتابع الطبقي للمنطقة‪ ،‬إذ وقعت آبار الجانب‬ ‫األيمن ضمن تكوين الفتحة ‪ ،‬أما آبار الجانب األيسر فكانت ضمن تكوين انجانة ‪ .‬تم تحليل خصائص‬ ‫نوعية المياه لآلبار احصائياً ‪ ،‬وأظهرت النتائج وجود اختالف معنوي بين اآلبار في جميع الخصائص‬ ‫المقاسة وذلك الختالف التكوينات الجيولوجية لمنطقة الدراسة بين تكوين الفتحة ذي المكونات الجبسية‬ ‫والكلسية القابلة للذوبان في الماء إلى تكوين انجانة ذي المحتوى القليل من هذه الصخور ‪.‬‬

‫‪Evaluation of Groundwater in Selected Areas in Ninevah‬‬ ‫‪Governorate for agricultural Use‬‬ ‫‪Ahmad Khalil‬‬ ‫‪Ibrahim‬‬

‫‪College of Eng., Dept.‬‬ ‫‪of Envir. Eng./ Tikrit‬‬ ‫‪Univ.‬‬

‫‪Waleed M. Sheet‬‬ ‫‪College of Eng., Dept.‬‬ ‫‪of Envir. Eng./ Tikrit‬‬ ‫‪Univ.‬‬

‫‪Abdulmuhsin S.‬‬ ‫‪Shihab‬‬

‫‪Envir. and Poll.‬‬ ‫‪Control Res. Center/‬‬ ‫‪Mosul Univ.‬‬

‫‪Abstract‬‬ ‫‪Groundwater is considered one of the important water resources in The‬‬ ‫‪World. Due To Rain Shortage And The decrease of Tigris river discharge in the‬‬ ‫‪last years, wells excavation and groundwater use for different purposes had‬‬ ‫‪been increased without any planning. Therefore, it is necessary to conduct the‬‬ ‫‪studies about groundwater quality in Ninevah governorate and define its‬‬ ‫‪suitability uses. Additionally to identify the levels of some trace elements in it.‬‬ ‫‪Twenty Seven wells recently excavated were selected‬‬ ‫‪in the study area located‬‬ ‫‪south east Mosul city of about an area of 1500km2. These wells were located in‬‬ ‫‪rural and urban areas of various activities: agricultural, industrial and‬‬ ‫‪residential. water sample were collected each two months starting at December‬‬ ‫‪2008 till June 2009.‬‬

‫‪76‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫المقدمة‬ ‫ازداد في اآلونة األخيرة حفر اآلبار في محافظة نينووى واسوتخدامها لألغوراض المختلفوة وذلوك نتيجوة‬

‫لالنقطاعووات المتكووررة والطويلووة لميوواه االسووالة وخصوص واً فووي أقضووية ون وواحي المحافظووة أو عوودم وصووول‬ ‫شبكات اإلسالة إليها ‪ ،‬كما ان شحة األمطار أدت إلى االعتماد على الماء الجوفي لغرض السقي ‪ .‬وعليه‬

‫اص ووبح م وون الض ووروري اجو وراء الد ارس ووات ح ووول نوعي ووة مي وواه المص ووادر األخ وورى وص ووالحيتها لالس ووتخدامات‬ ‫المختلفة وتكوين بنك للمعلومات عنها ‪.‬‬

‫تُ ّعد المياه الجوفيوة أحود المصوادر المهموة للميواه فوي العوالم والتوي يمكون ان تسوتعمل لألعموال المنزليوة‬ ‫والري والصناعة حسب مواصوفاتها وبواألخص فوي المنواطق الريفيوة ‪ ،‬إذ تمتواز باهميتهوا فوي المنواطق ذات‬

‫المياه السطحية غير الكافية الرتباط حياة السكان وأنشطتهم بوجودها ‪ ،‬ومما يزيد من أهميتها هوو امكانيوة‬ ‫الحصول عليها في المناطق التي التتوفر فيها المياه السطحية وقلة تاثرها بظروف الجفاف التي تسود في‬

‫بعض السنين‪.‬‬

‫وتتكون المياه الجوفية من تغلغل مياه االمطار والمياه السطحية خالل التربة وشقوق الصخور ولكن‬

‫نوعيتهووا تختلووف موون منطقووة إلووى أخوورى حسووب طبيعووة الطبقووات التووى تموور موون خاللهووا ‪ .‬وتكتسووب الميوواه‬ ‫الجوفيووة أهميتهووا فووي العوراق موون كووون أن معظووم الميوواه السووطحية مصوودرها موون خووارج الحوودود ممووا يتطلووب‬ ‫اجراء الدراسات حول نوعية المياه الجوفية وتوزيعها الستغاللها عند الحاجة وحمايتها من التلوث ‪،‬‬

‫وقد أجريت عدد مون الد ارسوات المتفرقوة فوي محافظوة نينووى منهوا موا اعتمود علوى عودد محودود مون‬

‫اآلبو ووار اليتجو وواوز العش و ورة لوصو ووف نوعيو ووة الميو وواه الجوفيو ووة ‪ ،‬وركو ووزت بعو ووض الد ارسو ووات علو ووى جيولوجيو ووة‬

‫وهيدروجيولوجية منطقة الدراسة وكانت نوعية المياه جزءا ثانوياً فيها ‪ ،‬ومنهوا ماأقتصور علوى نمووذج واحود‬

‫خووالل موودة الد ارسووة ‪ ،‬كمووا لووم تتنوواول توواثير اسووتخدام األرض علووى نوعيووة الميوواه الجوفيووة وال توجوود قياسووات‬ ‫لتراكيووز العناصوور النووزرة فووي الميوواه الجوفيووة لمحافظووة نينوووى ‪ ،‬وموون هووذا االتجوواه اختووارت الد ارسووة الحاليووة‬

‫دراسة المياه الجوفية في مدينة الموصل وايجاد الخصائص النوعية لها وبيان صوالحيتها للز ارعوة ‪ ،‬فضوالً‬ ‫عن تحديد تراكيز العناصر النزرة وايجاد تاثير نشاط استخدام االرض عليها ‪.‬‬

‫فقود وجود الليلوة وجماعتوه ‪ ]1‬ان ميواه االبوار فووي السواحل االيسور مون مدينوة الموصول ذات ملوحووة‬

‫عالي ووة‪ .‬كم ووا توص وول ‪ ]2 Mahmoud‬ال ووى وج ووود تف وواوت كبي وور ف ووي نوعي ووة المي وواه الجوفي ووة ف ووي المن وواطق‬ ‫المختلفة التي قام بدراستها في عقرة والقوش وربيعة وسنجار‪ .‬ودرس النعيمي ‪ ]3‬نوعية المياه الجوفية في‬ ‫حوض وادي الشور جنوب شرق مدينة الموصل ووجد ان معظم االبوار غيور صوالحة للشورب ‪ .‬كموا قاموت‬

‫حسين ‪ ]4‬بدراسة لتقييم واقع المياه الجوفية في مدينة الموصل من خالل ثالثوين بئو اًر موزعوة علوى جوانبي‬ ‫نهر دجلة فوجدت تاثر معظمها باحواض التعفين القريبة منها ‪ ،‬كما قام الحمداني والتمر ‪ ]5‬بتقييم نوعية‬

‫الميوواه الجوفيووة فووي منطقووة حوواوي الكنيسووة شوومال غوورب مدينووة الموصوول ووجوود أنهووا غيوور صووالحة للشوورب ‪.‬‬ ‫ورتّب ‪ 78 ]6 Shihab‬بئ اًر حسب نوعية المياه لالغراض الزراعية ‪.‬‬ ‫‪77‬‬

‫ابراهيم‪ :‬دراسة المياه الجوفية في مناطق مختارة من محافظة نينوى وتقييمها للزراعة‬

‫وهنالك العديد مون الد ارسوات حوول الميواه الجوفيوة فوي العوالم ‪ ،‬ففوي هولنودا درس ‪Reijnders et‬‬

‫‪ ]7 al.‬نوعية المياه الجوفية من خالل جمع نماذج مون ‪ 666‬موقوع ووجودوا ان تراكيوز النتورات وااللمنيووم‬ ‫كانت اعلى من المواصفات في االراضي الرملية ‪ .‬وبينت دراسة لتقييم نوعيوة الميواه الجوفيوة فوي منطقتوين‬

‫فوي ملوودوفيا محدوديووة الميوواه الجيوودة وان انظمووة اسووالة الميواه يجووب ان يكووون فووي اولوياتهووا تخفوويض النتورات‬ ‫والسيلينيوم نظو ار لتجاوزهوا لحودود المواصوفات ‪ ،‬كموا تراوحوت تراكيوز النحواس فوي الميواه الجوفيوة بوين ‪-16‬‬

‫‪ 566‬مو و ووايكروغرام‪/‬لتر والزنو و ووك ‪ 136-16‬مو و ووايكروغرام‪/‬لتر ‪ . ]8‬ودرس ‪ ]9 Belgiono‬نوعيو و ووة الميو و وواه‬ ‫الجوفية في المناطق الريفية في ايطاليا خالل فترة ‪ 36‬شه ار في ‪ 26‬موقع نمذجة فضوال عون د ارسوة تواثير‬

‫التلووث الجووي الوى نوعيوة الميواه الجوفيوة‪ .‬ودرس ‪ ]16 Baba et al.‬نوعيوة الميواه الجوفيوة فوي مدينوة‬

‫ازميو وور التركيو ووة بعو وود جمو ووع نمو وواذج مو وون ‪ 34‬موقعو ووا ووجو وودوا ان تراكيو ووز الرصو وواص والكو ووادميوم اعلو ووى مو وون‬ ‫المواصووفات االمريكيووة ‪ .‬وتنوواول ‪ ]11 Stamatis et al.‬فووي د ارسووته تلوووث الميوواه الجوفيووة بالعناصوور‬ ‫الثقيلووة فووي منطقووة الفريووو فووي اليونووان موون خووالل جمعووه ‪ 33‬نموذجووا ‪ ،‬ووجوود تراكيووز عاليووة موون الرصوواص‬ ‫والكووادميوم والزنووك والنيكوول وقوود عووزى ذلووك الووى اعمووال قديمووة فووي المنوواجم وكووذلك الووى االسوومدة النتروجينيووة‬

‫وتاثير مياه البحر‪.‬‬

‫في دراسة اجريت في كوريا الجنوبيوة علوى نوعيوة الميواه الجوفيوة ‪ ،‬وصولت تراكيوز الخارصوين الوى‬

‫‪ 16556‬ملغم‪/‬لتوور ‪ ،‬فووي حووين وصوولت تراكيووز المنغنيووز الووى ‪ 3421‬ملغم‪/‬لتوور وقوود عزيووت هووذه التراكيووز‬ ‫العالية الى تاثير المنجم الموجود بالقرب من منطقة الدراسة ‪ .‬كما سجلت تراكيز عالية لكل مون الكالسويوم‬

‫والكبريتات نتيجة للمياه المترشحة التوي تعمول علوى اذابوة وتوايين مركبوات الكبريتيودات والكاربونوات ‪. ]12‬‬ ‫كمووا وجوود ‪Awoflu‬‬

‫‪ ]13‬ارتفووات تراكيووز الرصوواص والكووادميوم فوووق مواصووفات ميوواه الشوورب فووي الميوواه‬

‫الجوفية ضمن منطقة سكنية مجاورة لمنطقة صناعية فوي الجووس‪ /‬نيجيريوا‪ .‬ووجود ‪]14 Tayfur et al.‬‬

‫بعد دراسته لنوعية المياه الجوفية في احدى مناطق مدينة ازمير فوي تركيوا ارتفوات تراكيوز النتورات واالمونيوا‬ ‫في فصل الصيف فوق حدود مواصفات مياه الشرب لنتيجة لتاثير االسمدة ومياه الري المستخدمة ‪.‬‬

‫ويسووتخدم فووي الوودنمارك والتووي تشووكل الميوواه الجوفيووة ‪ %99‬موون الميوواه المسووتخدمة فيهووا ‪،‬برنووامج‬

‫لمراقبة نوعية المياه الجوفية من خالل ‪ 74‬بئ اًر وعلوى اعمواق مختلفوة ‪ ،‬فضوال عون تحليول نمواذج ميواه يوتم‬

‫سووحبها موون ‪ 16666‬بئوور خووالل ‪ 5-3‬سوونوات لتحديوود الملوثووات الالعضوووية والعضوووية والمبيوودات ‪. ]15‬‬ ‫ووجوود ‪ ]16 Momodu and Anyakore‬عنوود د ارسووتهما لنوعيووة الميوواه الجوفيووة فووي مدينووة الجوووس‪/‬‬ ‫نيجيريا ‪ ،‬ان ‪ %32.65‬من النماذج التي فحصاها كانت تركيز الكادميوم فيها اعلى من المواصفات‪ ،‬في‬

‫حين كان تركيز الرصاص في ‪ %36.73‬من النماذج اعلى مون المواصوفات ولوم يتجواوز تركيوز االلمنيووم‬ ‫الحدود المسموح بها‪.‬‬

‫وبينووت د ارسووات عديوودة العالقووة بووين النشوواطات الزراعيووة وتلوووث الميوواه الجوفيووة ‪ .‬أمووا فووي المنوواطق‬

‫المدنيووة فتسوواهم مصووادر التلوووث النقطيووة للنتورات وخ ازنووات التعفووين فووي تلوووث الميوواه الجوفيووة ‪. ]18 ، 17‬‬ ‫ّ‬ ‫‪78‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫وبين ‪ ]19 Ellaway et al.‬ان التغيرات غير المالئمة الستعمال االرض لها تواثيرات كبيورة علوى نوعيوة‬ ‫المياه الجوفية مثل زيادة تركيز الكالسيوم والكلورايد ‪ .‬كما ان المغذيات التي تنتقل مون الغابوات تسواهم فوي‬

‫تلوث المياه الجوفية ‪.]21 ، 26‬‬

‫وتعمل مياه الفضالت الصناعية والمدنية على زيادة حامضوية الميواه الجوفيوة وكوذلك زيوادة تراكيوز‬

‫الملوثات النتروجينية والفوسفات والكلورايد والكبريتات والمعادن الثقيلة ‪ . ]22‬ووجود ‪ Koh‬وجماعتوه ‪]23‬‬ ‫ان االسمدة النتروجينية لها التاثير االكبر على كيميائية المياه الجوفية ‪ .‬درس ‪ ]24 Jiang et al.‬تاثير‬

‫اس ووتخدام االرض عل ووى نوعي ووة المي وواه الجوفي ووة ف ووي جن وووب غ وورب الص ووين ‪ ،‬ووج وودوا ازدي وواد ف ووي ق وويم الدال ووة‬ ‫الحامضية وتراكيز المغنيسيوم وااللمنيوم والنتورات والنتريوت والكلو اريود فوي ا ارضوي الغابوات واال ارضوي غيور‬

‫المستخدمة التي حولت الى اراضي زراعيوة محروثوة ‪ ،‬فوي حوين انخفوض تركيوز الكالسويوم والبيكاربونوات ‪،‬‬ ‫بينما أدى تحويل اراضي زراعية الى اراضي مشيدة الى ازدياد تركيوز الكالسويوم فوي الميواه الجوفيوة ‪ .‬وقوام‬

‫‪ Zubair‬وجماعتووه ‪ ]25‬بد ارسووة توواثير تغذيووة الميوواه الجوفيووة بميوواه االمطووار فووي باكسووتان ووجوود انهووا تزيوود‬ ‫تراكيز الحديد ‪ ،‬الرصاص والزنك ‪ ،‬حيث ان التربة رملية والمياه الجوفية ضحلة ‪.‬‬ ‫المواد وطرائق العمل‬ ‫منطقة الدراسة‬

‫تقع منطقة الدراسة في محافظة نينوى في شومال العوراق بوين خطوي طوول '‪)43° 30'-43° 00‬‬

‫وخطوي عورض '‪ )36° 30'-36° 00‬وتشوغل مسواحة تقودر ب ‪ )1500‬كيلوو متور مربوع وتشوتمل علوى‬

‫الجووزء الجنوووبي الغربووي موون مدينووة الموصوول ضوومن األحيوواء السووكنية شووماالً والمنطقووة المحصووورة بووين نهوور‬

‫دجلة شرقاً وطريق موصل‪-‬بغداد غرباً ومفرق القيارة جنوباً والتي تكثور فيهوا الوديوان والهضواب واال ارضوي‬

‫الزراعية وكذلك المنطقة المحصورة بين منطقة الحمدانية شرقاً ونهر دجلة غرباً ونهر الزاب األعلى جنوباً‬ ‫وطريق موصول‪-‬أربيول شوماالً وتمتواز باسوتواء أرضوها واسوتغاللها زراعيواً الشوكالن ‪ 1‬و‪ . )2‬وتوم اختيوار‬

‫اآلبووار لتغطووي منطقووة الد ارسووة وفووي منوواطق ذات اسووتخدامات مختلفووة وغيوور مدروسووة سووابقاً ‪ ،‬إذ اشووتملت‬ ‫علووى عوودد موون اآلبووار المحفووورة باسووتخدام طريقووة الحفوور السووورية ضوومن مدينووة الموصوول وكووذلك عوودد منهووا‬ ‫خارج المدينة ضمن نواحي وقرى محافظة نينوى وبلغ مجمووت اآلبوار المختوارة ‪ 27‬بئورا‪ ،‬وهوي ابوار عميقوة‬

‫تراوحت أعماقها بين ‪ )95-27‬متر ومنها ماحفر حديثاً وأقدمها حفر في عام ‪ 2002‬الجدول ‪. )1‬‬ ‫جيولوجية منطقة الدراسة‬

‫يتو ووالف التركيو ووب الطبو وواقي للمنطقو ووة التو ووي تضو ووم اآلبو ووار ‪ A15-A1‬الجو وودول ‪ )1‬مو وون الطبقو ووات‬

‫الجيولوجيووة لتكوووين الفتحووة والووذي يتكووون موون صووخور المووارل األحموور واألخضوور مووع طبقووات موون الجووبس‬ ‫السو ووميك والحجو وور الجيو ووري علوووى هيئوووة دورات رسووووبية بحيريوووة ودلتاوي ووة ‪ ،‬وتتش ووكل الطبقو ووات الجيولوجيو ووة‬

‫لمجموعوة اآلبووار ‪ B1‬و‪ B2‬و‪ B3‬و‪ B4‬و‪ B6‬و‪ B7‬و‪ B8‬و‪ B10‬موون تعاقبووات الجووزء العلوووي لتكوووين‬ ‫‪79‬‬

‫ابراهيم‪ :‬دراسة المياه الجوفية في مناطق مختارة من محافظة نينوى وتقييمها للزراعة‬

‫الفتحة ‪ .‬وتتشكل صخور اآلبار ‪ B11‬و ‪ B12‬من تكوين انجانة الذي يشكل تعاقبات مون الحجور الرملوي‬ ‫والحجر الطيني ‪ ،‬ويقع البئران ‪ B14‬و‪ B15‬علوى مصواطب نهور الوزاب األعلوى التوي تتكوون مون تعاقبوات‬

‫لطبقات سميكة من المدملكات طبقات حصوية) تتعاقب معها طبقات من الرمل الخشن والطين ‪. ]26‬‬ ‫الجدول ‪ )1‬معلومات عن ابار منطقة الدراسة‬ ‫النشاط الزراعي‬ ‫رمز‬

‫النشاط الصناعي‬ ‫العمق‬

‫رمز‬

‫م)‬

‫البئر‬

‫‪A1‬‬

‫بيجوانية عليا‬

‫‪30‬‬

‫‪A10‬‬

‫محطة الجبوري‬

‫البئر‬

‫اسم البئر‬

‫النشاط السكاني‬ ‫العمق‬

‫رمز‬

‫م)‬

‫البئر‬

‫‪86‬‬

‫‪B1‬‬

‫اسم البئر‬ ‫جامع الواحد‬ ‫احد‬

‫العمق‬ ‫م)‬ ‫‪75‬‬

‫‪A2‬‬

‫الشك‬

‫‪30‬‬

‫‪A11‬‬

‫محطة الساجر‬

‫‪80‬‬

‫‪B2‬‬

‫جامع االخوين‬

‫‪45‬‬

‫‪A3‬‬

‫بيجوانية سفلى‬

‫‪35‬‬

‫‪A14‬‬

‫العريج‪ /‬داوود‬

‫‪39‬‬

‫‪B4‬‬

‫جامع المحمود‬

‫‪46‬‬

‫‪A4‬‬

‫سنانيك‬

‫‪32‬‬

‫‪A15‬‬

‫العريج‪ /‬عبد‬

‫‪66‬‬

‫‪B6‬‬

‫جامع ابو ايوب‬

‫‪63‬‬

‫‪A5‬‬

‫عين ناصر‬

‫‪36‬‬

‫‪B3‬‬

‫الملوثة‬

‫‪80‬‬

‫‪B7‬‬

‫جامع صفي‬

‫‪84‬‬

‫‪A6‬‬

‫تل طيبة‬

‫‪58‬‬

‫‪B8‬‬

‫جامع طلحة‬

‫‪65‬‬

‫‪A7‬‬

‫جامع العذبة‬

‫‪50‬‬

‫‪B10‬‬

‫جامع المؤمن‬

‫‪45‬‬

‫‪A8‬‬

‫العذبة يونس‬

‫‪40‬‬

‫‪A9‬‬

‫العذبة عبد‬

‫‪51‬‬

‫‪A12‬‬ ‫‪A13‬‬

‫قرية السالم‪/‬‬ ‫كامل‬ ‫قرية‬ ‫السالم‪/‬جاسم‬

‫‪95‬‬ ‫‪80‬‬

‫‪B11‬‬

‫الطواجنة‬

‫‪75‬‬

‫‪B12‬‬

‫المشيرفة‬

‫‪27‬‬

‫‪B14‬‬

‫العدلة‬

‫‪66‬‬

‫‪B15‬‬

‫ابراهيم الخليل‬

‫‪50‬‬

‫‪80‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫جمع العينات‬ ‫تووم جمووع العينووات موون كوول بئوور مورة واحوودة كوول شووهرين لكووون الميوواه الجوفيووة معزولووة عوون الظووروف‬

‫الجوية وابتداءاً من كانون األول ‪ 2008‬ولغاية آب ‪ 2009‬إذ يتم تشغيل مضخة البئور لمودة ‪ )10‬دقوائق‬ ‫تقريبا للتخلص من أي تاثير للمضخة على نوعيوة الميواه ولضومان الحصوول علوى عينوة ممثلوة لميواه البئور‬

‫وتعتموود هووذه الموودة علووى عمووق البئوور إذ تووزداد بزيووادة عمووق البئوور ‪ ،‬تؤخووذ بعوودها العينووات إلووى المختبوور فووي‬ ‫قنوواني بالسووتيكية سووعة ‪ )2.25‬لتوور وتوضووع فووي الثالجووة بدرجووة ‪ )+4‬مئويووة الج وراء بوواقي الفحوصووات‬ ‫عليها ‪.‬‬

‫طرائق التحليل‬ ‫أجريت التحاليل الفيزيائية كاألمالح الذائبة الكليوة والتوصويلية الكهربائيوة والتحاليول الكيميائيوة التوي‬ ‫اشووتملت علووى الدالووة الحامضووية والعسورة الكليووة وااليونووات الموجبووة مثوول الكالسوويوم والمغنيسوويوم والصوووديوم‬ ‫والبوتاسوويوم وااليونووات السووالبة مثوول الكبريتووات والنت ورات والكلوريوودات باسووتخدام الطوورق القياسووية لفحوصووات‬ ‫الماء في مختبر مركز بحوث البيئة والسويطرة علوى التلووث فوي جامعوة الموصول ومختبورات هندسوة البيئوة‪/‬‬

‫قسووم الهندسووة المدنيووة فووي جامعووة الموصوول‪ ،‬إذ تووم تقوودير األمووالح الذائبووة الكليووة بتبخيوور حجووم معلوووم موون‬

‫العين و ووة بدرج و ووة حو و و اررة ‪ 105‬درج و ووة مئوي و ووة ‪ ،‬والتوص و وويلية الكهربائي و ووة باس و ووتخدام جه و وواز‬ ‫باسووتخدام جهوواز‬

‫‪meter‬‬

‫‪Electrical‬‬

‫‪ Conductivity‬والدال و و و و و و و و و و و ووة الحامض و و و و و و و و و و و ووية‬

‫‪ pH–meter‬والعس ورة الكليووة بالتسووحيح مووع محلووول ‪ Na2EDTA‬وباسووتخدام محلووول‬

‫االمونيا المنظم مع اضافة دليل ‪ )Erichrome Black T‬وكذلك ايون الكالسيوم والمغنيسيوم ‪ ،‬اما ايون‬

‫الصوووديوم والبوتاسوويوم فووتم تقووديرهما باسووتخدام جهوواز قيوواس اللهووب الوميضووي نوووت‬

‫‪Digital Flame‬‬

‫‪ ، )Analysis Gallen Kamp‬امووا الكبريتووات والنت ورات فووتم قياسووهما باسووتخدام جهوواز قيوواس الطيووف‬

‫الوميضي ‪ ،‬وتم قياس الكلوريدات بالتسحيح مع نتورات الفضوة‪ .‬توم تحديود مودى صوالحية ميواه ابوار منطقوة‬

‫الد ارسووة لالسووتخدامات الزراعيووة وذلووك بحسوواب نسووبة ادمصوواص الصوووديوم ‪ )SAR‬وذلووك حسووب العالقووة‬ ‫التالية ‪:‬‬

‫‪ SAR=Na/(((Ca+Mg)/2))^0.5‬وذل ووك بع وود حس وواب التراكي ووز المكافئ ووة لك وول م وون الص وووديوم‬

‫والكالسيوم والمغنيسيوم بوحدة المليمكافئ باللتر ‪. )36‬‬

‫‪81‬‬

‫ابراهيم‪ :‬دراسة المياه الجوفية في مناطق مختارة من محافظة نينوى وتقييمها للزراعة‬

‫طريق اربيل‪-‬موصل‬

‫مدينة الموصل‬ ‫الملوثة‬

‫‪N‬‬

‫الحمدانية‬ ‫محطة الجبوري‬

‫دهوك‬ ‫سوريا‬

‫الطواجنة‬

‫نهر دجلة‬

‫محافظة نينوى‬

‫قرية السالم‪/‬كامل‬ ‫محطة الساجر‬ ‫قرية السالم‪/‬جاسم‬

‫العذبة‪/‬يونس‬ ‫جامع العذبة‬ ‫العذبة‪/‬عبد‬

‫منطقة الدراسة‬

‫طريق موصل‪ -‬بغداد‬

‫اربيل‬ ‫حمام العليل‬ ‫السالمية‬ ‫ع‬ ‫المشيرفة‬

‫العريج‪/‬داؤود‬

‫العريج‪/‬عبد‬

‫سنانيك‬

‫عين ناصر‬

‫ابراهيم الخليل‬ ‫العدلة‬ ‫الشورة‬

‫وادي القصب‬

‫نهر الزاب االعلى‬

‫الشك‬

‫األصطالحات‬ ‫مركز المحافظة‬

‫‪15‬‬

‫اقضية ونواحي‬

‫‪12‬‬

‫‪9‬‬

‫‪6‬‬

‫‪3‬‬

‫‪0‬‬ ‫تل طيبة‬

‫انهار وجداول‬

‫بيجوانية سفلى‬

‫مواصالت برية‬

‫بيجوانية عليا‬

‫بئر‬

‫‪Kilometers‬‬

‫القيارة‬

‫الشكل ‪ )1‬خارطة لمنطقة الدراسة ضمن محافظة نينوى مثبت عليها مواقع االبار ‪ .‬مدينة‬ ‫الموصل في المربع تم تكبيرها بالشكل التالي ‪.‬‬

‫‪82‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫‪N‬‬

‫نهر دجلة‬ ‫موصل الجديدة‬ ‫جامع المؤمن‬ ‫جامع طلحة‬ ‫تل الرمان‬ ‫جامع المحمود‬

‫جامع االخوين‬ ‫جامع صفي الرحمن‬ ‫جامع ابو ايوب االنصاري‬ ‫جامع الواحد احد‬

‫حي الشهداء‬ ‫االصطالحات‬ ‫منطقة سكنية‬

‫‪5‬‬

‫‪4‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫‪0‬‬

‫حدود بين المناطق‬

‫بئر‬

‫‪Kilometers‬‬

‫الشكل ‪ )2‬خارطة لمدينة الموصل مثبت عليها مواقع االبار‬

‫النتائج والمناقشة‬

‫التوصيلية الكهربائية‬ ‫يتبين من خالل نتائج تحليل التباين ‪ )ANOVA‬وجود فروقات معنوية في قيم التوصيلية الكهربائيوة‬ ‫بووين ابووار منطقووة الد ارسووة ‪ , (p<0.001‬إذ سووجل بئوور العدلووة أقوول معوودل وبلووغ ‪ 1175‬مايكروموز\سووم‬ ‫وكان أعلى معدل في بئر تل طيبة إذ تجاوز ‪ 11000‬مايكروموز\سوم ‪ .‬وكانوت قويم التوصويلية الكهربائيوة‬

‫لجميع اآلبار أعلوى مون ‪ 1000‬مايكروموز\سوم ماعودا بئور العدلوة الوذي تراوحوت مدياتوه بوين‪1339-980‬‬

‫مايكروموز\سووم ‪ .‬ويع ووزى الس ووبب ف ووي ارتف ووات ق وويم التوص وويلية الكهربائي ووة ف ووي المي وواه الجوفي ووة آلب ووار منطق ووة‬ ‫الد ارسووة إلووى ارتفووات نسووبة تراكيووز االيونووات نتيجووة ذوبووان صووخور الجووبس واالنهايوودرايت والحجوور الجيووري‬

‫المؤلفة لتكوين الفتحة عن تلك الموجودة ضمن تكوين انجانة المؤلَف من معادن الفلسبار والسليكا ‪. ]27‬‬ ‫وكانت جميع اآلبار قيد الد ارسوة ذات توصويلية كهربائيوة أكبور مون ‪ 1000‬مايكروموز\سوم أي خوارج‬

‫حدود مواصفات ماء الشورب إذ تُع ّود الميواه صوالحة للشورب عنودما تكوون التوصويلية الكهربائيوة لهوا أقول مون‬

‫‪83‬‬

‫ابراهيم‪ :‬دراسة المياه الجوفية في مناطق مختارة من محافظة نينوى وتقييمها للزراعة‬

‫‪ 1000‬مايكروموز\سو و و ووم ‪ . ]28‬كمو و و ووا تُ ّعو و و وود الميو و و وواه ذات التوصو و و وويلية الكهربائيو و و ووة األكبو و و وور مو و و وون ‪2500‬‬ ‫مايكروموز\سووم غيوور مستسوواغة للشوورب ‪ ،‬ويالحووظ أن ‪ %7‬فقووط موون آبووار منطقووة الد ارسووة كووان لهووا قيمووة‬ ‫توصوويلية كهربائيووة أقوول موون ‪ 2500‬مايكروموز\سووم ‪ .‬امووا بالنسووبة لالسووتخدام الز ارعووي فكووان بئ و ار اب وراهيم‬

‫الخلي وول والعدل ووة م وون ص وونف ‪ C3‬ع ووالي الملوح ووة ‪)2256_756‬مايكروموز\س ووم فكان ووت مالئم ووة للنبات ووات‬ ‫المقاومووة لملوحووة وتوورب جيوودة البووزل حسووب تصوونيف مختبوور الملوحووة االمريكووي ‪ ،‬امووا بوواقي االبووار فكانووت‬ ‫ضمن صنف ‪ C4‬عالي الملوحة جداً ومائها مالئوم للنباتوات المتحملوة جوداً للملوحوة وعلوى تورب نفواذة جيودة‬

‫البزل ‪.‬‬

‫المواد الصلبة الذائبة الكلية (‪)TDS‬‬ ‫بالرغم من القيم العالية للمواد الصلبة الذائبة الكلية فقد كان هنالك فروقات معنوية بين اآلبار لمنطقة‬ ‫الد ارسووة ‪ ، )p<0.001‬وسووجل أعلووى معوودل فووي بئوور توول طيبووة كمووا هووو الحووال مووع التوصوويلية الكهربائيووة‬ ‫وكووان ‪ 7296‬ملغم\لتوور ‪ ,‬فووي حووين كووان أوطووا معوودل فووي بئوور العدلووة ضوومن مواصووفات ميوواه الشوورب حسووب‬

‫محووددات منظمووة الصووحة العالميووة ‪ ]29‬وبلووغ ‪ 629‬ملغم\لتوور‪ .‬ويعووزى سووبب ارتفووات الموواد الصوولبة الذائبووة‬ ‫الملوح ووة) ف ووي اآلب ووار الواقع ووة ض وومن تك وووين الفتح ووة إل ووى ص ووخور المتبخو ورات مث وول الج ووبس واالنهاي وودرايت‬

‫وال ودولومايت التووي هووي صووخور غنيووة بوواألمالح ذات القابليووة علووى الووذوبان فووي الميوواه الجوفيووة أكثوور موون‬ ‫اآلبار الواقعة ضمن تكوين انجانة المتكون من تعاقبات في الحجرالرملي والطيني ‪ .]26‬وحودد ‪Bouwer‬‬ ‫‪ ]36‬تركيووز األمووالح الذائبووة الكليووة فووي الموواء الصووالح للشوورب باقوول موون ‪ 1000‬ملغم\لت ور ‪ ،‬ويالحووظ أن‬

‫‪ %3.3‬من اآلبار المدروسة تقل فيها األمالح الذائبة الكلية عن ‪ 1000‬ملغم\لتر ‪ .‬اما زراعيواً وكموا هوو‬ ‫الحووال بالنسووبة للتوصوويلية فووان بئووري ابوراهيم الخليوول والعدلووة ضوومن الصوونف ‪ C3‬عووالي الملوحووة ومياههووا‬

‫مالئمووة للنباتووات المقاومووة للملوحووة وتوورب جيوودة البووزل امووا بوواقي االبووار فكانووت ضوومن الصوونف ‪ C4‬عووالي‬ ‫الملوحة جداً حسب تصنيف مختبر الملوحة االمريكي ‪.‬‬

‫الدالة الحامضية (‪)pH‬‬

‫يتبين من النتائج أن مياه اآلبار قيد الدراسة كانت قاعدية ‪ )pH ≥ 7‬إذ تراوحت بين ‪8.32-7.05‬‬

‫‪ ،‬وكانووت الفروقووات معنويووة بووين اآلبووار ‪ ،‬إذ سووجلت أعلووى قيمووة للدالووة الحامضووية فووي بئوور ابوراهيم الخليوول‪.‬‬ ‫ويالحظ أن جميع قويم الدالوة الحامضوية التوي سوجلت هوي ضومن المواصوفات القياسوية لميواه الشورب حسوب‬

‫‪ ]28 Gray‬والبالغة ‪. 9.2-6.5‬‬

‫العسرة الكلية‬

‫سو و و و ووجلت العس و و و و ورة الكليو و و و ووة فو و و و ووي ميو و و و وواه اآلبو و و و ووار مو و و و وودى واسو و و و ووع بو و و و ووين ‪ 3050-400‬ملغم\لتو و و و وور‬ ‫ككاربون ووات الكالس وويوم) وكان ووت الفروق ووات معنوي ووة ب ووين اآلب ووار ‪ . )p <0.001‬وبل ووغ أوط ووا مع وودل ‪420‬‬

‫‪84‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫ملغم\لتوور ككاربون ووات الكالس وويوم) ف ووي بئ وور ابو وراهيم الخلي وول ‪ ,‬وأعل ووى مع وودل ‪ 2857‬ملغ ووم\لتر ككاربون ووات‬ ‫الكالسيوم) وذلك في بئر تل طيبة ‪ .‬وقد صنف ‪ ]31 Todd‬المياه حسب عسورتها الكليوة ‪ ،‬إذ يعود المواء‬ ‫يس اًر عندما تقول العسورة الكليوة فيوه عون‪ 75‬ملغم\لتور ككاربونوات الكالسويوم) ‪ ،‬وعسور نسوبياً عنود تجاوزهوا‬

‫هذا الحد لتصل إلى ‪ 180‬ملغم\لتر ككاربونات الكالسيوم) ‪ ،‬وعسر عندما تتراوح العسرة فيه بين ‪300-‬‬ ‫‪ 180‬ملغم\لتو وور ككاربونو ووات الكالسو وويوم) ‪ ،‬وعسو وور جو وودا عنو وود تجاوزهو ووا ‪ 300‬ملغو ووم \لتو وور ككاربونو ووات‬ ‫الكالسيوم) ‪.‬‬ ‫تع و و و و ّود جمي و و و ووع اآلب و و و ووار عسو و و و ورة ج و و و ووداً لتج و و و وواوز العسو و و و ورة الكلي و و و ووة ف و و و ووي مياه و و و ووا ‪ 300‬ملغ و و و ووم \لت و و و وور‬ ‫ككاربونات الكالسيوم) ‪ ،‬ويعزى السبب فوي ذلوك إلوى ذوبوان صوخور الجوبس الحاويوة علوى معودني الجوبس‬ ‫واالنهاي وودرايت وص ووخور الحج وور الجي ووري الح وواوي عل ووى الكالس ووايت وال وودولومايت والموج ووودة ف ووي التكوين ووات‬ ‫الجيولوجية لمنطقة الدراسة ‪ . ]26‬وقد تجاوزت قيم العسرة الكلية ‪ 2000‬ملغم\لتر ككاربونات الكالسيوم)‬ ‫في ‪ %80‬من آبار منطقة الدراسة ‪.‬‬ ‫االيونات الموجبة‬

‫أيون الكالسيوم (‪)Ca+2‬‬ ‫يالحظ وجود فروقات معنوية في تركيز أيون الكالسيوم بين مياه ابار منطقة الدراسة ‪، )p<0.001‬‬

‫إذ سووجل أوطووا تركيووز فووي بئوور اب وراهيم الخليوول وبمعوودل ‪58‬ملغم\لتوور ‪ ،‬واعلووى تركيووز فووي بئوور أبووي أيوووب‬ ‫وبمعوودل ‪ 617‬ملغم\لتوور ‪ ،‬وت وراوح موودى تركيووز هووذا األيووون بووين ‪ 681-40‬ملغم\لتوور ‪ ،‬ويعووود سووبب هووذا‬ ‫االختالف إلى تنوت الطبقات الجيولوجية الحاضنة للمياه بين صخور رملية في تكوين انجانة ذات محتووى‬

‫قليوول جووداً موون المكونووات الجيريووة ‪ ،‬إذ إن المووادة السوومنتية الكاربوناتيووة فقووط هووي المسووؤولة عوون وجووود هووذا‬ ‫االيووون فووي ميوواه اآلبووار الواقعووة ضوومن هووذا التكوووين ‪ ]32‬ممووا أدى إلووى انخفوواض قيمووه فووي اآلبووار الواقعووة‬ ‫ضوومن هووذا التكوووين ‪ ،‬فووي حووين تعموول صووخور الجووبس والحجوور الجيووري فووي تكوووين الفتحووة ذات المحتوووى‬

‫العالي من الكالسيوم فضالً عن الموادة السومنتية الكاربوناتيوة المؤلفوة لصوخور الموارل علوى رفوع تراكيوزه فوي‬

‫اآلبووار الواقعووة ضوومن هووذا التكوووين ‪ .]33‬وقوود حووددت مواصووفات ميوواه الشوورب أقصووى تركيووز للكالسوويوم ب‬ ‫‪ 200‬ملغم\لتور ‪ ، ]28‬وعليووه فو ن ‪ %6.6‬مون اآلبووار المدروسوة فقووط كوان تركيووز الكالسويوم فيهووا ضوومن‬

‫الحدود المسموح بها ‪.‬‬

‫أيون المغنيسيوم (‪)Mg+2‬‬ ‫ّبينوت نتووائج التحليول االحصووائي وجوود اخووتالف معنووي فووي تركيوز أيووون المغنيسويوم بووين ميواه اآلبووار‬ ‫لمنطقة الد ارسوة ‪ ، )p<0.001‬فكوان أوطوا تركيوز أليوون المغنيسويوم فوي بئور ابوراهيم الخليول وبمعودل ‪56‬‬

‫ملغم\لتر واعلى معدل ‪ 352‬ملغم\لتر في بئر تل طيبوة ‪ ،‬وكوان مودى تركيوزه فوي اآلبوار المدروسوة ‪394-‬‬

‫‪85‬‬

‫ابراهيم‪ :‬دراسة المياه الجوفية في مناطق مختارة من محافظة نينوى وتقييمها للزراعة‬

‫‪ 31‬ملغم\لتوور‪ .‬وقوود يعووزى سووبب هووذه االختالفووات إلووى اخووتالف الطبقووات الجيولوجيووة الحاويووة علووى صووخور‬ ‫الدولومايت والمسؤولة عون المغنيسويوم ضومن تكووين الفتحوة وخلوو تكووين انجانوة منهوا ‪ . ]34‬وقود حوددت‬

‫منظمة الصحة العالمية تركيز ايون المغنيسيوم في المواء الصوالح للشورب ب ‪ 150‬ملغم\لتور ‪ ، ]29‬وعليوه‬

‫ف ن ‪ %86.7‬من آبار منطقة الدراسة هي خارج حدود المواصفات لكون تراكيز المغنيسيوم فيها أعلى من‬ ‫‪ 150‬ملغم\لتر ‪.‬‬ ‫أيون الصوديوم (‪)Na+‬‬ ‫تراوح مدى تركيز أيون الصوديوم في اآلبار بين ‪ 2000-85‬ملغم\لتر وكوان هنالوك فروقوات معنويوة‬

‫‪ )p<0.001‬بين اآلبار في منطقة الدراسة وبلغ أوطا معدل ‪ 112‬ملغم\لتر وذلك في بئر العدلوة وأعلوى‬ ‫وتعد المياه المرتشحة من السطح المصدر الرئيس اليون‬ ‫معدل ‪ 1795‬ملغم\لتر وذلك في بئر تل طيبة ‪ّ ،‬‬ ‫الصوديوم في المياه الجوفية وذلك لقابلية ذوبانه العالية وقد يعمل اختالف نفاذية التربة في منطقة الدراسة‬ ‫على اختالف تراكيزه في اآلبار ‪ ، ]27‬وان أعلى حد مسوموح بوه لتركيوز ايوون الصووديوم فوي مواء الشورب‬

‫هو ‪ 150‬ملغم\لتر ‪ . ]28‬وعليه ف ن ‪ % 90‬مون اآلبوار المدروسوة هوي أكثور مون حودود مواصوفات ميواه‬ ‫الشوورب ‪ ,‬أي أن جميووع اآلبووار تجوواوزت الحوود المسووموح بووه ‪ .‬امابالنسووبة لالسووتخدامات الزراعيووة فووان زيووادة‬ ‫تركيز الصوديوم يجعل من المياه اقل مالئمةً للري بسوبب تواثير الصووديوم علوى نفاذيوة التربوة فكانوت ميواه‬

‫ابار محطة الساجر وقرية السالم و جامع ابو ايوب االنصاري وجامع طلحة وجامع المؤمن والعدلة كانت‬ ‫صووالحة للز ارعووة ولمعظووم انووات التربووة ‪ ،‬امووا بوواقي االبووار فكووان تركيووز الصوووديوم فيهووا يجعلهووا اقوول مالئموةً‬

‫لكثير من انوات التربة ‪.‬‬ ‫أيون البوتاسيوم (‪)K+‬‬

‫امتوو و و ووازت تراكيوو و و ووز ايو و و و ووون البوتاسوو و و وويوم فو و و و ووي اآلبو و و و ووار موو و و وون منطق و و و ووة الد ارسو و و و ووة بفروق و و و ووات معنويو و و و ووة‬ ‫‪ ، )p<0.001‬وكان أوطا معودل ‪ 1.7‬ملغم\لتور وذلوك فوي بئور العدلوة وأعلوى معودل ‪ 20.3‬ملغم\لتور‬ ‫وذلك في بئر جامع العذبة في حين تراوحت مدياته بين ‪ 20.8-1.6‬ملغم\لتر ‪ .‬ويعزى سبب االختالفات‬ ‫في تراكيز هذا االيون بين اآلبار إلى اختالف مصادر البوتاسيوم حسوب نشواط األرض ويعود التسوميد أحود‬ ‫مصادر البوتاسيوم في المياه الجوفية لمنطقة الدراسة ‪ . ]27‬وكانت هذه التراكيز عموما قليلة جداً مقارنوة‬ ‫بايون الصوديوم على الرغم من تواجدهما فوي القشورة األرضوية بكميوات متقاربوة ويعوزى ذلوك الوى االنتقاليوة‬ ‫العاليووة للصوووديوم واالسووتق اررية النسووبية للبوتاسوويوم نتيجووة دخولووه فووي تركيووب المعووادن الطينيووة أثنوواء عمليووة‬ ‫التجوية ‪ . ]35‬إن الحد المسموح به اليوون البوتاسويوم فوي ميواه الشورب هوو ‪ 10‬ملغم\لتور ‪ ، ]35‬وعليوه‬ ‫ف ن ‪ %74.4‬من اآلبار هي ضمن حدود مواصفات مياه الشرب ‪.‬‬

‫‪86‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫االيونات السالبة‬

‫أيون الكلوريد (¯‪)Cl‬‬ ‫أظهرت نتائج التحليل االحصائي وجود فروقات معنويوة بوين تراكيوز الكلوريودات لآلبوار ‪)p<0.001‬‬ ‫‪ ،‬وكان أوطا معدل ‪ 47‬ملغم\لتر وذلوك فوي بئور قريوة السوالم ‪/‬جاسوم وأعلوى معودل ‪ 1114‬ملغم\لتور وذلوك‬ ‫فووي بئوور توول طيبووة وبموودى بووين‪ 1496-40‬ملغم\لتوور ‪ .‬وقوود يعووزى سووبب ذلووك إلووى اخووتالف كميووة األمطووار‬ ‫المترشووحة الووى الميوواه الجوفيووة حسووب طبيعووة المنطقووة ‪ ،‬إذ أن هووذه الميوواه هووي مصوودر الكلوريوودات الواصوولة‬ ‫إليهووا ‪ ،]35‬فض والً عوون قيووام الميوواه السووطحية س وواء فووي المنوواطق السووكنية منهووا والزراعيووة ب ذابووة أمووالح‬ ‫الكلوريدات ومن ثم ارتشاحها إلى الميواه الجوفيوة ‪ ،‬إذ تبقوى الكلوريودات بحالتهوا األيونيوة بشوكل دائوم بسوبب‬ ‫قابلية ذوبانها العالية ‪ ، ]36‬كوذلك تواثير النشواط المودني الوذي يطورح ميواه حاويوة علوى تراكيوز عاليوة مون‬ ‫الكلوريدات ‪ . ]38 ، 37‬وكانت ‪ %73‬من اآلبار المدروسة ضمن مواصفات مياه الشورب والبالغوة ‪250‬‬ ‫ملغم\لتر أو أقول ‪ . ]29‬اموا بالنسوبة لالسوتخدام الز ارعوي فقود كوان بئور الشوك وقريوة السوالم جاسوم ومحطوة‬ ‫الساجر والعدلة مالئمة لجميع النباتات تقريباً ‪ ،‬ام باقي االبار فكانت مالئمة للنباتات المتحملة للكلوور موع‬ ‫ظهور اضرار طفيفة الى متوسطة على النباتات تايلر واشكروفت ‪. )1972‬‬ ‫النترات (‪)NO-3‬‬ ‫كانت الفروقات في تراكيوز النتورات بوين اآلبوار المدروسوة معنويوة ‪ ، )p<0.001‬وكوان أوطوا معودل‬ ‫‪ 0.008‬ملغم\لتر في بئر محطة الجبوري وبئر قرية السالم ‪/‬كامل وبئر قرية السالم‪/‬جاسوم فوي حوين كوان‬ ‫أعلى معدل ‪ 13.02‬ملغم\لتر وذلك في بئر تل طيبة وبمدى بين ‪ 13-0.01‬ملغم\لتر‪.‬‬ ‫وقوود يعووزى سووبب االختالفووات فووي تراكيووز النت ورات بووين آبووار منطقووة الد ارسووة إلووى اخووتالف مصووادرها‬ ‫المختلفة عضوية كانت أم صناعية وتعد مواد التسميد مون المصوادر الرئيسوة للنتورات وكوذلك تسورب الميواه‬ ‫موون خ ازنووات التعفووين وامتزاجهووا بالميوواه الجوفيووة ‪ ،‬وال ي ورتبط وجووود النت ورات بالتكوينووات الجيولوجيووة الخازنووة‬ ‫عد جميع اآلبار قيد الدراسة ضمن مواصفات مياه الشرب لهذا االيون لكوون تركيوز النتورات فيهوا‬ ‫للمياه ‪ .‬وتُ ّ‬ ‫أقول موون ‪ 45‬ملغم\لتوور كموا حووددها ‪ ،]28 Gray‬ويسووبب زيوادة تركيووز النتورات عون ‪ 45‬ملغم\لتوور فووي ميوواه‬ ‫الشرب مرض‪-2‬زرقة األطفال ‪.]39‬‬ ‫الكبريتات (‪)SO 4‬‬ ‫نالحظ من خالل التحليل االحصائي لتراكيز الكبريتوات فوي اآلبوار لمنطقوة الد ارسوة أن الفروقوات فوي‬ ‫التراكيوز كانووت معنويووة ‪ ، ) p<0.001‬وسووجل أوطووا معوودل ‪ 346‬ملغم\لتور وذلووك فووي بئوور العدلووة وأعلووى‬ ‫معدل ‪ 1697‬ملغم\لتور وذلوك فوي بئور تول طيبوة وتراوحوت مودياتها خوالل فتورة الد ارسوة بوين ‪2070-147‬‬ ‫ملغم\لتر ‪.‬‬ ‫وتعوود صووخور الجووبس واالنهايوودرايت الموجووودة فووي تكوووين الفتحووة المصوودر ال ورئيس لهووذا األيووون فووي‬ ‫المياه الجوفية ‪ . ]35‬ويعزى سبب اختالفات تراكيز الكبريتات بين آبار منطقة الدراسة إلى تنوت الطبقات‬ ‫الجيولوجيووة الحاضوونة للميوواه بووين الصووخور الجبسووية الحاويووة علووى معوودن الجووبس واالنهايوودرايت فووي تكوووين‬ ‫الفتحة والمسؤولة عن الكبريتات إلى صخور رملية في تكوين انجانة ذات محتوى قليول جوداً مون المكونوات‬ ‫الجيريووة ‪ . ]27‬وقوود تجوواوزت جميووع اآلبووار قيوود الد ارسووة الحوود المسووموح بووه لميوواه الشوورب حسووب منظم ووة‬ ‫الصحة العالمية ‪ ]29‬والبالغة ‪ 256‬ملغم\لتر ‪.‬‬

