مضخة شمسية لحديقة أو مزرعة صغيرة: حدّد حجمها حسب تربتك، لا حسب مساحة أرضك

الإجابة المختصرة: مضخة شمسية لحديقة أو مزرعة صغيرة لا يُحدَّد حجمها حسب مساحة الأرض. رقمان يقرّران ذلك. سقف التدفّق لديك مصدره التربة: معدل التسرب بالـ mm/h مضروباً في المساحة التي تبلّلها في تلك اللحظة، مقسوماً على 1,000. أرضية التدفّق لديك مصدرها الشمس: الاحتياج المائي اليومي مقسوماً على ساعات الضخّ الفعّالة لديك. اختر أيّ طراز يكون تدفّقه عند إجمالي ارتفاعك المانومتري ضمن هذين الرقمين ويعمل النظام. اختر طرازاً فوق السقف فيجرى الماء فوق الأسِرّة ويأخذ تربتك السطحية معه. اختر طرازاً تحت الأرضية فلن تستطيع مجاراة الاحتياج أبداً، وأرخص محصول تخسره يكلّف أكثر من المضخة.

يُطلب منّي “مضخة لحديقتي” كلّ أسبوع تقريباً، وما يقرب من كلّ استفسار يصل بوقائع خاطئة: مساحة الأرض وميزانية. ولا أحد منهما يختار مضخة. تعطيك هذه المقالة الرقمين الصحيحين، باستخدام بيانات تربة الفاو ومنحنيات مُقاسة حقيقية من كتالوجنا، ومثال محسوب يمكنك نسخه.

رقمان يقرّران كلّ شيء، وليست مساحة أرضك أياً منهما

السبب في فشل الأنظمة الصغيرة أكثر من الكبيرة ليس أنه أصعب. بل إن الهوامش أضيق. في حقل مساحته 20 هكتاراً، مضخة أكبر بنسبة 30 بالمئة مضيعة للكفاءة. وفي سرير خضروات مساحته 120 متراً مربّعاً، مضخة أكبر بنسبة 30 بالمئة هي انهيار طيني على الممرّ.

اكتب إذن رقمين قبل أن تنظر إلى أيّ كتالوج.

	ما الذي يحدّده	المعادلة	ماذا يحدث إذا أخطأته
السقف	تربتك	التسرب (mm/h) × المساحة المبلّلة (m2) / 1000 = Q الأقصى بـ m3/h	يتجمّع الماء ثم يجرف. تغادر التربة السطحية والمغذّيات معه، ويحصل السرير على جزء بسيط من الماء الذي دفعت ثمن رفعه
الأرضية	يومك الشمسي	الاحتياج اليومي (m3/day) / ساعات الضخّ الفعّالة = Q الأدنى بـ m3/h	لا يمتلئ الخزان أبداً. تروي بسطحية، وتبقى الجذور قريبة من السطح، وينهار المحصول في الأسبوع الجافّ الأول
مضختك	الارتفاع لديك	اقرأ منحنى H-Q عند إجمالي ارتفاعك المانومتري	يجب أن يهبط بين الاثنين. لا يوجد معيار آخر

تعريفان يهمّان هنا، لأن كلاهما موضع خطأ الناس.

المساحة المبلّلة في السقف ليست أرضك. إنها المساحة التي تبلّلها في هذه اللحظة: دائرة رشّاش واحد، أو منطقة تنقيط واحدة، أو كتلة من الأسِرّة بصمام مفتوح. قسّم حديقة مساحتها 1,000 m2 إلى أربع كتل بأربعة صمامات فيصبح سقف كلّ كتلة ربع رقم الأرض كلها. هذا التأطير الواحد يحلّ معظم شكاوى “مضختي أقوى مما يلزم”.

ساعات الضخّ الفعّالة في الأرضية ليست 24، وليست عدد ساعات النهار أيضاً. إنها عدد الساعات التي تستطيع مصفوفتك إبقاء المضخة قرب قدرتها المُسمّاة، وهو نحو 4.5 إلى 5.5 ساعة في موسم نموّ استوائي أو شبه استوائي، و3 إلى 3.5 في الشتاء عند دوائر عرض أعلى.

الحساب بين المليمترات واللترات هو أسهل جزء، لأن 1 mm فوق 1 m2 يساوي تماماً 1 لتر:

العمق المطبّق	فوق 10 m2	فوق 100 m2	فوق 1,000 m2	فوق 1 ha
1 mm	10 L	100 L	1,000 L	10 m3
5 mm	50 L	500 L	5 m3	50 m3
25 mm	250 L	2.5 m3	25 m3	250 m3

احفظ الصفّ الأوسط. يُقاس حدث الحديقة بالمليمترات، ويُقاس خزان الحديقة بالأمتار المكعبة، وهذه هي المحوّل الوحيد الذي تحتاجه.

تربتك تضع سقف التدفّق

هذا هو الرقم الذي لا يحسبه أحد، وهو الذي يقرّر ما إذا كانت أسِرّتك تُروى أم تُغمر. تنشر الفاو معدلات التسرب الأساسية، وهو المعدّل الثابت الذي تبتلع به التربة الماء بعد انتهاء الطور السريع الأولي. ويُقاس كعمق بالمليمترات يدخل في ساعة واحدة.