‫صالحية مياة االبار للزراعة‬

‫تبين من حساب نسبة ادمصاص الصوديوم ‪ )SAR‬ان مياه ابار بيجوانية عليا والشك وبيجوانية‬ ‫سفلى وسنانيك وعين ناصر وتل طيبة وجامع العذبة والطواجنة والمشيرفة وابراهيم الخليل زادت فيها نسبة‬ ‫ادمصاص الصوديوم على ‪ 26‬فكانت اقل قيمها في بئر المشيرفة ‪ )SAR=27‬وبذلك تكون هذه االبار‬ ‫غير صالحة للزراعة الن زيادة نسبة ادمصاص الصوديوم يقلل من نفاذية التربة وبالتاي يمنع وصول‬ ‫المياه خالل التربة الى جذور النباتات ‪ ،‬اما مياه ابار العذبة يونس وجامع الواحد احد ممكن ان تكون‬ ‫صالحة للزراعة بعد غسلها واضافة الجبس اليها عند مالحظة انخفاض نفاذيتها‪ ،‬في حين كانت ابار‬ ‫محطة الساجر وقرية السالم و جامع ابو ايوب االنصاري وجامع طلحة وجامع المؤمن والعدلة كانت‬ ‫صالحة للزراعة ولمعظم انوات التربة ‪ ،‬وكانت باقي ابار منطقة الدراسة تناسب التربة الزراعية ذات‬ ‫النسجة الخشنة كما مبين في الجدول ‪. )2‬‬

‫‪87‬‬

‫ابراهيم‪ :‬دراسة المياه الجوفية في مناطق مختارة من محافظة نينوى وتقييمها للزراعة‬

‫جدول ‪ )2‬نسب ادمصاص الصوديوم لمياه ابار منطقة الدراسة‬ ‫اسم البئر‬

‫‪Ca‬‬

‫‪Mg‬‬

‫‪Na‬‬

‫‪SAR‬‬

‫بيجوانية عليا‬

‫‪506‬‬

‫‪260‬‬

‫‪1041‬‬

‫‪53‬‬

‫الشك‬

‫‪521‬‬

‫‪229‬‬

‫‪523‬‬

‫‪27‬‬

‫بيجوانية سفلى‬

‫‪501‬‬

‫‪307‬‬

‫‪1265‬‬

‫‪63‬‬

‫سنانيك‬

‫‪507‬‬

‫‪244‬‬

‫‪633‬‬

‫‪33‬‬

‫عين ناصر‬

‫‪474‬‬

‫‪217‬‬

‫‪968‬‬

‫‪52‬‬

‫تل طيبة‬

‫‪479‬‬

‫‪352‬‬

‫‪1795‬‬

‫‪88‬‬

‫جامع العذبة‬

‫‪541‬‬

‫‪216‬‬

‫‪549‬‬

‫‪28‬‬

‫العذبة‪ /‬يونس‬

‫‪475‬‬

‫‪250‬‬

‫‪470‬‬

‫‪25‬‬

‫العذبة‪ /‬عبد‬

‫‪514‬‬

‫‪222‬‬

‫‪250‬‬

‫‪13‬‬

‫محطة الجبوري‬

‫‪433‬‬

‫‪242‬‬

‫‪215‬‬

‫‪12‬‬

‫محطة الساجر‬

‫‪504‬‬

‫‪214‬‬

‫‪140‬‬

‫‪7‬‬

‫قرية السالم‪ /‬كامل‬

‫‪518‬‬

‫‪224‬‬

‫‪230‬‬

‫‪12‬‬

‫قرية السالم‪/‬جاسم‬

‫‪500‬‬

‫‪217‬‬

‫‪148‬‬

‫‪8‬‬

‫العريج‪ /‬داوود‬

‫‪484‬‬

‫‪262‬‬

‫‪334‬‬

‫‪17‬‬

‫العريج‪ /‬عبد‬

‫‪429‬‬

‫‪276‬‬

‫‪338‬‬

‫‪18‬‬

‫جامع الواحد احد‬

‫‪583‬‬

‫‪194‬‬

‫‪379‬‬

‫‪19‬‬

‫جامع االخوين‬

‫‪553‬‬

‫‪189‬‬

‫‪228‬‬

‫‪12‬‬

‫الملوثة‬

‫‪505‬‬

‫‪251‬‬

‫‪246‬‬

‫‪13‬‬

‫جامع المحمود‬

‫‪409‬‬

‫‪178‬‬

‫‪208‬‬

‫‪12‬‬

‫جامع ابو ايوب االنصاري‬

‫‪617‬‬

‫‪137‬‬

‫‪159‬‬

‫‪8‬‬

‫جامع صفي الرحمن‬

‫‪516‬‬

‫‪231‬‬

‫‪209‬‬

‫‪11‬‬

‫جامع طلحة بن عبيد اهلل‬

‫‪485‬‬

‫‪181‬‬

‫‪158‬‬

‫‪9‬‬

‫جامع المؤمن‬

‫‪479‬‬

‫‪211‬‬

‫‪173‬‬

‫‪9‬‬

‫الطواجنة‬

‫‪381‬‬

‫‪227‬‬

‫‪1114‬‬

‫‪64‬‬

‫المشيرفة‬

‫‪357‬‬

‫‪207‬‬

‫‪448‬‬

‫‪27‬‬

‫العدلة‬

‫‪162‬‬

‫‪113‬‬

‫‪10‬‬

‫ابراهيم الخليل‬

‫‪58‬‬

‫‪56‬‬

‫‪664‬‬

‫‪88‬‬

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬

‫االستنتاجات‬ ‫ ك ا ل تكوكنات ا ج وتوانتنواااو نواونوى ا كااب ااالنه وتواات‬.1 . ‫وكهنه تن او وتما ه وتون او متطقو وتكهوسو‬ .‫ ك تج وتفهنق ج ال ىص تن او وتما ه وتون او وآلت ه تمتطقو وتكهوسو معتناو توماع وتال ىص‬.2 ‫ معظم وت ه متطقو وتكهوسو ك تج غاه مالىمو تالسوال م ج وتزهو او نقسم مت مالىم شهط غسل وتوهتو ت سومهوه‬.3 ‫مع وض و وتوت‬ ‫نوصت اااكهواج نوت ااالنه وتك هتنتاااو كنه كتاااه ا‬

‫المصادر‬ ‫ "ومك تاااو وسااوعم ل وتما ا ه وتون اااو‬. )1993 ‫ ش ا م مامااك‬، ‫ س ا اه تواااق ن قااهون‬، ‫ وتكاكااو م مامااك وتااا نالهن اه‬.1 .38-25 ‫ ص‬. 11 ‫ موكو وتوهتاو نوتعكم م وتعكك‬، " ‫مكاتو وتمن ل‬ ‫ألغهوض وتزهو و نوته‬ 2. Mahmood, F.Y." Physico –chemical evaluation of ground water of some wells in Ninavah district used for drinking & domestic purpose " . Al-Rafidain engineering journal, 1994; 2(2). ، ‫ ككاااو وتعكاانم‬، ‫ هس ا تو م وسااواه‬، ‫ هاكهنوانتنواااو ااانض نوك وتشاانه‬، )2000 ‫ ا اال ام ا ك‬، ‫ وتتعام ا‬.3 . ‫و معو وتمن ل‬ ‫ هسا تو‬،‫ مشاككو وتماا ه وتون ااو ا مكاتاو وتمن ال وسات ت نوتاكانل وتممكتاو‬، )2002 ‫ اسال م هكم تكه ا ت‬.4 . ‫م وسواه م ككاو وت تكسو م هتكسو وته نوتتزل م و معو وتمن ل‬ ‫ "وقااام تن ااو وتماا ه وتون ااو تمتطقاو اا ن‬، )2005 ‫ وتامكوت م كل ك تاالل نوتوماه م م اعق تاك وتوتا ه‬.5 ‫ ال ا ص تعكاانم وصهض م‬1 ‫م وتعااكك‬16 ‫ موكااو كاانم وتهو ااكال م وتموكااك‬. .‫وتكتاسااو شاام ل مكاتااو وتمن اال" م وتعااهو‬ .95-83‫ص‬ 6. Shihab, A.S. "Arrangement of selected wells for irrigation use according to water quality index in Ninevah governorate. Proceeding of the 1st conference of Environment and pollution Control Research center", Mosul Univ. 5-6 June 2007. pp. 1-9. 7. Melian, R., Myrlian, N., Gouriev, A. Moraru, C., and Radstake, F. "Groundwater quality and rural drinking-water supplies in the Republic of Moldova". Hydrogeology Journal 1999; 7: 188–196. 8. Reijnders, H.F.R., Drecht van, G., Prins, H.F., and Boumans, L.J.M. "The quality of the groundwater in Netherlands". Journal of Hydrology, 207, 179–188. 9. Belgiorno, V., and Napoli, R.M.A. "Groundwater quality monitoring". Water Science and Technology, 1998; 42(1–2): 37–41. 10. Baba, A., Birsoy, Y. K., Ensari, E., Andic, T., & Baykul, A. "Izmir city’s groundwater quality and pollution". ÇEVJEO’2001 Proceedings, 2001, March 21–23, Izmir, 49–158. 11. Stamatis, G., Voudouris, K., and Arefilakis, F. "Groundwater Pollution by Heavy metals In Historical Mining Area of Lavrio, Attica, Greece". Water, Air, and Soil Pollution 2001; 128: 61–83. 12. Lee, J.Y., Choi, J.C. and Lee, K.K. "Variations in heavy metal contamination of stream water and groundwater affected by an abandoned lead–zinc mine in Korea". Environmental Geochemistry and Health 2005; 27: 237–257 13. Awofolu, O.R." Elemental contaminants in groundwater": A study of trace metals from residential area in the vicinity of an industrial area in Lagos, Nigeria. Environmentalist 2006; 26: 285–293. 14. Tayfur, G., Kirer, T. and Baba, A. "Groundwater quality and hydrogeochemical properties of Torbalı Region, Izmir, Turkey". Environ Monit Assess 2008; 146:157–169. 15. Jørgensen, L.F. & Stockmarr, J. "Groundwater monitoring in Denmark: characteristics, perspectives and comparison with other countries". Hydrogeology Journal 2009; 17: 827–842 16. Al-Naqib, S.Q. and Aghwan, TH. A., (1993).'Sedimentological Study of the Clastic Unit of the Lower Fars Formation". Iraqi Geology Journal, 1993; 26(3): 126-188.

‫ دراسة المياه الجوفية في مناطق مختارة من محافظة نينوى وتقييمها للزراعة‬:‫ابراهيم‬ 17. Chapelle, F.H. "Geochemistry of Groundwater". In Holland, H.D. and Turekian, K.K. Treatise on Geochemistry, Surface and Groundwater, Weathering and soils. 2004; 5: 425-449. 18. Gray, N.F. "Water Technology An Introduction for Environmental Scientists And Engineers'. 2nd ed. 2005. 19. World Health Organization (WHO). Guidelines for Drinking-water Quality. Geneva, 2004. 20. Bouwer, H. "Ground water hydrology". McGraw-Hill, New York, 1978, 480 p. 21. Todd, D. K. Ground Water hydrology, second edition . John Wiley and Sons, Inc., New York, 1985. ‫ ككااو‬، ‫ هس تو م وسواه غاه متشنهة‬. ‫ كوكو‬.‫) وانتنواو متطقو وتمن ل شه‬1988 ‫ مت ل تك وتسالم‬، ‫ وتوتنه‬.22 . ‫ و معو وتمن ل‬، ‫وتعكنم‬ 23. Al-Mubarak, M.A.R. and Yokhanna, R.Y. Report of the regional geology mapping of Al-Fatha-Mosul, S.O.M. Library, Baghdad, Iraq, 1977. 24. Hamil, L. and Bell, F.G. "Ground Water Resource Development", London, 1986, 334p. 25. Davis, S.N. and Dewiest, R.J.M. "Hydrogeology .John Wiley & Sons, New York", 1966, 108 p. 26. Mason, B. Principles of Geochemistry. 3rd ed. Wiley Intern Pub. 1966, 324 P. ‫ موكااو وتاا ه وتتاىااو‬. ‫ ) تعااض مظا هه وتوكاانه ا ت ااه كوكااو ا مكاتااو وتمن اال‬1999 ‫ سا طع ماماانك‬، ‫ وتااهون‬.22 .96-86 ‫ ص‬، 2 ‫ وتعكك‬، 1 ‫ وتموكك‬، ‫نوتوتماو وتمسوكومو‬ ‫ نقا ىع وتمااومه وتعكما‬. ‫ ) وتوت ال وتتن تم كه وتما ه منقع قهااو اسال شا م‬2007 ‫ مع ا مك‬، ‫ م طفب‬.22 . 34-24‫ ص‬،‫ ازاهول‬6-5 ، ‫وصنل تمهكز تانه وتتاىو نوتساطهة كب وتوكنه – و معو وتمن ل‬ 29. Salvato. J.A., Nemerow, N.L., and Agardy, F.J. Environmental Engineering. 5th ed. 2003, p. 133. ‫ مطابع مديرية دار الكتب للطباعة والنشر‬. ‫ علم وتكنلوجيا البيئة‬. )1988 ‫ طارق احمد‬، ‫ محمود‬- 36

. ‫ جامعة الموصل‬،

‫ إزالة المعادن الثقيلة من مياه الفضالت الصناعية بالترسيب الكيمياوي‬: ‫أحمد‬

‫إزالة المعادن الثقيلة من مياه الفضالت الصناعية بالترسيب الكيمياوي‬ ‫يوسف صالح عيسى‬

‫دريد فاضل احمد‬

‫الشركة العامة لألسمدة الشمالية‬/‫ماجستير هندسة كيمياوية‬

‫ جامعة تكريت‬/ ‫قسم الهندسة الكيمياوية‬

‫الخالصة‬ ‫تهدف هذه الدراسة إليجاد تأثير المعالجة الكيمياوية بطريقة الترسيب الكيمياوي على كفاءة إزالة العناصر الثقيلة‬ ‫ تتم عملية الترسيب الكيمياوي بالسيطرة على الدالة الحامضية لمياه الفضالت عند القيمة‬.‫في مياه الفضالت المصنعة‬

‫التي تبدأ بها العناصر الثقيلة بالترسيب وذلك بإضافة أنواع مختلفة من القواعد وهي هيدروكسيد الصوديوم و‬

‫ تمت هذه الدراسة على‬. ‫هيدروكسيد الكالسيوم وهيدروكسيد البوتاسيوم و كربونات الصوديوم الختيار أفضل قاعدة‬ ‫نماذج محضرة مختبرياً تحتوي على تراكيز مختلفة من ايونات النحاس والخارصين والمنغنيز وتم استخدام جهاز فحص‬ ‫ أظهرت النتائج كفاءة إزالة عالية للمواد المستخدمة فعند وجود االيونات بشكل‬.‫الجرة لتمثيل عملية الترسيب الكيمياوي‬

‫ من ايونات للخارصين عند الدالة‬%90 ‫ للمنغنيز وتتحقق إزالة‬%98.2 ‫مزيج تحدث إزالة كلية للنحاس وازالة اكبر من‬

.‫ وعند زمن ترسيب ساعتين‬10 ‫الحامضية‬

.‫ مياه الفضالت الصناعية‬،‫ الترسيب الكيمياوي‬، ‫ المعادن الثقيلة‬:‫الكلمات الدالة‬

Heavy Metal Removal From Industrial Wastewater By Chemical Precipitation Duraid F. Ahmed

Yousif S. Essa-msc. Of Chem. Eng

Chemical Eng. Dep. – Tikrit University

Company of North Fertilizer

Abstract This study aims to find the effect of chemical treatment by chemical precipitation on the efficiency of removing heavy metals from wastewater. Chemical precipitation had been practiced by controlling the (pH) of wastewater by adding the suitable base ,different bases were used as the sodium hydroxide ,calcium hydroxide , potassium hydroxide and sodium carbonate for removing heavy metals from wastewater. The study had used synthetic samples containing different concentrations of ions like cupper, zinc and manganese. Jar taste had been used to show the chemical precipitation The chosen materials were highly efficient for removing the ions of metals. When the ions are mixed in the solution the best removing efficiency was completed cupper ions followed by more than 98.2% of manganese ions than 90% of zinc ions when the (pH) is (10) and precipitation time is 2 hours. Keywords: Heavy metal , Chemical precipitation , Industrial Wastewater .

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫‪ : G‬انحدار السرعة(ثانية)‬

‫قائمة الرموز‬

‫‪1-‬‬

‫‪ : Gt‬انحدار السرعة الالبعدي‬ ‫‪ : t‬زمن المكوث(ثانية)‬ ‫‪ : pH‬الدالة الحامضية‬

‫المقدمة‬ ‫تعد مشكلة تلوث الموارد المائية من أهم المشاكل البيئية التي واجهت العالم ‪ ،‬إذ يؤدي استخدام اإلنسان للماء في‬ ‫مختلف الفعاليات والسيما الفعالية الصناعية إلى تردي نوعية هذه المياه ومن هنا كان اللجوء للبحث عن حل لمشكلة‬ ‫التلوث المائي بإيجاد طرائق لمعالجة مياه الفضالت الصناعية وتخفيض الملوثات الموجودة في هذه المياه إلى اقل الحدود‬

‫الممكنة‪ .‬تطلق العناصر الثقيلة إلى الماء بشكل مفرط بسب النشاطات الصناعية والنمو الحضاري وهي من المشاكل‬ ‫الموجودة في العالم على خالف الملوثات العضوية يطلق مصطلح المعادن الثقيلة على مجموعة من الفلزات وأشباه الفلزات‬

‫التي تكون كثافتها أكثر من (‪ )6‬غم‪/‬سم‪ 3‬واألغلبية من ايونات العناصر الثقيلة ذات تأثير سمي على األحياء المجهرية [‪.]1‬‬

‫وهناك طرائق عديدة إلزالة العناصر الثقيلة من الماء منها الترسيب الكيمياوي والتناضح العكسي والتبادل األيوني‬

‫واالمتصاص واالستخالص بالمذيبات والتبخير واألكسدة واالمتزاز بالكربون المنشط‬

‫[ ‪] 3 ,2‬‬

‫‪.‬أغلب الطرائق المستخدمة في‬

‫معالجة العناصر الثقيلة من الفضالت الصناعية تمتلك مساوئ اقتصادية وتقنية منها كلف اإلنشاء والكلف تشغيلية‬

‫واستهالك طاقة [‪ .]4‬ول لبحث عن طريقة للتخلص من العناصر الثقيلة يجب مراعاة هذه الظروف وايجاد بديل رخيص‬ ‫وفعال وغير ضار للبيئة تستخدم طريقة الترسيب الكيمياوي بشكل عام في إزالة العناصر الثقيلة من الفضالت الصناعية‬

‫[‪,5‬‬

‫‪ .]6‬الترسيب الكيمياوي للمعادن الثقيلة هو إزالتها بواسطة ترسيبها على شكل اكاسيد او هيدروكسيدات او كربونات او‬ ‫كبريتات او فوسفات والتقنية األكثر شيوعا هي ترسيب المعادن على شكل هيدروكسيدات وتعتمد هذه الطريقة على عدة‬ ‫عوامل اهمها تركيز العناصر الثقيلة في الماء وقيمة الدالة الحامضية للماء [‪ .]7‬تزال العناصر الثقيلة بإضافة قاعدة مثل‬

‫هيدروكسيد الصوديوم او هيدروكسيد الكالسيوم لتنظيم الدالة الحامضية إلى قيمة تصل فيها العناصر الثقيلة إلى اقل ذوبانية‬

‫لها لتبدأ بالترسيب‪.‬‬

‫أوضح الباحثون (‪) Gheju et al‬‬

‫[‪]8‬‬

‫في دراسة أجروها على مياه محضرة بطريقة مختبرية تحتوي على ايونات‬

‫الحديد والكروم بتركيز ‪ 50‬ملغم\لتر لكل منهما باستخدام طريقة الترسيب الكيمياوي بواسطة هيدروكسيد الصوديوم‪.‬‬ ‫واستنتجوا بان أفضل ظروف معالجة تظهر عند زمن ترسيب ‪ 30‬دقيقة وتركيز هيدروكسيد الصوديوم ‪ 500‬ملغم ‪/‬لتر‬ ‫وكانت كفائه اإلزالة ‪ 100%‬عند قيمة الدالة الحامضية ‪ .10‬تمكن الباحثون (‪)Mahmoud et al‬‬

‫[‪]9‬‬

‫من إزالة ايونات‬

‫الكروم من مياه الفضالت الصناعية الناتجة من الطالء الكهربائي الموجود بتركيز ‪ 40‬ملغم‪/‬لتر بطريقة الترسيب الكيمياوي‬

‫بإضافة هيدروكسيد الكالسيوم‪ .‬فكانت أعلى كفاءة إلزالة الكروم هي ‪ %85‬عند زمن ترسيب ‪ 50‬دقيقة ‪.‬‬ ‫أجرى الباحثون (‪)Magdalena et al‬‬

‫[‪]10‬‬

‫عدد من التجارب إلزالة ايونات الحديد والنحاس والخارصين واأللمنيوم‬

‫والمنغنيز الموجودة في المياه الفضالت الصناعية الحامضية لمنجم سمواليك وبتراكيز تتراوح بين ‪ 0.96‬و ‪ 265‬ملغم‪/‬لتر‬ ‫واستخدموا طريقة الترسيب الكيمياوي بواسطة هيدروكسيد الصوديوم بتركيز ‪ 0.5‬مول‪/‬لتر الذي يعمل على رفع قيمة الدالة‬

‫الحامضية ضمن مدى يتراوح بين ‪ 3.5‬و ‪ 8.2‬ليعطي كفاءة إزالة بحدود ‪ %16‬للمنغنيز إما المعادن األخرى فتصل كفاءة‬

‫‪92‬‬

‫أحمد ‪ :‬إزالة المعادن الثقيلة من مياه الفضالت الصناعية بالترسيب الكيمياوي‬ ‫اإلزالة لهما بحدود ‪ %92.3‬للنحاس و ‪ %99.9‬لأللمنيوم‪ .‬كما تمكن الباحثون )‪)Jelena et al‬‬

‫[‪]11‬‬

‫من إزالة ايونات‬

‫الخارصين والنيكل والحديد و المنغنيز والنحاس في مياه الفضالت الصناعية لمجمع للصناعات المعدنية بمعدل تركيز لها‬ ‫يتراوح بين ‪0.113‬‬

‫و ‪ 76.68‬ملغم ‪/‬لتر‪ .‬واستخدمت بطريقة الترسيب الكيمياوي بالنمط المستمر من خالل ثالث‬

‫مفاعالت مربوطة على التوالي باستخدام هيدروكسيد الصوديوم بتركيز‪ 1‬موالري فوجدوا أن كفاءة إزالة بحدود ‪%72.3‬‬

‫للخارصين و‪ %90.3‬للنحاس عند قيم الدالة الحامضية ‪ 10‬و‪.11‬‬ ‫يهدف هذا البحث إلى إزالة ايونات النحاس والخارصين والمنغنيز من مياه الفضالت المصنعة مختبريا بطريقة‬ ‫الترسيب الكيمياوي الى الحدود المسموح بها وهي للنحاس ‪ 0.2‬ملغم‪/‬لتر وللخارصين ‪ 2‬ملغم‪/‬لتر وللمنغنيز ‪ 0.5‬ملغم‪/‬لتر‬

‫‪ .‬كما تم دراسة نوعية القاعدة المستخدمة على كفاءة إزالة ايونات العناصر الثقيلة حيث اختبرت مجموعة من القواعد‬ ‫المنتخبة وهي هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد الكالسيوم وهيدروكسيد البوتاسيوم بتركيز ‪ 0.05‬عياري لكل منهما‬ ‫وكربونات الصوديوم بتركيز ‪ 0.1‬عياري‪ .‬كذلك تمت دراسة العوامل المؤثرة على عملية الترسيب الكيمياوي وهي الدالة‬ ‫تركيز‬ ‫ابتداء من ‪ 8‬إلى ‪ 11‬أما بالنسبة للتركيز الداخل أليونات العناصر فقد تم اخذ ا‬ ‫الحامضية وتم تغيير الدالة الحامضية‬ ‫ً‬ ‫متغيرة من النحاس والخارصين والمنغنيز بمدى يتراوح بين )‪ )6 - 2‬ملغم‪/‬لتر و (‪ )15 - 5‬ملغم‪/‬لتر و (‪)8 - 2‬‬

‫ملغم‪/‬لتر على التوالي‪ .‬وتغيير وزمن الترسيب ضمن مدى يتراوح بين (‪ )3 - 0.5‬ساعة‪ .‬معالجة كل عنصر في تركيز‬ ‫معين على حدة ومن ثم استخدام طريقة المعالجة لخليط مكون من الخارصين والنحاس والمنغنيز بتراكيز متغيرة ‪.‬‬

‫الجانب النظري‬ ‫تعد المبادئ النظرية ضرورية لوصف أنظمة المعالجة وفهم آلية المعالجة ألي نظام وسوف يتم التطرق إلى عملية‬

‫إزالة ايونات العناصر الثقيلة الذائبة في الماء بطريقة الترسيب الكيمياوي‪ .‬وهناك تقنيات عديدة للترسيب الكيمياوي من أهمها‬ ‫الترسيب بالهيدروكسيدات والكربونات و الكبريتات ومن اغلب المرسبات المستخدمة هي هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد‬ ‫الكالسيوم‪ .‬حيث تزال العناصر الثقيلة عند تفاعلها مع القاعدة المضافة والتي من خاللها يتم رفع الدالة الحامضية الى‬ ‫القيمة التي عندها تنخفض الذوبانية أليونات العناصر الثقيلة لتبدأ بالترسيب‪ .‬معظم العناصر الثقيلة تترسب كهيدروكسيدات‬ ‫عند قيم دالة حامضية تتراوح بين (‪)10 - 9.5‬‬

‫[‪]13 , 12‬‬

‫كما موضح في الشكل(‪.)1‬‬

‫شكل(‪ : ) 1‬عالقة الذوبانية لمعادن مختلفة عند ترسيبها على شكل هيدروكسيدات مع الدالة الحامضية‪.‬‬

‫‪93‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫عند إضافة القاعدة إلى مياه الفضالت الصناعية ينشأ تفاعل الترسيب في خزان المزج السريع ليكون راسب‬

‫هيدروكسيدي حسب التفاعالت اآلتية [‪:]14‬‬

‫)‪(1‬‬

‫‪M+2+2NaOH <==>M(OH)2 + 2 Na+2‬‬

‫)‪(2‬‬

‫‪M+2+Ca(OH)2 <==>M(OH)2 +Ca+2‬‬

‫حيث ان ‪ M+2 :‬هو ايون العنصر المراد ترسيبه‬ ‫تعتمد هذه الطريقة على كل من تركيز العناصر الثقيلة في الماء‪ ،‬وقيمة الدالة الحامضية للماء ونوع القاعدة‬ ‫المستخدمة‪ .‬في بعض األحيان تكون الذوبانية الفعلية أعلى من الذوبانية النظرية والسبب في ذلك يعزى إلى تفاعالت غير‬ ‫تامة وسوء فصل للرواسب الغروية وتكون معقدات معدنية ذائبة‪ .‬وتنخفض قابلية الذوبان الحقيقية عن قابلية الذوبان‬

‫النظرية بسبب الترسيب المشترك[‪ .]11‬تعمل طريقة الترسيب بالكبريتات بنفس المبدأ لطريقة الترسيب بالهيدروكسيدات من‬ ‫خالل السيطرة على الدالة الحامضية عند القيمة التي تنخفض عندها الذوبانية أليونات العناصر الثقيلة كما موضح في‬

‫الشكل (‪ .)2‬بالرغم من إن الترسيب بالهيدروكسيدات هو األكثر استخداما في الصناعة فهناك بعض المزايا في عملية‬ ‫الترسيب بالكبريتات تتضمن ذوبانية منخفضة للرواسب الكبريتية ومعدل تفاعل سريع وخواص ترسيب جيدة وبالرغم من ذلك‬ ‫انها طريقة ليست واسعة االستخدام تكون جرعة الكبريتات صعبة السيطرة عليها بسبب قابلية الذوبان المنخفضة وبسبب‬ ‫المخاوف من السمية والتآكل نتيجة الجرعة الزائدة ‪.‬أما طريقة الترسيب بالكربونات تعمل بنفس المبدأ لطريقة الترسيب‬

‫بالهيدروكسيدات حيث تعد طريقة الترسيب بالكربونات معالجة بديلة لطريقة الترسيب بالهيدروكسيدات وذوبانية كاربونات‬ ‫المعادن تعتمد على نوعية ايون المعدن وقيمة الدالة الحامضية للماء‪ .‬المعادلة الكيمياوية العامة لترسيب الكربونات هي‪.‬‬

‫[‪]15‬‬

‫)‪M+2+(CO3 )-2 <==> M(CO3‬‬

‫)‪(3‬‬

‫شكل (‪ : )2‬عالقة الذوبانية لمعادن مختلفة عند ترسيبها على شكل كبريتات مع الدالة الحامضية‬

‫‪94‬‬

‫أحمد ‪ :‬إزالة المعادن الثقيلة من مياه الفضالت الصناعية بالترسيب الكيمياوي‬ ‫ويمكن تفسير ذلك بان الذوبانية تتأثر بعدة عوامل وهي كل من درجة الح اررة والدالة الحامضية وتراكيز المواد‬ ‫المذابة ونوعية المذيب‪ .‬فزيادة درجة ح اررة المحلول تؤدي إلى زيادة الذوبانية بسبب زيادة ثابت التوازن‪ .‬إما بالنسبة للعوامل‬ ‫األخرى وهي الدالة الحامضية وتراكيز المواد المذابة ونوعية المذيب فال يمكن إطالق األمر بدون محددات وبسبب وجود‬

‫تأثيرات متداخلة أهمها خواص ديناميك الح اررة لعملية الذوبان مثل معامل الفعالية(‪ )activity coefficient‬والجهد‬ ‫الكيمياوي(‪ )chemical potential‬وعمليات التفكك والخاصية االلكتروليتية للمذيبات حيث ان هذه التأثيرات المتداخلة‬ ‫تجعل عملية الذوبانية تنخفض إلى قيمة معينة من الدالة الحامضية وبعد ذلك تزداد وهذا واضح في الشكلين رقم (‪)1‬‬ ‫و(‪.)2‬‬

‫الجانب العملي‬ ‫تم إجراء التجارب المختبرية على مرحلتين‪ :‬المرحلة األولى تم معالجة كل عنصر من الملوثات المدروسة عند‬ ‫وجوده بشكل منفرد في المحلول وفي المرحلة الثانية تم معالجة ايونات العناصر عند وجودها على شكل مزيج وبتراكيز‬ ‫مختلفة وفي الحالتين تتم المعالجة بإضافة قواعد مختلفة بشكل منفرد باستخدام جهاز فحص الجرة في إجراء التجارب وهو‬ ‫جهاز مختبري بسيط يحتوي على ستة أوعية اسطوانية زجاجية بحجم ثابت مزودة بخالطات يتألف كل خالط من اثنين‬ ‫من المجاذيف ذات شكل مربع إبعادها ( ‪ ) 2×2‬سم تدور بسرعة متساوية يمكن السيطرة عليها ضمن مدى يتراوح بين‬

‫(‪ )180-0‬دورة \ دقيقة كما في الشكل (‪ )3‬والجدول رقم (‪ )1‬يوضح الظروف التشغيلية للجهاز‪ .‬اما الكيمياويات والمحاليل‬

‫المستخدمة في البحث هي محلول ايونات النحاس بتركيز يتراوح بين (‪ )6-2‬ملغم‪/‬لتر ومحلول ايونات الخارصين بتركيز‬ ‫يتراوح بين (‪ )15-5‬ملغم‪/‬لتر ومحلول ايونات المنغنيز بتركيز يتراوح بين (‪ )8-2‬ملغم‪/‬لتر ومحلول هيدروكسيد الصوديوم‬ ‫بتركيز (‪ )0.05‬ملغم‪/‬لتر ومحلول هيدروكسيد الكالسيوم بتركيز (‪ )0.05‬ملغم‪/‬لتر ومحلول هيدروكسيد البوتاسيوم بتركيز‬ ‫(‪ )0.05‬ملغم‪/‬لتر ومحلول كربونات الصوديوم بتركيز (‪ )0.1‬ملغم‪/‬لتر‪ .‬تم تهيئة المحاليل وحسب التراكيز المطلوبة لكل‬

‫معدن ثم تم وضعها في األوعية االسطوانية للجهاز وبمقدار نصف لتر لكل وعاء‪ .‬تضاف كمية متغيرة من القاعدة لكل‬ ‫وعاء التي من خاللها يتم السيطرة على مقدار الدالة الحامضية ضمن القيم التالية (‪ )11 – 10 – 9 – 8‬ولكل وعاء قيمة‬ ‫مختلفة من الدالة الحامضية لغرض معرفة أفضل قيمة للدالة الحامضية يحصل عندها الترسيب‪ .‬توضع النماذج في جهاز‬

‫فحص الجرة وتمزج بسرعة (‪ )180‬دورة‪/‬دقيقة لمدة ‪ 3‬دقائق لغرض حصول تفاعل كيمياوي بين ايونات العناصر الثقيلة‬ ‫والقاعدة المضافة ومن ثم مرحلة المزج البطيء بسرعة (‪ ) 20‬دورة‪/‬دقيقة ولمدة ‪ 25‬دقيقة وبعدها تبدأ عملية الترسيب إذ‬ ‫يترك النموذج في ظروف ترسيب ساكنة‪ .‬تؤخذ عينات من كل نموذج في فترات زمنية مختلفة للترسبين (‪) 3,2,1,0.5‬‬ ‫ساعة وبعدها ترشح النماذج بواسطة أوراق ترشيح‪ .‬ثم تقاس تراكيز ايونات العناصر الثقيلة في المياه بعد المعالجة باستخدام‬ ‫تقنية تحليل طيف االمتصاص الذري (‪.)Atomic absorption spectrometer‬‬

‫‪95‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫شكل (‪ : )3‬شكل تخطيطي لجهاز فحص الجرة‪.‬‬ ‫جدول (‪ )1‬الظروف التشغيلية لجهاز فحص الجرة‬ ‫الفترة‬

‫عدد الدورات لكل دقيقة‬

‫زمن المكوث دقيقة‬

‫‪ G‬ثانية‬

‫‪9-‬‬

‫‪Gt‬‬

‫مرحلة المزج السريع‬

‫‪180-160‬‬

‫‪3‬‬

‫‪300‬‬

‫‪45000‬‬

‫مرحلة المزج البطيء‬

‫‪50 - 20‬‬

‫‪25‬‬

‫‪20‬‬

‫‪30000‬‬

‫‪180 - 30‬‬

‫مرحلة الترسيب‬

‫النتائج والمناقشة‬

‫فيما يخص نتائج المرحلة األولى يالحظ من الشكل (‪ )4‬الذي يمثل معالجة الخارصين باستخدام هيدروكسيد‬ ‫الصوديوم بتركيز ‪ 0.05‬عياري إن كفاءة االزالة تزداد مع زيادة الدالة الحامضية وتكون أفضل ما يمكن عند قيمة الدالة‬ ‫الحامضية ‪ 9‬وبعدها تزداد الكفاءة زيادة قليلة حتى تصل ‪ .10‬ونالحظ من الشكل إن أفضل كفاءة إزالة للتراكيز االبتدائية‬ ‫‪ 10‬و‪ 15‬ملغم‪/‬لتر تظهر عند القيمة ‪ 11‬للدالة الحامضية وتبلغ ‪ 99.6‬و ‪ %97.3‬على التوالي‪ ,‬وعندما يكون التركيز‬ ‫االبتدائي للخارصين ‪ 5‬ملغم‪/‬لتر فان الكفاءة تساوي ‪ %96.4‬عند القيمة ‪ 11‬للدالة الحامضية‪ .‬لذلك إن أفضل ظروف‬ ‫لتفاعل الخارصين مع هيدروكسيد الصوديوم تظهر عند الدالة الحامضية ‪ .11‬وان هذه القيمة تعطي اقل ذوبانية أليونات‬ ‫المعدن وتكون عندها كفاءة اإلزالة اكبر ما يمكن ويكون معدل التفاعل األمامي ال نتاج رواسب اكبر من معدل التفاعل‬ ‫الخلفي‪ .‬يفسر هذا السلوك طبقاً للبيانات الثرموداينميكية ان الخارصين يوجد على شكل راسب في المحلول ويكون بالصيغة‬ ‫التالية ‪ Zn(OH)2‬وهذه النتائج مطابقة لما جاء به الباحثون )‪.]11[ )Jelena et al‬‬

‫شكل (‪ : ) 4‬تأثير الدالة الحامضية على كفاءة إزالة ايونات الخارصين عند استخدام هيدروكسيد الصوديوم‪.‬‬

‫‪96‬‬

‫أحمد ‪ :‬إزالة المعادن الثقيلة من مياه الفضالت الصناعية بالترسيب الكيمياوي‬

‫نالحظ من الشكل (‪ )5‬الذي يمثل معالجة ايونات النحاس باستخدام هيدروكسيد الكالسيوم بتركيز ‪ 0.05‬عياري مع‬ ‫اخذ زمن ترسيب ثابت ‪ 30‬دقيقة إن كفاءة اإلزالة تزداد مع زيادة الدالة الحامضية وتكون أفضل ما يمكن عندما تكون قيمة‬ ‫الدالة الحامضية ‪ 11‬وتكون للتراكيز االبتدائية ‪ 2‬و‪ 4‬و‪ 6‬ملغم‪/‬لتر تساوي ‪ 95‬و ‪ 97.5‬و ‪ %97.8‬على التوالي هذا‬

‫يعني إن أفضل ظروف لتفاعل النحاس مع هيدروكسيد الكالسيوم تحدث عند الدالة الحامضية ‪ 11‬حيث تعطي اقل‬ ‫ذوبانية أليونات المعدن وتكون عندها كفاءة االزالة اكبر ما يمكن‪ ,‬يفسر هذا السلوك طبقاً للبيانات الثرموداينميكية ان‬ ‫النحاس عند الدالة الحامضية ‪ 11‬موجود في مياه الفضالت بعد المعالجة بالمركونات التالية ‪ Cu(OH)2‬و ‪. Cu(OH(+‬‬

‫شكل (‪ : )5‬تأثير الدالة الحامضية على كفاءة إزالة ايونات النحاس عند استخدام هيدروكسيد الكالسيوم‪.‬‬ ‫يالحظ من الشكل (‪ )6‬الذي يمثل معالجة المنغنيز باستخدام هيدروكسيد البوتاسيوم بتركيز ‪ 0.05‬عياري بثبوت‬ ‫زمن الترسيب ‪ 30‬دقيقة‪ .‬إن كفاءة اإلزالة تزداد مع زيادة الدالة الحامضية وتساوي ‪ %85‬و ‪ %84.6‬و ‪ %89‬وتكون‬ ‫أفضل ما يمكن عند الدالة الحامضية ‪ 10‬عندما تكون التراكيز الداخلة للمنغنيز ‪ 2‬و‪ 5‬و‪ 8‬ملغم‪/‬لتر‪ .‬أي إن أفضل ظروف‬ ‫لتفاعل المنغنيز مع هيدروكسيد البوتاسيوم تظهر عند الدالة الحامضية ‪ .10‬يفسر هذا السلوك طبقاً للبيانات الثرموداينميكية‬

‫ب ان المنغنيز عند هذه القيمة من الدالة الحامضية يكون موجود في مياه الفضالت مركب بشكل ‪ .Mn(OH)2‬ويالحظ عند‬ ‫الدالة الحامضية ‪ 11‬إن المنغنيز انخفضت كفاءة اإلزالة له والتفسير لهذا السلوك إن ايونات المعادن تترسب عند قيمة‬ ‫معينة من الدالة الحامضية وعند زيادة قيمة الدالة الحامضية إلى نقطة معينة بعدها تعاد ذوبانيتها في المحلول نتيجة تكوين‬

‫معقد منحل بصيغة ‪.]16[ Mn(OH)-24‬‬

‫كما يالحظ انخفاض كفاءة اإلزالة ال غلب االيونات في تراكيز معينة عند قيمة الدالة الحامضية ‪ 9‬والسبب في ذلك‬

‫هو عدم حصول تفاعل تام وتكون معقدات معدنية ذائبة[‪.]11‬‬

‫‪97‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫شكل (‪ : )6‬تأثير الدالة الحامضية على كفاءة إزالة ايونات المنغنيز عند استخدام هيدروكسيد البوتاسيوم‪.‬‬ ‫فيما يخص نتائج النمط الثاني فالشكل (‪ )7‬يمثل معالجة مزيج من ايونات النحاس والخارصين والمنغنيز المذابة في‬ ‫الماء بتركيز ‪ 4‬و‪ 10‬و‪ 5‬ملغم‪/‬لتر على التوالي باستخدام كربونات الصوديوم بتركيز ‪ 0.1‬عياري نالحظ إن أفضل كفاءة‬ ‫إزالة أليونات النحاس والمنغنيز عند الدالة الحامضية ‪ 9‬وتساوي ‪ %96.5‬و ‪ %90.4‬على التوالي وتنخفض بعدها مع‬ ‫زيادة الدالة الحامضية وصوال إلى قيمة ‪ . 11‬ونالحظ إن كفاءة اإلزالة للخارصين تزداد مع زيادة الدالة الحامضية لتصل‬ ‫إلى أعلى قيمة لها عند الدالة الحامضية ‪ 11‬وتساوي ‪ %82‬إن الترسيب بالكربونات ال يمكن حدوثه إال بوجود ايونات‬ ‫‪ CO3-2‬وايونات الكربونات الحرة يتطلب وجودها دالة حامضية عالية نسبياً ويتكون راسب كاربوني صلب نسبياً نالحظ بعد‬ ‫الدالة الحامضية ‪ 10‬انخفاض كفاءة اإلزالة والسبب في ذلك عند زيادة الدالة الحامضية إلى قيمة أعلى من ‪ 10‬يتكون‬ ‫هيدروكسي معدني معقد (‪ ) metal hydroxy complexes‬يسبب زيادة الذوبانية وبالتالي يخفض كفاءة الترسيب كما‬ ‫أكده الباحث )‪ .]17[ ) piero‬وبالمقارنة مع النمط األول نالحظ انخفاض كفاءة اإلزالة لجميع العناصر المدروسة‪.‬‬

‫شكل (‪ : )7‬تأثير الدالة الحامضية على كفاءة ازالة ايونات العناصر الثقيلة عند استخدام كاربونات الصوديوم‪.‬‬ ‫الشكل (‪ ) 8‬يمثل معالجة مزيج من ايونات النحاس والخارصين والمنغنيز المذابة في الماء بتركيز ‪ 4‬و‪ 10‬و‬ ‫‪5‬ملغم‪/‬لتر على التوالي باستخدام هيدروكسيد الكالسيوم بتركيز ‪ 0.05‬عياري نالحظ إن كفاءة اإلزالة تزداد مع زيادة الدالة‬ ‫الحامضية وتكون أفضل ما يمكن للخارصين والمنغنيز عند الدالة الحامضية ‪ 11‬وأفضل ما يمكن للنحاس عند الدالة‬ ‫الحامضية ‪ 9‬وتساوي ‪ %97.5‬للنحاس و ‪ %88‬للخارصين و‪ %94‬للمنغنيز ‪.‬لذلك ان ايونات العناصر الثقيلة حصل لها‬

‫أفضل ظروف تفاعل مع هيدروكسيد الصوديوم عند هذه القيم للدالة الحامضية أي إن هذه القيم تعطي أفضل كمية من‬ ‫ايونات الهيدروكسيد (‪ )OH-‬لتتفاعل مع ايونات العناصر الثقيلة وتعطي اقل ذوبانية لها تكون عندها كفاءة اإلزالة اكبر ما‬ ‫يمكن‪ .‬كما يالحظ عند قيمة الدالة الحامضية ‪ 9‬يكون هناك انخفاض في كفاءة الترسيب للخارصين والسبب هو عدم‬ ‫حصول تفاعل تام وتكوين هيدروكسي معدني معقد يودي إلى زيادة الذوبانية للعناصر الثقيلة وبالتالي تقل الكفاءة وهناك‬

‫‪98‬‬

‫أحمد ‪ :‬إزالة المعادن الثقيلة من مياه الفضالت الصناعية بالترسيب الكيمياوي‬ ‫تأثيرات أخرى تودي إلى زيادة الذوبانية للعناصر الثقيلة مثل درجة الح اررة والقوة االيونية ‪ .‬وبالمقارنة مع النمط األول فأن‬ ‫النحاس والمنغنيز تكون كفاءة اإلزالة لهما في المزيج أفضل إما الخارصين تنخفض كفاءة اإلزالة له مقارنة مع النمط‬ ‫األول‪.‬‬

‫شكل (‪ : )8‬تأثير الدالة الحامضية على كفاءة ازالة ايونات العناصر الثقيلة عند استخدام هيدروكسيد الكالسيوم‪.‬‬ ‫الشكل(‪ ) 9‬يمثل نتائج االختبار لمعالجة مزيج من ايونات النحاس والخارصين والمنغنيز المذابة في الماء بتركيز ‪2‬‬ ‫و‪ 5‬و‪ 2‬ملغم‪/‬لتر على التوالي باستخدام هيدروكسيد البوتاسيوم عند قيم للدالة الحامضية التي تعطي أفضل كفاءة إزالة‬

‫أليونات العناصر الثقيلة لكل عنصر‪ .‬عند زمن ترسيب متغير ضمن الفترة )‪ )3- 0.5‬ساعة‪ ,‬نالحظ من الشكل إن كفاءة‬

‫اإلزالة للنحاس عند قيمة الدالة الحامضية ‪ 10‬تزداد مع زيادة زمن الترسيب لتعطي إزالة كاملة أليونات النحاس عند زمن‬ ‫ترسيب ‪ 1‬ساعة وتستقر بعدها‪ ,‬إما المنغنيز فنالحظ إن كفاءة اإلزالة له عند قيمة الدالة الحامضية ‪ 11‬تزداد مع زيادة زمن‬ ‫الترسيب لتعطي كفاءة بحدود ‪ %99.5‬عند زمن ترسيب ساعتين ‪ .‬ونالحظ إن الخارصين عند قيمة الدالة الحامضية ‪9‬‬

‫فأن كفاءة اإلزالة له تتأثر قليالً بزيادة زمن الترسيب ويحتاج زمن ترسيب يصل إلى ‪ 3‬ساعة ليعطي كفاءة إزالة بحدود‬

‫‪ . %95.2‬ومنها فان أفضل زمن ترسيب للنحاس والمنغنيز والخرصين هو‪ 1‬و ‪ 2‬و ‪ 3‬ساعة على التوالي‪ .‬إن زمن‬ ‫الترسيب يعتمد على الخواص الفيزياوية للرواسب ‪.‬‬

‫شكل (‪ : )9‬مقارنة ثاثير زمن الترسيب على كفاءة االزالة اليونات العناصر الثقيلة عند استخدام هيدروكسيد البوتاسيوم‪.‬‬

‫‪99‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫نالحظ من النتائج التي تم التوصل إليها بوجود اختالف بين قيم الدالة الحامضية الالزمة لعملية ترسيب لكل معدن‬ ‫عن األخر بسبب اختالف تأثر ثابت التوازن بالدالة الحامضية وبسبب مدى انخفاض قيم معامل الفعالية لاليونات الذائبة‬ ‫ومدى انخفاض الجهد الكيمياوي للذوبانية وباإلضافة إلى القوة األيونية وتأثرها بوجود االيونات السالبة والموجبة والتوازن‬

‫الكهربائي‪.‬‬

‫االستنتاجات‬ ‫تم التوصل من خالل النتائج التي تم الحصول عليها إن أفضل كفاءة إزالة للنحاس والخارصين عند وجودها بالماء‬ ‫لوحدها عند الدالة الحامضية ‪ 11‬للنحاس وعند الدالة الحامضية ‪ 10‬للمنغنيز وعند وجود االيونات بشكل مزيج فان أفضل‬ ‫إزالة أليونات للنحاس تحدث عند الدالة الحامضية ‪ 9‬وأفضل إزالة أليونات الخارصين والمنغنيز تحدث عند الدالة‬ ‫الحامضية ‪ .10‬في الحالة األولى تحدث إزالة كاملة أليونات المنغنيز عند استخدام هيدروكسيد الكالسيوم‪ .‬وازالة ‪%98.4‬‬ ‫من ايونات الخارصين عند استخدام هيدروكسيد الصوديوم اما النحاس فتتحقق له إزالة أكثر من ‪ %96.66‬مع كل من‬ ‫هيدروكسيد الصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم‪ .‬عند وجود االيونات بشكل مزيج في المحلول فأن أفضل إزالة للمنغنيز تحدث‬

‫عند استخدام هيدروكسيد الصوديوم وهيدروكسيد الكالسيوم بزمن ترسيب ‪ 2‬ساعة وتكون اكبر من ‪ .%98.2‬إما النحاس‬

‫فتتحقق له إزالة كاملة مع كل من هيدروكسيد الصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم بزمن ترسيب ساعتين‪ .‬وتتحقق إزالة ‪%90‬‬ ‫من للخارصين مع هيدروكسيد الصوديوم‪ .‬تم االستنتاج إن كل من هيدروكسيد الصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم تعطي‬ ‫كفاءة ترسيب أفضل عند وجود الملوثات مع بعضها في المحلول باستثناء الخارصين‪.‬‬

‫المصادر‬

‫‪1. Laidler K.J. and J.H. Meiser: "Physical chemistry". Benjamin Cummings Publishing‬‬ ‫‪Company, California, (1982), pp. 775.‬‬ ‫‪2. Pappalardo, L., Jumean, F. and Abdo, N: "Removal of Cadmium, Copper, Lead and‬‬ ‫‪Nickel from Solution by White, Yellow and Red United Arab Emirates Sand". American‬‬ ‫‪Journal of Environmental Sciences, Vol. 6, No.1, 2010, pp. 41-44.‬‬ ‫‪3. Shukla, A., Zhang, Y., Dubey, C., Margrave, J.L and Shukla, S: "The Role of Sawdust in‬‬ ‫‪the Removal of Unwanted Materials from Water". Journal of Hazardous Materials, B95,‬‬ ‫‪2002, pp. 137-152.‬‬ ‫‪4. Osick J. and I.L. Cooper: "Adsorption". John Wiley and Sons, New York, 1982, pp. 126.‬‬ ‫‪5. Schäfer H, Rötlich H: "Arsenentfernung aus Prozesswasser". WLB 9, 2005, pp. 16-20.‬‬ ‫‪6. Letowski F, Blaszczyk R, Ostrowski A, Salagacki Z: "Synergy of Pyrohydrolysis with‬‬ ‫‪Metals Extraction from Oxide Ores". Proceedings of EMC, Waschki U (ed), GDMB‬‬ ‫‪Medienverlag, Dresden, Germany, 2005, pp. 633-643.‬‬ ‫‪7. Rose AW, Means B, Shah PJ: "Methods for Passive Removal of Manganese from acid‬‬ ‫‪Mine Drainage", wvu.edu, 2003, TFS, pp. 3.‬‬ ‫"‪8. Gheju M. and Cocheci L: "Simultaneous Removal of Heavy Metals from Wastewaters‬‬ ‫‪Chem. Bull. "POLITEHNICA" Univ. Timisoara, Vol. 55, No. 69, 2010, pp. 1-5.‬‬ ‫‪9. Mahmood M. Barbooti, Nagham A. Ageena & Manal A. Tooma: "Removal Of‬‬ ‫‪Chromium From Electroplating Wastewater By Simple Chemical Treatment And Ion‬‬ ‫‪Exchange", Eng. & Tech, Vol. 26, No.11, 2008, pp. 595-612.‬‬

‫‪100‬‬

‫ إزالة المعادن الثقيلة من مياه الفضالت الصناعية بالترسيب الكيمياوي‬: ‫أحمد‬ 10. Magdalena Balintova, Aneta Petrilakova: "Study of pH Influence on Selective Precipitation of Heavy Metals from Acid Mine Drainage". In 11th Conference on Environment and Mineral Processing. VŠB-TU Ostrava, Czech Republic, 2007, pp. 255-260. 11. Jelena Pavloviƒ, Sreƒko Stopiƒ, Bernd Friedrich and zeljko Kamberoviƒ: "Selective Removal of Heavy Metals from Metal- Bearing Wastewater in Cascade Line Reactor" Environ Sci Pollut Res, 2006, pp. 1-5. 12. Dyer, J. A., Scrivner, N. C., and Dentel, S. K: “A practical guide for determining the solubility of metal hydroxides and oxides in water” Environ. Prog., Vol. 17, No.1, 1998, pp.1-8. 13. Charerntanyarak, L: “Heavy metals removal by chemical coagulation and precipitation” Water Sci. Technol., Vol.39, No.10-11, 1999, pp.135-138. 14. Robert crear: "Engineering and Design precipition\ coagulation \ flocculation", Manual No. 1110-1-4012 15 , 2001, pp. 1-101. 15. EPA Technical Resource Document: "Treatment Technologies for Metal /CyanideContaining Wastes" .Hazardous Waste Engineering Research Laboratory, NTIS Order Number PB 38-143896, 1987. 16. Ruijuan Qu, Jiaqi Shi, Dinglong Li, Zhongbo Wei, Xi Yang & Zunyao Wang: "Heavy Metal and Phosphorus Removal from Waters by Optimizing Use Calcium Hydroxide and Risk Assessment", Vol. 1, No. 1, 2012. 17. Piero M. Armenante ngit: "Precipitation of Heavy Metals from Wastewaters", Cls06-21.doc, 1997, pp. 41.

101

.... ‫ تاثير اللمجال المغناطيسي على بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه االسالة‬: ‫امين‬

‫تأثير المجال المغناطيسي على بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه‬ ‫الجوفي وامكانية االستفادة منها في مجاالت مختلفة‬/‫الخزان‬/‫اإلسالة‬ ‫أحالم زكي أمين‬

‫ جامعة الموصل‬/‫ قسم هندسة البيئة‬/‫كلية الهندسة‬ ‫الخالصة‬

pH- ‫تناول البحث دراسة تأثير المجال المغناطيسي على بعض الخصائص ألعامه للمياه شملت الدالة الحامضية‬ ‫ وتراكيز األيونات‬,Alkal. ‫ القاعدية‬,TH ‫ العسرة الكلية‬,DO ‫ األوكسجين المذاب‬,EC ‫ التوصيل الكهربائي‬,value ‫ الفوسفات‬,K+ ‫ البوتاسيوم‬, Na+ ‫ الصوديوم‬,Mg+2 ‫ المغنيسيوم‬, Ca+2 ‫المذابة الموجبة والسالبة لكل من الكالسيوم‬ ‫ ولنوعيات مختلفة من المياه تضمنت مياه االساله‬Cl-1 ‫ الكلوريدات‬, NO3-1 ‫ النترات‬,SO4-2 ‫ الكبريتات‬,PO4-3 ‫تم دراسة هذه الخصائص قبل تمرير الماء خالل المجال المغناطيسي وبعده أظهرت‬.‫وماء الخزان في المنزل وماء جوفي‬ ,EC ‫ التوصيل الكهربائي‬,pH-value ‫النتائج معنوية ألمعامله بالمجال المغناطيسي لكل من الدالة الحامضية‬ ,K+ ‫ البوتاسيوم‬, Na+ ‫ الصوديوم‬, Ca+2 ‫ وتراكيز ايونات الكالسيوم‬, TH ‫ العسرة الكلية‬,DO ‫األوكسجين المذاب‬ ‫ بينما أظهرت الخصائص األخرى استجابة معنوية في‬.‫ وألنواع المياه المدروسة‬Cl-1 ‫ الكلوريدات‬, NO3-1 ‫النترات‬ ‫أعطت النترات أعلى نسبة تأثير بالمجال المغناطيسي‬.‫نوع معين من المياه وعدم معنويتها في مياه أخرى‬ % 44.6 ‫ بمقدار‬Ca+2 ‫ و‬DO ‫ للماء الجوفي ثم‬%+43.3‫ لماء اإلسالة يليها الفوسفات بنسبة‬%+8..5‫بمقدار‬ ‫ كانت المعاملة وبشكل عام معنوية لماء الخزان المنزلي والماء‬.‫ على التوالي لماء الخزان في المنزل‬%4..8‫و‬ .‫الجوفي مقارنة بماء اإلسالة‬ The effect of magnetic field on some physical and chemical properties of tap water/ domestic storage tank and ground water and it,s utilization in different fields Ahlam Zeki Ameen college of engg / University of Mosul.

Abstract This research includes the effect of magnetic field on some water properties such as PH-value, Electrical Conductivity , Dissolved Oxygen , Alkalinity , negative and positive dissolved ion concentration (Magnesium , Calcium , Sodium , Potassium , nitrate , sulphate, chlorides, phosphates) for different types of water including tap water, domestic storage tank and ground water. Those properties had been studied before and after magnetic treatment .The obtained results indicated significant magnetic treatment for pH-value, Electrical Conductivity, Dissolved Oxygen, Total Hardness, calcium, sodium, potassium, chlorides, nitrate, for the studied types of water, but other properties indicate significant magnetic treatment in such types of water and not significant in others. Maximum rate effect was (+52.8% nitrate ) for tap water followed by (43.3% phosphate) for ground water, then (+44.6 % dissolved oxygen and +42.5% calcium) for domestic storage tank and ground water compared with tap water. Key words :tap water ,domestic storage tank ,ground water, magnetic treatment, water properties.

102

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪.193/99/.9-91‬‬

‫المقدمة ومراجعة المصادر‬ ‫يعتبر الماء أكثر المواد شيوعا وأهمية في الطبيعة‪ ,‬يحتاجه اإلنسان والحيوان والنبات لنموه‪ ,‬كما نحتاجه في حياتنا‬ ‫وعملنا وفي الزراعة والصناعة وال حياة بدون ماء‪ .‬ناد ار ما يتواجد الماء في الطبيعة بحالة نقية‪ ،‬إذ تتغير نوعيته أثناء‬ ‫جريانه على األرض‪ ,‬وتلتقط المتساقطات الدقائق المختلفة من الجو‪ ,‬وتطرح كميات هائلة من مياه الفضالت إلى البيئة ‪،‬‬

‫لذا أصبحت المياه الصالحة للشرب ملوثة بمركبات كيميائية مذابة مضرة لإلنسان والبيئة وتحتاج إلى عمليات فيزيائية‬ ‫وكيميائية صعبة ومعقدة لتنقيتها‪ .‬إن استخدام مثل هذه األنواع من المياه في ألصناعه وفي تجهيز محطات االساله يؤدي‬ ‫إلى مشاكل شائعة ومكلفة وهي ظهور التكلس والترسبات التي تحدث نتيجة تبلور وترسيب وتصلب المعادن الموجودة فيها‬ ‫محدثة أضرار في أجهزة وأنابيب نقل المياه‪ ،‬حيث تعمل على تقليص قطر األنابيب لتؤثر على كفاءة الجريان الذي يمثل‬

‫مشكلة اقتصادية تتطلب المزيد من الطاقة وكلف التشغيل والصيانة ‪ .‬يطلق على محتوى المياه من المعادن المذابة بالعسرة‬ ‫التي تزال عادة بطرق كيميائية معقدة ومضرة للبيئة منها التبادل أاليوني والضغط التنافذي والترسيب الكيماوي]‪ .[1‬إن إيجاد‬ ‫طرق جديدة للتعامل والتحول إلى استخدام معالجات فيزيائية يقلل من اآلثار السلبية لتلوث المياه و يحد من التعامل مع‬

‫الكيمياويات الخطرة ويقلل من كلف طرحها وتلويثها للبيئة ليساعد في حل العديد من المشاكل الصحية والبيئية‪ .‬من هنا‬

‫جاءت فكرة البحث في استخدام تقنية المعاملة المغناطيسية لتنقية المياه‪ .‬اذ اتضح ان هناك حاجة ماسة إلى طرق فعالة‬ ‫وآمنة جديدة لتنقية المياه والتي تعتبر بمثابة محاكاة لما يحدث في الطبيعة‪ .‬تعد عملية مغنطة المياه من بين التكنولوجيات‬

‫ألحديثه والمستخدمة حاليا ‪.‬فقد تطورت العلوم المغناطيسية وأصبحت اكثر تعقيدا وخصوصا بعد ان ارتبطت خصائصها‬ ‫مع كل المواد الصلبة والسائلة والغازية فضال عن الكتلة الحية]‪ .[2] [3] [4‬اوضح ]‪ [5‬ان التكنولوجيا المغناطيسية هي‬ ‫المعاملة الواعدة لعزل الملوثات من الماء‪ .‬ووجد باحثون عند وضع مغناطيس دائم بتالمس مع الماء لفترة من الزمن يؤدي‬

‫الى شحن الماء مغناطيسيا ليكتسب الخصائص المغناطيسية والتي تؤثر على جسم اإلنسان عند تناوله بصورة منتظمة‬ ‫ولفترة من الزمن]‪.[6‬الحظ ]‪ [7‬عند تعريض الماء الى المجال المغناطيسي‪ ,‬تتغير خصائصه ليصبح أكثر جريانا ويفعم‬ ‫بالحيوية و اعتبره والدة علم جديد هو المغناطيسية الحيوية"‪ "Magneto Biology‬واثبت فوائدها العديدة في الزراعة‪.‬‬ ‫أوضحت ]‪ [8‬بان جزيئات األمالح كالكالسيوم والمغنيسيوم في المياه تميل إلى تكوين روابط عشوائية فيما بينها أثناء‬ ‫حركتها الغير منتظمة في الماء وعندما تصبح هذه الروابط كبيرة أوان تراكيزها اكبر من حاصل اإلذابة لتلك الرواسب فإنها‬

‫تترسب على الجدران الداخلية لألنابيب الناقلة لها مكونة رواسب ملحية تقلل تدفق المياه‪ ,‬يقوم المجال المغناطيسي بتنظيم‬ ‫سير هذه الجزيئات ليمنع تكوين هذه الروابط ومن ثم يمنع تكوين الرواسب الملحية‪ .‬أشار ]‪ [9‬الى أهم العوامل التي تعتمد‬ ‫عليها نجاح المعاملة المغناطيسية هي‪ :‬شدة المجال المغناطيسي‪ ,‬زمن التعرض له‪ ,‬توجيهه عمودي على جريان الماء ‪.‬‬

‫ذكر ]‪ [10‬ان العديد من الخواص الكيميائية والفيزيائية للماء تتغير عند تعرضه للمجال المغناطيسي لمدة كافية من الزمن‬ ‫منها التوصيل الكهربائي والرقم الهيدروجيني بسبب تأثير المجال المغناطيسي في شكل زاوية الربط بين ذرتي الهيدروجين‬ ‫وذرة األوكسجين في جزيئات الماء ليقللها إلى ‪ 103‬درجة فتجتمع ضمن مجموعات جزيئيه صغيرة تحسن امتصاص الماء‬ ‫عبر جدران الخاليا الحية‪.‬‬ ‫يعرف الماء الممغنط بالماء الذي يتم الحصول عليه بعد تمريره من خالل مجال مغناطيسي معين أو بوضع‬ ‫المغناطيس داخل الماء أو بالقرب منه لفترة من الزمن فيؤدي ذلك إلى تغيير بعض خصائصه]‪. [11‬‬

‫‪103‬‬

‫امين ‪ :‬تاثير اللمجال المغناطيسي على بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه االسالة ‪....‬‬

‫هدف الدراسة‬ ‫‪ -9‬معرفة كفاءة المعاملة الفيزيائية بتأثير المجال المغناطيسي على تغيير بعض خصائص الماء الفيزيائية‬ ‫والكيميائية‪.‬‬

‫‪ -.‬مقارنة تأثير المعاملة المغناطيسية على أنواع مياه مختلفة (مياه إسالة‪ ,‬ماء خزان منزلي‪ ,‬ماء جوفي)‪.‬‬ ‫‪ -3‬إمكانية التعرف على خصائص الماء األكثر تأث ار بالمعاملة المغناطيسية لغرض االستفادة منها في تطبيقات‬ ‫عملية (الطب والصناعة والزراعة وغيرها)‪.‬‬

‫المواد وطرائق العمل‬ ‫تتوفر حاليا أنواع مختلفة من أدوات معاملة الماء مغناطيسيا التي تتكون من مغناطيس دائم واحد أو أكثر يثبت‬ ‫على السطح الداخلي او الخارجي ألنبوب تجهيز الماء الرئيسي فيتعرض الماء إلى تأثير المجال المغناطيسي‪ .‬أجريت‬

‫الدراسة على ثالثة أنواع من المياه هي ماء الحنفية (اإلسالة) ‪,‬ماء الخزان المنزلي (خزان)‪ ,‬ماء بئر من حي نركال‬ ‫(جوفي)‪ .‬تمت المغنطة بتمرير النماذج ولمرة واحدة من خالل ممغنط المياه (مغنترون) ‪ AQUARETTE‬من شركة‬

‫(‪ (GIMRET‬األلمانية قطره ‪ 0.5‬سم وشدة فيضه المغناطيسي ‪ 130‬جاوس (‪ 13‬ملي تسال)‪ .‬الجاوس=‪ 014‬تسال‪ ,‬وهو‬ ‫وحدة قياس المجال المغناطيسي‪ .‬تم قياس شدته المغناطيسية بجهاز ( الجاوس ميتر) في مختبر قسم الفيزياء كلية التربية_‬ ‫جامعة‬

‫الموصل‪،‬‬

‫ويدخل‬

‫في‬

‫تركيبه‬

‫كال‬

‫القطبين‬

‫الشمالي‬

‫والجنوبي )‪ .(Dipolar‬بلغ معدل تصريف الماء إثناء التجارب ‪3.75‬‬ ‫مللتر‪ /‬ثانية وبسرعة جريان ‪ 15‬سم‪ /‬ثانية ليصل زمن تعرض‬

‫الماء‬

‫للمجال المغناطيسي ‪ 3‬ثانية‪ .‬الشكل(‪ )1‬يوضح األدوات المستخدمة في‬ ‫البحث‪.‬‬ ‫شكل (‪ )0‬األدوات المستخدمة في البحث‬ ‫أجريت الفحوصات والتحاليل المختبرية الفيزيائية والكيميائية بواقع ‪5‬‬ ‫مكررات لكل خاصية ولألنواع الثالثة من المياه قبل تعريض الماء للمجال المغناطيسي وبعده‪ .‬شمل هذا البحث دراسة ‪04‬‬ ‫خاصية للماء هي ‪ :‬الدالة الحامضية ‪,pH-value‬التوصيل الكهربائي ‪,EC‬األوكسجين المذاب ‪,DO‬القاعدية ‪, Alkal.‬‬ ‫وتركيز االيونات المذابة الموجبة والسالبة لكل من الكالسيوم‪ ,Ca+2‬المغنيسيوم ‪Mg+2‬‬ ‫العسرة الكلية ‪,T.H‬عسرة الكالسيوم‪ ,‬ا‬

‫‪ ,‬الصوديوم ‪ Na+‬والبوتاسيوم ‪ ,k+‬الكلوريد ‪ ,Cl-1‬النترات ‪ ,NO3-1‬الكبريتات ‪ SO4-2‬والفوسفات‪PO4-3‬‬ ‫أجريت الفحوصات تبعا للمواصفات القياسية المعتمدة في ‪STANDARD METHODS‬‬

‫‪APHA,AWWA,WPCF,1985‬‬ ‫‪‬‬

‫الرقم الهيدروجيني ‪ pH-value‬باستخدام جهاز ‪.Hanna Instrument-PH 211‬‬

‫‪‬‬

‫التوصيل الكهربائي )‪ Electrical Conductivity(EC‬باستخدام جهاز ‪Digital Conductivity meter‬‬ ‫بوحدة مايكرو موز‪/‬سم‪.‬‬

‫‪‬‬

‫األوكسجين المذاب في الماء )‪ Dissolved Oxygen (DO‬باستخدام جهاز‪ DO-Meter‬بدقة ‪ 1.0‬ملغم‪/‬لتر‪.‬‬

‫‪104‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪.193/99/.9-91‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫العسرة الكلية )‪ Total Hardness(TH‬باستخدام طريقة ‪.EDTA Titrimetric Method‬‬

‫الكلوريد )‪ Chloride (Cl-‬باستخدام طريقة ‪.Argent metric Method‬‬ ‫الكبريتات )‪ Sulfate(SO4-2‬باستخدام طريقة‬

‫‪.Turbid metric Method‬‬

‫النترات )‪ Nitrate(NO3-1‬باستخدام طريقة ‪.Ultraviolet spectrophotometric Screening‬‬

‫الصوديوم والبوتاسيوم ‪ Na+, K+‬باستخدام جهاز ‪. Flame photometer Model Buck‬‬ ‫الفوسفات )‪ phosphate (PO4-3‬باستخدام طريقة ‪.Stannous chloride‬‬

‫تم تحليل النتائج باستخدام البرنامج اإلحصائي )‪ (MINI TAP‬لمعرفة معنوية المعاملة المغناطيسية من عدمها‬ ‫واستخدم اختبار )‪ (paired-t- test‬للمقارنة بين الخصائص المدروسة وألنواع المياه المستخدمة في البحث (إسالة‪,‬‬

‫خزان‪,‬جوفي) قبل المعاملة المغناطيسية وبعدها‪ .‬كما استخدم اختبار )‪ (unpaired-t-test‬لمعرفة نوعية الماء‬ ‫األكثر تأث ار بالمعاملة المغناطيسية اعتمادا على الخصائص المقاسة والمذكورة سابقا‪ .‬اعتمدت النتائج اإلحصائية‬

‫معنوية عند مستوى احتمال)‪ (0.05‬أو اقل‪.‬‬

‫النتائج و المناقشة‬

‫الدالة الحامضية ‪pH- value‬‬ ‫يظهر الجدول(‪ )0‬زيادة معنوية في قيم الدالة الحامضية بتأثير المعاملة المغناطيسية وألنواع المياه (إسالة‪,‬‬

‫خزان‪ ,‬جوفي)‪ .‬كانت اعلى نسبة مئوية للتأثير في قيمة الدالة الحامضية لماء الخزان المنزلي بنسبة ‪( %5.0+‬وصلت‬ ‫قيمة الدالة الحامضية ‪ 6.7‬بتأثير المعاملة المغناطيسية مقارنة مع ‪6..7‬بدونها)‪ ,‬يليها الماء الجوفي بنسبة تأثير ‪%4.0+‬‬ ‫ثم ماء اإلسالة بنسبة تأثير‪ . %0.7+‬هذه الزيادة في قيم الدالة الحامضية مقاربة للنتائج التي توصل إليها ]‪ [12‬عند‬ ‫استخدامه طريقة الري بالرش باستخدام الماء الممغنط للحصول على أعلى نسبة زيادة في تناسق اإلرواء بتسليط مجال‬ ‫مغناطيسي مستمر شدته ‪ 0711‬جاوس لتزداد قيمة الدالة الحامضية من (‪ ) 1.00- 6.65‬أي بنسبة تأثير ‪%4.6+‬‬ ‫ومقاربة لنتائج ]‪ [13‬عند استخدامها التكنولوجيا اآلمنة بالمجال المغناطيس بشدة ‪ 071‬ملي تسال ولمدة ‪ 6‬ايام لمعالجة‬ ‫المياه الراكدة في بحيرة شرق جدة اذ ارتفعت قيمة ‪ pH‬من (‪ .)7.16- 7.46‬إن التغير الحاصل في قيم الدالة الحامضية‬ ‫يعود إلى التغير في طبيعة األواصر الهيدروجينية التي تربط جزيئات الماء مع بعضها بعد تعرضها للمجال المغناطيسي‬ ‫]‪, [14‬وأضاف]‪ [15‬بان المجال المغناطيسي يربك السطح البيني للغاز‪ /‬السائل وينتج أوكسجين حيوي‪.‬‬ ‫جدول (‪ )0‬نتائج التحليل اإلحصائي‪ paired-t-test‬لقيم الدالة الحامضية ‪ pH-value‬بتأثير المعاملة المغناطيسية‬ ‫وبدونها لماء (اإلسالة ‪ ,‬خزان‪ ,‬جوفي) مع النسبة المئوية للتأثير بالمجال المغناطيسي‬

‫المعدل ‪ +‬االنحراف المعيارى‬ ‫نوع‬ ‫الماء‬ ‫إسالة‬ ‫خزان‬ ‫جوفي‬

‫قبل المغنطة‬

‫بعد المغنطة‬

‫‪040.0+248.7‬‬

‫‪040.0+240.7‬‬

‫‪0400.+2473‬‬

‫‪040.0+247‬‬

‫‪04008+2437‬‬

‫‪04070+2472‬‬

‫النسبة المئوية للتأثير‬ ‫‪P-value‬‬ ‫‪ P=0.002‬معنوي‬

‫‪+ .43‬‬

‫‪ P<0.05‬معنوي‬

‫‪+04.‬‬

‫معنوي‬

‫‪+.4.‬‬

‫‪P<0.05‬‬

‫‪105‬‬

‫امين ‪ :‬تاثير اللمجال المغناطيسي على بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه االسالة ‪....‬‬

‫التوصيل الكهربائي ‪EC‬‬ ‫يظهر الجدول(‪ ).‬زيادة معنوية في قيم التوصيل الكهربائي بتأثير المعاملة المغناطيسية وألنواع المياه‬ ‫(إسالة‪ ,‬خزان‪ ,‬جوفي)‪ .‬حصلت أعلى نسبة مئوية للتأثير في قيمة التوصيل الكهربائي لماء الخزان بنسبة ‪ ( %.5+‬وصلت‬ ‫قيمة التوصيل الكهربائي ‪ 67..7‬بتأثير المعاملة المغناطيسية مقارنة مع ‪ 517..‬من دونها )‪ ,‬تالها ماء االساله بنسبة‬

‫تأثير ‪ %..4+‬ثم الماء الجوفي بنسبة تأثير ‪ .% ..0+‬هذه الزيادة في قيم التوصيل الكهربائي مشابهة للنتائج التي توصل‬

‫إليها ]‪ [12‬عند استخدامه الماء الممغنط في طريقة الري بالرش للحصول على أعلى نسبة زيادة في تناسق اإلرواء‪.‬حيث‬ ‫وصلت قيمة التوصيل الكهربائي للماء ‪ 461‬مايكرو موز‪/‬سم بعد تسليط مجال مغناطيسي مستمر بشدة ‪ 0.17‬جاوس‬ ‫مقارنة مع‪ 455‬مايكروموز‪/‬سم للماء االعتيادي اي بنسبة تاثير ‪.%7.7+‬ومشابهة لنتائج ]‪ [16‬الذي درس تاثير المعاملة‬ ‫المغناطيسية لماء الري في إزالة األمالح من التربه‪ .‬يعزى السبب في ذلك بان تسليط مجال مغناطيسي على الماء يعمل‬ ‫على تغير و تفكك الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء ويؤثر على استقطابيته ليقلل من مستوى اتحاد أجزائه ويزيد من‬ ‫قابلية التوصيل الكهربائي ويؤثر على تحلل بلورات األمالح]‪.[ 01, 01,17‬كذلك كانت النتائج مشابهة للزيادة المعنوية‬ ‫التي حصل عليها ]‪ [20‬عند دراسته لترسيب كربونات الكالسيوم من محلول كربونات الصوديوم المعامل مغناطيسيا‬ ‫اشارلى السطح البيني القلق للغاز‪ /‬السائل ‪.‬‬ ‫باستخدام مغنترون ‪ 1..6‬تسال وبتصريف‪ 0.4‬مللتر‪ /‬ثانية ولمدة ‪ 5‬دقائق و ا‬ ‫جدول (‪ ).‬نتائج التحليل اإلحصائي ‪ paired-t-test‬لقيم التوصيل الكهربائي ‪( EC‬مايكرو موز‪/‬سم) بتأثير المعاملة‬ ‫المغناطيسية وبدونها لماء (اإلسالة ‪ ,‬خزان‪ ,‬جوفي) مع النسبة المئوية للتأثير‬

‫نوع‬ ‫الماء‬

‫المعدل ‪ +‬االنحراف المعيارى‬ ‫بعد المغنطة‬ ‫قبل المغنطة‬

‫‪P-value‬‬ ‫‪P<0.05‬‬

‫إسالة‬ ‫خزان‬ ‫جوفي‬

‫‪3430+70047‬‬

‫‪7402+77847‬‬

‫معنوي‬

‫النسبة المئوية للتأثير‬ ‫‪+74.‬‬

‫‪743.+08747‬‬

‫‪3470+23747‬‬

‫‪P<0.05‬‬

‫معنوي‬

‫‪+70‬‬

‫‪.38+33700‬‬

‫‪72.+3.300‬‬

‫‪P=0.006‬‬

‫معنوي‬

‫‪+ 74.‬‬

‫األوكسجين المذاب ‪DO‬‬ ‫يظهر الجدول(‪ )7‬زيادة معنوية في قييم األوكسيجين الميذاب بتيأثير المعاملية المغناطيسيية ولميياه (الخيزان‪ ,‬الجيوفي) ‪,‬‬ ‫في حين لم تكن الزيادة معنوية لماء اإلسالة ‪.‬حصيلت أعليى نسيبة للتيأثير فيي قيمية األوكسيجين الميذاب لمياء الجيوفي بنسيبة‬ ‫‪ ,% 44.7+‬يليها ماء الخزان و بنسبة ‪ . % 00.7+‬هذه الزيادة في قييم األوكسيجين الميذاب لمياء الخيزان أعليى قلييال لميا‬

‫نش يرته ]‪ [21‬زيييادة اسييتيعابية الميياء الممغيينط لألوكسييجين بنسييبة ‪ %01‬أكثيير ميين الميياء العييادي‪ ,‬وان مغنط ية الميياء ت يذيب‬ ‫أوكسييجين أكثيير وتعجييل سييرعة التفيياعالت الكيماوييية لييه ]‪ . [20‬أشييار ]‪ [22‬بييان المعامليية المغناطيسييية تييؤثر علييى السييطح‬ ‫البينييي للغاز‪/‬السييائل وتنييتج هيييدروجين وأوكسييجين حيييوي بسييبب التغييير فييي سييمك طبقيية ‪ hydration layer‬قييرب االيونييات‬ ‫والسييطوح‪ .‬إن هييذه الزيييادة فييي تراكيييز األوكسييجين المييذاب فييي الميياء ذات اهمييية كبييرة فييي تنظيييم األفعييال الحيوييية لمجيياميع‬ ‫األحي يياء المجهري يية ف ييي الماء‪,‬كم ييا تعم ييل علي ييى تحل ييل الملوث ي يات العض ييوية هوائييييا وال ييتخلص منهيييا‪ .‬وم يين تطبيقيييات التقنيي يية‬ ‫المغناطيسية تحسن نوعية مياه بحيرة القرم في مسقط‪[23].‬‬

‫‪106‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪.193/99/.9-91‬‬ ‫جدول (‪ )7‬التحليل اإلحصائي‪ paired-t-test‬لقيم األوكسجين المذاب بالملغم ‪ /‬لتر بتأثير المعاملة المغناطيسية وبدونها‬ ‫لماء (اإلسالة ‪ ,‬خزان‪ ,‬جوفي) مع النسبة المئوية للتأثير بالمجال المغناطيسي‬ ‫نوع الماء‬

‫المعدل ‪ +‬االنحراف المعيارى‬ ‫بعد المغنطة‬ ‫قبل المغنطة‬

‫‪P-value‬‬

‫اسالة‬

‫‪043.7+04088‬‬

‫‪04.07+74.70‬‬

‫خزان‬

‫‪047.7+0407‬‬

‫‪04.8.+74.70‬‬

‫جوفي‬

‫‪04300+34..0‬‬

‫‪04080+.40.0‬‬

‫‪P=0.08‬‬ ‫غيرمعنوي‬ ‫‪ P=0.001‬معنوي‬ ‫‪ P<0.05‬معنوي‬

‫النسبة المئوية لتاثير‬ ‫‪+047‬‬ ‫‪+ ..47‬‬ ‫‪+ ..47‬‬

‫القاعدية ‪Alkalinity‬‬ ‫يظهر الجدول(‪ )4‬تأثير معنوي للمعاملة المغناطيسية في قيم قاعدية أنواع المياه (إسالة ‪ ,‬جوفي) ‪,‬في حين لم تكين‬ ‫المعاملي يية المغناطيسي ييية معنويي يية لمي يياء الخ ي يزان‪ .‬بلغي ييت قيمي يية القاعديي يية في ييي مي يياء اإلسي ييالة ‪ .61‬ملغم‪/‬لتي يير بتي ييأثير المعاملي يية‬ ‫المغناطيسييية مقارنيية مييع ‪ .11‬ملغم‪/‬لتيير بييدونها ليعطييي أعلييى نسييبة لتييأثير ‪ ,% 05.7+‬يليهييا قاعدييية الميياء الجييوفي بنسييبة‬

‫انخفاض‪ .%1.0‬هذه النتائج في انخفاض قيم قاعدية الماء الجيوفي اوطيا قلييال مميا توصيل إلييه ]‪ [24‬بتحسيين نوعيية مياء‬ ‫بئير جيوفي قاعيدي –عسيير بمعاملتيه مغناطيسيا عنيد د ارسييته لتيأثير هيذه المعامليية فيي تحسيين نميو النباتييات‪ .‬واعليى قلييال لمييا‬ ‫توصل إليه ]‪ [25‬عند استخدامه للتكنلوجيا المغناطيسية في الزراعة‪.‬‬ ‫جدول (‪ )4‬التحليل اإلحصائي‪ paired-t-test‬لقيم القاعدية بالملغم ‪/‬لتر بتأثير المعاملة المغناطيسية وبدونها لماء‬ ‫(اإلسالة ‪ ,‬خزان‪ ,‬جوفي) مع النسبة المئوية للتأثيربالمجال المغناطيسي‪.‬‬ ‫نوع الماء‬

‫المعدل ‪ +‬االنحراف المعيارى‬ ‫بعد المغنطة‬ ‫قبل المغنطة‬

‫‪P-value‬‬ ‫‪ P=0.022‬معنوي‬

‫اسالة‬

‫‪.7470+720‬‬

‫‪..483+788‬‬

‫خزان‬

‫‪.047.+728‬‬

‫‪840.+707‬‬

‫‪ P=0.130‬غير‬ ‫معنوي‬

‫جوفي‬

‫‪.4.2+.07‬‬

‫معنوي‬

‫النسبة المئوية للتاثير‬ ‫‪+ .047‬‬ ‫‪-240‬‬ ‫‪-84.‬‬

‫العسرة الكلية وعسرة الكالسيوم‬ ‫يظهر الجدول(‪ )5‬انخفاض معنوي في قيم العسرة الكلية وعسرة الكالسيوم بتاثير المعاملة المغناطيسية وألنواع‬

‫المياه (إسالة‪ ,‬خزان‪ ,‬جوفي)‪ .‬بلغ اعلي انخفاض في قيمة العسرة الكلية لماء الخزان بنسبة ‪ %.7.1‬يليها الماء الجوفي‬ ‫بنسبة ‪ % 01.2‬ثم ماء اإلسالة بنسبة ‪ .%5.5‬كذلك أثرت المعاملة المغناطيسية على عسرة الكالسيوم لتصل أعلى نسبة‬ ‫للتأثير في ماء الخزان بانخفاض ‪ %4..6‬يليها الماء الجوفي بنسبة انخفاض ‪ %01.5‬ثم ماء اإلسالة وبنسبة انخفاض‬ ‫‪ . %0..1‬هذه النتائج في انخفاض العسرة الكلية للماء اوطا قليال مما توصل إليه ]‪ [26‬الذي استطاع تقليلها بنسبة‬

‫‪ %51‬عند تسليطه مجال مغناطيسي ‪ 01‬تسال على الماء وبافتراضه بان قوة المجال المغناطيسي تؤثر على درجة‬

‫‪107‬‬

‫امين ‪ :‬تاثير اللمجال المغناطيسي على بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه االسالة ‪....‬‬ ‫‪ dehydration‬للمحلول ومن ثم التاثير على تفاعالت الماء ‪ .kinetics‬ان من مسببات عسرة الماء تواجد كربونات‬ ‫الكالسيوم والمغنيسيوم فيه‪ ,‬اذ تتجمع ايونات ا لكالسيوم والمغنيسيوم في الماء العادي بمواقع عدة لتكون نواة لبلورات صلبة‬ ‫‪ Caco3‬نوع الكالسايت تلتصق بالسطوح اشبه بشجره متفرعة يحدث المجال المغناطيسي تغير في هيكلية هذه المركبات‬

‫ويقلل من تاثير الطبقة الكهربائية المزدوجة ليساعد في تخثيرها ويغير نظام ترسيبها بشكل جسيمات قرصية رخوة سهلة‬

‫االزاله وبذلك تقل عسرة الماء‪.[28,27,2] .‬‬ ‫جدول (‪ )5‬التحليل اإلحصائي‪ paired-t-test‬لقيم العسرة الكلية وعسرة الكالسيوم بالملغم ‪/‬لتر بداللة ‪ Caco3‬بتأثير‬ ‫المعاملة المغناطيسية وبدونها لماء (اإلسالة ‪ ,‬خزان‪ ,‬جوفي) مع النسبة المئوية لتأثير المجال المغناطيسي‬ ‫المعدل ‪ +‬االنحراف المعيارى‬ ‫الخاصية‬

‫الوحدة‬

‫العسرة الكلية‬

‫اسالة‬ ‫خزان‬ ‫جوفي‬

‫عسرة‬ ‫الكالسيوم‬

‫اسالة‬ ‫خزان‬ ‫جوفي‬

‫قبل المغنطة‬

‫بعد المغنطة‬

‫‪74830+70.‬‬

‫‪3430+.0748‬‬

‫‪7402+.004.‬‬

‫‪+..74.0‬‬ ‫‪0432‬‬

‫‪0747+..88‬‬

‫‪7740+.337‬‬

‫‪047.+.304.‬‬

‫‪2472+..347‬‬

‫‪847+..748‬‬

‫‪0403+7.48‬‬

‫‪.047+70740‬‬

‫‪.040+07040‬‬

‫‪P-value‬‬

‫النسبة المئوية‬ ‫للتأثير‬

‫‪ P=0.009‬معنوي‬

‫‪-040‬‬

‫‪ P<0.05‬معنوي‬

‫‪-734.‬‬

‫‪ P=o.oo1‬معنوي‬

‫‪-.047‬‬

‫‪ P=0.001‬معنوي‬

‫‪-.740‬‬

‫‪ P<0.05‬معنوي‬

‫‪-.747‬‬

‫‪ P=0.02‬معنوي‬

‫‪-.040‬‬

‫االيونات المذابة الموجبة (كالسيوم ‪ ,Ca+2‬مغنسيوم ‪,Mg+2‬صوديوم ‪ ,Na+‬بوتاسيوم ‪) K+‬‬ ‫أظهرت النتائج جدول(‪ )7‬وبشكل عام معنوية المعاملة المغناطيسية اليونات(‪ (Ca+2,Na+,K+‬وعدم معنويتها اليون ‪Mg+2‬‬ ‫وألنواع المياه (إسالة‪ ,‬خزان‪ ,‬جوفي)‪ .‬إذ انخفضت تراكيز ايونات الكالسيوم ‪ Ca+2‬بتأثير المعاملة المغناطيسية بنسبة ‪%4..5‬‬ ‫لماء الخزان المنزلي يليها الماء الجوفي بنسبة انخفاض ‪ %01.0‬ثم ماء اإلسالة بنسبة انخفاض ‪ .%0..1‬هذه النتائج في‬ ‫انخفاض تراكيز ايونات الكالسيوم مقاربة لنتائج ]‪ [13‬التي حصلت على انخفاض بنسبة‪ %76,%.6‬باستخدامها مجال‬ ‫مغناطيسي ثابت ومتحرك وبشدة(‪ )711-071‬وعلى التوالي اثناء معالجتها لمياه بركة راكدة في شرق جدة‪ .‬إما المغنيسيوم‬ ‫‪ Mg+2‬فقد حصلت زيادة غير معنوية في تراكيز ايوناته بتأثير المعاملة المغناطيسية وألنواع المياه المستخدمة (إسالة‪ ,‬خزان‪,‬‬ ‫جوفي)‪ .‬تعد ايونات الكالسيوم والمغنيسيوم من أكثر االيونات شيوعا في تكوين عسرة الماء وان تقليلها يساعد في حل بعض‬ ‫مشاكل العسرة في أنابيب نقل المياه والسخانات والصناعات المختلفة وما تلحقه من أضرار اقتصادية فيها‪ .‬كذلك أثرت المعاملة‬ ‫تركيز ايونات الصوديوم ‪ Na+‬وكانت الزيادة معنوية في جميع أنواع المياه (إسالة‪ ,‬خزان‪ ,‬جوفي) وبنسبة‬ ‫المغناطيسية في ا‬ ‫‪ %06..‬لماء الخزان‪ ,‬ثم ماء اإلسالة فالجوفي وبتأثير ‪ %0.1‬و‪ %0..‬على التوالي‪ ,‬على عكس ذلك حصلت ]‪ [13‬على‬ ‫انخفاض في تراكيز هذه االيونات بنسبة ‪ %7‬عند استخدامها مغناطيس ثابت و ‪ %.‬عند استخدامها مغناطيس متحرك وعلى‬

‫‪108‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪.193/99/.9-91‬‬ ‫تركيز ايوناته ارتفاع معنوي في ماء الخزان المنزلي لتصل نسبة االرتفاع ‪ ,%01..‬يليها‬ ‫التوالي‪. .‬إما البوتاسيوم ‪ K+‬فقد سجلت ا‬ ‫ماء اإلسالة بنسبة ‪ % 1.7‬ولم تكن المعاملة المغناطيسية معنوية للماء الجوفي‪ .‬ان نتائج زيادة ايونات البوتاسيوم ‪ K+‬اقل مما‬ ‫توصل إليه]‪, [16‬الذي تمكن من زيادة تراكيز ‪ K+‬من (‪ .7.6‬لتصل ‪ ).4.6‬ملغم‪/‬لتر إثناء دراسته لتأثير ماء الري (قناة‬ ‫اإلسماعيلية) المعامل مغناطيسيا في إزالة الملوحة من التربه وعلى توفر المغذيات‪ .‬هذه الزيادة في تراكيز ايونات البوتاسيوم ذات‬ ‫تاثير ايجابي في زيادة المغذيات لماء الري‪ .‬تبين من نتائج الدراسة إن للمعاملة المغناطيسية تأثير على االيونات الموجبة‬ ‫الموجودة في الماء وبتسلسل ايون الكالسيوم هو األكثر تأث ار ثم البوتاسيوم فالصوديوم‪ .‬هذه النتائج مطابقة للنتائج التي توصلت‬ ‫إليها ]‪ [13‬عند معالجتها مياه فضالت بركة راكدة شرق جدة بمجال مغناطيسي ثابت وأخر متحرك وبشدة (‪ )711 -071‬ملي‬ ‫تسال ولمدة ‪ 71‬يوم‪ .‬يعود السبب في ذلك لقوة المجال المغناطيسي في كسر األواصر الهيدروجينية بين جزيئات الماء لتبدو‬ ‫االيونات منفصلة وترتبط مع عناصر أخرى‪ .‬أشار]‪ [ 19‬إلى تحسن قابلية حركة االيونات بتأثير المجال المغناطيسي لتؤدي إلى‬ ‫أضرار جدية بشبكة األواصر الهيدروجينية في المحاليل ذات التراكيز العالية من االيونات‪ .‬أما محاليل التراكيز الواطئة فان‬ ‫السلوك الهيكلي تسيطر عليه خصائص جزيئات الماء وقدرة األواصر الهيدروجينية ‪.‬‬ ‫جدول (‪ )7‬نتائج التحليل اإلحصائي ‪ paired-t-test‬لتركيز االيونات المذابة الموجبة (كالسيوم ‪ ,Ca+2‬مغنسيوم‬ ‫‪,Mg+2‬صوديوم ‪ ,Na+‬بوتاسيوم ‪ ) K+‬بالملغم ‪/‬لتر بتأثير المعاملة المغناطيسية وبدونها لماء (اإلسالة ‪ ,‬خزان‪ ,‬جوفي) مع‬ ‫النسبة المئوية لتأثير المجال المغناطيسي‬ ‫المعدل ‪ +‬االنحراف المعيارى‬ ‫الخاصية‬

‫الوحدة‬

‫‪Ca++‬‬

‫إسالة‬ ‫خزان‬

‫‪3478+.0477‬‬

‫جوفي‬

‫‪.047+707‬‬

‫‪.0+070‬‬

‫‪7433+.74.8‬‬

‫‪.400+.240.‬‬

‫خزان‬

‫‪7488+.2438‬‬

‫‪.487+.8478‬‬

‫جوفي‬

‫‪.3420+.024.7‬‬

‫‪7.408+.23487‬‬

‫‪04.3.+.3477‬‬

‫‪04020+.340‬‬

‫خزان‬

‫‪040.0+.3408‬‬

‫‪04778+.0407‬‬

‫جوفي‬

‫‪047.0+00477‬‬

‫‪04.72+70437‬‬

‫اسالة‬

‫‪0400.+.477‬‬

‫‪040..2+.487‬‬

‫‪0400.8+.47.‬‬

‫‪0400.8+.40.‬‬

‫‪0400.8+240.‬‬

‫‪0402+840‬‬

‫إسالة‬ ‫‪Mg++‬‬

‫‪Na+‬‬

‫‪K+‬‬

‫إسالة‬

‫خزان‬

‫جوفي‬

‫قبل المغنطة‬

‫بعد المغنطة‬

‫‪3470+07477‬‬

‫‪740.+.040.‬‬ ‫‪7430+70400‬‬

‫‪109‬‬

‫قيم ‪P-value‬‬ ‫‪ P=0.00‬معنوي‬ ‫‪ P<0.05‬معنوى‬ ‫‪ P=0.021‬معنوي‬ ‫‪ P=0.078‬غير معنوي‬ ‫‪ P=0.631‬غير معنوي‬ ‫‪ P=0.277‬غير معنوي‬ ‫‪ P=0.042‬معنوي‬ ‫‪ P<0.05‬معنوي‬ ‫‪ P=0.003‬معنوي‬ ‫‪ P=0.016‬معنوي‬ ‫‪ P=0.003‬معنوي‬ ‫‪ P=0.07‬غير معنوي‬

‫النسبة المئوية‬ ‫للتاثير‬ ‫‪-12.8‬‬ ‫‪-.740‬‬ ‫‪-.84.‬‬ ‫‪-847‬‬ ‫‪-04.‬‬ ‫‪-.‬‬ ‫‪-.48‬‬ ‫‪-.247‬‬ ‫‪-.47‬‬ ‫‪-047‬‬ ‫‪-.847‬‬ ‫‪-042‬‬

‫امين ‪ :‬تاثير اللمجال المغناطيسي على بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه االسالة ‪....‬‬

‫االيونات المذابة السالبة (كلوريدات‬

‫‪-9‬‬

‫‪ ,Cl‬كبريتات ‪ ,SO4-2‬نترات‬

‫‪-1‬‬

‫‪ ,NO3‬فوسفات‬

‫‪-3‬‬

‫‪:)PO4‬‬

‫يظهر الجدول(‪ )6‬معنوية المعاملة المغناطيسية اليونات النترات وألنواع المياه (إسالة‪ ,‬خزان المنزل‪ ,‬جوفي) ‪ ,‬اذ ارتفعت‬ ‫تركيز هذه االيونات في ماء اإلسالة من (‪ )0.014 -1.6..‬ملغم‪/‬لتر بتأثير المعاملة المغناطيسية لتبلغ أعلى نسبة زيادة‬ ‫ا‬ ‫بمقدار ‪ ,%5..1‬يليها ماء الخزان بنسبة ‪ .%71‬ثم الماء الجوفي بنسبة ‪ .%1.0‬اما الفوسفات فقد ظهرت معنوية المعاملة‬ ‫المغناطيسية اليوناتها للماء الجوفي (لتواجدها فيه فقط ولهذه الدراسة) بلغت نسبة االرتفاع في قيم هذه االيونات‬

‫‪,%47.7‬هذه النسبة اوطا قليال مما توصل اليه]‪[16‬‬

‫إثناء دراسته لتأثير ماء الري المعامل مغناطيسيا (‪ 0111‬جاوس‬

‫ولمدة‪ 41-.4‬ساعة) في توفير المغذيات للنبات‪ .‬ان الزياده في تراكيز ايونات النترات والفوسفات ليست لصالح نوعية مياه‬ ‫الشرب أو الستخدامات المياه الصناعية ولكن لصالح المياه المستخدمة في الزراعة والري ولتوفير مغذيات اكثر لنمو‬ ‫النباتات‪ .‬إما ايونات الكبريتات فقد اظهر التحليل اإلحصائي عدم معنوية المعاملة المغناطيسية في ماء اإلسالة والجوفي‬ ‫في حين كان معنويا لماء الخزان المنزلي ليحصل ارتفاع في تراكيزها بنسبة ‪ .%01.1‬في حين حقق انخفاض تراكيز‬

‫الكبريتات فائدة عملية في تحسين مياه حديقة القرم في عمان باستخدام األنظمة المغناطيسية لتصبح المياه أكثر صفاء‬ ‫وبدون روائح وقلت تراكيز األمالح الذائبة لكل من الكبريتات والعسرة ]‪ [23‬ليضيف جانب ايجابي على البيئه‪ .‬كما أظهرت‬ ‫النتائج معنوية المعاملة المغناطيسية اليونات الكلوريدات لماء الخزان المنزلي والجوفي بنسبة انخفاض ‪ % 6‬و ‪%7.5‬‬ ‫وعلى التوالي‪ ,‬بينما لم يكن التأثير معنويا لماء اإلسالة‪ .‬هذه النتائج في انخفاض تراكيز ايونات الكلوريد اوطا قليال من‬

‫نتائج ]‪ .[13‬يمكن االستفادة من تأثيرات المعاملة المغناطيسية في تقليل تراكيز ايونات الكلوريدات لتحسين نوعية مياه‬ ‫الشرب والري في معالجة ماء الفضالت ‪ .‬بصورة عامة ‪,‬حققت ايونات النترات أعلى نسبة تأثر بالمجال المغناطيسي تلتها‬ ‫ايونات الفوسفات‪ .‬سجلت ايونات الكلوريدات اقل انخفاض من بين االيونات المذابة السالبة لتقارب النتائج التي توصلت‬ ‫إليها]‪ )[13‬عند معالجتها مياه فضالت راكدة في بركة شرق جدة بمجال مغناطيسي ‪ 711‬ملي تسال ولمدة ‪ 71‬يوم‪ .‬يعود‬

‫السبب في ذلك الى وجود روابط عشوائية بين جزيئات األمالح إثناء حركتها في الماء العادي يقوم المجال المغناطيسي‬ ‫بتنظيم سير هذه الجزيئات ليمنع تكوين هذه الروابط ومن ثم يمنع تكوين الرواسب الملحية ]‪ ,[29‬أشارت بحوث علمية إن‬ ‫خصائص المحلول لها قابلية التعديل خالل مرورها بالمجال المغناطيسي ليتغير التركيب الجزيئي للسائل وتتغير استقطابيتة‬

‫التي تنتج من إعادة ترتيب جسيماته وتغير كهربائيته ]‪. [32,31,30‬‬

‫‪110‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪.193/99/.9-91‬‬ ‫جدول (‪ )6‬نتائج التحليل اإلحصائي ‪ paired-t-test‬لاليونات المذابة السالبة (كلوريدات ‪ ,Cl -‬نترات‬

‫‪-1‬‬

‫‪,NO3‬‬

‫كبريتات ‪ ,So4-2‬فوسفات ‪ )PO4-3‬بالملغم ‪/‬لتر بتأثير المعاملة المغناطيسية وبدونها لماء (اإلسالة ‪ ,‬خزان‪ ,‬جوفي) مع‬ ‫النسبة المئوية لتأثير المجال المغناطيسي‪.‬‬ ‫المعدل ‪ +‬االنحراف المعيارى‬ ‫الخاصية‬

‫الوحدة‬ ‫إسالة‬

‫‪Cl-‬‬

‫خزان‬ ‫جوفي‬ ‫إسالة‬

‫‪NO3-‬‬

‫خزان‬ ‫جوفي‬ ‫إسالة‬

‫‪SO4-2‬‬

‫خزان‬ ‫جوفي‬

‫‪PO4-3‬‬

‫جوفي‬

‫قبل المغنطة‬

‫بعد المغنطة‬

‫‪.4000+.04.0‬‬

‫‪.4000+.8420‬‬

‫‪.4000+77420‬‬

‫‪.4000+7.4.0‬‬

‫‪0480.+00408‬‬

‫‪.4723+03408‬‬

‫‪04.70+04277‬‬

‫‪04..8+.4.0.‬‬

‫‪040.7+04.33‬‬

‫‪04.37+04077‬‬

‫‪04.38+7430.‬‬

‫‪04.77+74082‬‬

‫‪7047+.074.0‬‬

‫‪..4.3+.0742.‬‬

‫‪.742.+774.‬‬

‫‪7403+2342.‬‬

‫‪70.+.2.0‬‬

‫‪.38+.3.8‬‬

‫‪04.27+.4..7‬‬

‫‪0430+.4700‬‬

‫النسبة المئوية للتاثير‬ ‫‪P-value‬‬ ‫‪ P=0.374‬غير معنوي‬

‫‪-74.‬‬

‫‪ P=0.016‬معنوي‬

‫‪-2‬‬

‫‪ P=0.034‬معنوي‬

‫‪-347‬‬

‫‪ P=0.008‬معنوي‬

‫‪+0748‬‬

‫‪ P=0.016‬معنوي‬

‫‪+30‬‬

‫‪ P=0.004‬معنوي‬

‫‪+84.‬‬

‫‪ 0.794‬غير معنوي‬

‫‪-340‬‬

‫‪ 04038‬معنوي‬

‫‪+.848‬‬

‫‪ P=0.2‬غير معنوي‬

‫‪-7740‬‬

‫‪ 040.7‬معنوي‬

‫‪+.343‬‬

‫تأثير المعاملة المغناطيسية على أنواع المياه (إسالة‪ ,‬خزان المنزل‪ ,‬جوفي)‬ ‫يظهر الجدول(‪ ) 1‬نتائج التحليل االحصائى‬

‫‪ un-paired-t-test‬لنوعيات المياه المستخدمة في البحث ماء‬

‫(إسالة‪ ,‬خ ازن ‪ ,‬جوفي) وايهم أكثر تأث ار بالمعاملة المغناطيسية اعتمادا على الخصائص المقاسة ‪ .‬عدت النتائج اإلحصائية‬ ‫معنوية عند مستوى احتمال (‪ )1.15‬أو اقل ‪.‬يتضح من الجدول معنوية المعاملة المغناطيسية لماء الخزان المنزلي والماء‬ ‫الجوفي مقارنة بماء اإلسالة يعود السبب في ذلك الحتواء ماء الخزان المنزلي والماء الجوفي على أمالح مذابة أكثر من‬ ‫ماء اإلسالة نتيجة بقاء الماء فيهما لفترة أطول‪ ,‬لذا كان لتأثير المجال المغناطيسي أث ار واضحا في تفكك هذه األمالح التي‬ ‫تتحسن قابلية حركة ايوناتها بتأثير المجال المغناطيسي لتحدث أضرار بشبكة األواصر الهيدروجينية ويزداد تركيزها‪ .‬أما‬ ‫المحاليل ذات التراكيز الواطئة من األمالح فأن السلوك الهيكلي للمحلول تسيطر عليه خصائص جزيئات الماء وقوة‬ ‫األواصر الهيدروجينية ]‪.[19‬‬

‫‪111‬‬

‫امين ‪ :‬تاثير اللمجال المغناطيسي على بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه االسالة ‪....‬‬ ‫جدول رقم(‪ )1‬نتائج التحليل االحصائى ‪ un-paired-t-test‬لنوعيات المياه المفحوصة بعد المعاملة المغناطيسية‬ ‫ماء خزان منزلي‬ ‫االنحراف المعياري‬

‫ماء جوفي‬ ‫االنحراف المعياري‬

‫‪pH‬‬

‫‪0.396 1.276‬‬

‫‪0.228 5.089 ‬‬

‫‪0.798 4.125‬‬

‫‪EC‬‬

‫‪0.455 3.186‬‬

‫‪1.71 24.99 ‬‬

‫‪1.13 2.08 ‬‬

‫‪DO‬‬

‫‪9.72 10.15‬‬

‫‪3.03 11.66‬‬

‫‪12.8 45.6 ‬‬

‫‪Hardness‬‬

‫‪-2.51 5.47‬‬

‫‪3.62 23.05- ‬‬

‫‪2.39 10.24- ‬‬

‫‪6.38 42.32- ‬‬

‫‪11.3 17.5- ‬‬

‫‪Mg++‬‬

‫‪79.4 .9.4‬‬

‫‪21.6 7.5‬‬

‫‪10.8 6.0- ‬‬

‫‪Na+‬‬

‫‪1.38 1.82‬‬

‫‪1.61 17.23 ‬‬

‫‪0.428 1.242 ‬‬

‫‪K+‬‬

‫‪5.78 9.78‬‬

‫‪6.62 18.46‬‬

‫‪0.69 0.756 ‬‬

‫‪3.92 6.97-‬‬

‫‪2.53 3.6‬‬

‫الخاصية‬

‫ماء اسالة‬ ‫االنحراف المعياري‬

‫‪Ca++‬‬

‫‪2.72‬‬

‫‪Cl-‬‬

‫‪4.47‬‬

‫‪NO3-‬‬

‫‪37.3‬‬

‫‪Alkalinit‬‬ ‫‪y‬‬ ‫‪So4--‬‬

‫‪18.80‬‬ ‫‪8.82‬‬

‫‪8.76‬‬

‫‪20.20‬‬

‫‪29.2‬‬

‫‪‬‬

‫‪0‬‬

‫‪3.10‬‬ ‫‪.073‬‬

‫‪‬‬

‫‪18.4‬‬

‫‪ ‬فرق معنوى بين ماء اإلسالة وماء الخزان‪.‬‬ ‫‪ ‬فرق معنوي بين ماء اإلسالة وماء الجوفي‪.‬‬ ‫‪ ‬فرق معنوي بين ماء الخزان وماء الجوفي‪.‬‬ ‫يتضح من هذه الدراسة وحسب النتائج المستحصلة من البحث إمكانية االستفادة من التغيرات التي حدثت على‬ ‫نوعيات المياه (إسالة‪ ,‬خزان ‪ ,‬جوفي) وبتأثير المعاملة المغناطيسية كاألتي‪:‬‬ ‫‪ .0‬تقليل عسرة المياه وما تلحق به من أضرار مادية واقتصادية‪.‬‬ ‫‪ ..‬تحسين نوعية المياه بتقليل تراكيز األمالح المذابة فيه كالكلوريدات والكبريتات وزيادة استيعابية األوكسجين‪.‬‬ ‫‪ .7‬تحسين نوعية مياه الري بتقليل تراكيز االمالح المذابة فيه كالكلوريدات وزيادة استيعابية ايونات النترات والفوسفات‬ ‫والبوتاسيوم لنمو النبات‪.‬‬ ‫‪ .4‬معالجة مياه البرك الراكدة والتقليل من ايونات األمالح المذابة فيها (كالكلوريدات والكبريتات)‪.‬‬

‫‪112‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪.193/99/.9-91‬‬ ‫‪ .5‬معالجة مياه المطروحات السائلة وتقليل تراكيز األمالح المذابة فيها (كالكلوريدات والكبريتات) وزيادة كفاءة‬ ‫المنظومة البيولوجية بزيادة األوكسجين المذاب‬ ‫‪ .7‬المعاملة المغناطيسية معالجة فيزيائية ال تحتاج الى طاقة‪.‬‬ ‫‪ .6‬ال تطرح مواد ضارة الى البيئة كاألمالح المركزة في عملية الضغط التنافذي او الكيمياويات المستخدمة في عملية‬ ‫التبادل أاليوني‪.‬‬ ‫‪ .1‬سهلة التركيب على أنبوب الماء النازل من خزان الماء في السطح أو على أنبوب ماء الري‪.‬‬

‫االستنتاجات ‪:‬‬ ‫‪ .0‬كانت المعاملة المغناطيسية ذات تاثير واضح في جميع الخصائص الفيزيائية والكيميائية وألنواع المياه‬ ‫(إسالة ‪ ,‬خزان ‪ ,‬جوفي ) ‪.‬‬

‫‪ ..‬كانت المعاملة المغناطيسية معنوية لكل من الدالة الحامضية‪,‬التوصيل الكهربائي‪,‬العسرة الكلية‪,‬عسرة‬ ‫الكالسيوم وألنواع المياه (إسالة ‪ ,‬خزان ‪ ,‬جوفي )‪.‬‬ ‫‪ .7‬كانت المعاملة المغناطيسية معنوية لأليونات الموجبة والسالبة لكل من (الكالسيوم ‪ ,‬البوتاسيوم ‪ ,‬الصوديوم ‪,‬‬ ‫النترات) ولجميع أنواع المياه (إسالة ‪ ,‬خزان ‪ ,‬جوفي )‬ ‫‪ .4‬اظهر أيون النترات أعلى تأث اًر بالمعاملة المغناطيسية بينما اظهر أيون الكلوريد أقل تأث اًر بها ولماء اإلسالة‪.‬‬ ‫‪ .5‬كانت أيونات النترات األكثر تأث ًار بالمعاملة المغناطيسية ولماء اإلسالة ‪.‬‬

‫‪ .7‬كان ايون الكالسيوم الموجب األكثر تأث ار بالمعاملة المغناطيسية وايون الصوديوم الموجب األقل تأث ار بها ‪.‬‬ ‫‪ .7‬كانت المعاملة المغناطيسية معنوية لماء الخزان المنزلي والجوفي مقارنة بماء اإلسالة ‪.‬‬ ‫المصادر ‪:‬‬ ‫‪1.Farshad.F.F,Linsley. J, Kuznetsov.o, Vargas.S ."The effect of magnetic treatment on‬‬ ‫‪calcium sulfate scale formation", University of Louisiana at Lafayette .copy right‬‬ ‫‪2002,Society of petroleum Engineers Inc 2002. Alaska.‬‬ ‫‪2- Kronenberg K. "Experimental evidence for the effects of magnetic fields on moving‬‬ ‫‪water". IEEE Transactions on Magnetics(Institute of Electrical and Electronics Engineers,‬‬ ‫‪Inc.), 21(5): (1985) 2059-2066.‬‬ ‫‪3-Lin IJ, Yotvat J." Exposure of irrigation and drinking water to amagnetic field with‬‬ ‫‪controlled power and direction", J. Magn. Magn.Mater., 83: (1990) 525-526.‬‬ ‫‪4-Balcavage WX, Alvager T, Swez J, Goff CW, Fox MT, Abdullyava S,‬‬ ‫‪King MW." A mechanism for action of extremely low frequency‬‬ ‫‪electromagnetic fields on biological systems". Biochem. Biophys. Res.‬‬ ‫‪Commun., 222: (1996) 374-378.‬‬ ‫‪5-Johan S, Fadil O, Zularisham A. "Effect of Magnetic Fields on‬‬ ‫‪Suspended Particles in Sewage". Malaysian J. Sci., 23: (2004) 141– 148.‬‬ ‫‪6-Lam, M.,. Magnetized water. (www.DrLam.com). 2001‬‬ ‫‪7-Tai CY, Wu CK, Chang MC. Effects of magnetic field on the‬‬

‫‪113‬‬

.... ‫ تاثير اللمجال المغناطيسي على بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمياه االسالة‬: ‫امين‬ crystallization of CaCO3 using permanent magnets. Chem. Engin.Sci., 63: (2008) 5606-5612. )7000( .30‫ العدد‬,‫ معهد الكويت لألبحاث العلمية‬,‫ مجلة علوم وتكنولوجيا‬4 "‫ "المياه المغناطيسية‬4‫ مها‬,‫ ألشمري‬-8 9- Chaplin, M. (26 July 2011). "Descaling of Water". Water Structure and Science. London SouthBank University .http://www1.lsbu.ac.uk/water/descal.html#212.Retrieved 2012-03-26. 10-Chhatwani,P."Magnetized water" (Email: pjan 86@Yahoo.com.), (Yahoo search: Magnetized water). (2005) 11-Hilal, M.H. and Hillal, M.M:"Application of magnetic technologies in desert agriculture .1-Seed germination andseedling emergence of some crop in a salinecalcareous soil". Egypt J. Soil Sci. 40: (2000 )(3),413-421. ‫رسالة‬4‫ "تأثير الماء الممغنط في تناسق اإلرواء لمنظومة الري بالرش الثابتة‬4‫ زياد أيوب سليمان‬,‫ السنجاري‬-21 ،‫جامعة الموصل‬- )7002(‫ماجستير‬ 13- Alkhazan.M.M.K, Saddiq.A.A.N, " The effect of magnetic field on the physical, chemical and microbiological properties of the lake water in Saudi Arabia". Journal of Evolutionary Biology Research Vol. 2 (1), pp. 7-14, December 2010. ISSN 2141-6583 ©201 14- Busch KW, Busch MBM. "Laborator studies on magnetic water treatment and their relationship to a possible mechanism for scale reduction". Desalination, 109(2): (1997) 131. 15- Colic M, Morse D. "The elusive mechanism of the magnetic 'memory' of water", Colloids Surf. A, 154: (1999) 167-174. 16- Mohamed.A.I., Ebead.B.M. " Effect of Magnetic Treated Water on Salt Removal from a Sandy soil and on the Availability of Certain Nutrients" International Journal of Engineering and Applied Sciences. Feb. 2013. Vol. 2, No.2. ISSN 2305-8269 . .

. ‫عمان‬,)70.3( ‫ دار اليازوري العلمية للنشر والتوزيع‬,"‫ "الماء الممغنط‬,‫ مظفر احمد‬,‫ الموصلي‬-.2

18- Amiri MC, Dadkhah AA." On reduction in the surface tension of water due to magnetic treatment". Phsicochem. Eng. Aspects, 278: (2006) 252-255. 19- Weng CI, Chang TK." An investigation into the structure of aqueous NaCl electrolyte solutions under magnetic fields". Comput.Mater. Sci., 43: (2008) 1048-1055 20- Moon JD, Chung HS. Acceleration of germination of tomato seed by applying an electric and magnetic field. J. Electro-Statistics, 48: (2000) 103-114 21-Fluid Energy Australia." The mechanism of the vortex water energy system" Helping Agriculture & the Environment through the 21st Century, Stafford Lowe 22- Colic, Miroslav, “Molecular Mechanisms of Magnetic Water Treatment.” Cranfield University, Papers presented at the Anti-Scale Magnetic Treatment and Physical Conditions MAG 3 Conference, Cranfield, Bedfordshire, United Kingdom, April 1999. )7000(‫ – نوفمبر‬.30 ‫العدد‬4 ‫معهد الكويت لألبحاث العلمية‬/‫مجلة علوم وتكنولوجيا‬-23

114

.193/99/.9-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬ 24-Ozdemir. s, Dede .O , Koseoglu.G.," Electromagnetic Water Treatment and Water Quality Effect on Germination, Rooting and plant Growth on Flower" Asian Journal of water, Environment and Pollution.ISSUE ,Volume 2,Number 2/2005 ,pp 9-13. 25-Hilal, M.H.; S.M. Shata, A.A.; Abdel- Dayem, and Hillal, M.M.: "Application of magnetic technologies indesert agriculture. III- Effect of Magnetized Water on yield and uptake of certain elements by citrus in relation to nutrients mobilization in soil". Egypt J. Soil Sci. 42(1) (2002),43-55. 26- Dalas, Evangelos, and Petros G. Koutsoukos, “The Effect of Magnetic Fields on Calcium Carbonate Scale Formation,” Journal of Crystal Growth, , Vol. 96, No. 4, (1989 ) pp. 802806., 27- Malkin VP. Magnetic-Field Processing of Industrial Effluents. Chem. Petrol. Engin., 38: (2002) 236-239 28- L.C. Lipus, J. Krope and L. Crepin-sek. Dispertion destabilization in magnetic water treatment, Journal of Colloid and Interface Science, Volume 236,Issue 1, 1 April (2001) , page 60-66 29-Amiri MC, Dadkhah AA." On reduction in the surface tension of water due to magnetic treatment". Phsicochem. Eng. Aspects, 278: (2006) 252-255. 30- Lebkowska M." Effect of constant magnetic field on biodegradability of organic compounds". Warsaw University of Technology Publishing House. Warsaw. Effect of a ConstantSMagnetic Field, (1991) Sp. 53. 31- Szczypiorkowski A, Nowak W. "Studies on application of a magnetic field to the intensification of wastewater treatment processes". G.W. T. S., 2: (1995) 31. 32- Krzemieniewski M, Dobrzynska A, Janczukowicz W, Pesta J, ZielinskiM." Effect of constant magnetic field on the process of generating hydroxyl radicals wreakcji Fenton". Chemist., 1: (2002) 12.

115

‫األحمدي ‪ :‬تأثير تغيير وقت المكوث الهيدروليكي ودرجة حرارة الماء في كفاءة إزالة الملوثات العضوية ‪...‬‬

‫تأثير تغيير وقت المكوث الهيدروليكي ودرجة حرارة الماء في كفاءة إزالة الملوثات‬ ‫العضوية وقيمة الرقم الهيدروجيني وتركيز األوكسجين المذاب في برك األكسدة المغطاة‬ ‫بنباتات عدس الماء‬ ‫زينة عامر إدريس أحمد الشريفي‬

‫قصي كمال الدين األحمدي‬

‫جامعة الموصل‬ ‫كلية الهندسة ‪ /‬قسم الهندسة المدنية‬

‫جامعة الموصل‬ ‫كلية الهندسة‪ /‬قسم هندسة البيئة‬

‫الخالصة‬

‫يتناااول البحااث دراسااة تااأثير تغيياار وقاات المكااوث الهياادروليكي ودرجااة الح ارارة علاال قيمااة الاارقم الهياادروجيني‬ ‫واألوكسجين المذاب وكفاءة إزالة الملوثات العضوية في برك األكسدة المغطاة بعدس الماء‪ .‬بينات نتاائا البحاث مسااهمة‬ ‫تغطية برك األكسادة بنباات عادس المااء فاي تخفايض قيماة الارقم الهيادروجيني (‪ )pH‬لمياا الفضاالت الخارجاة بالملابال‬ ‫لااوحأ أن كميااة األوكسااجين المااذاب (‪ )DO‬كاناات أعلاال فااي باارك األكساادة ةياار المغطاااة بعاادس الماااء عنهااا فااي الباارك‬ ‫المغطاة بعدس الماء وبثباوت وقات المكاوث الهيادروليكي ودرجاة الحارارةأ كماا أأهارت النتاائا انخفااض قيماة (‪ )pH‬ما‬ ‫ارتفاع وقت المكوث بالملابل ارتفاع تركيز األوكسجين الماذاب (‪ )DO‬ما ارتفااع وقات المكاوث الهيادروليكي‪ .‬مان جاناب‬ ‫آخرأ لوحأ وجود اختالف في كفاءة إزالة المواد العضوية عند أوقات مكوث هيدروليكية مختلفاةأ إذ ساجلت أعلال كفااءة‬ ‫إزالة للمواد العضوية للمواد العضوية عند درجاة حارارة (‪ 62‬درجاة سايليزية) وتلال كفااءة اة زالاة عناد ارتفااع أو انخفااض‬ ‫درجة الحرارة أ وسجل أعلل تركيز أوكسجين مذاب عند درجة (‪ 62‬درجة سيليزية) وانخفض التركيز تادريجيا عناد درجاات‬ ‫حرارة (‪ 26‬و ‪ )81‬درجة سيليزية علل التوالي‪.‬‬

‫‪Effect of Hydraulic Detention Time and water Temperature on‬‬ ‫‪the Removal Efficiency of Organic and Nutrients Pollutants, the‬‬ ‫‪values of (pH) and concentration of dissolved oxygen In‬‬ ‫‪Duckweed Based Stabilization Ponds‬‬ ‫‪Kossay K. Al-Ahmady‬‬

‫‪Zena A. AL-Shrefy‬‬

‫‪University of Mosul‬‬ ‫‪College of Engineering, Environmental Eng. Dept.‬‬

‫‪University of Mosul‬‬ ‫‪College of Engineering, Civil Eng. Dept.‬‬

‫‪Abstract‬‬ ‫‪This study deals with the effect of detention time and temperature on the values of‬‬ ‫‪pH, DO and the removal efficiency and behavior of duckweed based wastewater‬‬ ‫‪stabilization ponds. The results of the study showed that; covering the oxidation ponds‬‬ ‫)‪with duckweed decreases the values of pH of the effluent wastewater. The values of (pH‬‬ ‫‪and (DO) for effluents produced from the covered ponds were less than that produced‬‬ ‫‪from the ordinary ponds. In addition, increasing of the hydraulic detention time‬‬ ‫‪increases the removal efficiency of organic and the concentration of dissolved oxygen in‬‬ ‫‪effluent, while it increases the values of (pH). On the other hand , the results of the‬‬ ‫‪research also showed that ; the Temperature has also an impact on the organic and‬‬ ‫‪nutrients removal and the concentration of dissolved oxygen in the effluent. Highest‬‬ ‫‪removal and dissolved oxygen concentrations were recorded at the temperature of‬‬ ‫‪(26°C), and these values decreased gradually at temperature (18 , 32)°C respectively.‬‬ ‫‪Keywords: Duckweed; Stabilization ponds; DO; pH; HDT; Temperature‬‬

‫‪116‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫الملدمة ‪:‬‬ ‫عانت البيئة في السنناات الااينية انإل االاناذ اه سنالم نذ انإل الل اسيني السن اني االلعناو الرنناعي االس اوعني فني‬

‫انلنناك ايننات ال اسيننيل اننإل الييننهت اللنني سننالات فنني لينناا الاينناف السننع ية اال افيننة فيننه عننإل لخويننا اظنةاننة البيئيننة‬ ‫افقياإل اللااسإل بيإل عنارولا الاخليية (‪.)Caicedo, 2005‬‬ ‫لعاننذ الاينناف عيننا نقننذ اللينناا الا ن يل الننا اخننهذ الل نااسإل العبيعنني ليبيئننة ااننا لسننبب اننإل اخنناعو عيننا الل اعننات‬ ‫اا يائية فالااء أساس يال ييخذ فني ا ناذ ااسنن انإل ال ينال ظنن اانن لقنايم السننيإل وني يرنبي لناافو الايناف أ ني القيناي‬ ‫اظساسننية اللنني ل نني اننإل السننال الن نناع الب ننول اعيين سنني اإل ل اساننا الب ننا عننإل ارننايو بييين ميننو لقييييننة لياينناف‪ .‬لا ننت‬

‫ال نناي ن ننا اي نناي يليننة للنقيننة الاينناف الاسننلخياة يااعننايل اسننلعاال ا ا ننذ اينناف الرننو الر ن ي االاينناف الرننناعية االاينناف‬

‫السننع ية النال ننة عننإل اليعاليننات السواعيننة‪ .‬لو ننس اآلنلبنناف عيننا اعليننات ال يايننة لاعال ننة الاينناف اننإل ال ناائا ب يننا ل عي ننا‬

‫رننال ة االناافول اعننايل اسننلعاال ا انيننة ااافننايل ان ننا فنني الن نناع الب ننول ااننا ي قنند ا سننبيإل ا اننيإل لاننا خين‬ ‫اللياا يااي اي اياف لييي (بانا ل اين انإل اانهيات لينبنات) فني النول اأخنوس لسنلعاذ ظمن او‬ ‫فعاليال اليااية اسذ أوييات ال قاذ ال ياانية (الخيو اأياي ‪.)2001‬‬

‫يو ننات‬

‫اناينة ي لا نا اانسناإل خنهذ‬

‫لقنني لناعننت أسنناليا اعال ننة اينناف الييننهت فبننيأت بالاعال ننات الييسيائيننة اال يايائيننة اللقييييننة ل ننيإل الارنناذ الننا‬ ‫الاعال ننة البيالا يننة باخلي ن‬

‫عوائق ننا (‪ .)Metcalf and Eddy, 2003‬لعنني بننوك اظ سننيل اننإل أنةاننة الاعال ننة اللنني‬

‫اسلخيات بن اح فني العقناي الااينية فني اعال نة ايناف اليينهت هات اظ‬

‫نام القييينة نسنبيا النلم الاعال نة فني لنهف البنوك‬

‫بعويقننة عبيعيننة لعلانني عيننا ن نناع ا ننلوك ال ااننذ لقننام بن الع الننا االب لويننا باآلسننلعانة بأ ننعة ال نناس ابعن‬

‫العنارننو‬

‫الاا ايل أره في اياف الا اول ‪.‬‬ ‫لرن‬

‫بوك اظ سيل سا عبيعة اليعالية البيالا ية الا ه ة أناال الي (بوك اظ سيل ال اائية بوك اظ سيل‬

‫اآلخلياوية بوك اظ سيل الهلاائية) يا لسلخيم بوك اظ سيل ال اائية في اعال ة اياف الييهت ال ااية عيا اااي‬ ‫عياية هائبة أا الااء الخاوك اإل ا عات الاعال ة يا لسلخيم اعال ة ال ية بيناا لسلخيم بوك اظ سيل الهلاائية‬

‫في اعال ة اياف الييهت هات ال اذ العيال العالي يا االهل اإل الرعا لافيو الةوا‬

‫ال اائية لاعال ل‬

‫في يإل‬

‫لسلخيم بوك اظ سيل اآلخلياوية في اعال ة اياف الييهت الاينية اآلعليايية افي اعال ة عيي بيو اإل الييهت‬ ‫الرناعية االلي لعي اإل ألم أناال بوك اظ سيل (‪ .)Metcalf and Eddy, 2003‬العلبو بوك اظ سيل اإل اظنةاة‬ ‫الااسعة اآلنل او اهلك بسبا انخيا‬

‫يية ان ائ ا ال ايي ا ان ا آل ل لال عيا اعيات‬

‫وبائية أا اي اني ية فيه‬

‫عإل عيم ا ل ا لا اوات ل اييية اوليعة )‪ ،(Crites, et. al, 2006‬اآل أإل انل او الواائي االبعا‬ ‫الاااي العياية ياإل النلوا يإل االيسياو أيس الا لاو‬

‫ا ياءل ا في اسالة‬

‫اسلخياا ا فياا بعي‪ .‬افي الاوت ال ايو اان بواس‬

‫لقنيات اسلخيام النبالات الاائية العافية (‪ )Macrop Hyte‬ان بوك اظ سيل فقي عاي اسلخيام لهف العويقة الا الاا ة‬ ‫)‪.(Rana, 2004‬‬ ‫يعي نبات عيس الااء ("‪ "Duckweed‬اآلسم العياي‪ )Lemna sp.‬أ ي ألم اللقنيات ال ياية في اعال ة الاياف‬ ‫باسلخيام النبالات اه لقام النبالات الاائية باالراص الااهيات الاا ايل في الاياف ا ل ايي ا الا لية ية لسلخيم في‬ ‫لاهية ال ياانات ااانساإل )‪(Skillicorn, et. al, 1993‬‬

‫(‪Hanczakowski, et. Al, , )Leng , et. al, 1994‬‬

‫)‪ )1995‬ا )‪ .)PHuc, et. al, 2001‬فيه عإل العييي اإل ال اآلت اللي يلم في ا اآل لياة بالاياف لاو‬

‫اآلسلعااذ‬

‫اول انية ( ‪ .) Preston and Murgueitio, 1992‬لعاي نبالات عيس الااء لعائية )‪ (Lemanceae‬الالاس ب ان ا‬

‫‪117‬‬

‫األحمدي ‪ :‬تأثير تغيير وقت المكوث الهيدروليكي ودرجة حرارة الماء في كفاءة إزالة الملوثات العضوية ‪...‬‬ ‫رايول ال‬

‫م اعيا‬

‫ذ ل او يا بي ة باظاواد ليعا السع‬

‫"‪ "Fronds‬الل ا و خيويا‪ .‬لعيد عيل اسايات عيا‬

‫نبات عيس الااء في البيياإل الاخليية اه يعيد عيي اسم عيس الااء ( ﹸ‪ ) Adas Al-ma a‬في العواد اارو في يإل‬

‫يعيد عيي اسم بييسنا أا بيسإل (‪ )Bulasina‬في الياإل ااآلسم الياوسي ل‬

‫يااذ ( ‪Townsend, et . al, ( ) Gelumel‬‬

‫‪.)1985‬‬ ‫اس ننلخيات ننو ة ‪ Lemna corporation‬ع ننيس الا نناء ف نني اعال ننة اي نناف اليي ننهت ف نني اظ ن نااء ال نناول أا‬ ‫الرن وااية االاننناعد البنناويل ننيا فعننني اوليننال يو ننة ال ن اوول يننلم اللخيين‬ ‫ال ننا‬

‫أاننا فنني الننة انخيننا‬

‫اننإل ننيل ال ن اوول باسنناعة سيننايل عانند الب ينول أا‬

‫ال ن اوول ل ننت اآلن انناي فل نناإل الاعال ننة بسيننايل الل ايننة ل يننة اينناف الب ينول أا ال ننا‬

‫اآلن انناي لعاننذ ال ائنننات ال يننة اليويقننة فنني لننهف ال نناذ عيننا ل يننذ الانااي العينناية بننبعء ال ننإل آل للاون‬ ‫ين يل الننا لخيي ن‬

‫لو يننس العنارننو الاهائيننة اللنني ي لا ننا النبننات فنني نانناف اونني ي رننذ يننع‬

‫اننإل‬

‫ب ن ذ ااننذ ااننا‬

‫فنني أيائ ن لياعال ننة خننهذ‬

‫ال لاء (‪.)Lemna corp, 1994‬‬ ‫اإل الرعا ل ييي الاوت الهل ا د بن اسنلخيام نبنات عنيس الاناء عينا نعناد الب نا العياني ال نإل ل نيو الا نائد‬

‫الننا أإل أاذ ي اوسننة فعييننة اا انيننة اآلسننليايل اننإل نبننات عننيس الانناء انننت فنني ااعننة الس اوعننة االاابننات فنني ايينننة لال نني‬ ‫بييلنننام سنننة ‪ )Leory, et. al, 1993( 1989‬اللنني بينننت اا انيننة اسننلخيام ال ليننة ال يننة اننإل عننيس الانناء فنني اانلنناك‬ ‫ال ينااني‪ .‬ااسننلعاذ الباواينناإل عننيس الانناء لعننيل أ ينناذ فنني مننهائ م بارنني ناعننا اننإل الخي ن اواات العاس ننة اأعينند س ن اإل‬ ‫نااذ لايهنني عيين لسناية (بني‬

‫(‪.)Ali and Lesson, 1994‬‬

‫الاناء) ل انن انايل مهائينة هات ويانة عالينة نيا ل نسناإل (‪ (Culley , et. al, 1981‬ا‬

‫ابالنةو ظلاية لهف النبالات فقي وام العييي اإل البا يإل بيواسة خرائر ا ااعقالية اسلخياا ا‪ ,‬فقي أ وس البا ا‬ ‫(‪ ) Madera, et. al, 2003‬يواسة اذ اعال ة اياف الييهت الانسلية بالعود اللقيييية ااقاونل ا ان اسلخيام بوك‬ ‫اظ سيل الااعال بعيس الااء اهلك باسلخيام ها عوائد لياعال ة لل اإل العويقة اظالا اإل اعال ة آل لاائية الباعة‬ ‫ببو ة أ سيل اخلباوي ااعال بنبات عيس الااء أاا العويقة ال انية لياعال ة فل انت اإل اعال ة آللاائية الباعة ببو ة‬

‫أ سيل القيبة اخلباوية في يإل ل انت العويقة ال ال ة اإل بو ة أ سيل آللاائية قيقية الباعة ببو ة أ سيل القيبة قيقية‪,‬‬ ‫اسلنلج البا ا با اي اخلهفات بيإل ياءل الاعال ة باسلخيام العود ال ه ة الاه اول‬

‫اه انت ياءل اسالة ذ اإل‬

‫)‪ )TP NH3 TKN‬لي ( ‪ ) %81 %3 %81‬ا ( ‪ )%81 %0 %92‬ا ( ‪ ) %84 %98 %88‬ليلقنيات‬ ‫ال ه ة عيا اللاالي‪ .‬في يإل وام البا اإل ( ‪ ) Kuraishi and Sharma, 2010‬بلقييم ياءل اسالة الااهيات االايا ات‬ ‫الاا ايل في اياف الييهت الانسلية باسلخيام نبات عيس الااء اهلك باسلخيام ا عة اخلباوية لل اإل اإل اياعذ يعاذ‬

‫باوت ا اا لييوالي ي اقياوف (‪ 91‬يااا) ال ت لأ يو يو ات ال اوول (‪ )92 38‬يو ة سيييسية في‬

‫ول لااس ايا عيا‬

‫اللاالي يا اسلنلج البا اإل بأإل ياءل اسالة ذ اإل ( ‪ ) TP, TN, COD, BOD5, TSS‬لي ( ‪%83 %11.3 , %18‬‬ ‫‪ )%11.4 %81.1‬ا(‪ ) %81.2 %84 %81.3 %11.4 %28.2‬في‬

‫ول لااس ايا عيا اللاالي‪ .‬اا اأ ويت‬

‫يواسة اذ اقاونة ناع ل اين يااسالة ساااي الاعايإل ال قيية ياانلا ية ال لية العياية اا لاس ال ياوافيذ اإل وبذ البا ا‬ ‫(‪ ). et. Al, Boonyapookana, B 9009‬باسلخيام نبات عيس الااء باخله فلوات رايف اهلك باسلخيام ل او يس‬ ‫اياف فيهت اخليية اقياولا (‪8‬‬

‫‪9‬‬

‫‪4‬‬

‫‪ )1‬ايام‪ /‬للو ل ذ اإل ال ايايام اال وام ابيلوات راي (‪3‬‬

‫‪8‬‬

‫‪2‬‬

‫‪)89‬‬

‫يااا‪ .‬اسلنلج البا ا راذ سيايل في اسالة ساااي اياف الييهت عني سيايل ذ اإل اللو يس افلول ال راي الا ة انخيا‬ ‫لأ يو ذ اإل ال ايايام اال وام عيا انلا ية ال لية العياية اا لاس ال ياوافيذ‪.‬‬

‫‪118‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫ي نني‬

‫لننها الب ننا الننا ي اوسننة لننأ يو لاييننو ننذ اننإل اوننت الا نناا ال يننيوالي ي ايو ننة ن اوول الانناء عيننا وياننة ال نووم‬

‫ال ييوا يني ااظا س يإل الانهاا ا يناءل ا اسلنة الايا نات العيناية فني الاناء الخناوك انإل بنوك اظ سنيل الااعنال بعنيس الاناء‬ ‫ااقاونة النلائج ان بوك اآل سيل العااية بياإل عيس الااء‪.‬‬

‫المواد وطرائق العمل‬ ‫ليواسة ياءل النةام الاقلوح فقي لم ان اء ست ع و بو ة أ سيل ال اب ة ال ذ ب‬

‫م (‪ 41‬لل او) ل ذ ان ا اهلك‬

‫باآلعلااي عيا اللاريات االيواسات اللي أ والا البا يإل (‪ .)Caicedo, 2005‬ا لايت البوك اآلخلباوية عيا أ اا‬

‫بهسلي ية بأبعاي (‪ 31‬سم القعو‪ 41 ,‬سم العاد)‪ .‬ولبت البوك اآلخلباوية ب ذ رييإل الااسييإل اه ي لاذ ذ ر‬ ‫ااني بوك اولبة عيا اللاالي ان بعي ا البع‬

‫عيا‬

‫‪ .‬ابالنةو ل اإل يو ة ال اوول عااه ا اا في ناا النبات اانل اوف اه لعاذ‬

‫عيا لنةيم الناا االعاييات ال ياية لينبات العي ا اة في ل ييي اعيذ اآلسليايل اإل الاااي الااهية االياء (السعيل‬ ‫ايخواإل ‪ ,)1986‬فقي ميوت يو ة اوول اياف الييهت اهلك باعلااي ها ويم ليو ات ال اوول الي (‪)39 ,98 ,81‬‬ ‫وبائية ان وااسلات (عيي ‪ )88‬لاو‬

‫السيعول عيا يو ة ال اوول اال راذ عيا‬

‫يو ة سيييسية‪ ,‬اه اسلخيات اسخنات‬ ‫اليو ة الاعيابة‪ ,‬يا ا ِ‬ ‫ي َعت لهف الاسخنات ياخذ بوك اظ سيل اعيا أ ي ال اانا اإل اظعيا‪ .‬بلت يو ة ال اوول في‬ ‫ُ‬ ‫ذ او يليإل‪ ,‬يا اسلخيات يو ة ال اوول (‪ )81‬يو ة سيييسية في الاو يليإل اظالا اال انية في يإل اسلخيات يو ة (‪)98‬‬ ‫يو ة سيييسية في الاو يليإل ال ال ة االوابعة ايو ة (‪ )39‬في الاو يليإل الخااسة االسايسة‪ .‬الاو ال راذ عيا يو ة ال اوول‬ ‫ِ‬ ‫اسلخي َات ابويل لااء ايعت في ن اية ال انا اظياإل ليبوك‪ ,‬اه ُسيِّع ال ااء عيا‬ ‫الانخيية نسبيا (‪ 81‬يو ة سيييسية) فقي‬ ‫البوك اآلخلباوية أفقيا اهلك باسلخيام أنباا لا ي لااء بهسلي ي بأبعاي (‪ 30‬سم القعو)‪.‬‬ ‫لات السيعول عيا عاذ فلول اآلياءل في ااون العاذ عإل عويد اسلخيام ارابيي‬

‫وبائية عيي (‪ )2‬لععي‬

‫اياءل ريواء ا اب ة لياء ال اس ل اإل الياء اإل العاااذ الا اة االا ول في ناا عيس الااء‪ ,‬اه يقام عيس الااء‬

‫رِّن َعت واعيل خ بية ب ذ الااسل أيهل بعاذ‬ ‫خهذ عايية البناء اليائي ببناء ال لية ال ية ال يييل لينبات‪ ,‬اا ا ُ‬ ‫(‪ 1‬م) اعو (‪ 9‬م ) ااوليال (‪ 8.1‬م) امعيت بقااش أساي ليسيعول عيا ااياءل اه ُبِّلَت الارنابيي ال وبائية عيا‬ ‫عاذ القاعيل الخ بية ااإل انلر‬

‫عوي ا‪ .‬ايافة لهلك لم الل م بعاذ ايي ل ايذ ااياءل اايي انقعاع ا في البوك‬

‫اآلخلباوية الاسنلخياة عإل عويد اسلخيام ا ولات‬

‫وبائية ابوا ة (‪,)Programmable timers‬‬

‫يا لعاذ لهف‬

‫الا ولات ياإل ايس ااسن اإل أعااو الل ايذ‪ ,‬اه لم اعإل عويد يبع ا الل م بيلول عاذ الارابيي ال وبائية اباا‬ ‫ي قد فلول ل ايذ لساال ‪ 81‬ساعة اانعياء ‪ 8‬ساعات (‪ 81‬ساعة ياء ‪ 8 ,‬ساعات ةهم)‪ .‬اعلُ ِاي نةام ال وياإل الاسلاو‬

‫(‪ )Continuous Flow‬أسيابا للاهية الا يات اآلخلباوية ظإل لها النةام يعي اإل أ و أنةاة ل ايذ ا عات الاعال ة‬ ‫انل ا او ( ‪ ,)Metcalf and Eddy, 2003‬ااسلخيات اياف فيهت ارنعة اخلبويا لاو‬

‫السيعول عيا ال اذ الاسيع‬

‫عيا الانةااة ال نا اللاايو في الخرائص اه يوت لهف الاياف اإل اااي يايائية عيييل ب يا ل اب خرائص اياف‬ ‫الييهت الانسلية ا سا اللارية الاقلو ة اإل البا ا ( ‪.)Vanrollegem, et al., 2001‬‬

‫ُ ِّايَت الا يات اآلخلباوية السلة ع و في يإل اا ي‪ ,‬اه رام العاذ ل ي لعاذ البوك اآلخلباوية ال اانية اظالا‬

‫بوك أ سيل لقيييية‪ ,‬في يإل لعاذ البوك اآلخلباوية ال اانية اظخوس بوك أ سيل ااعال ب ذ ااذ بنبات عيس الااء‪.‬‬ ‫لات عايية راي عيس الااء الااعي لسعي البوك ال اانية ذ ه ة أيام اا اُبِّت عاد الااء في البوك باقياو(‪38‬‬ ‫سم) في ذ بو ة ا سا اللارية الاقلو ة اإل البا ا (‪ .)Caicedo, 2005‬الاو ل قيد أليا الب ا ايواسة النةام‬

‫‪119‬‬

‫األحمدي ‪ :‬تأثير تغيير وقت المكوث الهيدروليكي ودرجة حرارة الماء في كفاءة إزالة الملوثات العضوية ‪...‬‬ ‫الاقلوح فقي وُسِّم عاذ الا يات اآلخلباوية الا ست ا او ذ ل اييية‪ .‬اسلُ ِ‬ ‫خيم في الا او ذ اليويية (اظالا اال ال ة االخااسة)‬ ‫أوبعة ل او يس لاياف الييهت في يإل اسلخيات ه ة ل او يس لاياف الييهت ليا او ذ السا ية (ال انية االوابعة االسايسة)‬

‫ا اا ابيإل في ال ياذ ووم (‪ ,)8‬اا ااسلخيات يو ة ال اوول (‪ )81‬يو ة سيييسية في الاو يليإل اظالا اال انية في يإل‬ ‫اسلخيات اليو ة (‪ )98‬يو ة سيييسية في الاو يليإل ال ال ة االوابعة االيو ة (‪ )39‬يو ة سيييسية في الاو يليإل الخااسة‬ ‫االسايسة‪ .‬اميو اوت الا اا ال ييوالي ي (‪ )Hydraulic Detention Time, HDT‬في الب ا في يإل اسلخيم اوت‬ ‫ا اا لييوالي ي ابت في ذ بو ليإل ا يالاا الااعال بنبات عيس الااء ااظخوس ميو الااعال اهلك لياقاونة في ياءل‬

‫ااسالة‪ ,‬اال ياذ ووم (‪ )9‬يبيإل خرائص الا او ذ الل اييية السلة لعاذ الانةااات اآلخلباوية الخارة بالب ا‪.‬‬ ‫ياذ ووم (‪ : )8‬ل او يس اياف الييهت الاسلخياة في الا او ذ الل اييية السلة‬ ‫المراحل التشغيلية (األولل ‪ ،‬الثالثة والخامسة)‬ ‫‪(TN‬ملغم‪/‬لتر)‬ ‫‪(COD‬ملغم‪/‬لتر)‬ ‫‪04‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪04‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪54‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪84‬‬ ‫‪500‬‬ ‫المراحل التشغيلية (الثانية ‪ ،‬الرابعة والسادسة)‬ ‫‪(TN‬ملغم‪/‬لتر)‬ ‫‪(COD‬ملغم‪/‬لتر)‬ ‫‪44‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪544‬‬ ‫‪500‬‬

‫التركيز‬ ‫اظاذ‬ ‫ال اني‬ ‫ال الا‬ ‫الوابن‬ ‫التركيز‬ ‫اظاذ‬ ‫ال اني‬ ‫ال الا‬

‫‪(TP‬ملغم‪/‬لتر)‬ ‫‪8‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪54‬‬ ‫‪51‬‬ ‫‪(TP‬ملغم‪/‬لتر)‬ ‫‪54‬‬ ‫‪51‬‬ ‫‪14‬‬

‫ياذ ووم (‪ :)9‬خرائص الا او ذ الل اييية لعاذ الا يات اآلخلباوية الخارة بالب ا‬ ‫المرحلة‬

‫درجة الحرارة برك األكسدة (بدون تغطية بعدس الماء)‬

‫التشغيلية‬

‫(‪)oC‬‬

‫اظالا‬

‫‪58‬‬

‫‪1‬‬

‫ال انية‬

‫‪58‬‬

‫‪1‬‬

‫‪9‬‬

‫ال ال ة‬

‫‪11‬‬

‫‪1‬‬

‫‪54 51‬‬

‫الوابعة‬

‫‪11‬‬

‫‪1‬‬

‫‪9‬‬

‫الخااسة‬

‫‪21‬‬

‫‪1‬‬

‫‪54 51‬‬

‫السايسة‬

‫‪21‬‬

‫‪1‬‬

‫برك األكسدة (مغطاة بعدس الماء)‬

‫وقت التعويق (يوم)‬ ‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫وقت التعويق (يوم)‬ ‫‪54 51‬‬

‫‪1‬‬

‫‪51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54‬‬

‫‪9‬‬

‫‪1‬‬

‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪1‬‬

‫‪9‬‬

‫‪1‬‬

‫‪51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54‬‬

‫‪9‬‬

‫‪1‬‬

‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪1‬‬

‫‪9‬‬

‫‪1‬‬

‫‪51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54‬‬

‫‪9‬‬

‫‪1‬‬

‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪1‬‬

‫‪9‬‬

‫‪1‬‬

‫‪51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪1‬‬

‫‪51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪1‬‬

‫‪51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫‪54 51‬‬

‫‪9‬‬

‫النتائا والمناقشة‬

‫تأثير تغير درجات حرارة الماء في إزالة المواد العضوية‬ ‫لم في اظ اذ (‪ )1( , )8( , )1( , )4( , )3( , )9( , )8‬ا (‪ )1‬لا يذ العهوة بيإل يو ة اوول اياف الييهت ان‬

‫ياءل اسالة الاااي العياية الخاو ة اإل بوك اظ سيل الااعال بعيس الااء اميو الااعال ب ال افة الا او ذ الل اييية‪ .‬ا اا‬ ‫يه ة اإل اظ اذ ينيا اخله‬ ‫اخله‬

‫ياءل اسالة الاااي العياية ليا يل اآلخلباوية الااعال بعيس الااء اميو الااعال ب ان‬

‫يو ات ال اوول ا بات اوت الا اا ال ييوالي ي (‪.)HDT‬‬

‫‪120‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫‪100‬‬

‫‪Efficiency of CODS removal‬‬ ‫)‪(%‬‬

‫‪90‬‬

‫‪95‬‬

‫‪86‬‬

‫‪90‬‬

‫‪82‬‬

‫‪85‬‬

‫‪78‬‬

‫‪80‬‬

‫‪74‬‬

‫‪75‬‬

‫‪70‬‬

‫‪66‬‬ ‫‪34‬‬

‫‪28‬‬

‫‪31‬‬

‫‪25‬‬

‫‪19‬‬

‫‪22‬‬

‫‪34‬‬

‫‪16‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬ ‫مغطى‬ ‫غير مغطى‬

‫ال ذ (‪ : )8‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬ا ياءل‬ ‫اسالة الاااي العياية (‪ )CODS‬لبوك اظ سيل‬ ‫اآلخلباوية عني اوت ا اا يساال (‪ )8‬أيام‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪25‬‬

‫‪22‬‬

‫‪19‬‬

‫‪16‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬ ‫مغطى‬ ‫غير مغطى‬

‫ال ذ (‪ : )9‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬ا ياءل‬ ‫اسالة الاااي العياية (‪ )CODS‬لبوك اظ سيل‬ ‫اآلخلباوية عني اوت ا اا يساال (‪ )2‬أيام‬

‫‪99‬‬

‫‪Efficiency of CODS removal‬‬ ‫)‪(%‬‬

‫‪100‬‬

‫‪96‬‬

‫‪97‬‬

‫‪93‬‬

‫‪94‬‬

‫‪90‬‬ ‫‪87‬‬

‫‪91‬‬

‫‪84‬‬

‫‪88‬‬

‫‪81‬‬ ‫‪78‬‬ ‫‪34‬‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪25‬‬

‫‪19‬‬

‫‪22‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬ ‫مغطى‬ ‫غير مغطى‬

‫‪16‬‬

‫‪85‬‬ ‫‪34‬‬

‫ال ذ (‪ : )3‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬ا ياءل‬ ‫اسالة الاااي العياية (‪ )CODS‬لبوك اظ سيل‬ ‫اآلخلباوية عني اوت ا اا يساال (‪ )89‬يااا‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪25‬‬

‫‪22‬‬

‫‪19‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬ ‫مغطى‬ ‫غير مغطى‬

‫‪16‬‬

‫ال ذ (‪ : )4‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬ا ياءل‬ ‫اسالة الاااي العياية (‪ )CODS‬لبوك اظ سيل‬ ‫اآلخلباوية عني اوت ا اا يساال (‪ )81‬يااا‬

‫‪82‬‬ ‫‪78‬‬

‫‪85‬‬

‫‪74‬‬

‫‪80‬‬

‫‪70‬‬

‫‪75‬‬

‫‪66‬‬ ‫‪62‬‬ ‫‪34‬‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪25‬‬

‫‪22‬‬

‫‪19‬‬

‫‪70‬‬ ‫‪34‬‬

‫‪16‬‬

‫‪Efficiency of BOD5 removal‬‬ ‫)‪(%‬‬

‫‪90‬‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪25‬‬

‫‪22‬‬

‫‪19‬‬

‫‪16‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬ ‫مغطى‬ ‫غير مغطى‬

‫ال ذ (‪ : )1‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬ا ياءل‬ ‫اسالة الاااي العياية (‪ )BOD1‬لبوك اظ سيل‬ ‫اآلخلباوية عني اوت ا اا يساال (‪ )8‬أيام‬

‫‪121‬‬

‫ال ذ (‪ : )8‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬ا ياءل اسالة‬ ‫الاااي العياية (‪ )BOD1‬لبوك اظ سيل اآلخلباوية‬ ‫عني اوت ا اا يساال (‪ )2‬أيام‬

‫األحمدي ‪ :‬تأثير تغيير وقت المكوث الهيدروليكي ودرجة حرارة الماء في كفاءة إزالة الملوثات العضوية ‪...‬‬ ‫‪92‬‬

‫‪Efficiency of BOD5 removal‬‬ ‫)‪(%‬‬

‫‪100‬‬

‫‪90‬‬

‫‪95‬‬

‫‪88‬‬ ‫‪86‬‬

‫‪90‬‬

‫‪84‬‬

‫‪85‬‬

‫‪82‬‬ ‫‪80‬‬

‫‪80‬‬

‫‪78‬‬

‫‪75‬‬

‫‪76‬‬ ‫‪34‬‬

‫‪28‬‬

‫‪31‬‬

‫‪25‬‬

‫‪22‬‬

‫‪19‬‬

‫‪34‬‬

‫‪16‬‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪25‬‬

‫‪22‬‬

‫‪19‬‬

‫‪16‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬ ‫مغطى‬ ‫غير مغطى‬

‫)‪Temperaure (c‬‬ ‫مغطى‬ ‫غير مغطى‬

‫ال ذ (‪ : )1‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬ا ياءل‬ ‫اسالة الاااي العياية (‪ )BOD1‬لبوك اظ سيل‬ ‫اآلخلباوية عني اوت ا اا يساال (‪ )89‬يااا‬

‫ال ذ (‪ : )1‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬ا ياءل‬ ‫اسالة الاااي العياية (‪ )CODS‬لبوك اظ سيل‬ ‫اآلخلباوية عني اوت ا اا يساال (‪ )81‬يااا‬

‫اه أإل أفيذ ياءل اسالة لياااي العياية انت عني يو ة اوول (‪ 98‬يو ة ائاية) القذ ياءل ااسالة عني يو ة‬ ‫اوول (‪ 39‬يو ة ائاية) اأإل أوذ ياءل اسالة انت عني يو ة اوول (‪ 81‬يو ة ائاية) في بوك اظ سيل الااعال بعيس‬

‫الااء اميو الااعال ب ‪.‬‬

‫ايعاي السبا في هلك الا أإل انخيا‬

‫يو ة ال اوول ي يل الا معس النبات الا وال الاياف اا ا سا نا م يعااي‬

‫ن اع بعي و ال الي ء اه أإل عيس الااء يل اذ يو ة ال اوول الااوعة بيإل ‪°33-6‬م‬ ‫ال اووية اظعيا اإل ‪°30‬م الليد لهف النلي ة ان اا اء ب‬

‫ذ اإل‪)Lqbal, 1999( :‬‬

‫ايلباعأ في الناا عني اليو ات‬ ‫(‪)Lemna crop., 1994‬‬

‫(‪ .)Reed, 1988( )Zimmo, et. al, 2000‬هلك لا ة أإل ياءل ااسالة ليا يل اآلخلباوية الااعال بعيس الااء أعيا‬ ‫اإل ياءل ااسالة لياااي العياية عني اليو ة ال اووية نيس ا اه لعي يو ة ال اوول عااه ا ييا لناا النبات اانل اوف ف ا‬ ‫يولبع بايس ل اذ النبات لليك اليو ة ظن ا لعاذ عيا لنةيم الناا االعاييات ال ياية العي ا اة لينبات في ل ييي اعيذ‬ ‫اآلسليايل اإل الاااي الااهية االياء (السعيل ‪.)1986‬‬

‫تأثير تغير درجات حرارة الماء في البرك علل قيمة الرقم الهيدروجيني (‪)pH‬‬ ‫يعي الووم ال ييوا يني اإل العاااذ الا اة االا ول في سيو الاعال ة البيالا ية اي يل اوليال لها العااذ أا‬ ‫انخياي عإل ويم اعينة الا ياا رياة ل ذ عاذ النبالات ياخذ بوك الاعال ة ااا ي يل الا انخيا‬

‫ياءل اسالة‬

‫الاو بات العياية (‪ )Viessman, et. al, 1985‬اه أإل القيم العالية اإل يو ة اظس ال ييوا يني ل و في عيس الااء‬ ‫ا وي ل يل الا له‬

‫(‪ )Clement & Marlin, 1995( )Wang, 1991‬ا ( ‪ .)Caicedo ,et. al. 2000‬العي‬

‫وياة الووم ال ييوا يني الاعليلة لياسع الهل يناا عيي النبات لي اظفيذ ل في ال راذ عيا الااهيات (‪,)2-1‬‬ ‫(‪)Alaerts, et. al, 1996‬‬

‫( ‪ )Korner & Vermaat ,1998‬ا(‪ .)Zimmo,et. al, 2000‬لها فقي لات اواوبة لها‬

‫العااذ (‪ )pH‬في الاياف الخاو ة اإل بوك اظ سيل اآلخلباوية‪.‬‬

‫‪122‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫لبيإل اظ اذ (‪ )2‬ا (‪ )80‬ا (‪ )88‬ا (‪ )89‬العهوة بيإل يو ة ال اوول اوياة الووم ال ييوا يني (‪ )pH‬في بوك‬

‫اظ سيل اآلخلباوية اليا او ذ الل اييية الاخليية‪ .‬ا اا يه ة اإل اظ اذ اخله‬ ‫الااعال بعيس الااء اميو الااعال ب ان اخله‬ ‫أفيذ ياءل انخيا‬

‫ويم الووم ال ييوا يني ليا يل اآلخلباوية‬

‫يو ات ال اوول ا بات اوت الا اا ال ييوالي ي (‪ )HDT‬اه أإل‬

‫لقيم الووم ال ييوا يني (‪ )pH‬انت عني يو ة اوول (‪ 98‬يو ة ائاية) القذ ياءل ااسالة عني يو ة‬

‫اوول (‪ 39‬يو ة ائاية) اأإل أوذ ياءل اسالة انت عني يو ة اوول (‪ 81‬يو ة ائاية) في بوك اظ سيل الااعال بعيس‬ ‫في وياة الووم ال ييوا يني (‪ )PH‬لياياف الخاو ة اإل‬

‫الااء اميو الااعال ب ‪ .‬ا اا يلبيإل اإل اظ اذ فاإل لنالك انخيا‬

‫بوك اظ سيل الااعال بعيس الااء عن ا في الاياف الخاو ة اإل الا يات اآلخلباوية ميو الااعال بعيس الااء‪ .‬اه لعي يو ة‬

‫ال اوول عااه ا ييا لناا النبات اانل اوف ف ا يولبع بايس ل اذ النبات لليك اليو ة ظن ا لعاذ عيا لنةيم الناا‬ ‫االعاييات ال ياية العي ا اة لينبات في ل ييي اعيذ اآلسليايل اإل الاااي الااهية االياء (السعيل ‪.)1986‬‬

‫‪8.1‬‬

‫‪8‬‬

‫‪8.0‬‬

‫‪7.9‬‬

‫‪pH‬‬

‫‪8.2‬‬

‫‪8.1‬‬

‫‪7.8‬‬

‫‪7.7‬‬

‫‪7.6‬‬

‫‪7.6‬‬ ‫‪34‬‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪25‬‬

‫‪19‬‬

‫‪22‬‬

‫‪7.5‬‬ ‫‪34‬‬

‫‪16‬‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪25‬‬

‫‪22‬‬

‫‪19‬‬

‫‪16‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬ ‫غير مغطى‬

‫مغطى‬

‫غير مغطى‬

‫مغطى‬

‫ال ذ (‪ : )80‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬اوياة‬ ‫الووم ال ييوا يني (‪ )pH‬لبوك اظ سيل اآلخلباوية‬ ‫عني أاوات ا اا لساال (‪ )2‬أيام‬

‫ال ذ (‪ : )2‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬اوياة‬ ‫الووم ال ييوا يني (‪ )pH‬لبوك اظ سيل اآلخلباوية‬ ‫عني أاوات ا اا لساال (‪ )8‬أيام‬ ‫‪8.1‬‬

‫‪8.0‬‬

‫‪7.9‬‬

‫‪7.8‬‬ ‫‪7.7‬‬

‫‪pH‬‬

‫‪7.8‬‬

‫‪7.5‬‬

‫‪7.6‬‬

‫‪34‬‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪22‬‬

‫‪19‬‬

‫‪7.4‬‬

‫‪7.5‬‬

‫‪7.3‬‬

‫‪7.4‬‬

‫‪7.2‬‬

‫‪16‬‬

‫‪34‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬ ‫غير مغطى‬

‫‪pH‬‬

‫‪7.6‬‬

‫‪7.7‬‬

‫‪25‬‬

‫‪pH‬‬

‫‪8.3‬‬

‫‪8.2‬‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪25‬‬

‫‪22‬‬

‫‪19‬‬

‫‪16‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬ ‫مغطى‬ ‫غير مغطى‬

‫مغطى‬

‫ال ذ (‪ : )88‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬اوياة‬ ‫الووم ال ييوا يني (‪ )pH‬لبوك اظ سيل اآلخلباوية‬ ‫عني أاوات ا اا لساال (‪ )89‬يااا‬

‫‪123‬‬

‫ال ذ (‪ : )89‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬اوياة‬ ‫الووم ال ييوا يني (‪ )pH‬لبوك اظ سيل اآلخلباوية‬ ‫عني أاوات ا اا لساال (‪ )81‬يااا‬

‫األحمدي ‪ :‬تأثير تغيير وقت المكوث الهيدروليكي ودرجة حرارة الماء في كفاءة إزالة الملوثات العضوية ‪...‬‬

‫األوكسجين المذاب (‪: )DO‬‬ ‫يعي لو يس اظا س يإل الاهاا في الااء يليه عيا الة ال سم الاائي فيا إل اعوفة ال يو عإل عبيعة الااوي‬ ‫اه اإل ا اي اظا س يإل الاهاا في الااء يعاذ عيا ل يذ الايا ات‬

‫الاائي اإل اعوفة اية اظا س يإل الاهابة في‬

‫العياية الخييص الاياف ان ا يااإل انعياا في الااء ي يل الا ياا ل يذ آللاائي ليايا ات ياخذ الااء ينلج عن‬

‫ماسات ياول ان ا ماس الاي اإل اماس بويليي ال ييوا يإل اميولا‪ .‬لبيإل اظ اذ (‪ )52‬ا (‪ )50‬ا (‪ )54‬ا (‪ )51‬العهوة‬

‫بيإل يو ة اوول الااء في بوك اآل سيل اوياة اظا س يإل الاهاا (‪ )DO‬اليا او ذ الل اييية الاخليية‪.‬‬ ‫‪4.5‬‬

‫‪3.0‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫‪2.0‬‬ ‫‪1.5‬‬ ‫‪1.0‬‬ ‫‪0.5‬‬

‫)‪Diissolved Oxygen (mg/L‬‬

‫‪3.5‬‬

‫‪4‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬

‫‪0.0‬‬ ‫‪34‬‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪25‬‬

‫‪22‬‬

‫‪19‬‬

‫‪0‬‬

‫‪16‬‬

‫‪31‬‬

‫‪34‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬ ‫مغطى‬ ‫غير مغطى‬

‫‪25‬‬

‫‪28‬‬

‫‪19‬‬

‫‪22‬‬

‫‪16‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬ ‫مغطى‬ ‫غير مغطى‬

‫ال ذ (‪ : )83‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬الو يس‬ ‫اظا س يإل الاهاا (‪ )DO‬لبوك اظ سيل اآلخلباوية‬ ‫عني أاوات ا اا لساال (‪ )8‬أيام‬

‫ال ذ (‪ : )84‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬الو يس‬ ‫اظا س يإل الاهاا (‪ )DO‬لبوك اظ سيل اآلخلباوية‬ ‫عني أاوات ا اا لساال (‪ )2‬أيام‬

‫‪5‬‬

‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬

‫)‪Dissolved Oxygen (mg/l‬‬

‫‪3‬‬

‫‪6‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪34‬‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪25‬‬

‫‪19‬‬

‫‪34‬‬

‫‪16‬‬

‫غير مغطى‬

‫مغطى‬

‫ال ذ (‪ : )81‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬الو يس‬ ‫اظا س يإل الاهاا (‪ )DO‬لبوك اظ سيل اآلخلباوية‬ ‫عني أاوات ا اا لساال (‪ )89‬يااا‬ ‫ا اا يلبيإل اإل اآل اذ انخيا‬

‫‪31‬‬

‫‪28‬‬

‫‪25‬‬

‫‪22‬‬

‫‪19‬‬

‫‪16‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬

‫)‪Temperature (c‬‬ ‫غير مغطى‬

‫)‪Dissolved Oxygen (mg/l‬‬

‫‪4‬‬

‫‪22‬‬

‫)‪Dissolved Oxygen (mg/l‬‬

‫‪4.0‬‬

‫‪5‬‬

‫مغطى‬

‫ال ذ (‪ : )88‬العهوة بيإل يو ة ال اوول (‪ )T‬الو يس‬ ‫اظا س يإل الاهاا (‪ )DO‬لبوك اظ سيل اآلخلباوية‬ ‫عني أاوات ا اا لساال (‪ )81‬يااا‬

‫لو يس اظا س يإل الاهاا (‪ )DO‬لياياف الخاو ة اإل بوك اظ سيل الااعال بعيس‬

‫الااء عن ا في الاياف الخاو ة اإل الا يات اآلخلباوية ميو الااعال بعيس الااء‪ .‬يه ة اإل اظ اذ الابينة أعهف اخله‬ ‫لو يس اظا س يإل الاهاا ليا يل اآلخلباوية الااعال بعيس الااء اميو الااعال ب ان اخله‬

‫‪124‬‬

‫يو ات ال اوول ا بات اوت‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫الا اا ال ييوالي ي (‪)HDT‬‬

‫يا س ذ أعيا لو يس أا س يإل اهاا عني يو ة (‪ 11‬يو ة سيييسية) اانخي‬

‫ليوي يا عني يو ات اوول (‪ 21‬ا ‪ )58‬يو ة سيييسية عيا اللاالي‪.‬‬

‫اللو يس‬

‫تأثير وقت المكوث الهيدروليكي لبرك األكسدة المغطاة بعدس الماء في قيمة الرقم الهيدروجيني (‪)pH‬‬

‫لات اواوبة الووم ال ييوا يني لياياف الخاو ة اإل الا يات اآلخلباوية اهلك للقييم ياءل ااسالة‪ ,‬يبيإل ال ذ (‪)81‬‬

‫العهوة بيإل اوت الا اا ال ييوالي ي (‪ )HDT‬لبوك اظ سيل اآلخلباوية اوياة الووم ال ييوا يني (‪ )pH‬الخاوك اإل‬ ‫الا يات اآلخلباوية الااعال بعيس الااء اميو الااعال ب ‪ .‬ايه ة اإل ال ذ (‪ )81‬أإل بسيايل اوت الا اا ال ييوالي ي‬ ‫سلنخي‬

‫وياة (‪ )pH‬ال اين الا يات اآلخلباوية الااعال بعيس الااء اليك ميو الااعال ب ‪ ,‬ايعاي السبا في هلك الا‬

‫انخيا‬

‫اية الاااي العياية الاسيعة عيا الانةااة ان سيايل اوت الا اا ال ييوالي ي ااا يقيذ اإل لالي ماس نائي‬ ‫يا ي يل هاباإل لها الااس في الاياف‬

‫أا سيي ال وباإل (‪ )CO2‬النالج عإل أ سيل الاايل العياية (الاعايلة ووم ‪)8‬‬

‫الاعال ة الا سيايل سعة القاعيية (‪ )buffering capacity‬بيعذ لالي أيانات البي اوبانات (الاعايلة ووم ‪ 9‬ا ‪ )3‬االلي‬ ‫لعاذ عيا اعايلة ويم (‪()pH‬بال اف ي ‪( 1.9‬واعيية البي اوبانات)) سااء أ انت عبيعة الاياف الياخية الا لهف اظ اا‬ ‫اايية أم واعيية (‪.)Eckenfelder, 2000( )Viessman and Hammer, 1985‬‬

‫ايه ة اإل الان ني (‪ ) 81‬أإل ويم الووم ال ييوا يني ليا يات اآلخلباوية الااعال بعيس الااء أوذ اإل ا يهل ا‬

‫ميو الااعال ب ايعاي السبا في هلك الا فعالية عيس الااء اه يايك عيس الااء القيول عيا االراص ماس نائي‬ ‫اا سيي ال اوباإل أسول ااا يا إل أإل ي خه باللنيس الب ليول‪.(Dalu & Ndamba, 2002) .‬‬ ‫)‪CO2 + H2O + New cells + other products (N, P‬‬ ‫)‪(1‬‬

‫‪Organics+ O2‬‬

‫‪biodegradable‬‬

‫)‪(2‬‬

‫‪-‬‬

‫‪H+ + HCO3‬‬

‫‪H2CO3‬‬

‫‪H+ + CO3-2‬‬

‫)‪(3‬‬

‫‪CO2 + H2O‬‬

‫‪HCO3-‬‬

‫‪CO2 + OH‬‬

‫‪pH‬‬

‫‪8.3‬‬ ‫‪8.2‬‬ ‫‪8.1‬‬ ‫‪8.0‬‬ ‫‪7.9‬‬ ‫‪7.8‬‬ ‫‪7.7‬‬ ‫‪7.6‬‬ ‫‪7.5‬‬ ‫‪7.4‬‬ ‫‪7.3‬‬ ‫‪7.2‬‬ ‫‪10 11 12 13 14 15 16‬‬ ‫مغطى )‪(26C‬‬

‫)‪HDT (day‬‬

‫مغطى )‪(32C‬‬

‫‪9‬‬

‫‪8‬‬

‫‪7‬‬

‫‪6‬‬

‫‪5‬‬

‫مغطى )‪(18C‬‬

‫ال ذ (‪ :)55‬العهوة بيإل اوت الا اا ال ييوالي ي (‪ )HDT‬اوياة الووم ال ييوا يني‬ ‫(‪ )pH‬لبوك اظ سيل اآلخلباوية اليا او ذ الل اييية السلة‬

‫‪125‬‬

‫األحمدي ‪ :‬تأثير تغيير وقت المكوث الهيدروليكي ودرجة حرارة الماء في كفاءة إزالة الملوثات العضوية ‪...‬‬

‫تأثير وقت المكوث الهيدروليكي لبرك األكسدة المغطاة بعدس الماء في تركيز األوكسجين المذاب (‪:)DO‬‬

‫لات اواوبة اظا س يإل الاهاا لياياف الخاو ة اإل الا يات اآلخلباوية اهلك للقييم ياءل ااسالة‪ .‬يبيإل ال ذ (‪)81‬‬

‫العهوة بيإل اوت الا اا ال ييوالي ي (‪ )HDT‬لبوك اظ سيل اآلخلباوية الو يس اظا س يإل الاهاا (‪ )DO‬الخاوك اإل‬ ‫الا يات اآلخلباوية الااعال بعيس الااء اميو الااعال ب ‪ .‬يه ة اإل ال ذ (‪ )81‬أن بسيايل اوت الا اا ال ييوالي ي‬ ‫سيولين لو يس اظا س يإل الاهاا ال اين الا يات اآلخلباوية الااعال بعيس الااء اميو الااعال ب ايعسس السبا في هلك‬

‫الا أإل لقييذ الاايل العياية ي يل الا وية اسلن اس‬

‫اظا س يإل الاهاا ‪.‬‬

‫ايه ة اإل ال ذ الابيإل أعهف أإل لو يس اظا س يإل الاهاا ليا يات اآلخلباوية الااعال بعيس الااء أوذ اإل‬ ‫ا يهل ا في الا يل اآلخلباوية ميو الااعال ب ‪ .‬ايعاي السبا في هلك الا أإل مياا الع الا في البوك الااعال بعيس‬ ‫اسلايات‬

‫الااء بسبا لةييذ اياف الييهت باساعة ريول أا عبقة اإل عيس الااء اظاو الهل ي يل الا لخيي‬

‫اظا س يإل اه أإل الع الا لعاذ عيا ل يس اياف الييهت باظا س يإل ال يل عبقة عيس الااء الااعية لبوك‬ ‫اظ سيل بال ااذ أييا الا انن انلقاذ اظا س يإل اإل ال ااء الا الااء الها اا يقيذ بياوف لو يس اظا س يإل الاهاا في‬ ‫الااء بالاقابذ وي لقام نبات عيس الااء بل يس اظا س يإل الا الااء عإل عويد ال سء الخيول ( ‪Zimmo, et. al,‬‬

‫‪ )2000‬ال إل لهف الاسالاة ليست بالوئيسة ‪.‬‬

‫‪5.0‬‬ ‫‪4.5‬‬

‫‪3.5‬‬ ‫‪3.0‬‬ ‫‪2.5‬‬ ‫‪2.0‬‬ ‫‪1.5‬‬ ‫‪16‬‬

‫‪15‬‬

‫‪14‬‬

‫‪13‬‬

‫‪12‬‬

‫‪10‬‬

‫‪11‬‬

‫‪9‬‬

‫‪8‬‬

‫‪7‬‬

‫‪6‬‬

‫)‪Dissolved oxygen (mg/l‬‬

‫‪4.0‬‬

‫‪5‬‬

‫)‪HDT (day‬‬ ‫غير مغطى )‪(26C‬‬

‫غير مغطى )‪(32C‬‬

‫غير مغطى )‪(18C‬‬

‫مغطى )‪(26C‬‬

‫مغطى )‪(32C‬‬

‫مغطى )‪(18C‬‬

‫ال ذ (‪ :)81‬العهوة بيإل اوت الا اا ال ييوالي ي (‪ )HDT‬الو يس اظا س يإل الاهاا (‪)DO‬‬ ‫لبوك اظ سيل اآلخلباوية اليا او ذ الل اييية السلة‬

‫‪126‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫االستنتاجات‬ ‫‪ .8‬يسالم نبات عيس الااء بل سيإل ياءل اسالة الاااي العياية (‪ )BOD5 , CODS‬اه لا ة اوليال ياءل اسالة بوك‬ ‫اظ سيل الااعال بعيس الااء اإل (‪%11‬‬

‫‪ )%11‬في بوك اظ سيل اللقيييية الا (‪%11.93‬‬

‫‪ ) %10‬في البوك‬

‫الااعال بعيس الااء ال ذ اإل ( ‪ ) BOD5 , CODS‬اعيا اللاالي‪.‬‬ ‫‪ .9‬يسالم نبات عيس الااء بخي‬

‫وياة الووم ال ييوا يني (‪ )pH‬لاياف اليينهت الخاو نة اه لنا ة أإل ونيم (‪ )pH‬اننت‬

‫أعيننا فنني بننوك اظ سننيل ميننو الااعننال بعننيس الانناء عن ننا فنني البننوك الااعننال بعننيس الانناء بالاقابننذ لننا ة أإل ايننة‬ ‫اظا س يإل الاهاا (‪ )DO‬انت أعيا في بوك اظ سيل ميو الااعال بعيس الااء عن ا في البوك الااعال بعيس الاناء‬ ‫اب بات اوت الا اا ال ييوالي ي ايو ة ال اوول‪.‬‬

‫‪ .3‬لسالم لاعية بوك اظ سيل بنبالات عيس الااء الا سيايل وابييل ا عيا ل اذ أ ااذ عياية أعيا اعني يو نات اووينة‬ ‫ابل ن ننة اه ا ن ننإل الاا ن ننإل وف ن ننن ويا ن ننة ال ا ن ننذ العي ن ننال الاس ن ننيع عي ن ننا البو ن ننة ا ن ننإل (‪ 81‬ام‪/‬ل ل ن نناو‪.‬يام) ال ن ننا (‪811‬‬ ‫ام‪/‬ل لاو‪.‬يام) ابل قيد نيس ال ياءل‪.‬‬

‫‪ .4‬لسياي ياءل اسالة ذ اإل الاو بات العياية (‪ )BOD5 , CODS‬ان سيايل اوت الا اا ال ييوالي ي لبوك اظ سيل‬ ‫الااعال بعيس لا اء اميو الااعال ب‬

‫بالاقابذ لنخي‬

‫وياة الووم ال ييوا يني (‪ )pH‬ان سيايل اوت الا اا في‬

‫يإل يسياي لو يس اظا س يإل الاهاا (‪ )DO‬ان سيايل اوت الا اا ال ييوالي ي‪.‬‬ ‫‪ .1‬لخلي‬

‫ياءل اسالة الاااي العياية (‪ )BOD5 , CODS‬ان اخله‬

‫يو ات ال اوول اب بات اونت الا ناا ال ينيوالي ي‬

‫اه لم لس يذ أعيا ياءل اسالة لياااي العياية عني يو ة اوول (‪ 98‬يو ة سيييسية) القذ ياءل ااسالة عني اوليال يو ة‬

‫ال ن اوول النا (‪ 39‬يو نة سنيييسية) الننخي‬

‫يناءل اا اسلنة عنني انخينا‬

‫يو نة ال ن اوول اه لنم لسن يذ أونذ يناءل ا اسلنة عنني‬

‫يو ة اوول (‪ 81‬يو ة سيييسية) افي ذ اإل بوك اظ سيل الااعال بعيس الااء اميو الااعال ب ‪.‬‬ ‫‪ .8‬ا ي أإل أوذ وياة ليووم ال ينيوا يني (‪ )pH‬اننت عنني يو نة ن اوول (‪ 98‬يو نة سنيييسية) ااسيايت عنني يو نة ن اوول (‪39‬‬ ‫يو ة سيييسية) في نيإل أإل أعينا ويانة وونم لينيوا يني اننت عنني يو نة ن اوول (‪ 81‬يو نة ائاينة) بالاقابنذ لنم لسن يذ‬

‫أعيا لو يس أا س يإل اهاا عني يو ة اوول (‪ 98‬يو ة سيييسية) اانخي‬

‫اللو يس ليوي يا عني يو ات اوول (‪ 39‬ا‬

‫‪ ) 81‬يو ة سيييسية اعيا اللاالي‪.‬‬

‫المصادر‬ ‫‪ .8‬الخير‪ ،‬أياد (‪ ",)6008‬عويقة‬

‫يي ة في اعال ة اياف الرو‬

‫الر ي ااسلخيااال ا في الول"‬

‫ا لاو الل نالا يا‬

‫العواوي السابن ال ااعة الل نالا ية باياي العواد ص‪.918-984:‬‬

‫‪ .9‬السعدي‪ ،‬حسين علي؛ الدهام ‪ ،‬نجم قمر والحصان‪ ،‬ليث عبد الجليل (‪)8812‬أ "عيم البيئة الاائية" ا اسول اللعييم العالي‬

‫االب ا العياي عبن ياو ال لا ليعباعة االن و ااعة الاارذ‪ .‬العواد‪ .‬ري ة ‪.131 - 498 :‬‬ ‫‪3. Alaerts G. A.; Mahbubar M. A. and Kelderman P. (1996), "Performance analysis of a‬‬ ‫‪full-scale duckweed covered sewage lagoon". Water Research, Vol. 30, pp. 843-852.‬‬ ‫‪4. Ali, M. A. and Lesson, S. (1994), "Nutritional value and utilization of aquatic weeds in‬‬ ‫‪the diet of poultry". World's Poultry science journal. 50(3): 237-251.‬‬ ‫‪5. Boonyapookana, B. , Upatham, E. S, Kruatrachue, M. ,Pokethitiyook, P and‬‬ ‫‪Singhakaew, S. (2002), "PHytoaccumulation and pHytotoxicity of cadmium and‬‬

‫‪127‬‬

... ‫ تأثير تغيير وقت المكوث الهيدروليكي ودرجة حرارة الماء في كفاءة إزالة الملوثات العضوية‬: ‫األحمدي‬

8. 9. 10.

11.

12. 13.

14.

15.

16. 17.

18. 19.

20. 21.

chromium in duckweed Wolffia globosa" International Journal Phyto-remediation, Vol. 4, No. 2, pp. 87-100. Caicedo Bejarano, J. R. (2005), "Effect Of Operational Variables on Nitrogen Transformations In Duckweed Stabilization Ponds" PhD thesis, University of Wageningen, pp. 1-10. Caicedo, J. R.; Van der Steen, N.P.; Arce, O. and Gijzen, H.J. (2000), "Effect of total nitrogen concentration and pH on growth rates of duckweed", (Spirodela polyrrhiza). Water Research. 15: 3829-3835. Clement, B. and Merlin, G. (1995), "The contribution of ammonia and alkalinity to landfill leachate toxicity to duckweed". Science Total Environ. 170: 71-79. Crites, R., Middlebrooks, E., Reed, S., 2006,"Natural Wastewater Treatment Systems", New York, Ch1, pp. 1-10. Culley, D. D.; Rejmankova, E.; Kevt, J. and Frye, J. B. (1981), "Production chemical quality and use of duckweeds (Lemnaceae) in aquaculture, waste management and animal feeds", Journal of the World Mariculture Society, 12 (2): 27-49 Dalu, J.M. and Ndamba,J.(2002),"Duckweed based wastewater stabilization ponds for wastewater treatment; a Low Cost Technology for Small Urban Areas in Zimbabwe.". Institute of Water and Sanitation Development, Box MP 422, Mount Pleasant, Harare, Zimbabwe. 30- 31. October. Eckenfelder Jr. W., (2000), "Industrial Water Pollution Control", 3rd Edition , McGraw Hill International Edition, Singapore. Hanczakowski, P.; Symczyk, B. and Wawrzyski, M. (1995), "Composition and nutritive value of sewage-grown duckweed (Lemna minor) for rats Animal". Feed Science Technology. 52: 339-343. Korner, S., and Vermaat, J. E. (1998), "The relative importance of Lemna gibba L., bacteria and algae for the nitrogen and pH and Horus removal in duckweed-covered domestic wastewater", Water Research., 32:3651-3661 Kuraishi, M . A and Sharma, S (2010)," An Experimental Investigation Of Nutrient Removal Efficiency In Duckweed Covered Waste Water System" Vol. 30, No. 9, pp. 768- 772. Lemna Corporation (1994), "The view of the for cost effective wastewater treatment", Promotional Brochure, Ch5, pp. 14-28. Leng, R.A.; Stambolie, J.H. and Bell, R.E. (1994), "Duckweed a potential high protein feed resource for domestic animals and fish In: Improving animal production systems based on local feed resources", 7th AAAP Animal Science Congress. pp. 100-117. Leory, H.; Jerry, D.; Eric, H.; Juan, P. and James, H. (1993),"World weeds, natural histories and distribution", John Wiley & Sons, lnc. New York. pp. 432-441. Lqbal, S. (1999)" Duckweed Aquaculture Potentials, Possibilities and Limitations for Combined Wastewater Treatment and Animal Feed Production in Developing Countries" Swiss Federal Institute for Environmental Science & Technology, (EAWAG). Ueberlandstrasse 133, CH-8600 Duebendrof, Switzerland, pp. 22-75. Metcalf and Eddy, Inc. (2003), "Waste water engineering treatment/disposal/reuse", fourth edition, McGraw-Hill, Inc, New York, Ch8, pp. 661-665. Phuc, B. H. N.; Lindberg, J. E.; Ogle, B. and Thomke, S. (2001), "Determination of the nutritive value of tropical biomass products as dietary ingredients for monogastrics using rats: 1. comparison of eight forage species at two levels of inclusion in relation to a casein diet", Asian-Aust. Journal Animal Science, 14(7): pp. 986-993.

128

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬ 22. Preston, T.R. and Murgueitio, E. (1992). "Strategy for Sustainable Livestock Production in the Tropics SAREC", Publishers Consultoris para el Desarrollo Rural Integrado en el Tropico (CONDRIT) Ltd, Cali, Colombia. 23. Rana, S., (2004), "Topological Data Structures for Surfaces: An introduction to geographical information science", John Wiley & Sons, Chichester. 24. Reed, S.C.; Middlebrooks, E. J. and Crites, R. W. (1988), "Natural systems for waste management treatment", M.Sc. Thesis, North Carolina State University, Biological and Agricultural Engineering, Raleigh, NC. 25. Skillicorn, P.; Spira, W. and Journey, W. (1993), "Duckweed aquaculture-a new aquatic farming system for developing countries", The World Bank. Washington DC. pp.76. 26. Townsend, C. C., Guest, Evan, Omar,S. A., and Al-Khayat. A. H. (1985) "Flora of Iraq". Volume eight (monocotyledons), Ministry of agriculture & agrarian reform, Iraq. pp. 36-37. 27. Vanrolleghem, P. A. , Nopens, I. and Capalozza, C. (2001), " Stability analysis of a synthetic municipal wastewater" Department of Applied Mathematics, Biometrics and Process Control, Technical report, pp. 1-22. 28. Viessman, W. Jr. & Hammer, M. J. (1985), "Water supply and pollution control", Harper and Row publishers Inc., New York, 4th edition. 29. Wang, W. (1991), "Ammonia toxicity to macrophytes (Common duckweed and rice) using static and renewal methods", Environmental Toxicology and Chemistry, 10: pp. 1173-1178. 30. Zimmo O. R and Al Sa’ed; Gijzen R. H (2000), "Comparison between algae-based and duckweed-based wastewater treatment: differences in environmental conditions and nitrogen transformations" Water Science and Technology, Vol. 42, No. 11, pp. 215–222.

129

...... ‫ تاثير الطمر الصحي الهوائي واالهوائي للنفايات الصلبة البلدية وتدوير العصارة الناتجة‬: ‫الرحماني‬

‫تأثير الطمر الصحي الهوائي والالهوائي للنفايات الصلبة البلدية وتدوير العصارة الناتجة‬ ‫على نوعيتها‬ ‫نادية افرام يعقوب الرحماني‬ ‫قسم هندسة البيئة‬-‫ كلية الهندسة‬-‫جامعة الموصل‬

‫الخالصة‬ ‫ حيث تم تهيئة‬.‫تضمن البحث دراسة تأثير تدوير العصارة على التحلل الهوائي والالهوائي للنفايات الصلبة البلدية‬

‫ الثالث هوائي والرابع هوائي مع تدوير‬،‫ الثاني الهوائي مع تدوير العصارة‬،‫ األول الهوائي‬،‫أربع مفاعالت متتبرية حيوية‬ ‫ يوم من تالل قياس عدد من التصائص‬051 ‫ وقد تم متابعة نوعية العصارة تالل فترة الدراسة البالغة‬.‫العصارة‬ ‫ أظهرت‬.‫ وحجم العصارة المتولدة كل أسبوع‬Ca+2،Mg+2،Cl-،NH3-N،TKN،BOD،COD،TSS،TDS،EC،pH ‫النتائج ان عملية تدوير العصارة تقلل من حجمها وكذلك تقلل من تركيز المواد العضوية فيها سواء في المفاعل الهوائي او‬

،TDS،pH ‫ ووجد ان عملية التدوير بوجود التهوية قد حققت انتفاض في الفترة الزمنية الستقرار كل من‬،‫الالهوائي‬ ‫ كما أظهرت النتائج انتفاض قيم تصائص العصارة في المفاعل الهوائي مقارنة‬.Mg+2،Ca+2،COD،BOD،EC،TSS ‫ وكان لعملية التهوية تأثير فعال في إزالة االمونيا من العصارة الناتجة من التحلل‬.‫مع الحالة الالهوائية في نهاية التجربة‬ .‫الحيوي للنفايات الصلبة‬ .‫التحلل الالهوائي‬،‫ التحلل الهوائي‬، ‫ التهوية‬، ‫ تدوير العصارة‬،‫ النفايات الصلبة‬،‫ المفاعل الحيوي‬: ‫الكلمات الدالة‬

The Impact of Aerobic and Anaerobic Landfill for Municipal Solid Wastes and Recirculation Generated Leachate on its Quality Nadia A. Yakoob University of Mosul-College of Engineering-Environmental Department

Abstract The aim of this study was to determine the effect of leachate recirculation on aerobic and anaerobic degradation of municipal solid waste. Four laboratory scale landfill reactors were constructed. The first one anaerobic reactor, the second one anaerobic reactor with recirculation leachate, the third one was aerobic reactor and the fourth one aerobic with recirculation leachate. Leachate quality is regularly monitored along the study period which lasted 150 day by measuring some of its characteristics pH,EC,TDS,TSS,BOD,COD,TKN,NH3-N,Cl-,Mg+2,Ca+2and generated leachate quantity every week. The results showed a decrease in leachate volume and concentration of organic material during its recirculation in aerobic and anaerobic reactors. it has been found the recirculation with aeration of leachate reduced the characteristic of leachate pH, TDS, TSS, EC, BOD, COD,Ca+2, Mg+2. In addition, final leachate concentrations were consistently lower in aerated reactor comparison with anaerobic case. An effective decrease in ammonia was noticed with aeration of leachate of the solid waste. Keywords: Aerobic degradation, Anaerobic Degradation, Leachate Recirculation, Solid Waste.

130

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫المقدمة‪:‬‬ ‫في الماضي البعيد لم تكن النفايات الصلبة تمثل مشكلة بيئية محسوسة لقلة عدد السكان مع وجود مساحات‬ ‫شاسعة من األراضي يمكن أن تستتدم كأماكن لرمي هذه النفايات‪ ،‬أو دفنها‪ ،‬لكن تدريجياً بدأت مشكلة التلوث بالنفايات‬

‫الصلبة تظهر مع ظهور المدنية والثورة الصناعية كعامل مهم من العوامل التي تشكل تهديداً على البيئة وما يليها من‬

‫مضاعفات وتهديد لمتتلف أشكال الحياة]‪.[32‬‬

‫كانت والزالت عملية طمر النفايات البلدية تالل العقود الماضية تعتبر من الطرق الرئيسية التي ال يمكن‬

‫االستغناء عنها في التتلص من النفايات الصلبة البلدية في معظم البلدان‪ .‬حيث تتحلل فيه النفايات تحت ظروف الهوائية‬ ‫وتكون النواتج عبارة عن غازات وعصارة]‪.[13‬‬ ‫ذكر الباحثون أن تأثير الغازات والعصارة الناتجة من مواقع الطمر التقليدية على البيئة قد يستمر عدة‬ ‫قرون]‪ [18,9‬ولهذا السبب أصبح الهدف الرئيسي لمواقع الطمر الحديثة تقليل االنبعاثات من الغازات والعصارة للتقليل من‬ ‫المشاكل البيئية التي تتولد في المستقبل]‪ .[8‬حيث ركزت البحوث والدراسات على تصميم موقع طمر يقلل من االنبعاثات‬

‫والفترة الزمنية للتحلل أطلق عليه اسم المفاعل الحيوي‪ ،‬وباستتدام هذا المفاعل يمكن السيطرة على الغاز الناتج من التحلل‬ ‫وتقليل العصارة المتسربة الى المناطق المجاورة لموقع الطمر‪.‬‬ ‫يتميز المفاعل الحيوي لطمر النفايات بإمكانية السيطرة على جميع العمليات الالزمة لتحلل النفايات وجعلها‬

‫مثالية‪ .‬ففي المفاعل الحيوي يتم تدوير العصارة‪ ،‬وان ايجابيات عملية التدوير هي توزيع المغذيات واألنزيمات‪ ،‬تنظيم الرقم‬

‫الهيدروجيني‪ ،‬تتفيف المركبات المثبطة‪ ،‬تدوير وتوزيع بكتريا الميثان]‪ [25‬التي تقلل من قوتها وزيادة استيعاب موقع‬ ‫الطمر]‪ [35,38‬وتقليل الزمن الالزم لتثبيت النفايات]‪ [22‬كما تسمح بمعالجة سريعة لموقع الطمر]‪ .[17‬وتساهم عملية‬ ‫تقطيع النفايات إلى أجزاء صغيرة في تحسين معدل تحللها]‪.[17,27,28,37‬‬ ‫إن الطريقة التقليدية لعمل المفاعل الحيوي تتضمن تثبيت الفضالت الهوائياً‪ .‬وفي اآلونة األتيرة ازداد االهتمام‬

‫والتركيز على جعل عملية تثبيت الفضالت هوائية عن طريق ضخ هواء إلى داتل المفاعل الحيوي]‪.[6‬‬

‫وقد أحدثت مفاهيم التحلل الهوائي في مواقع الطمر عن طريق ضخ هواء الى داتل النفايات تحويل مهم في ادارة‬ ‫النفايات وايجاد نظام جديد لمواقع الطمر‪ .‬اذ أن المفاعل الحيوي الهوائي عبارة عن تقنية حديثة تعجل من عملية تثبيت‬ ‫النفايات‪ .‬وذكرت الدراسات حول عملية التحلل الهوائي ان الجزء العضوي من النفايات ممكن ان يتحلل في وقت قصير‬

‫مقارنة مع التحلل الالهوائي]‪ .[12‬كما ذكر الباحث]‪ [19‬ان تحلل المواد العضوية هوائياً أسرع تمس مرات من عملية‬ ‫التحلل الالهوائي للمواد العضوية‪.‬‬

‫وفي السنوات األتيرة أصبح االهتمام كبير بمواقع الطمر المهواة والمهواة مع تدوير العصارة‪ .‬حيث يوجد العديد‬ ‫من الدراسات والنماذج المتتبرية والحقلية حول هذا الموضع]‪.[8‬‬

‫من هنا جاءت فكرة البحث التي تضمنت إيجاد تأثير تدوير العصارة في مواقع الطمر الصحي الهوائي والالهوائي‬

‫للنفايات الصلبة البلدية ودراسة حجم ونوع العصارة الناتجة من أربع مفاعالت متتبرية حيوية‪ .‬المفاعل األول والثاني يمثل‬ ‫موقع طمر الهوائي والمفاعل الثالث والرابع موقع طمر هوائي يتم فيه ضخ الهواء الى داتل النفايات مع تدوير العصارة‬ ‫الناتجة من التحلل في المفاعل الثاني والرابع وعمل مقارنة بينهم‪ .‬ومتابعة نوعية العصارة الناتجة من المفاعالت األربعة من‬

‫تالل قياس عدد من التصائص ‪Ca+2 ،Mg+2 ،Cl- ،NH3-N ،TKN ،BOD ،COD ،TSS ،TDS ،EC ،pH‬‬

‫وحجم العصارة المتولدة‪ .‬استمرت مدة التجربة ‪ 015‬يوم للمفاعلين الهوائيين و‪041‬يوم للمفاعلين الالهوائيين‪.‬‬

‫‪131‬‬

‫الرحماني ‪ :‬تاثير الطمر الصحي الهوائي واالهوائي للنفايات الصلبة البلدية وتدوير العصارة الناتجة ‪......‬‬

‫الدراسات السابقة‪:‬‬ ‫قام الباحث]‪ [37‬بدراسة تأثير التهوية على تثبيت واستقرار نوعين من النفايات الصلبة ‪ ،‬األول نفايات صلبة بلدية‬ ‫طرية والثاني نفايات صلبة بلدية قديمة وضعا في مفاعالت حيوية مع تدوير العصارة الناتجة من التحلل‪ .‬وجد الباحث ان‬ ‫التهوية في المفاعل الذي يحوي نفايات طرية قللت زمن االستقرار‪ 44‬يوم للرقم الهيدروجيني و‪ 44‬يوم للمواد الصلبة العالقة‬ ‫الكلية و‪ 24‬يوم للمتطلب الكيمياوي لالوكسجين فضال عن ان تركيز هذه التصائص منتفض في حالة التهوية مقارنة مع‬ ‫الحالة الالهوائية‪ .‬كما وجد الباحث ان االمونيا تستمر بالزيادة مسببة مشاكل في عمل المفاعل الحيوي الالهوائي لطمر‬

‫النفايات‪.‬‬ ‫كما درس الباحث]‪ [31‬التغير في تصائص عصارة احد مواقع الطمر في فلوريدا ومدى ارتباط هذا التغير بزيادة‬ ‫معدل األمطار وانتفاض التهوية‪ .‬أظهرت النتائج ان تراكيز الصوديوم والكلوريد والبيكاربونات والمواد العضوية الذائبة‬ ‫تنتفض بزيادة كمية األمطار وان العوامل غير العضوية المرتبطة باألس الهيدروجيني مثل القاعدية والكالسيوم والمغنيسيوم‬

‫تنتفض بسبب الفعالية الكيمياوية‪ .‬في حين ان تراكيز الحديد والمنغنيز واالمونيا وعمليات إنتاج الميثان ازدادت عند‬ ‫انتفاض معدل التهوية وانتقالها إلى ظروف الهوائية‪.‬‬ ‫كما قام الباحث]‪ [34‬بدراسة الحدود التصنيفية لتركيز الملوثات في عصارة النفايات الصلبة البلدية‬ ‫(‪ )Leachate pollution index LPI‬ومدى تغير هذه التراكيز مع الزمن وذلك عن طريق اتذ نماذج من العصارة‬

‫الناتجة من مواقع للطمر الصحي معرضة لظروف تهوية جزئية والهوائية‪ .‬أظهرت النتائج وجود فروقات واضحة في تراكيز‬ ‫‪ TDS , COD , TKN ,NH3-N‬حيث كانت مرتفعة في المواقع المعرضة جزئيا للهواء عن نظيرتها المغلقة وان تركيز‬ ‫‪ BOD5‬مرتفع في المواقع المغلقة‪ ،‬أما تراكيز المعادن الثقيلة فقد بدت غير متتلفة كثي ار لجميع المواقع باستثناء تركيز‬ ‫الرصاص فقد كان في المواقع المغلقة أعلى بكثير من المواقع المفتوحة‪.‬‬

‫درس الباحث]‪ [14‬تقنية تدوير العصارة الناتجة من موقع الطمر كطريقة لمعالجتها‪ .‬وتابع نوعية العصارة من‬

‫تالل قياس عدد من التصائص‪ :‬الرقم الهيدروجيني‪ ،‬المتطلب البايوكيميائي لالوكسجين‪ ،‬المتطلب الكيميائي لالوكسجين‪،‬‬ ‫القاعدية‪ ،‬العسرة‪ ،‬المواد الصلبة العالقة والمواد الصلبة الذائبة‪ .‬واستنتج ان أعلى معدل للتحلل الحيوي للنفايات يحصل‬ ‫تالل تدوير العصارة‪.‬‬ ‫كما درس الباحث]‪ [27‬تاثير تدوير عصارة النفايات الصلبة على تثبيتها واستقرارها‪ .‬وجد الباحث ان المفاعل‬

‫الحيوي الذي استتدم تقنية التدوير أبدى كفاءة اكبر في إزالة ‪ COD‬وتثبيت ‪ ،pH‬حيث بلغت كفاءة إزالة ‪COD‬‬ ‫‪ %39.92‬وتثبيت الـ ‪ pH‬عند ‪ 1.5‬وذلك الن عملية تدوير العصارة يقلل من تركيز المواد العضوية بسبب زيادة معدل‬ ‫التحلل الحيوي عند التدوير‪.‬‬ ‫كما وجد الباحث]‪ [28‬ان استتدام التهوية مع تدوير العصارة الناتجة من المفاعل الحيوي طريقة لمعالجة العصارة‬

‫التي تعتبر من القضايا المهمة المسببة قلق في ادارة مواقع الطمر‪ .‬حيث بلغت كفاءة اإلزالة الكلية للـ ‪ %90 COD‬و للـ‬ ‫‪ %54 TDS‬و‪ %24‬بالنسبة للـ ‪ .TSS‬اما بالنسبة للمعادن الثقيلة فكانت كفاءة اإلزالة ‪%14 ،%42 ،%91 ،%92‬‬ ‫للمنغنيز‪ ،‬الحديد‪ ،‬الرصاص‪ ،‬الزنك على التوالي‪.‬‬ ‫ذكر الباحث]‪ [36‬ان من واجبات الجهات العاملة في مجال إدارة المتلفات الصلبة محاولة تطوير استراتيجية‬ ‫جديدة تجعل من استتدام مدافن المتلفات الموجودة اقرب ما يكون من الكمال والفعالية‪ .‬حيث ذكر الباحث انه في أنحاء‬

‫متتلفة من العالم بدال من المحافظة على المتلفات الصلبة في حالة جافة تم تعريضها للرطوبة بواسطة حقن العصارة في‬

‫‪132‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫المتلفات المدفونة لتسريع عملية التحلل‪ .‬فضال عن إمكانية إدتال الهواء إلى النفايات للتسريع من عملية التحلل من تالل‬ ‫تهيئة ظروف هوائية حيوية بدال من الظروف الالهوائية التي تسود المدافن التقليدية‪.‬‬ ‫درس الباحث ]‪ [29‬تأثير الطمر الصحي الهوائي والالهوائي وتغيير معدل التهوية على تحلل النفايات الصلبة في‬ ‫مواقع الطمر التي تتبع تقنية تدوير العصارة الى داتل النفايات‪ .‬توصل الباحث ان التهوية تعجل من معدل تثبيت النفايات‬ ‫في مواقع الطمر وعدم وجود تأثير واضح لمعدالت التهوية المتتلفة المستتدمة في البحث على نوعية العصارة‪.‬‬

‫قامت الباحثة]‪ [33‬بدراسة تأثير عصارة المتلفات الصلبة على التربة والمياه الجوفية وحساب التغاير في تراكيز‬

‫عصارة المتلفات الصلبة مع الزمن وعمق النفايات‪ .‬أظهرت النتائج ان تراكيز المواد الصلبة العالقة والذائبة تزداد مع زيادة‬ ‫عمق النفايات الصلبة وتقل مع مرور الزمن ومع زيادة كمية مياه االمطار‪ .‬في حين نجد ان القاعدية والمتطلب‬ ‫البايوكيميائي لألوكسجين والكلوريد تزداد مع زيادة العمق وتنتفض مع مرور الزمن بينما الرقم الهيدروجيني للعصارة يزداد‬

‫مع زيادة الزمن‪.‬‬

‫المواد وطرائق العمل‪:‬‬

‫‪ -9‬تهيئة المفاعل الحيوي‬ ‫تم عمل نموذج متتبري ليمثل مفاعل حيوي لتحلل‬ ‫النفايات الصلبة مشابهة للنموذج المستتدم من قبل الباحثين‬

‫]‪ .[27,29,37‬تكون النموذج من أربع براميل بالستيكية اسطوانية‬ ‫الشكل ارتفاع البرميل الواحد‪53‬سم وبقطر‪22‬سم وبسعة إجمالية‬

‫‪ 51‬لتر‪ .‬وفي أسفل كل برميل وضع طبقة من الحصى بسمك‬ ‫‪01‬سم للتصريف وتحتها تم تثبيت شبكة معدنية للسماح للعصارة‬ ‫فقط بالتروج من أسفل البرميل عن طريق فتحة تم عملها في‬

‫منتصف قاعدة البرميل]‪.[6,27,29,37‬‬

‫وضع في كل برميل ‪ 51‬لتر من النفايات الممزوجة جيدا‬ ‫وعلى شكل طبقات‪ ،‬تم رصها للحصول على كثافة حوالي ‪411‬‬

‫كغم \ م‪ 2‬وهي مشابهة لكثافة النفايات الصلبة في منطقة كوكجلي‬ ‫في مدينة الموصل ومشابهة ايضا للكثافة المستتدمة من قبل‬

‫الباحثان]‪ .[28,37‬وتم وضع ط ـبقة ثانيـ ـة من الحصى وبس ـمك‬ ‫‪01‬سم فوق النفايات كط ـبقة تصريف علي ـا ولضمان توزيـ ـع‬ ‫العص ـارة على النفايات بشكل متجانس]‪.[6,27,37‬‬

‫الشكل (‪ )1‬متطط يوضح شكل وأبعاد‬

‫المفاعل الحيوي‬

‫وتراوح حجم الحص ـى المستتدم في كال الطبقتين ما بين ‪04‬ملم الى ‪ 41‬ملم]‪ .[27‬تغلق البراميل األربعة بواسطة‬ ‫غطاء محكم يحتوي على فتحة وسطية يمر من تاللها أنبوب مطاطي ينتهي بمصفاة لتوزيع مياه األمطار في البرميل‬ ‫األول والثالث‪ ،‬ومياه األمطار والعصارة في البرميل الثاني والرابع‪ .‬كما تم إمرار أنابيب مطاطية مثقبة تمتد بأطوال متتلفة‬ ‫وموزعة بشكل يضمن وصول الهواء الى جميع النفايات لجعل عملية التحلل هوائية في البرميل الثالث والرابع من تالل‬ ‫الفتحة الموجودة في الغطاء‪ .‬وباالعتماد على الباحث]‪ [37‬تم ضخ الهواء بمعدل ‪ 1.144‬لتر‪ /‬ثانية داتل البرميل الثالث‬

‫‪133‬‬

‫الرحماني ‪ :‬تاثير الطمر الصحي الهوائي واالهوائي للنفايات الصلبة البلدية وتدوير العصارة الناتجة ‪......‬‬ ‫والرابع‪ ،‬حيث ذكر الباحث ]‪ [37‬ان معدل الهواء الالزم إلكمال عملية التحلل الهوائي ‪45‬م‪/2‬م‪ 2‬نفايات‪ .‬كما وضعت أربع‬ ‫حاويات بالستيكية أسفل كل برميل لجمع العصارة الناتجة وأربع حاويات أترى أعلى كل برميل إلدتال مياه األمطار‬ ‫والعصارة المدورة الى داتل المفاعالت ببطء شديد وكما موضح في الشكل (‪.)0‬‬ ‫يمثل البرميل األول مفاعل حيوي الهوائي والبرميل الثاني مفاعل حيوي الهوائي مع تدوير العصارة الناتجة من‬

‫التحلل‪ ،‬اما البرميل الثالث فيمثل مفاعل حيوي هوائي والبرميل الرابع مفاعل حيوي هوائي مع تدوير العصارة ‪.‬‬ ‫‪ -1‬تهيئة النفايات الصلبة البلدية‬

‫تم جلب النفايات الى المتتبر من مكبات للنفايات الصلبة ألكثر من منطقة في مدينة الموصل ومن ثم عزلها‬

‫واكمال المكونات المفقودة من النفايات بحيث أصبحت نسب المكونات للنفايات قريبة من النسب التي وجدتها الباحثة]‪[1‬‬ ‫وكما موضح في الجدول(‪)0‬‬

‫جدول(‪ )0‬نسب المكونات للنفايات الصلبة البلدية‬ ‫نسب المكونات للنفايات الصلبة‬

‫نسب المكونات للنفايات الصلبة‬

‫نوع الفضالت‬

‫البلدية]‪[1‬‬

‫المستخدمة في البحث‬

‫مواد غذائية (عضوية)‬

‫‪%2101‬‬

‫‪%4.07‬‬

‫مخلفات حدائق‬

‫‪%10511‬‬

‫‪%907‬‬

‫معلبات الكارتون‬

‫‪%1012‬‬

‫‪%207‬‬

‫ورق‬

‫‪%1041‬‬

‫‪%3.8‬‬

‫زجاج‬

‫‪%.0.5‬‬

‫‪%4‬‬

‫معادن والمنيوم‬

‫‪%2011‬‬

‫‪%7‬‬

‫كارتون‬

‫‪%9071‬‬

‫‪%905‬‬

‫بالستيك‬

‫‪%102‬‬

‫‪2.5%‬‬

‫قطعت األجزاء الكبيرة من النفايات إلى قطع بطول حوالي ‪5‬سم لكي تصبح النفايات متجانسة في الحجم فضال‬

‫عن أن معدل التحلل الحيوي للنفايات يزداد مع نقصان حجمها]‪ [16,22,26,27,36‬ومن ثم مزجها بشكل جيد لكي‬ ‫تتجانس واجراء بعض الفحوصات الفيزيائية على النفايات وكما موضح في الجدول(‪.)4‬‬

‫‪134‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫الجدول (‪ )4‬محددات النفايات الصلبة البلدية المستتدمة في الدراسة‬ ‫القيمة‬

‫المحددات‬ ‫محتوى الرطوبة‬

‫المحددات‬

‫‪%540914‬‬ ‫‪%.02.‬‬

‫الرقم الهيدروجيني‬

‫القيمة‬

‫تركيز المواد الصلبة المتطايرة (العضوية)‬

‫‪%22022‬‬

‫تركيز المواد الصلبة الكلية‬

‫‪%210212‬‬

‫‪ -2‬تمثيل المتساقطات‬

‫تم اعتماد طريقة الباحث ]‪ [24‬في حساب كمية المتساقطات المترشحة داتل المفاعل الحيوي تالل فترة الدراسة‬

‫التي بدأت من شهر اذار والى نهاية شهر تموز‪ .‬نالحظ من الجدول(‪ )2‬ان مجموع مياه المطار تالل أشهر السنة‬ ‫(‪ )419.02‬ملم وباستتدام نفس فرضية الباحث ]‪ [24‬كون ان التغطية النهائية للنفايات في موقع الطمر جيدة بحيث تسمح‬ ‫فقط بـ ‪ % 01‬من مياه األمطار بالدتول الى داتل الموقع وبهذا يصبح عمق المياه المترشحة داتل المفاعل ‪ 41.902‬ملم‬

‫وإليجاد حجم المياه المترشحة نضرب عمق المياه المترشحة في مساحة مقطع المفاعل وينتج ‪ 2.5‬لتر وبعد ذلك نقسم حجم‬ ‫المياه المترشحة على عدد أيام الدراسة ‪ 051‬يوم فينتج ‪42.224‬مللتر‪ /‬يوم وهذه تمثل كمية األمطار في اليوم الواحد‪ .‬إذا‬ ‫فرضنا ان المطر يسقط كل ثالثة أيام وبهذا سنضيف ‪11‬مللتر كل ثالثة ايام عن طريق حاوية التدوير‪ .‬وقد تم استتدام‬ ‫ماء الحنفية ليمثل مياه المتساقطات الداتلة الى موقع الطمر كما فعل الباحثين ]‪ .[24,3,27‬ويعود سبب إضافة ماء‬ ‫المتساقطات لضمان الحصول على العصارة طيلة فترة الدراسة]‪.[14,37‬‬

‫جدول(‪ )2‬األمطار الشهرية في مدينة الموصل]‪[3‬‬ ‫األمطار (ملم)‬

‫األشهر‬

‫األمطار (ملم)‬

‫األشهر‬ ‫كانون الثاني‬

‫‪.1‬‬

‫نيسان‬

‫‪570.‬‬

‫شباط‬

‫‪41‬‬

‫ايار‬

‫اذار‬

‫‪4501‬‬

‫حزيران‬

‫‪12‬‬ ‫‪1012‬‬

‫األشهر‬

‫األمطار(ملم)‬

‫األشهر‬

‫األمطار (ملم)‬

‫تموز‬

‫‪101‬‬

‫تشرين االول‬

‫‪99‬‬

‫اب‬

‫‪101‬‬

‫تشرين الثاني‬

‫‪7204‬‬

‫ايلول‬

‫‪102‬‬

‫كانون االول‬

‫‪.207‬‬

‫*االنواء الجوية‪ /‬الموصل‬ ‫‪ -7‬تشغيل المفاعل الحيوي‬

‫تم غلق المفاعالت األربعة بشكل محكم واضافة مياه األمطار المترشحة المحسوبة وضخ الهواء للمفاعل الثالث‬

‫والرابع‪ ،‬وقد نزلت العصارة من البراميل األربعة عند وصول النفايات الى حالة التشبع‪ .‬حيث تم اتذ نموذج ‪011‬مللتر من‬ ‫العصارة في نهاية كل أسبوع طيلة فترة التجربة لغرض إجراء الفحوصات المتتبرية التالية الرقم الهيدروجيني‪ ،‬المواد الصلبة‬ ‫الذائبة الكلية ‪ ،‬المواد الصلبة العالقة الكلية‪ ،‬التوصيل الكهربائي‪،‬الكلوريدات‪ ،‬المتطلب الكيمياوي لالوكسجين‪ ،‬المتطلب‬ ‫البايوكيميائي لالوكسجين‪ ،‬االمونيا‪ ،‬النتروجين الكلي بطريقة كلدال‪ ،‬الكالسيوم والمغنيسيوم‪ .‬وتدوير العصارة الناتجة من‬ ‫تحلل النفايات الصلبة في المفاعل الثاني والرابع الى نفس المفاعلين‪.‬‬

‫‪135‬‬

‫الرحماني ‪ :‬تاثير الطمر الصحي الهوائي واالهوائي للنفايات الصلبة البلدية وتدوير العصارة الناتجة ‪......‬‬

‫الفحوصات المختبرية‬

‫تــم قيــاس تصــائص العصــارة كــل أســبوع بأتــذ معــدل نتيجــة فحــص نمــوذجين مــن العصــارة لكــل تاصــية‪ ،‬وتمــت‬

‫معظم الفحوصات المتتبرية باالعتماد على الطرائق القياسية في المصدرين]‪ [2,5‬ومنها ‪:‬‬ ‫‪ .0‬قي ــاس الـ ـرقم الهي ــدروجيني ‪ :pH‬ج ــرت مراقب ــة الـ ـرقم الهي ــدروجيني ‪ pH‬بواس ــطة جه ــاز ‪ pH-meter‬بدق ــة ‪1.10‬‬ ‫وحسب الفقرة (‪. )4500-HB‬‬ ‫)م‬ ‫‪ .4‬قياس رطوبة النفايات‪ :‬باعتماد جفنة تزفية وميزان الكتروني دقيق (‪ )1.1110‬ملغم وفرن تجفيف بدرجة (‪ْ 012‬‬ ‫‪ ،‬وتم العمل حسب الفقرة (‪. )2540-D‬‬ ‫‪ .2‬قيــاس تركي ـز الم ـواد الصــلبة المتطــايرة )‪ :(VS‬تــم فــي هــذا الفحــص اســتتدام جفنــة تزفيــة ‪ ،‬مي ـزان الكترونــي دقتــه‬ ‫)‪ (0.0001‬ملغـ ـ ــم ‪ ،‬فـ ـ ــرن تجفيـ ـ ــف )‪ْ (103-100‬م وفـ ـ ــرن حـ ـ ــرق )‪ْ (600-550‬م وتـ ـ ــم العمـ ـ ــل حسـ ـ ــب الفق ـ ـ ـرة‬ ‫)‪(3540-A‬‬

‫‪ .4‬قياس النتروجين‪ :‬تم فحص النتروجين بطريقة كلدال (‪ )Kjeldahl Method‬وحسب الفقرة (‪. )420-A‬‬

‫‪ .5‬قي ـ ـ ــاس التوص ـ ـ ــيل الكهرب ـ ـ ــائي‪ :EC‬ت ـ ـ ــم قي ـ ـ ــاس التوص ـ ـ ــيل الكهرب ـ ـ ــائي باس ـ ـ ــتتدام حه ـ ـ ــاز التوص ـ ـ ــيل الكهرب ـ ـ ــائي‬ ‫‪.Conductivity Meter‬‬

‫الكلوريد‪ :Cl-‬فحصت باستتدام طريقة ‪ Argentometric Method‬وحسب الفقرة )‪. (4500-B‬‬ ‫ا‬ ‫‪ .4‬قياس‬

‫‪ .1‬المتطلــب الكيميــائي لالوكســجين‪ :COD‬تــم هــذا الفحــص بطريقــة ‪Closed Reflux Titrimetric Method‬‬ ‫وحسب الفقرة )‪. (5220-A‬‬ ‫‪ .3‬المتطل ـ ــب الحي ـ ــوي لالوكس ـ ــجين‪ :BOD‬ج ـ ــرى ه ـ ــذا الفح ـ ــص باالعتم ـ ــاد عل ـ ــى طريق ـ ــة ‪ Winkler‬وحس ـ ــب الفقـ ـ ـرة‬ ‫)‪.(5210-B‬‬ ‫‪ .9‬الم ـواد الصــلبة العالقــة الكليــة ‪ :TSS‬تــم هــذا الفحــص باســتتدام ورق ترشــيح وجهــاز ‪ Vacuum‬ومي ـزان الكترونــي‬ ‫دقيق ‪ 0.0001mg‬وفرن تجفيف بدرجة )‪ (103-105‬درجة مئوية‪ ،‬وحسب الفقرة )‪.(2540-D‬‬

‫‪ .01‬الكالسيوم ‪ : Ca+2‬تم هذا الفحص باستتدام ‪EDTA Titrimetric Method.‬‬ ‫‪ .00‬المغنيسيوم‪ :Mg+2‬تم هذا الفحص باستتدام ‪EDTA Titrimetric Method‬‬ ‫النتائج والمناقشة‬ ‫‪ -1‬حجم العصارة‬

‫يبين الجدول (‪ ) 4‬حجم العصارة المتولدة والتارجة من المفاعالت الحيوية األربعة والداتلة إليها نتيجة عملية‬

‫التدوير وكذلك حجم مياه األمطار الداتلة إلى المفاعالت‪ .‬حيث كان الحجم الكلي للعصارة المتولدة والتارجة من المفاعل‬

‫الالهوائي‪ ،‬الالهوائي مع التدوير‪ ،‬الهوائي‪ ،‬الهوائي مع التدوير (‪ )1.52 ،1.032 ،00 ،9.42‬لتر على التوالي في نهاية‬ ‫فترة التجربة البالغة ‪ 041‬يوم للمفاعالت الالهوائية و‪ 015‬يوم للمفاعالت الهوائية‪ .‬وضمن هذه الفترة الزمنية سوف يتم‬ ‫إدتال ‪ 2.42‬لتر من مياه األمطار لكل من المفاعلين الالهوائيين و ‪ 0.194‬لتر لكل من المفاعلين الهوائيين وكذلك تدوير‬ ‫(‪ )4.9 ،2.54‬لتر من العصارة المتولدة من المفاعل الالهوائي الثاني والمفاعل الهوائي الرابع على التوالي الى نفس‬ ‫المفاعلين‪ ،‬في حين يتم تصريف العصارة الناتجة من المفاعلين الالهوائي األول والهوائي الثالث‪ .‬وبهذا يصبح صافي‬

‫‪136‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫الحجم المتولد من العصارة الناتجة من التحلل الحيوي للنفايات للمفاعل الالهوائي‪ ،‬الالهوائي مع التدوير‪ ،‬الهوائي‪ ،‬الهوائي‬ ‫مع التدوير (‪ )4.324 ،5.231 ،4.15 ،4.4‬لتر على التوالي‪.‬‬ ‫ويتبين من تالل هذه النتائج انتفاض في حجم العصارة المتولدة في المفاعل الهوائي مع التدوير بنسبة‬ ‫(‪ )%54.4 ،%21 ،%41.2‬عند مقارنتها مع المفاعل الهوائي‪ ،‬الالهوائي مع التدوير‪ ،‬الالهوائي على التوالي‪ .‬في حين‬ ‫انتفضت هذه النسبة إلى (‪ )%24.4 ،%44.3‬في المفاعل الالهوائي مع التدوير مقارنة مع المفاعل الهوائي والالهوائي‬

‫وهذا يتفق مع نتائج الباحث]‪ .[6‬يعزى االنتفاض في حجم العصارة في المفاعل الهوائي مع التدوير الى عامل التهوية الذي‬ ‫يسبب انتفاض في محتوى الرطوبة للنفايات]‪ [6‬فضال الى ان عملية التدوير تقلل من حجم العصارة المتولدة من المفاعل‬ ‫الن النفايات تستتدم العصارة المدورة في عملية التحلل الحيوي وبهذا يحصل انتفاض في حجمها ]‪.[25‬‬ ‫جدول(‪ )4‬حجوم مياه األمطار والعصارة الداتلة والتارجة من المفاعالت الحيوية‬ ‫الالهوائي‬

‫الالهوائي مع التدوير‬

‫الهوائي‬

‫الهوائي مع التدوير‬

‫نوع المفاعل الحيوي‬

‫‪974‬‬

‫‪915‬‬

‫الحجم المتراكم للعصارة الخارجة من المفاعل (لتر)‬

‫‪10.21‬‬

‫‪990111‬‬

‫‪40922‬‬

‫‪40521‬‬

‫الحجم الكلي لمياه االمطار الداخلة الى المفاعل (لتر)‬

‫‪20721‬‬

‫‪9041.‬‬

‫الحجم الكلي للعصارة المدورة الى داخل المفاعل (لتر)‬

‫‪-‬‬

‫‪2051‬‬

‫‪-‬‬

‫‪101‬‬

‫‪.01‬‬

‫‪7015‬‬

‫‪50224‬‬

‫‪10227‬‬

‫زمن التجربة (يوم)‬

‫صافي حجم العصارة الناتج من التحلل (لتر)‬

‫‪ -2‬نوعية العصارة‪:‬‬

‫‪ 9-1‬المتطلب الكيميائي والبايوكيميائي لالوكسجين‬

‫يبين الشكل (‪ )1‬تراكيز الـ ‪ COD‬في بداية التجربة حيث كانت (‪)07473 ،04343 ،00133 ،04143‬‬

‫ملغرام‪ /‬لتر ثم بدأت تتزايد لتصل الى أعلى تراكيز لها (‪ )47370 ،47203 ،73070 ،70333‬ملغرام‪ /‬لتر بعد مرور‬ ‫(‪ )21 ،23 ،42 ،44‬يوم من بدء التجربة للمفاعل الالهوائي‪ ،‬الالهوائي مع التدوير‪ ،‬الهوائي‪ ،‬الهوائي مع التدوير على‬ ‫التوالي‪ .‬بعد ذلك أتذت التراكيز باالنتفاض لتستقر عند تراكيز بحدود(‪ )5050،7033‬ملغرام‪ /‬لتر تالل الفترة الزمنية ما‬ ‫بين ‪ 77‬و‪ 41‬يوم من التجربة للمفاعل الهوائي والهوائي مع التدوير على التوالي‪ .‬في حين نالحظ عند اليوم ‪ 41‬كانت‬

‫تراكيز الـ ‪ COD‬في المفاعل الالهوائي والالهوائي مع التدوير(‪ )17420 ،23430‬ملغرام‪ /‬لتر على التوالي‪ .‬والتركيز‬ ‫النهائي الذي وصل اليه المفاعل الالهوائي والالهوائي مع التدوير (‪ )4550 ،4103‬ملغرام‪ /‬لتر في اليوم (‪)124 ،100‬‬ ‫على التوالي وهذا يتفق مع ما جاء به الباحثان]‪.[6,9‬‬ ‫اما الشكل (‪ )2‬فيبين تراكيز الـ ‪ BOD‬للعصارة الناتجة من المفاعل الالهوائي‪ ،‬الالهوائي مع التدوير‪،‬الهوائي‪،‬‬

‫الهوائي مع التدوير‪ .‬حيث كانت (‪ )14304 ،14344 ،14423 ،17411‬ملغرام‪ /‬لترفي بداية التجربة ثم تزايدت لتصل الى‬

‫(‪ )44074 ،44077 ،01723 ،01703‬ملغرام‪ /‬لتر بعد مرور(‪ )23 ،23 ،44 ،44‬يوم على التوالي‪ .‬ثم انتفضت تراكيز‬ ‫الـ ‪ BOD‬في المفاعل الهوائي والهوائي مع التدوير ليستقر عند قيم (‪ )440 ،430‬ملغرام‪ /‬لتر تالل الفترة الزمنية ما بين‬

‫‪137‬‬

‫الرحماني ‪ :‬تاثير الطمر الصحي الهوائي واالهوائي للنفايات الصلبة البلدية وتدوير العصارة الناتجة ‪......‬‬ ‫‪ 77‬و‪ 41‬يوم من التجربة على التوالي ‪ .‬بينما انتفضت تراكيز الـ ‪ BOD‬بشكل تدريجي لتستقر عند (‪ )1203 ،1433‬في‬ ‫اليوم (‪ )124 ،100‬من الدراسة للمفاعل الالهوائي والالهوائي مع التدوير على التوالي وهذا يتفق مع ما جاء به الباحث‬ ‫]‪.[6‬‬ ‫تبين النتائج ان التهوية وتدوير العصارة تسرع من المعدل الزمني لتحلل النفايات الحيوي‪ ،‬ويعود السبب في ذلك‬

‫اال ان األحياء المجهرية الهوائية تحلل المواد العضوية وتقلل تراكيزها بسرعة اكبر من األحياء المجهرية الالهوائي ]‪[29,9‬‬ ‫وان عملية التدوير تعمل على زيادة الرطوبة عن قيمتها األولية وتحقق توزيع أفضل للمغذيات والمواد والبكتريا]‪[16‬‬ ‫النسبة مابين تراكيز الـ ‪ COD‬واعلى تركيز للـ ‪ )CODMax/COD(COD‬تالل فترة التجربة لكل مفاعل من‬ ‫المفاعالت الهوائية والالهوائية موضحة في الشكل(‪ .)0‬نالحظ من الشكل انه في اليوم ‪ 41‬من التجربة حصل المفاعل‬ ‫الهوائي مع التدوير على أعلى كفاءة ازالة للمواد العضوية مقارنة مع باقي المفاعل‪ ،‬حيث كانت كفاءة اإلزالة (‪،%4220‬‬

‫‪ )%4120 ،%7722 ،%33.4‬للمفاعل الهوائي مع التدوير‪ ،‬الهوائي‪ ،‬الالهوائي مع التدوير‪ ،‬الالهوائي على التوالي‪ .‬في‬ ‫حين حصل المفاعل الالهوائي والالهوائي مع التدوير على كفاءة ازالة (‪ )%4024 ،%4123‬في نهاية فترة التجربة (‪)147‬‬ ‫يوم وهذا يتفق مع نتائج الباحث]‪ [6‬الذي حصل على كفاءة ازالة (‪ )%70 ،%32 ،%37 ،%40‬في اليوم ‪ 203‬من‬ ‫التجربة التي استمرت ‪ 033‬يوم للمفاعل الهوائي مع التدوير‪ ،‬الهوائي‪ ،‬الالهوائي مع التدوير‪ ،‬الالهوائي على التوالي‪.‬‬

‫نسبة ‪ COD/BOD5‬مؤشر حول كمية المكونات القابلة للتحلل في العصارة‪ .‬حيث ذكر الباحث ]‪ [29‬انه اذا‬

‫كانت نسبة ‪ COD/BOD5‬في العصارة تتراوح ما بين (‪ )3210-3232‬يعني انتفاض في قابلية التحلل الحيوي وعندما‬ ‫تكون هذه النسبة ما بين (‪ )323-324‬يعني ارتفاع في قابلية التحلل الحيوي‪ .‬كما ذكر الباحث]‪ [7‬ان عصارة مواقع الطمر‬ ‫تصل الى حالة االستقرار عندما تصبح النسبة ‪ COD/BOD5‬اقل من (‪ .)321‬الشكل (‪ )4‬يوضح نسبة ‪COD/BOD5‬‬ ‫في المفاعالت الحيوية االربعة‪ .‬حيث كانت النسبة في بداية التجربة (‪ )3202 ،3204 ،3201 ،3201‬ثم ارتفعت لتصل الى‬

‫(‪ )3243 ،3244 ،3243 ،3244‬بعد مرور (‪ )23 ،23 ،44 ،44‬يوم ثم أتذت النسب باالنتفاض لتصل الى (‪،3227‬‬ ‫‪ )32344 ،32341 ،3224‬في اليوم (‪ )73 ،77 ،124 ،100‬من التجربة للمفاعل الالهوائي‪ ،‬الالهوائي مع التدوير‪ ،‬الهوائي‬ ‫والهوائي مع التدوير على التوالي وهذا يتفق مع نتائج الباحث]‪ .[29‬من تالل هذه النتائج نجد ان المفاعل الهوائي والهوائي‬ ‫مع التدوير قد وصل الى حالة االستقرار والثبات في وقت اقصر مقارنة مع المفاعل الالهوائي والالهوائي مع التدوير‪.‬‬

‫نستنتج من تالل النتائج ان المفاعل الهوائي مع التدوير حقق كفاءة عالية في إزالة المواد العضوية ويليه‬

‫المفاعل الهوائي ثم المفاعل الالهوائي مع التدوير وأتي ار المفاعل الالهوائي‪.‬‬ ‫‪90000‬‬

‫‪60000‬‬

‫‪80000‬‬ ‫‪70000‬‬ ‫‪50000‬‬ ‫‪40000‬‬

‫‪COD mg/l‬‬

‫‪60000‬‬

‫‪40000‬‬ ‫‪30000‬‬

‫‪30000‬‬

‫‪20000‬‬

‫‪20000‬‬ ‫‪10000‬‬

‫‪10000‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22‬‬

‫)‪Time (weeks‬‬

‫)‪Time (weeks‬‬ ‫المفاعل الثاني‬ ‫المفاعل الرابع‬

‫المفاعل االول‬ ‫المفاعل الثالث‬

‫المفاعل الثاني‬ ‫المفاعل الرابع‬

‫المفاعل االول‬ ‫المفاعل الثالث‬

‫الشكل (‪ )1‬تغاير تراكيز ال ـ ‪ COD‬داتل‬

‫الشكل (‪ )2‬تغاير تراكيز ال ـ ‪BOD5‬‬

‫المفاعل الحيوي الهوائي والالهوائي‬

‫داتل المفاعل الحيوي الهوائي والالهوائي‬ ‫‪138‬‬

‫‪B0D 5mgll‬‬

‫‪50000‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫‪1.2‬‬

‫‪0.8‬‬

‫‪1‬‬

‫‪0.7‬‬

‫‪0.4‬‬ ‫‪0.3‬‬

‫‪BOD5/COD‬‬

‫‪0.5‬‬

‫‪0.6‬‬ ‫‪0.4‬‬

‫‪0.2‬‬

‫‪COD/CODMax‬‬

‫‪0.6‬‬

‫‪0.8‬‬

‫‪0.1‬‬ ‫‪0‬‬

‫‪0‬‬

‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21‬‬

‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23‬‬

‫)‪Time (weeks‬‬ ‫المفاعل الثاني‬ ‫المفاعل الرابع‬

‫)‪Time (weeks‬‬

‫المفاعل االول‬ ‫المفاعل الثالث‬

‫المفاعل الثاني‬ ‫المفاعل الرابع‬

‫المفاعل االول‬ ‫المفاعل الثالث‬

‫الشكل (‪ )3‬نسبة ‪ CODMax/ COD‬داتل‬

‫الشكل (‪ )4‬نسبة ‪ COD/BOD5‬داتل‬

‫المفاعل الحيوي الهوائي والالهوائي‬

‫‪ 1-1‬الرقم الهيدروجيني‬ ‫يبين الشكل (‪ )5‬التغاير في قيم الرقم الهيدروجيني ‪ pH‬للعصارة المتولدة من المفاعالت الحيوية األربعة‪ .‬حيث‬

‫كانت القيم في بداية فترة التجربة (‪ )5.0 ،5.1 ،5.14 ،5.4‬وانتفضت لتصل الى (‪ )4.32 ،4.9 ،4.94 ،4.9‬بعد‬ ‫مرور ‪ 04‬يوم في المفاعل الالهوائي ‪ ،‬الالهوائي مع التدوير‪ ،‬الهوائي‪ ،‬الهوائي مع التدوير على التوالي‪ .‬ثم بدأت تتزايد‬

‫بشكل ملحوظ لتصل بعد مرور ‪ 42‬يوم (‪ )1.0 ،1.2‬في المفاعل الهوائي والمفاعل الهوائي مع التدوير ومن ثم استقرت‬ ‫قيم الـ ‪ pH‬لتتراوح ما بين (‪ )3-1.4‬في هذين المفاعلين تالل الفترة الزمنية المتبقية من التجربة‪ .‬أما المفاعلين الالهوائي‬ ‫مع التدوير والالهوائي فقد وصلت قيمة ‪ pH‬الى ‪ 1.4‬بعد مرور ‪ 90‬يوم و‪ 1.1‬بعد مرور ‪ 004‬يوم على التوالي ‪ .‬وبعدها‬

‫أصبحت القيم تتراوح ما بين ‪ 1.1‬و ‪ 1.4‬تالل الفترة الزمنية المتبقية من التجربة وهذا مطابق لما ذكره الباحثون‬ ‫]‪ .[27,37,14‬يعزى انتفاض قيم ‪ pH‬في بداية الدراسة الى تكوين الحوامض من عملية التحلل العضوي‬ ‫للنفايات]‪ ،[29,36‬اما ارتفاع قيم الـ ‪ pH‬يحدث ضمن فعالية طور تكوين غاز الميثان والـذي يتسبب في انتفاض تركيز‬ ‫االحوامض المستهلكة اليون الهيدروجين وبهذا يزداد تركيز ايون الهيدروجين في العصارة ]‪ .[15‬وان الوصول الى قيم ‪pH‬‬ ‫المتعادل ما بين (‪ )3.4-4.5‬مهم لجعل بكتريا الميثان فعالة ]‪.[30‬‬

‫‪139‬‬

‫الرحماني ‪ :‬تاثير الطمر الصحي الهوائي واالهوائي للنفايات الصلبة البلدية وتدوير العصارة الناتجة ‪......‬‬ ‫‪8.5‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪7.5‬‬ ‫‪7‬‬

‫‪6‬‬ ‫‪5.5‬‬

‫الشكل(‪ )5‬تغاير قيم الرقم الهيدروجيني داتل‬ ‫المفاعل الحيوي الهوائي والالهوائي‬

‫‪PH‬‬

‫‪6.5‬‬

‫‪5‬‬ ‫‪4.5‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22‬‬

‫)‪Time (weeks‬‬ ‫المفاعل الثاني‬ ‫المفاعل الرابع‬

‫المفاعل االول‬ ‫المفاعل الثالث‬

‫‪ 3-2‬المواد الصلبة الذائبة الكلية والمواد الصلبة العالقة الكلية‬

‫كان تركيز المواد الصلبة الذائبة الكلية ‪ TDS‬للعصارة الناتجة من المفاعالت الحيوية األربعة‪ :‬الالهوائي‪،‬‬

‫الالهوائي مع التدوير‪ ،‬الهوائي‪ ،‬الهوائي مع التدوير في بداية فترة التجربة (‪)8055 ،8445 ،8540 ،8045‬ملغرام‪ /‬لتر‬

‫على التوالي‪ .‬وبعد ذلك وصلت القيم العظمى الى (‪ )01055 ،01555 ،01055 ،01885‬ملغرام‪ /‬لتر بعد مرور (‪،41‬‬ ‫‪ )10 ،18 ،41‬يوم من بدء التجربة‪ ،‬ثم انتفضت التراكيز الدنيا لتستقر عند (‪ )5500،0055 ،4550 ،0555‬ملغرام‪ /‬لتر‬ ‫في اليوم (‪ )84 ،80 ،055 ،055‬من بدء التجربة وعلى التوالي وكما موضح في الشكل (‪ )0‬وهذا مطابق لما ذكره‬ ‫الباحثان]‪ .[28,37‬يعود سبب االرتفاع السريع لتركيز‪ TDS‬في مرحلة مبكرة من الدراسة للمفاعالت الحيوية األربعة إلى‬ ‫ذوبان المواد الناتجة من التحلل العضوي وتجمعها في العصارة وتقل هذه التراكيز مع انتفاض معدل التحلل الحيوي‬

‫للنفايات مع الزمن ]‪.[28‬‬

‫اما الشكل (‪ ) 7‬يبين تركيز المواد الصلبة العالقة الكلية للعصارة الناتجة من المفاعالت الحيوية االربعة‪ .‬حيث‬ ‫كانت تراكيزها في بداية فترة التجربة (‪ )000 ،085 ،075 ،000‬ملغرام‪ /‬لتر وبعد ذلك ازدادت التراكيز لتصل الى القيم‬ ‫العظمى (‪ )505 ،550 ،505 ،500‬ملغرام‪ /‬لتر في اليوم (‪ )41 ،41 ،05 ،77‬من بدء التجربة ثم انتفضت التراكيز الى‬ ‫القيم الدنيا لتستقر عند (‪ )85 ،005 ،015 ،040‬ملغرام‪ /‬لتر في اليوم (‪ )77 ،84 ،008،055‬من الدراسة وللمفاعل‬ ‫األول‪ ،‬الثاني‪ ،‬الثالث‪ ،‬الرابع على التوالي وهذا يتفق مع ما جاء به الباحث]‪ .[28‬نالحظ ان زيادة تركيز‪ TSS‬للمفاعالت‬ ‫األربعة حصل بعد فترة طويلة من الدراسة مقارنة مع ‪ TDS‬وذلك الن المواد الصلبة العالقة تنتج من تكسر وتحطم‬ ‫الجزيئات الكبيرة من النفايات الصلبة اثناء تحللها العضوي وهذا يحتاج إلى وقت طويل وتقل هذه المواد نتيجة انتفاض‬

‫معدل التحلل الحيوي للنفايات مع الزمن]‪.[28‬‬

‫كما تبين النتائج ان تراكيز ‪ TDS‬و ‪ TSS‬في المفاعالت الهوائية وصلت الى أعلى تركيز واستقرت في فترة‬ ‫زمنية اقصر مقارنة مع المفاعالت الالهوائية الن عملية التهوية تسرع من معدل التحلل العضوي]‪ [37‬الذي يعزى له‬ ‫الزيادة في تركيز‪ . [28] TDS‬فضال عن ان لعملية التدوير ايضا دور ايجابي في التسريع من معدل التحلل الحيوي‬ ‫]‪ .[29,37‬لهذا وصل المفاعل الهوائي مع التدوير الى حالة االستقرار اوال يليه المفاعل الهوائي ثم المفاعل الالهوائي مع‬ ‫التدوير وأتي ار المفاعل الالهوائي‪.‬‬

‫‪140‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫‪400‬‬

‫‪14000‬‬

‫‪350‬‬

‫‪12000‬‬

‫‪300‬‬ ‫‪10000‬‬

‫‪TDS mg/l‬‬

‫‪6000‬‬

‫‪200‬‬ ‫‪150‬‬ ‫‪100‬‬

‫‪4000‬‬

‫‪50‬‬

‫‪2000‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21‬‬

‫)‪Time (weeks‬‬

‫)‪Time (weeks‬‬ ‫المفاعل االول‬ ‫المفاعل الثاني‬

‫المفاعل الثاني‬

‫المفاعل االول‬

‫المفاعل الثالث‬

‫المفاعل الرابع‬

‫المفاعل الثالث‬

‫المفاعل الرابع‬

‫‪TSS mg/l‬‬

‫‪8000‬‬

‫‪250‬‬

‫الشكل (‪ )6‬تغاير تراكيز المواد الصلبة‬

‫الشكل (‪ )7‬تغاير تراكيز المواد الصلبة‬

‫الذائبة الكلية داتل المفاعل الحيوي‬

‫العالقة الكلية داتل المفاعل الحيوي‬

‫الهوائي والالهوائي‬

‫‪ 4-1‬التوصيل الكهربائي‬

‫الشكل (‪ )8‬يمثل قيم تراكيز التوصيل الكهربائي ‪ EC‬للعصارة الناتجة من المفاعالت الحيوية االربعة‪ .‬حيث كانت‬

‫تراكيز ‪ EC‬في بداية فترة التجربة (‪ )7555 ،7055 ،7080 ،7005‬مايكروموز‪ /‬سم وبعد ذلك وصلت التراكيز القيم‬ ‫العظمى (‪ )00485 ،00885 ،00155 ،00855‬مايكروموز‪ /‬سم في اليوم (‪ )10 ،18 ،50 ،50‬من التجربة للمفاعل‬

‫الالهوائي‪ ،‬الالهوائي مع التدوير‪ ،‬الهوائي‪ ،‬الهوائي مع التدوير على التوالي‪ .‬ثم انتفضت تراكيز ‪ EC‬واستقرت بحدود‬ ‫(‪ )0055 ،0005 ،0400 ،7585‬مايكروموز‪ /‬سم في اليوم (‪ )05 ،75 ،010 ،045‬من الدراسة للمفاعل الالهوائي‬ ‫والالهوائي مع التدوير والهوائي والهوائي مع التدوير‬

‫‪14000‬‬

‫على التوالي وهذا يتفق مع نتائج الباحث]‪ .[27‬ويعود‬

‫‪12000‬‬

‫السبب في ارتفاع تراكيز ‪ EC‬الى زيادة تركيز‬

‫‪8000‬‬ ‫‪6000‬‬

‫االيونات المذابة في العصارة نتيجة التحلل العضوي‬ ‫السريع للنفايات في بداية التجربة‪ ،‬اما االنتفاض في‬ ‫تراكيز ‪ EC‬فيحصل نتيجة ميل المعادن الى تكوين‬

‫‪4000‬‬ ‫‪2000‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22‬‬

‫)‪Time (weeks‬‬

‫الهيدروكسيد او المرور بعمليات الكبرتة ومعظم هذه‬

‫المكونات ال تذوب بسهولة فيودي إلى انتفاض في‬ ‫تراكيز المعادن الموصلة للكهربائية]‪[26,27‬‬

‫‪EC µmho\cm‬‬

‫‪10000‬‬

‫المفاعل الثاني‬

‫المفاعل االول‬

‫المفاعل الرابع‬

‫المفاعل الثالث‬

‫الشكل (‪ )8‬تغاير تراكيز التوصيل الكهربائي داتل‬ ‫المفاعل الحيوي الهوائي والالهوائي‬

‫‪ 5-2‬االمونيا والنتروجين الكلي بطريقة كلدال‬

‫ذكر الباحثان]‪ [16,23‬ان معالجة العصارة الناتجة من موقع الطمر تركز على إزالة المواد العضوية النتروجينية‬

‫والمواد الكاربونية‪ ،‬وان معظم النتروجين في النفايات الصلبة يكون على شكل آمونيا بسبب كونه ناتج من تحلل البروتينات‬

‫‪141‬‬

‫الرحماني ‪ :‬تاثير الطمر الصحي الهوائي واالهوائي للنفايات الصلبة البلدية وتدوير العصارة الناتجة ‪......‬‬ ‫والحوامض االمينية‪ ،‬وبما أن االمونيا اليمكن إزالتها تحت الظروف الالهوائية سوف يبقى تركيزها عالي في المفاعل‬ ‫الالهوائي‪ ،‬بينما في الظروف الهوائية سوف يتم إزالتها والتتلص منها‪ .‬حيث ذكر الباحثون ]‪ [6,16,20,29‬بأنه ال يوجد‬ ‫ميكانيكية محددة لسلوك االمونيا في المفاعل الحيوي ذو التحلل الالهوائي‪ ،‬في حين ذكر الباحث]‪ [37‬ان البكتريا الهوائية‬ ‫تستطيع بسهولة ان تستهلك االمونيا في عملية النترجة في المفاعل الحيوي الهوائي‪.‬‬

‫يبين الشكالن (‪ )9‬و(‪ )01‬تركيز االمونيا والنتروجين الكلي بطريقة كلدال في المفاعالت الحيوية األربعة على‬

‫التوالي‪ .‬حيث كانت تراكيز االمونيا في بداية التجربة (‪ )451،445 ،421 ،441‬ملغرام‪ /‬لتر ثم وصلت القيم العظمى‬ ‫(‪ )0455 ،0545 ،0431 ،0111‬ملغرام‪ /‬لتر بعد مرور (‪ )43 ،43 ،11،49‬يوم من التجربة للمفاعل الحيوي الالهوائي‬ ‫‪ ،‬الالهوائي مع التدوير‪ ،‬الهوائي‪ ،‬الهوائي مع التدوير على التوالي‪ .‬ثم انتفضت التراكيز واستقرت بالنسبة للمفاعل الهوائي‬ ‫والهوائي مع التدوير وأصبحت (‪ )011 ،051‬ملغرام‪ /‬لتر في اليوم (‪ )34 ،90‬من التجربة وعلى التوالي‪ ،‬في حين لم‬

‫يالحظ تباين واضح في تراكيز االمونيا في المفاعل الالهوائي مع التدوير والمفاعل الالهوائي طيلة الفترة المتبقية من‬

‫التجربة‪ ،‬حيث وصلت تراكيز االمونيا فيهما في نهاية التجربة الى (‪ )0011 ،0411‬ملغرام‪ /‬لتر على التوالي وكما موضح‬ ‫في الشكل (‪ )9‬وهذه النتائج مطابقة لم ذكره الباحثون]‪ .[6,37,29‬ويعود السبب لالتتالف مابين سلوك المفاعل الحيوي‬ ‫الهوائي والالهوائي في ازالة االمونيا الى تاثير عملية النترجة]‪ ،[37‬فضال عن ان عملية التدوير تعمل على إبقاء تراكيز‬ ‫االمونيا عالية في المفاعل الالهوائي مع التدوير وان االنتفاض البسيط الحاصل في تراكيز االمونيا في المفاعل الالهوائي‬

‫نتيجة عملية التتفيف ]‪.[16,6,37‬‬ ‫نستنتج من ذلك انه من الممكن إزالة االمونيا من عصارة النفايات باستتدام التهوية وتكون نتائج اإلزالة أفضل‬ ‫مع تدوير العصارة وهذا يتفق مع ما ذكره الباحث]‪ .[6‬وان تجمع االمونيا في المفاعل الالهوائي يعمل على تثبيط بكتريا‬ ‫الميثان]‪.[16‬‬

‫ويوضح الشكل (‪ )01‬ان تراكيز النتروجين بطريقة كلدال ‪ TKL‬للمفاعالت االربعة تسلك نفس السلوك الذي‬

‫سلكته من ناحية االمونيا وذلك الن معظم النتروجين الموجود في النفايات يكون على شكل امونيا]‪.[6,29‬‬ ‫‪1800‬‬ ‫‪1600‬‬

‫‪3500‬‬

‫‪1400‬‬

‫‪3000‬‬

‫‪800‬‬ ‫‪600‬‬

‫‪2000‬‬ ‫‪1500‬‬

‫‪400‬‬

‫‪1000‬‬

‫‪200‬‬

‫‪500‬‬

‫‪0‬‬

‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21‬‬

‫)‪Time (weeks‬‬

‫)‪Time (weeks‬‬ ‫المفاعل الثاني‬

‫المفاعل االول‬

‫المفاعل الثاني‬

‫المفاعل االول‬

‫المفاعل الرابع‬

‫المفاعل الثالث‬

‫المفاعل الرابع‬

‫المفاعل الثالث‬

‫الشكل (‪ )9‬تغاير تراكيز االمونيا داتل‬

‫الشكل (‪ )10‬تغاير تراكيز النتروجين كلدال‬

‫المفاعل الحيوي الهوائي والالهوائي‬

‫داتل المفاعل الحيوي الهوائي والالهوائي‬

‫‪142‬‬

‫‪TKN mg/l‬‬

‫‪1000‬‬

‫‪NH3-N mg/l‬‬

‫‪1200‬‬

‫‪2500‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫‪ 6-1‬الكلوريد‬

‫‪-‬‬

‫ذكر الباحثان ]‪ [6,29‬ان ايون الكلوريد ‪ Cl‬الينتج من عملية التحلل الحيوي للنفايات الصلبة والتغاير في تراكيزه‬

‫ناتج عن عملية التتفيف‪ .‬الشكل (‪ )00‬يبين التغاير في تركيز الكلوريد للعصارة الناتجة من المفاعالت الحيوية األربعة‬ ‫الهوائية والالهوائية‪ .‬حيث كان تركيز الكلوريد للمفاعل الالهوائي مع التدوير والالهوائي في بداية التجربة (‪)4541 ،4245‬‬ ‫ملغرام‪ /‬لتر ثم وصل الى التراكيز العظمى (‪ )2315 ،2551‬ملغرام‪ /‬لتر في اليوم (‪ )11،42‬من التجربة ومن ثم‬

‫انتفضت التراكيز الى القيم الدنيا (‪ )4405،2421‬ملغرام‪ /‬لتر في اليوم (‪ )041،022‬على التوالي وهذه النتائج تتفق مع‬ ‫ما جاء به الباحثون ]‪ .[6,37,29‬نالحظ من تالل النتائج عدم وجود اتتالف كبير في تركيز الكلوريد ما بين طور تكوين‬ ‫الحوامض وطور تكوين الميثان في المفاعل الالهوائي مع التدوير والالهوائي ويعود السبب في ذلك الى ضعف قابلية ايون‬

‫الكلوريد على االمتزاز(الذوبان) وتكوين الرواسب ]‪ .[16,29‬فضال الى ان عملية التدوير تجعل ازالة الكلوريد اقل من ذوبانه‬ ‫في العصارة وبهذا تبقى تراكيز الكلوريد في العصارة عالية وهذه الحقيقة توضح االنتفاض البسيط في تركيز الكلوريد في‬ ‫المفاعل الالهوائي مع التدوير]‪ [28‬وكذلك عدم تدوير العصارة في المفاعل الالهوائي يجعل تراكيز الكلوريد في المفاعل‬

‫تنتفض ببطء مع زمن التجربة الن االنتفاض ناتج عن تروج الكلوريد مع العصارة ]‪.[4,6‬‬

‫اما بالنسبة للمفاعل الهوائي كان تركيز الكلوريد في بداية التجربة (‪ )4411 ،4441‬ملغرام‪ /‬لتر ثم ارتفعت‬ ‫التراكيز لتصل الى (‪ )4911 ،4431‬ملغرام‪ /‬لتر في اليوم ‪ 54‬من التجربة للمفاعل الهوائي والهوائي مع التدوير على‬ ‫التوالي‪ ،‬وبعد ذلك لم يالحظ تغير ملحوظ في تراكيز الكلوريد حيث أصبحت التراكيز في اليوم ‪ 015‬من التجربة (‪،4451‬‬ ‫‪ )4455‬ملغرام‪ /‬لتر للمفاعل الهوائي والهوائي مع التدوير على التوالي وهذا مطابق لنتائج الباحثان ]‪ .[6,29‬ويعزى هذا‬ ‫السلوك اال ان عملية التهوية تجعل تراكيز الكلوريد متوازنة ما بين ذوبان الكلوريد وازالته‪ ،‬والسبب في حصول تزايد في‬

‫تراكيز الكلوريد في طور تكوين الحوامض في المفاعل الهوائي الن الكلوريد يزداد بشكل آني مع زيادة الرقم الهيدروجيني‬ ‫الذي يزيد من قابلية ذوبانه ويستقر تقريبا مع استقرار قيم ‪[6,29] pH‬‬ ‫نالحظ من النتائج انه من سلبيات عملية التدوير هو تجمع الكلوريدات داتل المفاعل‪ ،‬في حين عدم تدوير‬

‫العصارة يسبب انتفاض بطيء في تركيز الكلوريد ناتج عن عملية تروج الكلوريدات مع العصارة تارج المفاعل‬ ‫]‪.[6,29,21‬‬ ‫‪6000‬‬ ‫‪5000‬‬

‫‪3000‬‬ ‫‪2000‬‬ ‫‪1000‬‬

‫الشكل (‪ )11‬تغاير تراكيز الكلورايد داتل‬

‫‪0‬‬ ‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21‬‬

‫المفاعل الحيوي الهوائي والالهوائي‬

‫)‪Time (weeks‬‬

‫‪143‬‬

‫المفاعل الثاني‬

‫المفاعل االول‬

‫المفاعل الرابع‬

‫المفاعل الثالث‬

‫‪CL- mg/l‬‬

‫‪4000‬‬

‫الرحماني ‪ :‬تاثير الطمر الصحي الهوائي واالهوائي للنفايات الصلبة البلدية وتدوير العصارة الناتجة ‪......‬‬ ‫‪ 7-1‬الكالسيوم ‪ Ca+2‬والمغنيسيوم ‪Mg+2‬‬

‫كانت تراكيز الكالسيوم في بداية التجربة (‪ )0131 ،0901 ،0121 ،0342‬ملغرام‪/‬لتر ثم ارتفعت لتصل التراكيز‬

‫العليا (‪ )4101 ،2931 ،4045 ،4413‬ملغرام‪/‬لتر في اليوم (‪ )43 ،43 ،49 ،49‬ومن ثم أتذت باالنتفاض لتصل الى‬

‫(‪ )0131 ،0441 ،0111 ،0031‬ملغرام‪/‬لتر في اليوم (‪ )11 ،34 ،009 ،044‬للمفاعل الالهوائي‪ ،‬الالهوائي مع‬ ‫التدوير‪ ،‬الهوائي والهوائي مع التدوير على التوالي الشكل (‪ .)04‬وسجلت تراكيز المغنيسيوم في بداية التجربة (‪،901‬‬ ‫‪ )911 ،941 ،311‬ملغرام‪/‬لتر ثم ارتفعت لتصل (‪ )4111 ،0911 ،4151 ،4011‬ملغرام‪/‬لتر في اليوم (‪،44 ،49‬‬ ‫‪ )43 ،43‬ومن ثم أتذت باالنتفاض لتصل الى التراكيز العليا (‪ )551 ،411 ،511 ،541‬ملغرام‪/‬لتر في اليوم (‪،044‬‬ ‫‪ )11 ،90 ،009‬للمفاعل الالهوائي‪ ،‬الالهوائي مع التدوير‪ ،‬الهوائي والهوائي مع التدوير على التوالي‬ ‫الشكل (‪ )02‬وهذا مطابق لما ذكره الباحثان]‪ .[14,27‬ويعزى سبب االنتفاض في تراكيز الكالسيوم والمغنيسيوم في طور‬ ‫تكوين الميثان بسبب ارتفاع ‪ pH‬الذي يحسن من عملية ذوبان الكالسيوم والمغنيسيوم وتكوين الرواسب مثل كاربونات‬ ‫الكالسيوم ‪ CaCo3‬وهيدروكسيد المغنيسيوم ‪.[10,11,16] Mg(OH)2‬‬

‫‪3000‬‬ ‫‪2000‬‬

‫‪Ca+2 mg/l‬‬

‫‪4000‬‬

‫‪2000‬‬ ‫‪1500‬‬ ‫‪1000‬‬

‫‪1000‬‬

‫‪Mg+2 mg/l‬‬

‫‪5000‬‬

‫‪2500‬‬

‫‪500‬‬

‫‪0‬‬

‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21‬‬

‫‪1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22‬‬

‫)‪Time (weeks‬‬ ‫)‪Time (weeks‬‬ ‫المفاعل الثاني‬

‫المفاعل االول‬

‫المفاعل الثاني‬

‫المفاعل االول‬

‫المفاعل الرابع‬

‫المفاعل الثالث‬

‫المفاعل الرابع‬

‫المفاعل الثالث‬

‫الشكل (‪ )12‬تغاير تراكيز الكالسيوم‬

‫الشكل (‪ )13‬تغاير تراكيز المغنيسيوم‬

‫داتل المفاعل الحيوي الهوائي والالهوائي‬

‫داتل المفاعل الحيوي الهوائي‬ ‫والالهوائي‬

‫االستنتاجات‬

‫‪ .0‬تعتبر تقنية تدوير العصارة في المفاعل الحيوي للنفايات الصلبة طريقة معالجة فعالة‪.‬‬

‫‪ .4‬إن عملية تدوير العصارة في المفاعل الحيوي تقلل من حجم العصارة الناتجة من التحلل الحيوي سواء كان تحلالً‬ ‫هوائيا أو الهوائيا‪.‬‬

‫‪ .2‬ان استتدام تقنية التهوية والتدوير في المفاعل الحيوي تسرعان من عملية التحلل الحيوي والوصول الى حالة‬ ‫االستقرار البايولوجي‪.‬‬

‫‪ .4‬ان استتدام تقنية التهوية لها دور فعال في إزالة االمونيا من العصارة الناتجة من تحلل النفايات الصلبة‪.‬‬ ‫‪ .5‬من مساوئ عملية التدوير تجمع الكلوريد في المفاعل الحيوي وقد تسبب تثبيط لبكتريا الميثان‪.‬‬

‫‪144‬‬

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬ ‫التوصيات‬

.‫ دراسة تأثير استتدام أحجام متغايرة من العصارة المدورة الى المفاعل الحيوي على تصائص العصارة‬.0 .‫ دراسة تأثير استتدام معدالت تهوية متغايرة على تصائص العصارة‬.4

.‫ دراسة تأثير زيادة الرطوبة بسبب عملية التدوير على سير عملية التحلل الهوائي والالهوائي‬.2 .‫ دراسة تراكيز المعادن الثقيلة في العصارة الناتجة من المفاعل‬.4 .‫ عند استتدام التدوير يجب تهوية العصارة قبل تدويرها للتتلص من االمونيا‬.5 ‫المصادر‬

،‫ جامعة الموصل‬،‫ رسالة ماجستير‬،"‫ فادية عبد القادر "ادارة النفايات الصلبة البلدية في مدينة الموصل‬،‫ سليمان‬.0 .4113 ،‫العراق‬

،‫ دار الحكمة للطباعة والنشر‬،"‫فحوصات الماء‬/‫ محمد سليمان "الهندسة العملية للبيئة‬،‫ سعاد عبد وحسن‬،‫ عباوي‬.4 .‫ العراق‬،‫الموصل‬ 3. Al-Rawi, S.M., “Selection, Design, and Management of Solid Waste Sanitary Landfill Site(s) for Mosul City”, Principal Investigation, Final Report, Project EN20, Funded by Arab Science and Technology Foundation (ASTF), Contract No.27-06, December, 2007. 4. Andreottola, G. and Cannas, p.,"Chemical and Biological Characteristics of Landfill Leachate", In Landfilling of Waste: Leachate, Edited by Christensen, T.H., Cossu, R., Stegmann, R., Chapman and Hall, London, 1992, PP. 65-88. 5. APHA; AWA; WPCF,"Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water"20th ed., Am. Public Healthy Assoc. Washington, D.C., USA, 1998. 6. Bilgili, M.S., Demir, A. and Ozkaya, B., "Influence of Leachate Recirculation on Aerobic and Anaerobic Decomposition of Solid Wastes", Journal of Hazardous material, Vol. 143, No. 1-2, 2007, PP. 177-183. 7. Borglin, S.E.; Hazen, T.C.; Oldenburg, C.M. and Zawislanski, P.T., "Comparison of Aerobic and Anaerobic Biotreatment of Municipal Solid Waste", Journal of Air and Waste Management Association, Vol. 54, No. 7, 2004, PP. 815-822. 8. Cossu, R. and Rossetti, D., "Pilot Scale Experiences With Sustainable Landfilling Based on the PAF Conceptual Model",In: Proceedings of the Ninth International Waste Management and Landfill Symposium, Cagliari, Italy, October 6-10, 2003. 9. Cossu, R.; Raga, R. and Rossetti, D., "The PAF Model: an Integrated Approach for Landfill Sustainability", Journal of Waste Management, Vol. 23, No. 1, 2003, PP. 3744. 10. Erses, S. and Onay, T.T., "In situ Heavy Metal Attention in Landfills Under Methanogenic Conditions", Journal of Hazard Mater, Vol. 99, No.2, 2003, PP.159175. 11. Erses, S.; Onay, T.T., and Yenigun, O., "Comparison of Aerobic and Anaerobic Degradation of Municipal Solid Waste in Bioreactor Landfill", Journal of Bioresource Technology, Vol. 99, No. 13, 2008, PP. 5418-5426. 12. Hudgins, M. and Harper, S., "Operational Characteristics of Two Aerobic Landfill Systems", In:Proceedings of the Seventh International Waste Management and Landfill Symposium, Cagliari, Italy, October 4-8, 1999. 13. Imhoff, P.T.; Reinhart, D.R.; Englud, M.;Gue´rin, R.; Gawande, N.; Han, B., Jonnalagadda, S.; Townsend, T.G. andYazdani, R., "Review of state of the art

145

...... ‫ تاثير الطمر الصحي الهوائي واالهوائي للنفايات الصلبة البلدية وتدوير العصارة الناتجة‬: ‫الرحماني‬ methods for measuring water in landfills", Journal of Waste Management, Vol. 27, No.6, 2007, PP.729–745. 14. Jirapure, M.A.; Khedikar, I.P. and Wadhwani, P.S., "Leachate Recirculation Technique for Treatment of Leachate", Journal of Engineering Research and Studies, Vol. 2, No. 4, 2011, PP.126-131. 15. Kim, H., "Comparative Studies of Aerobic and Anaerobic Landfills Using Simulated Landfill Iysimeters",ph.D. Thesis, University of Florida, USA, 2005. 16. Kjeldsen, P.; Barlaz, M.A.; Rooker, A.P.; Baun, A.; Ledin, A. and Christensen, T.H., "Present and Long Term Composition of MSW Landfill Leachate: A review", Critical Reviews in Environmental Science and Technology, Vol. 32, No. 4, 2002, PP. 297336. 17. Komilis, D.P.; Ham, R.K. and Stegmann, R., "The Effect of Municipal Solid Waste Pre-Treatment on Landfill Behavior: a Literature Review", Journal of Waste Management Research, Vol. 17, No. 1, 1999, PP. 10-19. 18. Kruempelbeck, I. and Ehrig, J.G., "Long-Term Behavior of Municipal Solid Waste Landfills in Germany", In: Proceeding of the 7th International Waste Management and Landfill Symposium, Cagliari, Italy, October 4-8, 1999. 19. Leikam, K.; Heyer, K.U. and Stegmann, R., "Aerobic in Situ Stabilization of Completed Landfill and Old Situ", Journal of Waste Management Research, Vol. 17, No.6, 1999, PP. 555-562. 20. Metcalf and Eddy, Inc., "Wastewater Engineering Treatment/Disposal/Reuse",3rded., McGaw-Hill, Inc., New York, 2003. 21. Nikolaou, A.; Giannis, A. and Gidarakos, E., " Comparison of Aerobic and Anaerobic Degradation of Municipal Solid Waste in Lab Scale Bioreactors", Proceeding of the 11th International Conference on Environmental Science and Technology Chania, Crete, Greece, September 3-5, 2009. 22. Pacy, J.; Augenstein, D.; Morck, R.; Reinhart, D. and Yazdani, R., "The Bioreactor Landfill", Journal of MSW Management, Vol. 9, No. 5, 1999, PP. 53-60. 23. Pivnenko, K. and Gidarakos, E., "Impact of Bioreactor Landfill Aeration on in Situ Removal of Ammoniacal Nitrogen",3rd International Conference on Industrial and Hazardous Waste Management, Crete, Greese, Chania, 2012. 24. Pin-Jing, He.; Xian, Qu.; Li-Ming, Shao.; Guo-Jian, Li. and Duu-Jong, Lee., "Leachate Pretreatment for Enhancing Organic Matter Conversion in Landfill Bioreactor", Journal of Hazardous Materials, Vol. 142, No. 1, 2007, PP. 288-296. 25. Reinhart, D.R., "Full-Scall Experiences With Leachate Recirculating Landfills: Case Studies", Waste Management, Research, Vol. 14, No. 4, 1996, PP. 347-365. 26. Rich, C.;Gronow, J. and Voulvoulis, N., "The Potential for Aeration of MSW Landfills to Accelerate Completion", Journal of Waste Management, Vol. 28, No. 6, 2008, PP.1039-1048. 27. Rout, C. and Sharma, A., "Municipal Solid Waste Stabilization by Leachate Recirculation: A case study of Ambala City", Civil Engineering Department, M. M. University, Mullana, Ambala, Haryana, India, International Journal of Environmental Sciences, Vol. 1, No. 4, 2010, pp. 645-655. 28. Sartaj, M.; Ahmadifar, M. and Jashni, A.K., "Assessment of In-Situ Aerobic Treatment of Municipal Landfill Leachate at Laboratory Scale", Iranian Journal of Science and Technology, Technology, Transaction B, Engineering, Vol. 34, No. B1, 2010, PP. 107-116.

146

1192/99/19-91 ‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من‬ 29. Sekman, E.; Top, S.; Varank, G. and Bilgili, M.S., "Pilot- Scale Investigation of Aeration Effect on Leachate Characteristics in Landfills", Journal of Fresenius Environmental Bulletin, Vol. 20, No. 7a, 2011, pp. 1841-1852. 30. Speece, R.E., "Anaerobic Biotechnology for Industrial Wastewater", 1st Edition, Archae Press, Nashville, Tennessee, USA, 1996. 31. Statom, R.A., Thyne, G.D. and McCray, J.E., "Temporal changes in leachate chemistry of a municipal solid waste landfill cell in Florida", USA, Journal of Environmental Geology, Vol. 45, No. 7, 2004, PP. 982-991 32. Tchobanoglous, G.; Theisen, H. and Vigil, S.A., "Integrated Solid Waste Management: Engineering Principles and Management Issues", 1st Edition, McGrawHill Press, New York, United States of America, 1993. 33. Tuffaha, R.B., "Impacts of Solid Waste Leachate on Soil and its Simulation to Ground Water at Nablus Area" Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master in Water and Environmental Engineering, Faculty of Graduate Studies, at An-Najah National University, Nablus, Palestine, 2006. 34. Umar, M., Abdul Aziz, H. and Yusoff, M.S., "Variability of Parameters Involved in Leachate Pollution Index and Determination of LPI from Four Landfills in Malaysia", International Journal of Chemical Engineering, Vol.2010, 2010, 6 pages. 35. Wall, D.K. and Zeiss, C., "Municipal Landfill Biodegradation and Settlement", Journal of Environmental Engineering-asce, Vol. 121, No.3, 1995, PP. 214-224. 36. Warith, M.A., "Solid Waste Management: New Trends in Landfill Design", Emirates Journal for Engineering Research, Vol. 8, No. 1, 2003, PP.61-70. 37. Warith, M.A. and Takata, G.J., "Effect Of Aeration on Fresh and Aged Municipal Solid Waste in a Simulated Landfill Bioreactor" Department of Civil Engineering, Ryerson University, 350 Victoria Street, Toronto, Ontario M5B 2K3, Water Quality Research Journal, Canada, Vol. 39, No. 3, 2004, PP. 223-229. 38. Warith, M.A; Smolkin, P.A. and Caldwell, J.G., "Effect of Leachate Recirculation on Enhancement of Biological Degradation of Solid Waste Case Study", Journal of Practice Periodical of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste Management, Vol. 5, No. 1, 2001, PP. 40-46.

147

‫ تأثير المجال المغناطيسي المسلط على أنبوب الري على تصريف المنقطات‬: ‫الطالب‬

‫تأثير المجال المغناطيسي المسلط على أنبوب الري على تصريف المنقطات‬ ‫عزيزة علي محمد‬

‫انمار عبد العزيز الطالب‬ ‫جامعة الموصل – كلية الهندسة – قسم هندسة السدود والموارد المائية‬

‫الخالصة‬

‫تشير العديد من الدراسات الى حصول انسداد في منقطات الري كلما زادت نسبة الملوحة في مياه الري خصوصا‬ .‫في المناطق الحارة مما يؤدي الى التأثير على مقدار تصريف الماء الذي يخرج من المنقط‬ ‫) كاوس للتعرف على‬0551,5551,5551,555( ‫أجريت الدراسة باستخدام مجال مغناطيسي بأربعة شدات هي‬ ,555( ‫مدة تأثير المجال المغناطيسي على تصريف المنقطات في منظومة الري بالتنقيط وباستخدام ماء ري تبلغ ملوحته‬ .‫جزء بالمليون) وقد أجريت المقارنة مع ماء ري بنفس الملوحة ولكنه غير معرض الى المجال المغناطيسي‬ ‫أظهرت النتائج حصول تحسن كبير في معدل تصريف المنقطات ولمختلف شدات المجال المغناطيسي بعد مرور‬ ‫ بالمقارنة‬%,4 ‫ الى‬%,, ‫ يوم من تشغيل منظومة الري بالتنقيط حيث تراوحت نسبة الزيادة في معدل التصريف بين‬50 .‫مع معدل تصريف المنقطات التي لم يتم تعريض الماء فيها الى المجال المغناطيسي‬ ‫ كاوس حيث بلغت‬,555 ‫كان أفضل تصريف للمنقطات عند تعريض أنبوب الري الى مجال مغناطيسي مقداره‬ ‫ تقريبا مقارنة مع معدل تصريف المنقطات عند عدم تعريض أنبوب‬%,4 ‫نسبة الزيادة في معدل تصريف المنقطات الى‬ .)‫ جزء بالمليون‬,555( ‫الري الى المجال المغناطيسي ولنفس ملوحة ماء الري والبالغة‬ ‫ تصريف المنقطات‬, ‫مياه مالحة‬،‫تأثيرالمجال المغناطيسي‬- :‫الكلمات المفتاحية‬

The effect of magneticfield on pipe of irrigation on emitter discharge Anmar A.AL-Talib

Azeza Ali Mohammad

University of Mosul_ College of Engineering _ Dams and Water ResourcesDepartment

Abstract Many modern researches indicate to get close in irrigation emitters whenever increased salinity in irrigation water, especially in warm areas which lead to effect of the discharge on the amount of water that comes out of the emitter. The study was conducted using four magnetic field intensities are (500,1000,2000,4000) gauss to know the duration of the magnetic field effect on the conduct of emitters in drip irrigation system and using irrigation water salinity (4000 ppm) was conducted comparison with the same salinity irrigation water but is not exposed to a magnetic field. The results showed for a significant improvement in the rate of discharge of emitters and different intensities of magnetic field after 35 days of operation of the system of drip irrigation ranged percentage increase in discharge rate of 44% to 49% compared with the discharge rate of emittersthat is not exposing the water to a magnetic field. The best discharge emitter when exposed pipe irrigation to a magnetic field of4,000 gauss, where the percentage increase in the rate of discharge emitters to 49% approximately compared with the discharge rate emitters when not to endanger the tube irrigation to the magnetic field and the same salinity of irrigation water and the amount (4000 ppm).

148

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫مقدمة‪- :‬‬ ‫تعد الملوحة واحدة من اهم المشكالت التي يعاني منها القطاع الزراعي حيث ادت الى تدهور ما يقارب ‪ %56‬من‬ ‫االراضي الزراعية في وسط العراق وجنوبه‪ .‬فقد اشارت احصائية منظمة االغذية والزراعة )‪ (FAO‬ان هناك ‪ 033‬الف‬ ‫هكتار من االراضي المستصلحة سابقا قد هجرها الفالح العراقي بسبب ارتفاع ملوحتها نتيجة ازدياد ملوحة مياه االنهار‪،‬‬ ‫فمثال كانت ملوحة ماء نهر دجلة في جنوب بغداد ‪ 063‬جزءا في المليون وتجاوزت اليوم ‪ 0333‬جزء في المليون ‪(.‬امين‬ ‫وقاسم ‪.[6])9332‬‬ ‫و الماء المعالج مغناطيسيا (وهو الماء الذي يتم الحصول عليه بعد تمريره خالل مجال مغناطيسي بشدة معينة‬ ‫ولفترة معينة)‪ .‬واوضح (‪[81] )0222 ،Hilal and Hilal‬أن استخدام الماء المعالج مغناطيسيا في الري ادى الى زيادة‬ ‫فاعلية ازالة امالح الصوديوم من مجال الجذور وفي نفس الوقت زيادة ذوبان العناصر الهامة لنمو النبات‪.‬‬ ‫ان مغنطة المياه هي عبارة عن محاولة مبسطة لتقليد ما يحدث في الطبيعة تماما‪ ،‬وذلك الن الماء عندما يمر من خالل‬ ‫المجال المغناطيسي الطبيعي يصبح اكثر حيوية ‪،‬ونشاطا من الناحية البيولوجية ‪ ،‬حيث انه وعند دراسة الشحنات‬ ‫الكهربائية في عينة ماء اعتيادية‪ ،‬نجد ان هذه الشحنات في حالة فوضى (موجب – موجب – سالب – سالب) وهذا ما‬ ‫يسمى بالماء الميت ومن اجل احياء دور الماء وجعله نشطا بيولوجيا اي صحيا للكائنات الحية (انسان – حيوان – نبات)‬ ‫يجب الغاء حالة التشوش لكي يعاد ترتيب الجزيئات بالشكل (موجب – سالب – موجب – سالب ) وهذا ما تقوم به التقنيات‬ ‫المغناطيسية على اكمل وجه‪( .‬هالل ‪.[00])9333‬‬ ‫تختلف نوعية المياه حسب كمية االمالح ونوعيتها التي تصل الى التربة بالري‪ .‬فكلما كانت نسبة االمالح كثير‬ ‫ادى ذلك الى ارتفاع الضغط االزموزي في التربة وتتركز هذه االمالح باستمرار نتيجة التبخر وامتصاص المحاصيل‬ ‫للمياه‪.‬ويؤدي هذا التراكم الى اضرار جسيمة في التربة كالتصلب وانعدام التهوية ومن اكثر االمالح ضررا كلوريد‬ ‫الصوديوم وعنصر البورون وهما من العناصر التي يصعب غسلها في التربة‪ ،‬يلعب المجال المغناطيسي باإلضافة لتكسير‬ ‫االمالح‪ ،‬دورا في تحييد كلوريد الصوديوم من االدمصاص وفي تجربة اجريت في استراليا كانت نسبة الغسيل للتربة‬ ‫بالماء الممغنط تساوي ثالثة اضعاف مقارنة بالماء العادي للتربة نفسها(محمد ‪[00].)9332‬‬ ‫يستدعي الضغط السكاني وخير المجتمع استخدام المياه المتاحة كلها في المناطق الجافة في العالم‪ ،‬وبما أن الماء‬ ‫هو مورد حيوي ضروري للزراعة فال يجب أن توصف مياه الري المالحة بانها غير مناسبة للري من غير دراسة دقيقة‬ ‫للعوامل المتعلقة بها‪ ،‬وقد تكون هذه المياه المالحة هي الوحيدة المتاحة‪( .‬هانسن‪[80].)8191 ،‬‬ ‫اجرت بدر (‪[6] )0280‬دراسة حول التحلياللمورفورمتريالكميلحوضواديالمر الذي ي ُع ُّد المبزل الطبيعي‬ ‫لمشروع ري الجزيرة الشمالي واظهرت النتائج امكانية استخدام مياه وادي المر ألغراض الري وزراعة الشعير والحنطة‬ ‫دون ان يتأثر االنتاج كثيرا وكذلك النباتات التي تتحمل الملوحة‪ ،‬علما بان كمية االمالح الذائبة في مياه وادي المر بلغت‬ ‫(‪ 6212‬جزء في المليون)‪.‬‬ ‫وعلى هذا االساس تم استعمال مياه ذات ملوحة تبلغ (‪ )0222‬جزء بالمليون لدراسة تأثير المعالجة‬ ‫المغناطيسية على المياه المالحة المستخدمة في منظومات الري بالتنقيط‪.‬‬ ‫واجرى ‪[14])9332( Aali et al.‬دراسة حول "تأثير التحميض والمعالجة المغناطيسية على انسىداد منططىاا الىر‬ ‫باستخدام المياه المالحة" اذ تم استخدام ثالثة انواع من المياه في منظومة الر بالتنطيط وهي استخدام الميىاه ييىر المعالجىة‬ ‫(ماء بئر) ومياه معالجة حامضيا ومياه معالجة مغناطيسىيا لتطليىل اسنسىداد الييميىائي للمنططىااا وااىارا الدراسىة الى ان‬ ‫معالجة ال مياه حامضيا اعطا اداء أفضل مىن تلىا المعالجىة مغناطيسىيا بالنسىبة سنسىداد المنططىاا وتحىتقظ بتناسى تو يى‬ ‫اعل ‪.‬‬ ‫وقام)‪(Fard et al. a)[15] (2011‬وآخرون باجراء دراسة حول تأثير الماء الممغنط وملوحة ماء الر عل تو يى‬ ‫الرطوبة في التربة باستخدام الر بالتنطيط‪ ,‬وقد اظهرا النتائج ان استخدام المىاء الممغىنط يىان لىر اثىر معنىو فىي يىاد‬ ‫رطوبة التربة بنسبة ‪ 7.5%‬مطارنة م الماء العاد ‪.‬‬ ‫يما أجرى )‪ [16] (2011)(Fard et al. b‬دراسةحول "تأثير المياه المعالجة مغناطيسيا عل ايون يبريتاا‬ ‫التربة لمنظومة الر بالتنطيط" واوضحا نتائج البحث ان يل اعما التربة تحا المنططاا يان بها معدل ايون اليبريتاا‬ ‫للتربة المروية بالمياه المعالجة مغناطيسيا هي اقل من التربة المروية بالمياه يير المعالجة مغناطيسيا ويانا القروقاا‬ ‫هامة ومعنوية عند المستوى ‪% 6‬ا وبالنسبة للمياه المعالجة مغناطيسيا فطد تناقص بها ايون اليبرتاا للتربة عن المعدل‬

‫‪149‬‬

‫الطالب ‪ :‬تأثير المجال المغناطيسي المسلط على أنبوب الري على تصريف المنقطات‬ ‫ال تطليل ايون اليبريتاا في‬

‫ايثر من ‪% 0..0‬ا وقد خلصا الدراسة ال ان استخدام المياه المعالجة مغناطيسيا يؤد‬ ‫التربة في الر بالتنطيطا وهذا يساعد في استصالح الترب المتملحة‬ ‫وذكرت الشمري (‪ [4])9336‬ان المياه المعالجة مغناطيسيا تزيد من خاصية ذوبان األمالح وتعمل على تفتيت‬ ‫بلوراتها الممتصة بأشكالها المختلفة‪ ،‬وتجعلها أصغر حجما ً مما يساعد على سهولة امتصاصها من النبات‪ ،‬اذاً أن امتصاص‬ ‫النباتات لبلورات ذات حجم كبير يؤدي ذلك إلى سد خاليا الجذور النباتية او تملح شعيرات جذور النباتات‪.‬‬ ‫ان مشكلة الري للنباتات بالماء المالح ذات عالقة وطيدة مع عملية ازالة االمالح من التربة‪ ،‬اذ ان البلورات‬ ‫الملحية تعمل على سد خاليا الجذور النباتي ة وهذا يسبب تمليح شعيرات جذور النباتات وانسداد مسامات التربة‪ ،‬ان االنظمة‬ ‫المغناطيسية تعمل على تكسير البلورات الملحية الى حجم اصغر وبالنتيجة فان كمية االمالح في الماء التقل لكنها ال تكون‬ ‫ضارة (شكل ‪(www.darkulaib.com). )0‬‬

‫شكل(‪ )9‬تأثير مغنطة الماء على تفتيت ذرات االمالح‬

‫االدوات واالجهزة المستخدمة في الدراسة‪-:‬‬ ‫‪ -0‬خزانات ماء )‪ (water tanks‬سعة (‪ 663‬لتر عدد (‪ – )9‬وخزان سعة ‪ 963‬لتر)‪.‬‬ ‫‪ -9‬انابيب مياه بالستيكية )‪. (plastic water pipe‬‬ ‫‪ -0‬مقياس ضغط‪. pressure gage‬‬ ‫‪ -4‬مضخة ماء ‪.water pump‬‬ ‫‪ -6‬ملحقات توصيل‪. fitting‬‬ ‫‪ -5‬انابيب تنقيط‪.latrel‬‬ ‫‪ -.‬اوعية قياس )‪ (cans‬عدد ‪.96‬‬ ‫‪ -8‬اجهزة مغنطة(‪ )magnetization systems‬بشدات (‪ )4333 ،9333 ،0333 ،633‬كاوس (شكل (‪.))9‬‬ ‫‪ -2‬منقطات ‪( emitter‬كي كليب) عدد ‪.96‬‬ ‫قواعد خزانات مياه )‪ (water tanks rules‬عدد ‪.9‬‬ ‫‪-03‬‬ ‫‪ -00‬كلوريد الصوديوم )‪( (NaCl) (sodium chloride‬ملح)‪.‬‬ ‫‪ -09‬أسطوانة مدرجة لقياس حجم الماء المتجمع في االوعية‪.‬‬ ‫‪ -00‬ساعة توقيت‪.‬‬

‫‪150‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫طريقة العمل‪- :‬‬ ‫نفذذذذت التجذذذارب فذذذي جامعذذذة الموصذذذل – كليذذذة الهندسذذذة – قسذذذم هندسذذذة السذذذدود والمذذذوارد المائيذذذة‬ ‫مذذذن تذذذاري (‪ )9309-5-4‬لغايذذذة (‪ )9309-.-8‬تضذذذمن الجذذذزء العملذذذي تشذذذغيل مسذذذتمر للمنظومذذذة لمذذذدة ‪06‬‬ ‫يومذذذا بواقذذذع تشذذذغيل ‪ 09‬سذذذاعة وتوقذذذف ‪ 09‬سذذذاعة لكذذذل يذذذوم تشذذذغيل باسذذذتعمال مذذذاء مذذذالح بتركيذذذز ‪(4000‬‬ ‫)‪ ppm‬و شذذذملت المعذذذامالت الثانويذذذة خمذذذس مسذذذتويات مذذذن شذذذدات المغنطذذذة لميذذذاه الذذذري وهذذذي – ‪(4000‬‬ ‫))‪ 2000 – 1000 – 500 – tap water(0‬كاوس‪.‬‬

‫المنقطات‬ ‫تمممم اسمممتخدام منقطمممات ممممن نممموع "كمممي كليمممب" بريطممماني الصمممنع وهمممذا النممموع ممممن المنقطمممات يكمممون‬ ‫تمممأثير اخمممتالف درجمممات الحمممرارة عليممم( محمممدود جمممدا (العممممود والسمممعود ‪ [0] )0222‬وفيمممما يلمممي مواصممم ات‬ ‫المنقط‪-:‬‬ ‫‪ 0‬لتر\ ساعة‬ ‫التصريف التصميمي‬ ‫‪ 8208‬متر‬ ‫الضغط التشغيلي المستعمل‬ ‫حلزوني‬ ‫نوع المسار للمنقط‬ ‫‪ 1‬مللمتر‬ ‫المدخل‬ ‫‪polypropylene‬‬ ‫نوع مادة الصنع‬ ‫أابعاد مسار التصريف (‪ 8016=)800*800‬مللمتر مربع‬ ‫جهزة المجال المغناطيسي المستعملة‬ ‫تمممم اسمممتعمال أجهمممزة مغنطمممة بشممممدات بلغمممت (‪ )222-8222-0222-0222‬كممماوس مصمممنعة محليمممما‬ ‫وشمممكل ( ‪ ) 0‬يبمممين أجهمممزة المغنطمممة المسمممتعملة فمممي البحممم ‪ .‬وقمممد تمممم التأكمممد ممممن شمممدات المجمممال المغناطيسمممي‬ ‫السابقة بأستخدام جهاز التسالمتر في جامعة الموصل –كلية التربية – قسم ال يزياء‪.‬‬ ‫وحسممممب التصممممنيع المحلممممي فممممي المنظومممممات عاليممممة الشممممدة (‪ )0222-0222‬كمممماوس يكممممون تركيممممز‬ ‫المجمممال المغناطيسمممي لألجهمممزة متركمممزة حمممول نقطتمممين وسمممبب ذلمممك ان تصمممنيع المنظوممممات عاليمممة الشمممدة تمممم‬ ‫ح سمممب نظمممام (ج ام اكمممس) حيممم يجمممب ان يقمممع تركيمممز المجمممال المغناطيسمممي علمممى اكثمممر ممممن نقطمممة لغمممرض‬ ‫زيادة التاثير في المياه ولغرض زعزعة التركيب الجزيئي للمياه‪.‬‬

‫شكل (‪ )2‬منظومات المغنطة التي تم استعمالها في التجارب‬

‫‪151‬‬

‫الطالب ‪ :‬تأثير المجال المغناطيسي المسلط على أنبوب الري على تصريف المنقطات‬ ‫الماء المستخدم في التجارب‬ ‫تم في هذا البح استخدام مياه بئر موجود داخل جامعة الموصل قرب هندسة السدود والموارد المائية‬ ‫وكان تركيز االمالح الذائبة في( ‪ 922‬جزء بالمليون تم إضافةملح كلوريد الصوديوم الى الماء وتم اختيار هذا‬ ‫النوع من االمالح بالذات ألن( متوفر الن التجربة استمرت ‪ 52‬يوم بواقع تشغيل ‪ 80‬ساعة يوميا حي نحتاج‬ ‫تقريبا الى ‪ 62‬كغم من االمالح لغرض وصول التركيز الى ‪ 0222‬جزء بالمليون الستخدام( في البح وتم‬ ‫حساب االمالح المضافة كاالتيعلما بان حجم الخزان المستعمل في التجربة كان ذو حجم ‪ 222‬لتر‪-:‬‬ ‫التركيز الملحي المتبقي )‪ =(x‬تركيز االمالح ‪( 0444‬ملغم\لتر) – تركيز االمالح داخل البئر‬ ‫‪X=4000 ppm -700 ppm= 3300 ppm‬‬ ‫‪3300 (mg/l) *10-3 *10-3 *550 = 1.815 kg/550L‬‬ ‫يتم اذابة كمية االمالح المذكورة في الحسابات خارج الخزان أوال وباستعمال مياه ساخنة ألن( يسهل‬ ‫اذابتها حي ان ذوبان االمالح في المياه الساخنة اسرع من المياه الباردة ومن ثم وضع المحلول الذائب داخل‬ ‫الخزان والتأكد من التركيز الملحي داخل الخزان باستعمال جهاز قياس التوصيل الكهربائي ‪(Electric‬‬ ‫)‪ ، conductivity‬ويتم ملئ الخزان في هذه التجربة كل ست ساعات مرة لغرض استمرار عمل المنظومة مدة‬ ‫‪ 80‬ساعة متواصلة‪.‬‬ ‫طريقة اجراء التجارب‪- :‬‬ ‫تممم تن يمممذالتجارب وذلمممك بضممم الممماء ذو التركيمممز )‪ (4000 ppm‬الممذي يمممتم تحضممميره فمممي الخمممزان‬ ‫السممم لي (‪ 222‬لتمممر) يضممم المممماء المممى الخمممزان العلممموي (‪ 222‬لتمممر) المممذي يقممموم بتجهيمممز المممماء المممى خمممزان‬ ‫الشمممحنة الثابتمممة (‪ 022‬لتمممر) المممذي بمممدوره يقممموم بتجهيمممز المممماء المممى خمسمممة انابيمممب مت رعمممة موجمممودة باألسممم ل‬ ‫بشمممحنة ضمممغط مقمممدارها ‪10.1‬متمممر بمممأنبوب واحمممد منهممما يجهمممز المممماء اليممم( بمممدون مغنطمممة تمممم وضمممع مقيممماس‬ ‫ضممغط فممي بدايتمم( اممما االنابيممب المت رعممة الباقيممة فممتم وضممع اجهممزة مغنطممة فممي بممدايتهم بشممدات مختل ممة كممل‬ ‫انبمممموب مثبممممت عليمممم( خمممممس منقطممممات بممممين كممممل مممممنقط واخممممر مسممممافة (‪ 8‬متممممر) ويوضممممح شممممكل(‪)0‬أجممممزاء‬ ‫التجربة‪.‬‬ ‫وتم قياس التصريف الخارج من المنقطات كل ‪ 82‬ايام تشغيل ولمدة ‪ 0‬ساعة لمعرفة اداء المنقطات‬ ‫وتأثير االمالح على تصريف الماء الخارج منها ويوضح الشكل (‪ )5‬تراكم االمالح على المنقط‪.‬‬

‫الشكل (‪ )5‬عملية انسداد المنقط بسبب تراكم االمالح‬

‫‪152‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫شكل (‪ )0‬يبين أجزاء التجربة‪.‬‬

‫‪153‬‬

‫الطالب ‪ :‬تأثير المجال المغناطيسي المسلط على أنبوب الري على تصريف المنقطات‬

‫العوامل الداخلة في الدراسة‪- :‬‬ ‫اوال‪ :‬تقييم منقطات الري‪:‬‬ ‫يستخدم معامل تغير صناعة المنطط يمطياس للتغيراا او اسختالفاا المتوقعة في تصريف المنططاا ويحسب هذا‬ ‫الم عامل من عينر تمثل تصاريف مطاسة لمجموعة من المنططاا عل ان تطاس هذه التصاريف تحا احنة ضغط معينة‬ ‫ومناسبة لذلا المنططا وبعامة يمين تصنيف تغير صن المنططاا حسب معامل التغير )‪ (CV‬عل الوجر التالي ]‪:[3‬‬ ‫الجدول (‪ )0‬بيان حالة المنطط عل ضوء قيمة معامل اسختالف المصنعي )‪(CV‬‬ ‫معامل اسختالف المصنعي‬ ‫يقاء المنطط‬ ‫‪CV ≤ 0.05‬‬ ‫ممتا‬ ‫‪0.05 < CV ≤ 0.07‬‬ ‫متوسط‬ ‫‪0.07 < CV ≤ 0.11‬‬ ‫دون المتوسط‬ ‫‪0.11 < CV ≤ 0.15‬‬ ‫رد ء‬ ‫‪0.15 < CV‬‬ ‫مرفوض‬

‫ويحسب معامل اسختالف المصنعي من العالقة‪:‬‬

‫√‬

‫) (‬

‫حيث ان‪- :‬‬ ‫‪ =Cv‬معامل اسختالف المصنعي‬ ‫‪=Sd‬متوسط اسنحراف الطياسي للتصاريف عن المتوسط‬ ‫‪ =qa‬متوسط تصريف المنططاا‬ ‫تما معاير منططاا الر نوع (يي يليب ذو مسار طويل) وهو بريطاني الصن بتصريف تصميمي مطداره ‪4‬‬ ‫لتر‪/‬ساعة وبضغط تاغيلي مطداره ‪ 10.1m‬و من التجربة ‪ 06‬دقيطة لتجنب اختالف درجة حرار الماء في اثناء الطياس الذ‬ ‫بدوره يؤثر عل ل وجة الماء و عل تصريف المنططاا ا وحساب معامل اسختالف المصنعي ”‪ “Cv‬داخل مختبر‬ ‫الهيدروليا التاب لطسم هندسة السدود و الموارد المائية –جامعة الموصل تم اخذ ‪ .3‬منطط تم اختبار يل ‪ 93‬منطط عل حدا‬ ‫بتثبيتها عل قاعد احد األجه في مختبر الهيدروليا المسافة بين يل منطط واخر متر واحد لمد ‪ 06‬دقيطة وقياس التصريف‬ ‫المتجم ليل منطط ويما مبين بالايل "‪ "6‬وتم اختيار ‪ 96‬منطط من بين ‪ .3‬منطط ر بين يل منطط واخر مسافة )‪(1 m‬خالل‬ ‫من مطداره ‪ 06‬دقيطةا وتم اختياره عل اساس انها تعطي اقل نسبة لمعامل اسختالف المصنعي ويانا النسبة هي ‪.1.14%‬‬

‫‪:1.4.2‬‬

‫درجات‬

‫تأثير‬ ‫معامل االختالف المصنعي‬ ‫الشكل (‪ )5‬تقييم‬ ‫‪154‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫الحرارة‪:‬‬ ‫تتعرض المنططاا الموجود في الحطول المقتوحة ال درجاا حرار متباينة خالل اليوم الواحد بين الليل والنهار او‬ ‫خالل الموسم بين الصيف والاتاءا ييون لها تأثير سلبي في التصميم الداخلي للمنطط‪ .‬اذ يؤثر التباين في درجاا الحرار عل‬ ‫خصائص الماء وخصوصا درجة الل وجةا التي تعد أحد العوامل اليبير المؤثر في الجريان من خالل المنططاا (نظرا‬ ‫لتاثير الل وجة عل رقم رينولد)‪.‬‬ ‫ولأليراض التطبيطية والتصميميةا يمين وصف اسداء الهيدرولييي للمنطط من خالل عالقة تجريبية تربط بين التصريف )‪(q‬‬ ‫وضغط التاغيل عند المنطط )‪(h‬وتيتب بالصيغة اآلتية ]‪:[2‬‬ ‫) (‬ ‫تمثل ‪ k‬و‪ x‬ثوابا ويمين ايجادها من المعادسا التجريبية عند ظروف ثابتة‪ .‬يما يعبر الثابا ‪ x‬عن خصائص‬ ‫مجال الجريان للمنطط ويسم بثابا التصريف للمنطط‪ .‬ويتم حساب ثابا التصريف للمنطط من العالقة]‪-:[1‬‬ ‫)‬

‫) (‬

‫(‬ ‫) (‬

‫)‬

‫(‬

‫)‬

‫(‬

‫حيث ان ‪ q1&q2‬هما التصريف للمنطط عند ضغطي التاغيل ‪ H1 & H2‬بالترتيب‪.‬‬ ‫درجة مئوية ]‪[17‬ا وعدلا‬ ‫ويمثل الجدول ( ) معامل تصحيح التصاريف المعدلة عل أساس درجة حرار‬ ‫عل اساسها التصاريف المطاسة حيث تما عملية قسمة التصاريف المطاسة عل المعامالا لدرجاا الحرار المنخقضة‬ ‫ولدرجاا الحرار المرتقعة حيث نالحظ انر في الجدول ( ) تيون المعامالا لدرجاا الحرار المنخقضة التي تيون اقل من‬ ‫درجة مئوية اقل من ( ) أ انر خالل قسمة معدل التصاريف المطاسة عل المعامل ادناه ي يد التصريف المطاس وهذا‬ ‫صحيح ألنر خالل درجاا الحرار المنخقضة التصاريف تطل سن ل وجة الماء ت داد والعيس بالعيس خالل درجاا الحرار‬ ‫المرتقعة فان التصاريف المطاسة في موق العمل ت داد سن ل وجة الماء تطل ولذلا نالحظ بان المعامالا تيون ايثر من( )‬ ‫درجة مئوية أ انر عند قسمة التصاريف المطاسة سوف تطل ‪.‬‬ ‫لدرجاا الحرار العالية التي تيون ايثر من‬ ‫الجدول (‪ )9‬معامل تصحيح التصاريف للمنطط نوع يي يليب (ذو مسار طويل) بدليل التصريف ‪ 3.86=Χ‬عند درجة حرار‬ ‫‪ 93‬درجة مئوية‬ ‫‪X=0.8‬‬

‫‪X=0.85‬‬

‫‪X=1.00‬‬

‫‪Temperature‬‬

‫‪X=0.8‬‬

‫‪X=0.85‬‬

‫‪X=1.00‬‬

‫‪Temperature‬‬

‫‪1.06‬‬ ‫‪1.07‬‬ ‫‪1.08‬‬ ‫‪1.09‬‬ ‫‪1.1‬‬ ‫‪1.108‬‬ ‫‪1.116‬‬ ‫‪1.124‬‬ ‫‪1.132‬‬ ‫‪1.14‬‬ ‫‪1.15‬‬ ‫‪1.16‬‬ ‫‪1.17‬‬ ‫‪1.18‬‬

‫‪1.085‬‬ ‫‪1.1‬‬ ‫‪1.115‬‬ ‫‪1.13‬‬ ‫‪1.145‬‬ ‫‪1.1585‬‬ ‫‪1.172‬‬ ‫‪1.1855‬‬ ‫‪1.199‬‬ ‫‪1.2125‬‬ ‫‪1.2265‬‬ ‫‪1.2405‬‬ ‫‪1.2545‬‬ ‫‪1.2685‬‬

‫‪1.16‬‬ ‫‪1.19‬‬ ‫‪1.22‬‬ ‫‪1.25‬‬ ‫‪1.28‬‬ ‫‪1.31‬‬ ‫‪1.34‬‬ ‫‪1.37‬‬ ‫‪1.4‬‬ ‫‪1.43‬‬ ‫‪1.456‬‬ ‫‪1.482‬‬ ‫‪1.508‬‬ ‫‪1.534‬‬

‫‪26‬‬ ‫‪27‬‬ ‫‪28‬‬ ‫‪29‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪31‬‬ ‫‪32‬‬ ‫‪33‬‬ ‫‪34‬‬ ‫‪35‬‬ ‫‪36‬‬ ‫‪37‬‬ ‫‪38‬‬ ‫‪39‬‬

‫‪1.19‬‬

‫‪1.2825‬‬

‫‪1.56‬‬

‫‪40‬‬

‫‪0.92‬‬ ‫‪0.926‬‬ ‫‪0.932‬‬ ‫‪0.938‬‬ ‫‪0.944‬‬ ‫‪0.95‬‬ ‫‪0.96‬‬ ‫‪0.97‬‬ ‫‪0.98‬‬ ‫‪0.99‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1.01‬‬ ‫‪1.02‬‬ ‫‪1.03‬‬ ‫‪1.04‬‬ ‫‪1.05‬‬

‫‪0.8775‬‬ ‫‪0.888‬‬ ‫‪0.8985‬‬ ‫‪0.909‬‬ ‫‪0.9195‬‬ ‫‪0.93‬‬ ‫‪0.944‬‬ ‫‪0.958‬‬ ‫‪0.972‬‬ ‫‪0.986‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1.014‬‬ ‫‪1.028‬‬ ‫‪1.042‬‬ ‫‪1.056‬‬ ‫‪1.07‬‬

‫‪0.75‬‬ ‫‪0.774‬‬ ‫‪0.798‬‬ ‫‪0.822‬‬ ‫‪0.846‬‬ ‫‪0.87‬‬ ‫‪0.896‬‬ ‫‪0.922‬‬ ‫‪0.948‬‬ ‫‪0.974‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1.026‬‬ ‫‪1.052‬‬ ‫‪1.078‬‬ ‫‪1.104‬‬ ‫‪1.13‬‬

‫‪10‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪13‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪16‬‬ ‫‪17‬‬ ‫‪18‬‬ ‫‪19‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪21‬‬ ‫‪22‬‬ ‫‪23‬‬ ‫‪24‬‬ ‫‪25‬‬

‫‪155‬‬

‫الطالب ‪ :‬تأثير المجال المغناطيسي المسلط على أنبوب الري على تصريف المنقطات‬

‫النتائج والمناقشة‪- :‬‬ ‫تم قياس التصاريف الخارجة من المنقطات التي كانت تعمل لمدة ‪ 80‬ساعة تشغيل و‪ 80‬ساعة توقف يوميا‪ ،‬وتم‬ ‫قياس التصريف الخارج من المنقطات كل عشرة ايام ولمدة ساعتين في كل مرة‪ ،‬ومن مالحظة نتائج معدل التصاريف المقاسة‬ ‫في الجدول (‪ ) 6‬نجد ان التصاريف الخارجة من المنقطات تزداد طرديا مع ازدياد شدة المغنطة المستعملة وان انسداد‬ ‫منقطات الري للمياه غير المعالجة تزداد بشكل اكبر من المياه المعالجة مغناطسيا اذ ان انسداد المنقطات في المياه معالجة‬ ‫مغناطيسيا تحتاج وقتا ً اطول مما يدل على زيادة ذوبان االمالح في الماء الممغنط (‪.[81] )0222 Hilal and Hilal‬‬ ‫نالحظ من الجدول (‪)6‬لطياس التصاريف لليوم األول من التجربة انر في يثير من األحيان تيون التغيراا اسفطية‬ ‫ضمن نقس اد المجال المغناطيسي المستخدم تيون ايبر من التغيراا العمودية التي تمثل معدل التصاريف المطاسة لعد‬ ‫اداا من المجال المغناطيسي والذ يعبر عنر بمعامل اسختالف المصنعي )‪(Cv‬ويذلا نالحظ للتصاريف المطاسة عند بداية‬ ‫التجربة في اليوم األول انر م ياد اد المجال المغناطيسي يحصل ارتقاع وانخقاض للتصاريف وتيون متذبذبة وهذا أيضا‬ ‫يرج ال معامل اسختالف المصنعيالنر من الصعب جدا عمل منططين متماثلتين تماما سن اقطار مجرى التدف تيون صغير‬ ‫يالبا ويصعب تصنيعها بدقة فاسختالفاا في حجم المجرى والايل وخاونة سطح المجرى للمنطط ينتج عنر نسبة مئوية في‬ ‫اختالف مطاساا المنططاا ويعبر عنر بمعامل اسختالف المصنعي ولذلا تم اخذ منططاا ليل اد مغناطيسية مستعملة ولم‬ ‫يتم اخذ منطط واحد واعتماد البياناا عل معدل التصاريف المطاسة لها وبينا المعدسا ان معدل التصاريف ت داد م ا دياد‬ ‫اد المجال المغناطيسي المستعملة ونالحظ من نتائج معدسا التصاريف خصوصا في األياماألخير ان اسمالح تتجم‬ ‫بصور ايبر داخل المنططاا ذاا للمياه يير المعالجة مغناطيسيا بصور ايبر من تلا المنططاا التي يسر بها مياه معالج‬ ‫مغناطيسياا ومن الايل ( ‪ ) 6‬الذ يربط العالقة بين التصريف وايام التاغيل تم دراسة اسنسداد وللبحث الذ تم اجراءه يبين‬ ‫) وهو يصنف من النوع الممتا ]‪.[10‬‬ ‫جدول( ) نسب معامل اسختالف المصنعي والتي لم تتجاو قيمتر ال (‬ ‫الجدول (‪ )3‬قيم معامل االختالف المصنعي لتجارب لمياه ذات التركيز الملحي ‪ 0444‬ملغم‪/‬لتر‬ ‫الجزء الثاني من التجارب لمياه ذات التركيز الملحي ‪ 0444‬ملغم‪/‬لتر‬ ‫شدات المجال المغناطيسي المستخدمة‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0.026‬‬

‫‪1000‬‬ ‫‪0.025‬‬

‫‪500‬‬ ‫‪0.019‬‬

‫‪2000‬‬ ‫‪0.018‬‬

‫‪4000‬‬ ‫‪0.015‬‬

‫التحليل االحصائي للبيانات المقاسة‪:‬‬ ‫تم أجراء اسختبار اسحصائي )‪ (T-Test‬من نوع )‪ (paired-samples T-Test‬واختبار تحليل التباين‪(F-‬‬ ‫)‪Test‬من نوع )‪ (One-way ANOVA‬في برنامج )‪ (spss18‬عل قيم معدل التصاريف للاداا المغناطيسية المختلقة‬ ‫للتجارب المنقذ خالل موسم الصيف وتم اختيار دقة ‪ 95%‬ا ان نسبة الخطأ المطبولة (‪ )α‬في اسختبار يانا ‪ %‬في جمي‬ ‫الحاسا وليال اسختبارين‪.‬‬ ‫علىى ضىىوء نتىىائج اسختبىىارين أذا يىىان مطىىدار احتماليىىة الخطىىأ المطبولىىة )‪ (p‬أقىىل مىىن نسىىبة الخطىىأ المطبولىىة هىىذا يعنىىي ان‬ ‫هنىىىاا فىىىر معنىىىو بىىىين حىىىاسا التجىىىارب المنقىىىذ ا والعيىىىس هىىىو الصىىىحيحا يلمىىىا يانىىىا القىىىرو بىىىين )‪ (α‬و )‪ (p‬يبيىىىرا‬ ‫يلما يان هناا فر معنو أيبر ويبين الجدول ( ) نتائج التحليل اسحصائي العامة ليال اسختبارين‪.‬‬ ‫الجدول (‪ )4‬نتائج التحليل االحصائي للتجارب المنفذة‬ ‫تأثير المجال المغناطيسي على التصريف‬ ‫ال يوجد فرق معنوي‬

‫‪156‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫بينت التجارب ان االمالح في المياه غير المعالجة مغناطيسيا تتجمع داخل منقطات الري بشكل أكبر مقارنة مع المنقطات التي تستخدم بها‬ ‫مياه معالجة مغناطيسيا اذ تتجمع ذرات االمالح خارج المنقطات بشكل أكبر من داخلها في تلك المنقطات‪.‬‬ ‫نالحظ من الجدول (‪ )6‬زيادة في نسبة معدل التصريف من المنقطات على مدى (‪ )52‬يوم لجدول تشغيل من ال ترة‬ ‫(‪\0‬حزيران\‪ )0280‬لغاية (‪ \1‬تموز \‪ )0280‬لمـــــاء ري بملــــــــوحة )‪ (4000 ppm‬وباستخدام مجال مغناطيسي بشدة (‪-222‬‬

‫‪ )0222-0222-8222‬كاوس وتشير النسب المئوية المحسوبة الى تأثير المجال المغناطيسي بوضوح على تحسين اداء‬ ‫المنقطات‪.‬‬ ‫ومن الشكل(‪ )6‬الذي يبين العالقة بين التصريف وايام التشغيل تم دراسة االنسداد الناتج مع تقدم إضافة الماء فيما‬ ‫لو استمر عمل المنظومة وفق ن س األداء الناتج ضمن ‪ 52‬يوم‪ ،‬وتم استنتاج المعادالت عن طريق الرسم في برنامج‬ ‫اكسيل والحصول على معادلة خطية تربط أيام التشغيل )‪ (x‬مع التصاريف المقاسة )‪ (y‬لمعرفة في أي وقت يتم انسداد المنقط‬ ‫بالنسبة للمياه المعالجة مغناطيسيا وغير المعالجة مغناطيسيا وكالتي‪- :‬‬ ‫الجدول (‪ )5‬وقت انسداد المنقطات المتوقع باستخدام ماء ري بملوحة ‪ 0444‬جزء بالمليون‬ ‫وقت االنسداد المتوقع‬ ‫قيمة معامل‬ ‫شدات المجال المغناطيسي‬ ‫صيغة المعادلة‬ ‫(يوم)‬ ‫الثقة‬ ‫المستعمل‬ ‫‪60‬‬ ‫‪0.9976‬‬ ‫‪Y=-0.0004x2 - 0.0355x + 3.5439‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪84‬‬ ‫‪0.9775‬‬ ‫‪Y=-0.0004x - 0.008x + 3.513‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪84‬‬ ‫‪0.9748‬‬ ‫‪Y=-0.0004x - 0.0082x + 3.5353‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪84‬‬ ‫‪0.9831‬‬ ‫‪Y= -0.0004x - 0.0087x + 3.5565‬‬ ‫‪2000‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪93‬‬ ‫‪0.9864‬‬ ‫‪Y=-0.0003x - 0.0106x + 3.5766‬‬ ‫‪4000‬‬ ‫من تحليل نتائج الجدول (‪ )2‬نجد ان وقت االنسداد المتوقع للمنقطات إذا استمر عمل المنظومة وفق ن س برنامج التشغيل (‪80‬‬ ‫ساعة تشغيل و‪ 80‬ساعة توقف) بالنسبة للمياه الغير معالجة مغناطيسيا بعد ‪ 62‬يوم اما بالنسبة للمياه المعالجة مغناطيسيا فكان‬ ‫بعد ‪ 15‬يوم ألقصى شدة مستعملة وهذا يشير بوضوح الى تأثير المجال المغناطيسي بشكل إيجابي على زيادة زمن تشغيل‬ ‫المنقطات‪ ،‬وبالرغم من التأثير اإليجابي للمجال المغناطيسي فان المعالجة المغناطيسية للمياه ذات التركيز الملحي العالي ال‬ ‫تكون فعالة الن االنسداد يتوقع ان يكون بعد ‪ 15‬يوم ألقصى شدة مغناطيسية مستعملة ‪ ،‬حي ان استخدام الماء المالح بتركيز‬ ‫(‪ 0222‬جزء بالمليون) ال يصلح لالستخدام في منظومة الري بالتنقيط الن ذلك سوف يؤدي الى انسداد المنقطات في‬ ‫المنظومة قبل نهاية الموسم الزراعي‪ ،‬علما ان استخدام المجال المغناطيسي قد أدى الى زيادة فترة عمل المنظومة بنسبة‬ ‫‪ %22‬حتى انسداده‪.‬‬

‫االستنتاجات‪- :‬‬ ‫‪-8‬يتحسن اداء المنقطات عند استخدام المياه الممغنطة بدال من المياه االعتيادية كمصدر ماء للري‪ ،‬وذلك من خالل مقارنة‬ ‫كمية التصاريف الخارجة من المنقطات‪.‬‬ ‫‪-0‬نالحظ نتائج الجزء العملي من التجارب المن ذة ان االمالح الذائبة في المياه غير المعالجة مغناطيسيا تتجمع داخل المنقط‬ ‫من الداخل اما في الت رعات االخرى المعالجة مغناطيسيا بالشدات (‪ )0222-0222-8222- 222‬كاوس فان االمالح تتجمع‬ ‫خارج المنقط بشكل أكبر من داخل المنقط‪.‬‬ ‫ٌ‬ ‫ً‬ ‫مغناطيسية تتجمع االمالح وتقوم بأغالق المنقط بشكل تدريجي وب ترة وزمن‬ ‫معالجة‬ ‫‪-5‬في منقطات الري المستخدمة فيها مياه‬ ‫اطول من المياه المالحة غير المعالجة مغناطيسيا‪.‬‬ ‫‪-0‬عند استعمال المياه المعالجة مغناطيسيا في منظومة الري بالتنقيط يزيد من وقت زمن االنسداد بمقدار ضعف الوقت المتوقع‬ ‫لالنسداد بالنسبة للمياه غير المعالجة مغناطيسيا وهذا يشير بوضوح الى تأثير المجال المغناطيسي بشكل إيجابي على زيادة‬ ‫زمن تشغيل المنقطات بزمن مقداره الضعف تقريبا‪.‬‬

‫‪157‬‬

‫الطالب ‪ :‬تأثير المجال المغناطيسي المسلط على أنبوب الري على تصريف المنقطات‬

‫نتائج التجربة لتشغيل ‪ 9‬ساعات ‪4/6/2012from(8:30 am – 10:30 am)4333ppm‬‬ ‫نسب الزيادة في‬ ‫التصاريف ‪%‬‬ ‫‪0.000‬‬ ‫‪0.221‬‬ ‫‪0.906‬‬ ‫‪1.370‬‬ ‫‪1.856‬‬

‫معدل‬ ‫التصاريف‬ ‫(لتر\ساعة)‬ ‫‪4.525‬‬ ‫‪4.535‬‬ ‫‪4.566‬‬ ‫‪4.587‬‬ ‫‪4.609‬‬

‫تصريف المنقطات (مللتر\‪ 9‬ساعة)‬

‫معدل التصاريف‬ ‫(مللتر\ ‪ 9‬ساعة)‬

‫‪5‬‬

‫‪4‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫شدة المجال المغناطيسي‬ ‫المستعمل (كاوس)‬

‫‪9050‬‬ ‫‪9070‬‬ ‫‪9132‬‬ ‫‪9174‬‬ ‫‪9218‬‬

‫‪9080‬‬ ‫‪8800‬‬ ‫‪9370‬‬ ‫‪9240‬‬ ‫‪9210‬‬

‫‪9160‬‬ ‫‪9280‬‬ ‫‪9260‬‬ ‫‪9350‬‬ ‫‪9340‬‬

‫‪9170‬‬ ‫‪9080‬‬ ‫‪8800‬‬ ‫‪9230‬‬ ‫‪9230‬‬

‫‪9200‬‬ ‫‪9060‬‬ ‫‪9000‬‬ ‫‪8900‬‬ ‫‪9320‬‬

‫‪8640‬‬ ‫‪9130‬‬ ‫‪9230‬‬ ‫‪9150‬‬ ‫‪8990‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪2000‬‬ ‫‪4000‬‬

‫نتائج التجارب لتشغيل عشرة ايام والقياس في اليوم الحادي عشر تشغيل ‪ 09‬ساعة وتوقف ‪ 09‬ساعة‬ ‫نتائج التجربة لتشغيل ‪ 2‬ساعات ‪14-4/6/2012)from(8:36 am – 10:36 am4333 ppm‬‬ ‫نسب الزيادة في‬ ‫التصاريف ‪%‬‬ ‫‪0.000‬‬ ‫‪5.199‬‬ ‫‪5.670‬‬ ‫‪6.635‬‬ ‫‪7.180‬‬

‫معدل‬ ‫التصاريف‬ ‫(لتر\ساعة)‬ ‫‪4.039‬‬ ‫‪4.249‬‬ ‫‪4.268‬‬ ‫‪4.307‬‬ ‫‪4.329‬‬

‫تصريف المنقطات (مللتر\‪ 9‬ساعة)‬

‫معدل التصاريف‬ ‫(مللتر\‪ 9‬ساعة)‬

‫‪5‬‬

‫‪4‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫شدة المجال المغناطيسي‬ ‫المستعمل (كاوس)‬

‫‪8078‬‬ ‫‪8498‬‬ ‫‪8536‬‬ ‫‪8614‬‬ ‫‪8658‬‬

‫‪6690‬‬ ‫‪8250‬‬ ‫‪8440‬‬ ‫‪8320‬‬ ‫‪8660‬‬

‫‪8260‬‬ ‫‪8500‬‬ ‫‪8880‬‬ ‫‪8770‬‬ ‫‪9000‬‬

‫‪8100‬‬ ‫‪8690‬‬ ‫‪8600‬‬ ‫‪8930‬‬ ‫‪8950‬‬

‫‪8870‬‬ ‫‪8650‬‬ ‫‪8220‬‬ ‫‪8670‬‬ ‫‪8980‬‬

‫‪8470‬‬ ‫‪8400‬‬ ‫‪8540‬‬ ‫‪8380‬‬ ‫‪7700‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪2000‬‬ ‫‪4000‬‬

‫نتائج التجارب لتشغيل خمسة وعشرون يوم والقياس في اليوم الخامس والعشرين تشغيل ‪ 09‬ساعة وتوقف ‪ 09‬ساعة‬ ‫نتائج التجربة لتشغيل ‪ 9‬ساعات ‪28-18/6/2012)from(8:36 am – 10:36 am 4333‬‬ ‫نسب الزيادة في‬ ‫التصاريف ‪%‬‬ ‫‪0.00‬‬ ‫‪30.53‬‬ ‫‪31.30‬‬ ‫‪31.65‬‬ ‫‪32.32‬‬

‫معدل‬ ‫التصاريف‬ ‫(لتر\ ساعة)‬ ‫‪2.856‬‬ ‫‪3.728‬‬ ‫‪3.75‬‬ ‫‪3.76‬‬ ‫‪3.779‬‬

‫تصريف المنقطات (مللتر\‪ 9‬ساعة)‬

‫معدل التصاريف‬ ‫(مللتر\‪ 9‬ساعة)‬

‫‪5‬‬

‫‪4‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫شدة المجال المغناطيسي‬ ‫المستعمل (كاوس)‬

‫‪5712‬‬ ‫‪7456‬‬ ‫‪7500‬‬ ‫‪7520‬‬ ‫‪7558‬‬

‫‪2670‬‬ ‫‪8100‬‬ ‫‪8460‬‬ ‫‪7940‬‬ ‫‪8000‬‬

‫‪6380‬‬ ‫‪8000‬‬ ‫‪7320‬‬ ‫‪7780‬‬ ‫‪8400‬‬

‫‪6730‬‬ ‫‪7460‬‬ ‫‪7640‬‬ ‫‪7920‬‬ ‫‪7940‬‬

‫‪6220‬‬ ‫‪7100‬‬ ‫‪7140‬‬ ‫‪7410‬‬ ‫‪6820‬‬

‫‪6560‬‬ ‫‪6620‬‬ ‫‪6940‬‬ ‫‪6550‬‬ ‫‪6630‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪2000‬‬ ‫‪4000‬‬

‫نتائج التجارب لتشغيل خمسة وثالثون يوم والقياس في اليوم الخامس والثالثين تشغيل ‪ 09‬ساعة وتوقف ‪ 09‬ساعة‬ ‫نتائج التجربة لتشغيل ‪ 2‬ساعات ‪8/7)-28/6/2012()from(8:36 am – 10:36 am4333 ppm‬‬ ‫نسب الزيادة في‬ ‫التصاريف ‪%‬‬ ‫‪0.00‬‬ ‫‪43.84‬‬ ‫‪44.06‬‬ ‫‪45.94‬‬ ‫‪48.99‬‬

‫معدل‬ ‫التصاريف‬ ‫(لتر\ساعة)‬ ‫‪2.288‬‬ ‫‪3.291‬‬ ‫‪3.296‬‬ ‫‪3.339‬‬ ‫‪3.409‬‬

‫تصريف المنقطات (مللتر\‪ 9‬ساعة)‬

‫معدل التصريف‬ ‫(مللتر\‪ 9‬ساعة)‬

‫‪5‬‬

‫‪4‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫شدة المجال المغناطيسي‬ ‫المستعمل (كاوس)‬

‫‪4576‬‬ ‫‪6582‬‬ ‫‪6592‬‬ ‫‪6678‬‬ ‫‪6818‬‬

‫‪1980‬‬ ‫‪7050‬‬ ‫‪7200‬‬ ‫‪6000‬‬ ‫‪6950‬‬

‫‪5390‬‬ ‫‪7000‬‬ ‫‪6730‬‬ ‫‪7100‬‬ ‫‪6890‬‬

‫‪5000‬‬ ‫‪6440‬‬ ‫‪6710‬‬ ‫‪7130‬‬ ‫‪7090‬‬

‫‪5290‬‬ ‫‪6100‬‬ ‫‪6320‬‬ ‫‪6710‬‬ ‫‪6450‬‬

‫‪5220‬‬ ‫‪6320‬‬ ‫‪6000‬‬ ‫‪6450‬‬ ‫‪6710‬‬

‫‪0‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪2000‬‬ ‫‪4000‬‬

‫جدول (‪ )5‬نتائج التجارب لقياس التصريف لمدة ‪ 9‬ساعة في اليوم ( تشغيل ‪ 09‬ساعة وتوقف ‪ 09‬ساعة)‬ ‫‪158‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫‪4.000‬‬ ‫‪3.750‬‬ ‫‪3.500‬‬

‫‪3.000‬‬

‫‪0 Gaus‬‬

‫‪2.750‬‬

‫‪500 Gaus‬‬ ‫‪2.500‬‬

‫‪1000 Gaus‬‬ ‫‪2000 Gaus‬‬

‫‪2.250‬‬

‫‪4000 Gaus‬‬

‫‪2.000‬‬ ‫‪1.750‬‬ ‫‪1.500‬‬ ‫‪35‬‬

‫‪30‬‬

‫‪25‬‬

‫‪15‬‬

‫‪20‬‬

‫‪10‬‬

‫‪5‬‬

‫‪0‬‬

‫ايام التشغيل‬ ‫الشكل (‪)6‬تحسن معدل تصريف المنقطات باستخدام عدة شدات منالمجال مغناطيسيلمعالجة ماء ري بتركيز ملحي مقداره (‪ )4000‬جزء‬ ‫بالمليون بالمقارنة مع معدل تصريف المنقطات في حالة عدم وجود معالجة مغناطيسية لمياه الري‬ ‫‪159‬‬

‫تصريف المنقطات (لتر‪ /‬ساعة)‬

‫‪3.250‬‬

‫الطالب ‪ :‬تأثير المجال المغناطيسي المسلط على أنبوب الري على تصريف المنقطات‬

‫المصادر‪- :‬‬ ‫‪ .‬النافوسيا أيرمعبد المجيد قاسم (‪" .) 8 1‬تأثير ملوحة الماء وبرنامج التاغيل عل أداء منططاا الر "ا رسالة ماجستيرا‬ ‫العرا االموصلا جامعة الموصلا يلية الهندسةا قسم هندسة الر والب ل‪.‬‬ ‫‪ .0‬العمود‪ ،‬احمد بن ابراهيم والسعود‪ ،‬محمد بن ابراهيم (‪" .)0222‬تاثير درجة الحرارة على تصرف المنقطات"‪ ،‬مجلة جامعة‬ ‫الملك سعود‪81 ،‬م –العلوم الزراعية (‪ ،)8‬ص ص ‪.90-09‬‬ ‫‪ .5‬الغباري‪ ،‬حسين محمد (‪" .)0221‬تقييم خصائص أداء نظام الري بالتنقيط ومكونات( في المملكة العربية السعودية"‪.‬تقرير فني‬ ‫‪ ،‬جامعة الملك سعود ‪ ،‬كلية علوم االغذية والزراعة ‪ ،‬قسم الهندسة الزراعي‪.‬‬ ‫‪ .0‬ألشمري‪ ،‬مها‪ ".‬المياهالمغناطيسية" مجلةعلوموتكنولوجيا‪،‬معهدالكويتلألبحاثالعلمية‪،‬العدد‪،852 :‬سنة ‪،0222‬ص حات‪.81-89 :‬‬ ‫‪ .2‬أمين‪ ،‬سامي كريم محمد وقاسم‪ ،‬علي فاروق (‪" .)0221‬تأثير ملوحة ماء الري الممغنط في ص ات النمو الخضري لنبات‬ ‫الجربيرا ‪ ."Gerbera jamesonii‬مجلة جامعة دمشق للعلوم الزراعية ‪.90-65 :)8(02.‬‬ ‫‪ .6‬بدر‪ ،‬هدى هاشم (‪".)0280‬التحليل المورفورمتري الكمي لحوض وادي المر وتقييم نوعية المياه الجارية في("‪.‬بح منشور‪،‬‬ ‫مجلة جامعة دمشق للعلوم الهندسية المجلد الثامن والعشرون‪-‬العدد االول‪.‬‬ ‫‪ .9‬تطبيقات التقنية المغناطيسية في الزراعة‬ ‫(رابط‪)http://www.darkulaib.com/vb/showthread.php?t=13001&page=10- :‬‬ ‫‪ .1‬شمشم‪ ،‬سمير (‪" .)0221‬تأثير أستخدام مياه الري الممغنطة في نمو النبات ومحتواه من بعض العناصر الصغرى"‪ .‬جامعة‬ ‫البع – كلية الهندسة الزراعية – قسم التربة واستصالح األراضي‬ ‫‪ .1‬شريف‪ ،‬عزيزة علي محمد (‪" )0285‬تأثير المجال المغناطيسي على أداء منقطات الري بأستخدام المياه المالحة "‪ ،‬رسالة‬ ‫ماجستير‪ ،‬كلية الهندسة‪ ،‬جامعة الموصل‪.‬‬ ‫‪ .82‬حاجما احمد يوسفا وحطي إسماعيل ياسين "الر الحطلي" دار اليتب للطباعة والنارا جامعة الموصلا سنة ‪. 88‬‬ ‫‪ .88‬محمد‪ ،‬مبارك عباس (‪".)0221‬أهمية الماء الممغنط في الزراعة العضوية"‪ .‬مجلة العلوم أالجتماعية‪.‬‬ ‫(رابط‪http://www.swmsa.com/modules.php?name=News&file=article&sid=1822- :‬‬ ‫‪ .,,‬هانسن‪ ،‬فون أ‪ ،.‬اسرائيلسن‪ ،‬أورسنو‪،.‬سترنجهام‪ ،‬جلين أ‪".),49,( .‬أسس الري وعملياته"‪ .‬ترجمة الجمعية المصرية لنشر‬ ‫المعرفة والثقافة العالمية بالقاهرة‪-‬دار جون وايلي وابنائه‪ 569 ،‬صفحة ‪.46‬‬

‫‪ .,5‬هالل‪ ،‬مصطفى حسن‪" .‬المغناطيسية– تطورها – تقنياتها واالستفادة بها في مجاالت الزراعة والري" أستاذ متفرع بالمركز‬ ‫القومي للبحوث‪ ،‬ومنسق مشروع التقنيات المغناطيسية في مصر‪ ،‬سنة ‪(E mail: gizatec@mananet.net) .,555‬‬ ‫‪14. Aali, K.A. &Liaghat, A.M. &Dehghanisanij, H. (2009). “The Effect of Acidification and‬‬ ‫‪Magnetic Field on Emitter Clogging under Saline Water Application”. Journal of‬‬ ‫)‪Agricultural Science Vol.1,No.1.(www.ivsl.org‬‬ ‫‪15. Fard, B.M. Khoshravesh, M., Mousavi,S.F. &Kiani, A.R. (2011a). “Effect of Magnetized‬‬ ‫‪Water and Irrigation Water Salinity on Soil Moisture Distribution in Trickle Irrigation”.‬‬ ‫‪Journal of irrigation and drainage engineering, ASCE/JUNE 2011/vol.137, issue‬‬ ‫)‪6.(www.ivsl.org‬‬ ‫‪16. Fard, B.M., Khoshravesh, M., Mousavi, S.F., &Kiani, A.R. (2011b).”Effects of Magnetized‬‬ ‫‪Water on Soil Sulphate Ions in Trickle Irrigation”. International Conference on‬‬ ‫)‪Environmental Engineering and Applications. Vol. 17.(www.ivsl.org‬‬ ‫‪Sprinkler Mfg0‬‬

‫‪890Kaller, J0 and Karmeli, D0,81920 “Trickle Irrigation Design”0 8st ed0 Rain Bird‬‬ ‫‪Corp., Glendora,133 pp.‬‬

‫‪18.Hilal, M. H.; and M.M. Hilal. (2000). Application of magnetic technology in desert agriculture.‬‬ ‫‪I. Seed germination and seedling emergence of some crops in a saline calcareous soil. Egypt J.‬‬ ‫‪Soil Sci. 40 (3): 413-422.‬‬ ‫‪160‬‬

‫ اعداد خارطة لشبكة بزل مغطى لمشروع ري الجزيرة الشمالي بإستخدام تقنيات الحاسوب‬: ‫عبد اهلل‬

‫اعداد خارطة لشبكة بزل مغطى لمشروع ري الجزيرة الشمالي بإستخدام تقنيات الحاسوب‬ ‫هدى هاشم بدر‬ ‫مركز بحوث السدود والموارد المائية‬ ‫جامعة الموصل‬

‫نوال محمد ججو‬

‫نجلى يونس عبدهللا‬

‫قسم هندسة السدود والموارد المائية‬

‫ادارة الدراسات والتصاميم الهندسية وزارة‬ ‫المواردالمائية‬ ‫الموصل‬

‫جامعة الموصل‬

‫الملخص‬ ‫ فطريقة تنفيذ المشروع والممارسات‬.‫يعتبر مشروع ري الجزيرة الشمالي من المشاريع المهمة في العراق‬ ‫الخطأ لبعض الفالحين أدى ذلك إلى ارتفاع مناسيب المياه الجوفية و وتملح تربة المشروع حدوث تغيرات كيميائية‬ ‫ لذا تم تصميم شبكة مبازل حقلية مغطاة والمبازل المجمعة للمبازل الحقلية لكافة اراضي‬. ‫وفيزيائية في خواصها‬ ‫وفقا للمعلومات‬.) ‫ ) من قبل شركة دجلة لدراسات وتصاميم مشاريع الري (الملغاة‬2002 -2002( ‫المشروع خالل الفترة‬ ‫ وكان قطر المبازل المثقبة‬%51 ‫متر عن سطح االرض واقل انحدار تصميمي‬2 ‫التصميمية وكان عمق المبزل الحقلي‬ )Gis Arc View(‫ استخدم البرنامج‬.%)5-2(‫ سم وان االنحدار التصميمي للمبازل المجمعة للمبازل الحقلية بين‬50 ‫ في رسم مسارات الوديان ومجاري مياه الرئيسية ورسم شبكة المبازل الخاصة بالفرع‬WMS‫والنموذج ألحاسوبي‬ .MA Gis Arc (‫ البرنامج‬- ‫ مشروع ري الجزيرة الشمالي‬- ‫المبازل المجمعة‬- ‫ شبكة مبازل حقلية مغطاة‬:‫الكلمات الدالة‬ .WMS‫النموذج ألحاسوبي‬- )View

Preparing a Map of Covered Drainage System for North Jazera Irrigation Project Using Computer Techniques Najla Younis Abdullah

Nawal Mohammed Jajjo Huda Hashim Badr

Administration for Studies & Engineering Designs in Mosul Ministry of Water Resources

Dams and Water Resources Engineering Departments University of Mosul

Dams & Water Resources Research Center University of Mosul

Abstract North Jazera Irrigation Project is one of the most important projects in Iraq. Due to the way of constructing the project and the poor practice of the farmers, the ground water level in the project has increased, and the soils become saline and many chemical and physical changes have happened to the land. Therefore, it becomes very necessary to develop a drainage system in the project. So the drainage network design was made according to the National Design criteria by Dijla company for Studies and Design of Irrigation Projects during the period (2002-2004). The depth of covered field drains has been taken as 2 m with a diameter of 10 cm. The design slope of the drains is taken as 15% and the slope of covered collector drains are 1 to 2%. The GIS Arc View and WMS computer programs were used to draw the natural drains, streams and to draw the net drainage network for the Irrigation Sector MA in the project. This study proves that using computer techniques in data analysis and design of drainage network is very efficient practice. Key Words: Covered drainage systems, North Jazera irrigation project, GIS Arc View, program, WMS programs.

161

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫مقدمة‪:‬‬ ‫ان اهمية الدراسات الهيدرولوجية إلغراض الري والبزل تاتي من ضرورة استصالح االراضي الزراعية‬ ‫المتغدقة‪ .‬حيث ان ارتفاع مناسيب المياه الجوفية الى العمق الحرج يسبب ارتفاعها الى سطح االرض بواسطة الخاصية‬ ‫الشعرية‪ ،‬وارتفاع ملوحة التربة عن طريق تبخر الماء الصاعد الى سطح التربة في المناطق الجافة وشبه الجافة وخاصة‬ ‫خالل فصل الصيف وفي الترب الناعمة الن سجة بالذات‪ .‬فارتفاع مناسيب المياه الجوفية يؤدي إلى تملح التربة الذي سوف‬ ‫يحدد اختيار المحاصيل الزراعية‪ ،‬كما يقلل اإلنتاج الزراعي كما ونوعا ويجعل العمل في التربة صعبا جدا وقد يؤدي الى‬ ‫تعذر استصالح التربة بواسطة البزل بالطرق المعتادة‪ .‬إن من أهم أسباب ارتفاع مناسيب المياه الجوفية وتردي نوعيتها‬ ‫هو الضائعات الكثيرة من مياه الري التي تترشح داخل التربة إلى المياه الجوفية والمياه المتسربة من شبكات الري‬ ‫والقنوات]‪.[1‬‬ ‫يعتبر مشروع ري الجزيرة الشمالي من المشاريع المهمة في العراق من حيث تصميمه والعوائد االقتصادية الناتجة عن‬ ‫تشغيله‪ .‬فطريقة تنفيذ المشروع والممارسات الخطأ لبعض الفالحين أدى ذلك إلى ارتفاع مناسيب المياه الجوفية وحدوث‬ ‫تغيرات كيميائية وفيزيائية في خواص تربة المشروع وتملحها‪ .‬وعلى ذلك فان الهدف من هذه الدراسة االعتماد على‬ ‫المعلومات الموثقة عن االيصالية المائية لت ربة المشروع وكذلك المعايير الهندسية المعتمدة بالتصميم مع استخدام التقنيات‬ ‫الحاسوبية إلعداد خارطة شبكة البزل المقترح لقطاع (‪ )MA‬في المشروع]‪.[2‬‬

‫مشروع ري الجزيرة الشمالي‪:‬‬ ‫يقع مشروع ري الجزيرة الشمالي في ناحية ربيعة التابعة لقضاء تلعفر في محافظة نينوى يبعد ‪ 08‬كم شمال‬ ‫غرب مدينة الموصل‪ .‬تمتد منطقة المشروع بين خطي طول "‪ 21o 88' 81‬الى "‪ 21o 14' 24‬شرقا ودائرتي عرض‬ ‫"‪ 06o 08' 28‬الى "‪ 06o 40' 18‬شماال‪ .‬يمتد المشروع من زمار في الشمال والشمال الغربي الى ربيعة والحدود‬ ‫السورية شرقا‪ ،‬الى ناحية العياضية في الجنوب ا لشرقي‪ ،‬وناحية الشمال في الجنوب والجنوب الشرقي‪ .‬يعتبر نهر دجلة‬ ‫المصدر الرئيسي الرواء المشروع‪ .‬تنقل المياه من نهر دجلة إلى المشروع بواسطة محطة الضخ الرئيسية بتصريف قدرة‬ ‫‪ 24‬متر مكعب‪/‬ثانية‪ .‬تبلغ مساحة المشروع اإلجمالية ‪ 68888‬هكتار‪ ،‬يتكون المشروع من المرحلة األولى (تبلغ مساحتها‬ ‫‪ 14888‬هكتار تروى بالقناة الرئيسية التي يبلغ طولها ‪ 48‬كم ومبطنة بالكونكريت وتصريفها ‪ 24‬متر مكعب ‪/‬ثانية‬ ‫ويتفرع منها ‪ 10‬قناة فرعية معلقة) والمرحلة الثانية ومنطقة التوسع تبلغ مساحتها ‪ 04888‬هكتار (تروى المرحلة الثانية‬ ‫بالقناة الموازية التي يبلغ طولها ‪ 40‬كم ومبطنة بالكونكريت وتتغذى بالمياه بواسطة النحالة األولى المنشاة على القناة‬ ‫الرئيسية تتكون من ستة مضخات تصريفها الكلي‪ 12‬متر مكعب‪/‬ثانية برفع ثابت قدره ‪12‬متر‪ .‬يتفرع منها ‪ 14‬قناة فرعية‬ ‫معلقة)‪ ،‬ومنطقة التوسع تروى بقناة التوسع التي يبلغ طولها ‪ 48‬كم ومبطنة بالكونكريت وتأخذ المياه بواسطة النحالة‬ ‫الثانية المنفذة على القناة الموازية تتكون من مضختين تصريفها الكلى ‪ 9‬متر مكعب‪/‬ثانية و برفع ثابت قدره ‪11.6‬‬ ‫متر)‪.‬نظرا لطبيعة المنطقة وطوبوغرافيتها فقد اعتمد نظام الري بالرش في المشروع باستخدام منظومة الري بالرش‬ ‫الخطية الحركة‪.‬‬ ‫أكمل العمل في المرحلة األولى وأدخلت ضمن اإلنتاج الزراعي في آب ‪ ، 1101‬أما المرحلة الثانية ومنطقة‬ ‫التوسع فقد أنجزت في ‪ 1111‬ماعدا النحالتين األولى والثانية‪ .‬فقد أدخلت المرحلة الثانية ومنطقة التوسع ضمن اإلنتاج‬ ‫الزراعي ‪ 1112‬بعد استبدال منظومات الري بالرش الخطية الحركة بالمضخات األرضية لتعذر استيرادها من الخارج‬ ‫وبسبب الحصار المفروض على البلد في تلك الفترة‪ ،‬وأصبحت تروى بطريقة الري السيحي‪ .‬فالمشروع لم يتم تنفيذه طبقا‬ ‫للتصميم التي أعدت له بسبب ظروف البلد ‪.‬‬ ‫تتكون اراضي المشروع من هضبة منخفضة في الوسط يتخللها وادي المر‪ ،‬فاراضي المشروع مستوية تقريبا ذات انحدار‬ ‫قليل من الشمال الغربي نحو الجنوب الشرقي‪ ،‬وتقع أراضي المنطقة على منسوب يتراوح بين (‪ )001-062‬متر فوق‬ ‫مستوى سطح البحر واألراضي ا لتي تحيطها من الشمال والغرب والجنوب الغربي أكثر ارتفاعا منها وتصل إلى‬ ‫منسوب‪ 288‬متر فوق مستو سطح البحر أما الجنوب الشرقي فيكون أكثر انخفاضا منها يصل إلى منسوب ‪064‬متر عن‬ ‫مستوى سطح البحر‪ .‬تفتقر منطقة المشروع إلى الوديان و المبازل الطبيعية لتصريف المياه الزائدة‪ ،‬فقط المبازل السطحية‬ ‫التي اعتمدت من قبل المصمم لتصريف المياه السطحية الفائضة ‪ .‬األرض تنحدر من الشمال الغربي نحو الجنوب الشرقي‬ ‫وحركة المياه الجوفية تكون بنفس االتجاه عادة‪ .‬فالمياه الجوفية تتحرك من الشمال والشمال الغربي نحو الجنوب والجنوب‬ ‫الشرقي وتتجمع في المناطق المنخفضة‪ .‬أوضحت الدراسات التي أجرتها الشركة المصممة للمشروع أن عمق التربة‬ ‫السطحية للمشروع ( صفر‪ 14 -‬سم) بصورة عامة ذات نسجة متوسطة مزيجية غرينية(‪ )Silty Loam‬ومزيجية‬ ‫طينية(‪ ) Clay Loam‬والطبقة تحت السطحية ذات نسجة متوسطة النعومة مزيجية طينية غرينية(‪ )Silty Clay‬يتغير‬ ‫تدريجيا إلى تربة غرينية (‪)Silty Clay‬تراوحت نسبة الطين في الطبقة السطحية بين (‪،%)20-12‬وفي الطبقة تحت‬ ‫السطحية بين(‪ %) 01-41‬في جميع ترب السالسل باستثناء األجزاء الشرقية والشرقية الجنوبية من أرض المشروع تكون‬ ‫التربة رملية ومزيجية رملية‪ .‬بناء التربة في الطبقة السطحية ضعيف أو عديم البناء أما الطبقة تحت السطحية فذات بناء‬ ‫كتلي غير حاد الزوايا‪ .‬كانت تربة المشروع من الصنف الجيد(طينية رملية غرينية الي طينية غرينية) خالية من االمالح‬ ‫‪161‬‬

‫عبد اهلل ‪ :‬اعداد خارطة لشبكة بزل مغطى لمشروع ري الجزيرة الشمالي بإستخدام تقنيات الحاسوب‬ ‫ويتواجد الجبس فيها بنسب ليس لها تاثير على الزراعة المروية‪ .‬أقصى ارتفاع للمياه الجوفية قبل تنفيذ المشروع هو‪ 4‬متر‬ ‫عن سطح األرض الطبيعية]‪[3‬‬

‫الشكل(‪ :)5‬مشروع ري الجزيرة الشمالي]‪[3‬‬

‫شبكة البزل في مشروع ري الجزيرة الشمالي‬ ‫ان نظام البزل المعد من قبل الشركة المصممة لمشروع ري الجزيرة الشمالي هو نظام البزل السطحي ويتكون من‬ ‫شبكة من المبازل المفتوحة‪ .‬يعتبر وادي المر المبزل الرئيسي في المشروع ويمتد من جهة الغرب الى الشرق قاطعا‬ ‫اراضي المشروع الى قسمين وتصب فيه مياه االمطار المنحدرة من االراضي المحيطة به‪ .‬صمم وادي المر كمبزل‬ ‫رئيسي لتصريف مياه شبكة البزل السطحية في المشروع (وتشمل مياه األمطار والسيول ومياه البزل الحقلية والمياه‬ ‫الفائضة من القنوات عن طريق المهارب والقناطر) بلغ طوله ضمن المشروع ‪ 08‬كم‪ .‬وتم الحفاظ على مسار وادي المر‬ ‫وأجريت عمليات تهذيب في بعض مقاطعه الستيعاب التصريف التصميمي (وأعلى تصريف تصميمي للوادي ‪ 22‬م‪/0‬ثا‬ ‫واقل تصريف تم قياسه‪2‬م‪/0‬ثا خالل فصل الصيف) واستخد مت روافده الرئيسية كمبازل مجمعة رئيسية واستحدثت مبازل‬ ‫في المناطق الخالية من الوديان الطبيعية‪ .‬تتكون شبكة المبازل السطحية من المبزل الرئيسي(وادي المر)وشبكة المبازل‬ ‫المجمعة الرئيسية ويبلغ طولها‪ 14‬كم‪ ،‬وشبكة المبازل المجمعة و يبلغ عددها ‪ 08‬ومجموع أطوالها ‪ 11‬كم وتصب في‬ ‫المبازل المجمعة الرئيسية تقوم باستقبال موجات األمطار المفاجئة من المناطق المحاذية ألراضي المشروع ومياه المبازل‬ ‫الثانوية‪ ،‬أما شبكة المبازل الثانوية يبلغ مجموع اطوالها ‪ 148‬كم وتصب في المبازل المجمعة أو المجمعة الرئيسية‬ ‫وبعضها في وادي المر مباشرة تقوم بتصريف مياه المبازل الحقلية والمياه الفائضة من القنوات عن طريق المهارب شبكة‬ ‫المبازل الحقلية المفتوحة ويبلغ مجموع أطوالها ‪ 016‬كم تقوم بنقل مياه الري الفائضة وتصريف مياه القنوات المغذية عند‬ ‫حدوث خطأ في التشغيل والمبزل الحقلي يكون موازيا لمسار القناة المغذية‪ .‬تمتد شبكة المبازل الحقلية والثانوية والمجمعة‬ ‫ثم الرئيسة ضمن االراضي التي تروى بالري بالرش او الغمر‪ ،‬تقوم بنقل مياه الري الفائضة واالمطار وتصريف مياه‬ ‫القنوات المغذية عند حدوث خطا في التشغيل أو عند الصيانة‪ .‬وتصب في المبزل الرئيسي المتمثل بوادي المر الذي يصب‬ ‫في نهر دجلة عند مدينة الكسك والشكل(‪ )1‬يمثل وادي المر وشبكة المبازل التي تصب فيه داخل مشروع ري الجزيرة‬ ‫الشمالي ‪.‬‬ ‫قد اكدت الدراسة التي اعدتها الشركة االستشارية ان المشروع اليحتاج الى شبكة مبازل حقلية مغطاة لفترة من‪14-18‬‬ ‫سنة من تشغيل المشروع كما وجدت الطبقة الصماء (الطبقة التي نفاذيتها ‪ 18/1‬من نفاذية الطبقة التي فوقها) على عمق ‪4‬‬ ‫متر من سطح التربة‪ .‬كانت اغلب نفاذية التربة في المشروع تقع ضمن الصنف متوسطة (‪ )1.4-8.4‬متر‪/‬يوم‪ ،‬كما‬ ‫استخدمت معامل بزل تصميمي مقداره ‪ 8.4‬لتر‪ /‬ثانية‪/‬هكتار ]‪.[4‬‬ ‫‪160‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫‪MA‬‬

‫الشكل(‪ :) 2‬شبكة المبازل في مشروع ري الجزيرة الشمالي]‪[4‬‬

‫نتائج تقييم اداء مشروع ري الجزيرة الشمالي‪:‬‬ ‫تبين من التقييم الذي اجرته شركة دجلة لدراسات وتصاميم مشاريع الري بعد تشغيل مشروع ري الجزيرة‬ ‫الشمالي بخمس سنوات ]‪ [5‬والبحوث والدراسات التي تم اجراؤها بعد ذلك]‪ [6‬و]‪ ،[7‬ارتفاع مناسيب المياه الجوفية‬ ‫وتردي نوعيتها‪ .‬بلغ منسوب المياه الجوفية ‪ 8.1‬متر في وسط المشروع و‪ 0‬متر في اطرافه وملوحته (‪ )1.1-1.2‬مللي‬ ‫سيمنز‪/‬سم‪ .‬بينما كان منسوب المياه الجوفية قبل تنفيذ المشروع ( ‪ ) 18- 4‬مترا عن سطح األرض وكانت ملوحته (‪-8.24‬‬ ‫‪ )1.14‬مللي سيمنز‪/‬سم ]‪.[8‬‬ ‫أن استبدال الزراعة الم طرية بالزراعة المروية ممكن أن يسبب ارتفاع قليل في مناسيب المياه الجوفية بعد سنوات عديدة‬ ‫من الري‪ ،‬لكن ما حدث في المشروع يعتبر ظاهره غير صحيحة يجب تحديد أسبابها ومعالجتها‪ .‬يعود سبب هذه الظاهره‬ ‫ان مشروع ري الجزيرة الشمالي لم يتم تشغيله طبقا للتصاميم األصلية(بسبب الظروف ال تي كان يمر بها البلد) التي تقضي‬ ‫بضرورة استخدام طريقة الري بالرش إلرواء أراضي المشروع باستعمال أنظمة الري بالرش الخطية الحركة التي تصل‬ ‫كفاءة وتناسق اإلرواء فيها الى‪ ،% 18‬أما المرحلة الثانية ومنطقة التوسع وبعض المساحات غير المنتظمة في المرحلة‬ ‫األولى فتروى ب طريقة الري السيحي (من مساوي هذه الطريقة ان الضياعات في مياه الري قد تصل الى‪) %28‬المصدر‬ ‫السابق ]‪ ،[5‬فالمرحلة األولى يتم إرواؤها باستخدام الطريقة التي اعتمدها المصمم‪ ،‬ونظرا ألن المشروع مصمم ليروى‬ ‫بطريقة الري بالرش لذا فقد تم تصميم شبكة مبازل حقلية ألغراض الجريان السطحي فقط ‪ ،‬فاألراضي التي تروى بطريقة‬ ‫الري السيحي لم يتم تزويدها بشبكة من المبازل المغطاة للتخلص من مياه الري الفائضة مما أدى إلى ارتفاع مناسيب المياه‬ ‫الجوفية وظهور مشكلة التملح‪ .‬كما إن بعض مناطق المشروع ذات نفاذية منخفضة ومعدل ارتشاح المياه فيها ال يتناسب‬ ‫مع طريقة الري السيحي وقد أكد المصمم ضرورة تجنب الري بهذه الطريقة في تلك المناطق ‪ .‬فضال عن ذلك فإن‬ ‫وطبوغرافية المنطقة تمثل عامال مهما جدا في تملح التربة‪ ،‬فأراضي المشروع عبارة عن أرض مستوية ذات انحدار قليل‬ ‫من الشمال الغربي نحو الجنوب الشرقي تحيط بها مناطق مرتفعة من الشمال والغرب والجنوب الغربي ‪ ،‬لذا فإن مياه‬ ‫الري الفائضة تتحرك من منطقة التوسع و المرحلة الثانية باتجاه المرحلة األولى مسببة ارتفاع مناسيب المياه الجوفية فيها‬ ‫إلى العمق الحرج‪ .‬ونتيجة للظروف المناخية السائدة من ارتفاع درجات الحرارة وزيادة سرعة الرياح (التي قد تصل إلى‬ ‫‪ 2.4‬م‪/‬ثا) ودائرة العرض التي يقع عليها المشروع التي لها دور كبير في ارتفاع درجات الحرارة وزيادة التبخر‪ .‬حيث‬ ‫ترتفع المياه الجوفية(ضمن العمق الحرج) بواسطة الخاصية الشعرية وتتبخر المياه تاركة األمالح على سطح التربة حيث‬ ‫بلغ تركيز االمالح في تربة المشروع (‪ )18.82-1.06‬مللي سيمنز‪/‬سم المصدر السابق ]‪ ،[6‬يعد نظام الزراعة الصيفية‬ ‫من العوامل المهمة التي ساعدت في انتشار األمالح ‪ ،‬أن النقص الحاصل في كمية الري في فصل الصيف والرشح من‬ ‫القنوات وشبكة الري أو المناطق المروية يؤدي إلى زيادة تملح الترب غير المزروعة‪ .‬فالعامل الرئيسي المؤثر في زيادة‬ ‫األمالح هو ارتفاع مناسيب المياه الجوفية أكثر من العمق الحرج‪ ،‬حيث تعمل الخاصية الشعرية على ارتفاع رطوبة التربة‬ ‫من المياه الجوفية إلى سطح األرض وبالتالي تبخرها نتيجة للظروف المناخية السائدة والدورة الزراعية المستخدمة في‬ ‫المشروع فتتركز األمالح في مقطع التربة وعلى سطح التربة‪ ،‬باإلضافة إلى األمالح التي تضاف إلى التربة نتيجة‬ ‫الستخدام ماء الري‪ ،‬كما أن مياه الري تعمل على إذابة وتكثيف األمالح من التربة فتتحرك المياه الفائضه عن حاجة‬ ‫النباتات خالل مقط ع التربة إلى المياه الجوفية فاألراضي التي تستلم المياه الفائضة عن حاجة النباتات ومياه البزل السطحي‬ ‫من األراضي المجاورة (وألنعدام المبازل تحت السطحية) تتجمع فيها المياه ويرتفع منسوب المياه الجوفية‪ .‬كما أن مناخ‬ ‫وجيولوجية منطقة البحث لهما دور كبير في نوعية وك مية االيونات والمواد الذائبة بالمياه الجوفية وتحدد إمكانية استخدام‬ ‫المياه الجوفية لالستعماالت المختلفة‪ .‬المشروع صمم على أساس أن يتم الري باستخدام مياه نهر دجلة بعد ضخها من‬ ‫بحيرة سد الموصل بواسطة محطة الضخ الرئيسة‪ ،‬لكن بسبب الظروف التي كان يمر بها القطر حدثت تجاوزات كثيرة‬ ‫‪162‬‬

‫عبد اهلل ‪ :‬اعداد خارطة لشبكة بزل مغطى لمشروع ري الجزيرة الشمالي بإستخدام تقنيات الحاسوب‬ ‫من قبل الفالحين منها استخدام المياه الجوفية ومياه وادي المر للري ومياهها ذات نوعية رديئة وعالية الملوحة (‪4‬‬ ‫مليموز‪/‬سم)‪ .‬فضال عن عدم تقيد الفالحين بالحصة المائية المقررة لهم‪ .‬أو قيام بعض الفالحين بزراعة محاصيل لم تكن‬ ‫موجودة أصال أو مقررة ضمن الخطة الزراعية التي صمم بموجبها المشروع‪ .‬لذا كلفت الشركة العامة لبحوث الموارد‬ ‫المائية والتربة للقيام بتحريات هيدرولوجية لغرض تحديد المسافات بين المبازل الحقلية وعمقها‪.‬‬ ‫األيصالية المائية للتربة (نفاذية التربة)‪:‬‬ ‫لقياس االيصالية المائية تم استخدام طر يقة الحفر االسطوانية في المناطق المشبعة بالمياه الجوفية والطريقة المعكوسة في‬ ‫المناطق التي تكون غير مشبعة بالمياه الجوفية من قبل (الشركة العامة لبحوث الموارد المائية والتربة‪ /‬قسم تحريات‬ ‫التربة)‪ .‬تم قياس االيصالية المائية على ثالثة اعماق ضمن الموقع الواحد لتحديد النفاذية فوق وتحت المبزل الحقلي‬ ‫المقترح وتم الفحص( موقع ‪ 1168 /‬دونم) اي حفر ‪ 118‬موقع وزعت على مساحة المشروع البالغة ‪ 128888‬دونم‪،‬‬ ‫الشكل (‪ )0‬يبين مناسيب المياه الجوفية التي تم قياسها والتي كانت تتراوح بين (‪ ) 4 - 8.1‬متر عن سطح االرض‬ ‫الطبيعية‪.‬‬

‫الشكل(‪)3‬‬ ‫يمثل مناسيب‬ ‫المياه‬ ‫الجوفية بعد‬ ‫تشغيل‬ ‫المشروع ]‪[9‬‬ ‫وتبين من الفحوصات ان تربة المشروع ذات نفاذية متوسطة ولالعماق الثالثة بسبب التربة الناعمة النسجة السائدة في‬ ‫اراضي المشروع بمعدل (‪ 8.11‬م‪/‬يوم) و(‪ 8.00‬م‪/‬يوم) و(‪ 8.06‬م‪/‬يوم) على التوالي وتغطي (‪24‬و ‪ 42‬و‪ %)41‬من‬ ‫مساحة المشروع‪.‬‬

‫المواد وطرائق البحث‬ ‫تم تحويل الخرائط الخاصة بالمشروع ]‪ [10‬الى خرائط رقمية باستخدام نظام المعلومات الجغرافية ‪Arc View‬‬ ‫‪ GIS‬وكذلك استخدم نموذج المنسوب الرقمي ‪ DEM‬والنموذج ألحاسوبي ‪ WMS‬في رسم مسارات الوديان ومجاري‬ ‫مياه الرئيسية وحدود الحوض وخصائصه الهيدرولوجية رقميا لكافة اراضي المشروع كما هو موضح باالشكال (‪ 2‬و‪4‬‬ ‫و‪ 6‬و‪ .)2‬تم تصميم شبكة المبازل الحقلية المصدر السابق ]‪ .[9‬وفقا للمعايير التصميمية التالية‪:‬‬ ‫عمق الماء الجوفي = ‪ 8.4‬م في منتصف المسافة بين المبزلين‬ ‫سرعة التصريف = ‪ 8.8814‬م‪/‬يوم‬ ‫نصف قطر المبزل الحقلي = ‪ 8.1‬م‬ ‫المعايير التصميمية للمبازل الحقلية المثقبة‪:‬‬ ‫المسافة ‪ 188 ،24 ،48 ،14 :‬متر‬ ‫العمق ‪:‬عمق المبزل الحقلي ‪ 1‬متر عن سطح االرض‬ ‫االنحدار ‪:‬اقل انحدار تصميمي ‪%14‬‬ ‫‪164‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬ ‫القطر‪ :‬يكون قطر المبازل المثقبة ‪ 8.18‬متر‬ ‫المعايير التصميمية للمبازل المجمعة‪:‬‬ ‫منسوب قاعدة المانهول= منسوب المبزل الحقلي – ‪ 8.4‬متر‬ ‫منسوب المبزل المجمع = منسوب قاعدة المانهول‪ 8.1 +‬متر‬ ‫االنحدار‪ :‬مبزل المجمع بين (‪.%) 1 - 1‬‬ ‫التصريف م‪/0‬يوم = المساحة الذي يخدمها المبزل المجمع م‪ 8.8814 × 1‬م‪/‬يوم‪.‬‬ ‫تم تحديد اطوال واقطار شبكة المبازل المجمعة للمبازل الحقلية المغطاة للفرع ‪ . [9] MA‬كما هو موضح بالجدول(‪.)1‬‬ ‫الشكل(‪ )2‬يبين شبكة المبازل للفرع ‪.MA‬‬

‫جدول (‪ :)5‬اقطار واطوال المبازل المجمعة للفرع ‪MA‬‬ ‫القطر سم‬

‫الطول متر‬

‫‪9‬‬

‫‪01‬‬

‫‪9441‬‬

‫‪1‬‬

‫‪20‬‬

‫‪091‬‬

‫‪2‬‬

‫‪21‬‬

‫‪92130‬‬

‫‪4‬‬

‫‪10‬‬

‫‪12191‬‬

‫الشكل(‪ )4‬خارطة الطوبوغرافية لمنطقة البحث‬ ‫‪166‬‬

‫عبد اهلل ‪ :‬اعداد خارطة لشبكة بزل مغطى لمشروع ري الجزيرة الشمالي بإستخدام تقنيات الحاسوب‬

‫وادي المر‬

‫الشكل (‪ )0‬مسارات الوديان ومجاري المياه الرئيسة لمنطقة البحث‬

‫وادي المر‬

‫الشكل (‪ )6‬حوض وادي المر المبزل الرئيسي لمشروع ري الجزيرة الشمال‬ ‫‪162‬‬

‫المؤتمر الهندسي الثاني لليوبيل الذهبي لكلية الهندسة – جامعة الموصل للفترة من ‪1192/99/19-91‬‬

‫‪Covered Drains for Lateral MA‬‬

‫الشكل‪ )7( :‬شبكة المبازل المغطاة للفرع ‪MA‬‬ ‫االستنتاجات والتوصيات‪:‬‬ ‫للتخلص من مشكلة ارتفاع مناسيب المياه الجوفية و زيادة األمالح في تربة مشروع ري الجزيرة الشمالي يجب ‪:‬‬ ‫‪ .1‬تنفيذ شبكة من المبازل المغطاة موزعة على أراضي المشروع لخفض منسوب المياه الجوفية وخاصة في وسط‬ ‫المشروع (البوثة والبيادر وتل طلب وتل سمير)‪.‬‬ ‫‪ ‬تحديد عمق المبازل الحقلية بحيث التقل عن ‪ 1‬متر لتفادي الحركة الشعرية للماء الجوفي‪.‬‬ ‫‪ ‬اقامة ال مبازل القاطعة لنضح الماء على طول القنوات الرئيسة للمشروع‪.‬‬ ‫‪ ‬بينت التحريات وتحليل البيانات بان تربة المشروع ذات نفاذية متوسطة و بمعدل ‪ 8.00‬م‪/‬يوم‪.‬‬ ‫‪ .1‬استبدال طريقة الري السيحي باستخدام طريقة الري بالرش وطبقا للتصاميم األصلية للمشروع لتجنب الهدر في‬ ‫الموارد المائية والمحافظة على التربة من زيادة نسبة التملح الحالية ومن ثم زيادة اإلنتاج كما ونوعا‪.‬‬ ‫‪ .0‬غسل األمالح من التربة بالطرائق الكيميائية بإضافة مركبات كيميائية ( بإضافة الجبس إلى التربة)‪ .‬أو بالطرائق‬ ‫الفيزيائية بتغير مقد التربة بواسطة الحراثة العميقة التي تعمل على مزج التربة السطحية المالحة مع اكبر حجم من‬ ‫التربة و بذلك تقلل من تركيز األمالح فيها‪ ،‬وتغير موعد إضافة الماء أوالطرائق البيولوجية بإضافة المواد العضوية‬ ‫بصورة منتظمة‪.‬‬ ‫‪ .2‬إعادة تصميم الدورة الزراعية المتبعة في المشروع (خاصة الدورة الصيفية) بحيث يتم استغالل الموارد المائية‬ ‫المتاحة من دون تبوير مساحات من األراضي ‪.‬‬ ‫‪ .4‬ضرورة الترشيد في استخدام األسمدة واختيار األسمدة المناسبة للنباتات وذات المحتوى المنخفض من األمالح‬ ‫وتحديد كمية ‪ P,K,N‬الواجب إضافتها إلى التربة‪.‬‬ ‫‪ .6‬تجنب استخدام المياه الجوفية ومياه وادي المر في الري لعدم صالحيتها ‪.‬‬ ‫‪ .2‬اختيار المحاصيل الزراعية التي تتحمل ملوحة التربة ‪.‬‬ ‫‪ .8‬توعية الفالحين وأهالي القرى ضمن المشروع أو القرى المجاورة له بمنع التجاوزات والممارسات‬ ‫الخطأ كلها التي تؤدي إلى تدهور التربة‪.‬‬ ‫‪160‬‬

‫عبد اهلل ‪ :‬اعداد خارطة لشبكة بزل مغطى لمشروع ري الجزيرة الشمالي بإستخدام تقنيات الحاسوب‬

‫المصادر‬ ‫‪1. FAO, Food And Agriculture Organization 1997, Irrigation in the Near East Region in‬‬ ‫‪figures, Water Reports No. 9, FAO, Rome.‬‬ ‫‪ .2‬الشركة العامة لبحوث الموارد المائية والتربة‪ .)2002( ,‬تحريات االيصالية المائية للتربة وحساب المسافات بين‬ ‫المبازل الحقلية لمشروع ري الجزيرة الشمالي‪ ,‬قسم تحريات التربة‪ ,‬وزارة الري‪ ,‬العراق‪.‬‬ ‫‪Nedeco,(1982), "North Jazira Irrigation Project", Geotechnical Report, Ministry of‬‬ ‫‪Irrigation, Iraq.‬‬

‫‪3.‬‬

‫‪4. Nedeco,(1982),"North Jazira Irrigation Project", Design Criteria, Code 4.06.108,‬‬ ‫‪Ministry of Irrigation, Iraq, Netherlands Engineering Consultants.‬‬ ‫‪ .1‬شركة دجلة لدراسات وتصاميم مشاريع الري (‪ ,) 5111‬تقييم أداء مشروع الجزيرة الشمالي‪ ,‬وزارة الري‪ ,‬الهيئة‬ ‫العامة لتشغيل مشاريع الري‪.‬‬ ‫‪ .6‬بدر‪,‬هدى هاشم‪ )2001( ,‬تاثير عمليات الري في التربة‪.‬مجلة دمشق للعلوم الهندسية‪ ,‬عدد‪ ,2‬مجلد‪ , 21‬جامعة‬ ‫دمشق‪ ,‬الجمهورية السوريه‪.‬‬ ‫‪ .7‬بدر‪,‬هدى هاشم‪ ) 2050( ,‬تاثير عمليات الري على المياه الجوفية في منطقة مشيرفة‪ ,‬مجلة دمشق للعلوم‬ ‫الهندسية‪ ,‬عدد‪/2‬مجلد ‪ ,26‬جامعة دمشق‪ ,‬الجمهورية السوريه‪.‬‬ ‫‪8. Nedeco,(1982),"North Jazira Irrigation Project", Final Planning Report, Ministry‬‬ ‫‪of Irrigation, Iraq, Netherlands Engineering Consultants.‬‬ ‫‪ .1‬شركة دجلة لدراسات وتصاميم مشاريع الري‪ )2002( ,‬تصاميم شبكة المبازل المغطاة في مشروع ري الجزيرة‬ ‫الشمالي‪ ,‬المديرية العامة لتشغيل وصيانة مشاريع الري‪ ,‬وزارة الموارد المائية‪ ,‬العراق‪.‬‬ ‫‪10. Nedeco, (1982), "Irrigation and Drainage System", Final Drawing, General‬‬ ‫‪Establishment for Jazira Irrigation Project, Ministry of Irrigation, Republic of Iraq,‬‬ ‫‪Netherlands Engineering Consultants.‬‬

‫‪161‬‬