نوع التربة	معدّل التسرب الأساسي للفاو	أقصى معدّل تطبيق لـ USDA-NRCS	ماذا يعني ذلك عملياً
رمل	مرتفع جداً	25 mm/h (1.0 in/h)	لن تغرق سريراً رملياً بالضخّ القوي أبداً
رمل طميي	مرتفع	18 mm/h (0.7 in/h)	متسامح جداً، لكن يجفّ سريعاً
لويم رملي	20-30 mm/h	13 mm/h (0.5 in/h)	أسهل تربة حديقة للريّ
لويم	10-20 mm/h	10 mm/h (0.4 in/h)	الهدف التصميمي لمعظم الحدائق
لويم طميي	5-10 mm/h	8 mm/h (0.3 in/h)	يتقشّر بسهولة عند تعريته، فغطّه بغطاء عضوي
طين لويمي	5-10 mm/h	-	بطيء. قسّمه إلى مناطق ودوّر الصمام
طين	1-5 mm/h	-	القيد المانع في التصميم كله

القاعدة المرفقة بالجدول تأتي من خدمة حفظ الموارد الطبيعية التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية (USDA-NRCS)، وهي صريحة: يجب أن ينخفض معدّل تطبيق الرشّاش تحت معدّل امتصاص التربة. إذا تجاوز معدّل التطبيق ذلك، جرى الماء أو أعيد توزيعه داخل السرير، تاركاً بعض النباتات مغمورة وبعضها يابسة. وتضيف NRCS شرطاً ثانياً يهمّ الحدائق: بمجرّد أن يتجاوز العمق الصافي المطبّق نصف إنش، 12.7 mm، يجب خفض معدّل التطبيق أكثر، لأن امتصاص التربة يتباطأ بحلول بلوغك ذلك العمق في الحدث.

طبّقها الآن على ما تستخدمه معظم الحدائق فعلاً، رشّاش واحد.

التربة	التسرب	رشّاش واحد يبلّل 80 m2	التدفّق الذي يريده الرشّاش عادةً	الحكم
لويم رملي	25 mm/h	2.0 m3/h	0.5-0.8 m3/h	مريح
لويم	15 mm/h	1.2 m3/h	0.5-0.8 m3/h	جيد، مع هامش
طين لويمي	6 mm/h	0.48 m3/h	0.5-0.8 m3/h	تجاوز الحدّ بالفعل
طين	3 mm/h	0.24 m3/h	0.5-0.8 m3/h	ثلاثة أضعاف فوق الحدّ

اقرأ الصفّ السفلي مرة أخرى. على الطين، رشّاش عاديّ واحد يطبّق ماءً أسرع ثلاث مرات من قدرة التربة على استيعابه. لا شيء خطأ في الرشّاش، ولا شيء خطأ في المضخة. التربة هي القيد، وكانت موجودة قبل أن تشتري أيّ شيء. والحلول الثلاثة، بحسب التكلفة: تشغيل الرشّاش في دورات قصيرة بدل التشغيل المتواصل، أو التحوّل إلى التنقيط أو خط التنقيط المنتشر على مساحة أكبر من السرير، أو إضافة مادّة عضوية لعدّة مواسم ورفع معدّل التسرب نفسه.

يومك الشمسي يضع أرضية التدفّق

الأرضية حساب أبسط، لكنها المكان الذي يقلّ فيه الشراء. احتياجك اليومي ثابت بحسب المحصول والمساحة. الناتج اليومي الكلّي للمضخة هو تدفّقها عند ارتفاعك مضروباً في ساعات الضخّ الفعّالة، لا في 24. فعدد ساعات أقلّ يعني تدفّقاً أكبر بالتناسب مطلوباً من نفس الحجم اليومي.

الاحتياج اليومي	5.5 ساعة ضخّ	4.5 ساعة	3.5 ساعة
0.6 m3/day (حديقة 120 m2)	0.11 m3/h	0.13 m3/h	0.17 m3/h
3 m3/day (حديقة 600 m2)	0.55 m3/h	0.67 m3/h	0.86 m3/h
5 m3/day (مزرعة صغيرة 0.1 ha)	0.91 m3/h	1.11 m3/h	1.43 m3/h
12 m3/day (0.25 ha)	2.18 m3/h	2.67 m3/h	3.43 m3/h

هذه هي الساعة التي تخبرك لماذا الحديقة أسهل فعلاً من الحقل. مزرعة صغيرة مساحتها 0.1 هكتار تحتاج فقط نحو 0.91 m3/h لتسبق الاحتياج، وأصغر مضخة غاطسة 24 V لدينا تتجاوز ذلك بالفعل عند ارتفاع عمل. الصعوبة ليست التدفّق. الصعوبة هي السقف أعلاه، والارتفاع، وهما القسمان التاليان.

ما الذي تشربه الحديقة فعلاً كلّ يوم

هناك رقم آخر للتعبير عنه بشكل صحيح، وهو الذي يقرّر إيقاع ريّك.

استهلاك الماء للمحصول هو البخر-نتح المرجعي مضروباً في معامل المحصول: ETc = Kc × ETo. بالنسبة لمجموعة “الخضروات الصغيرة” في الفاو-56، التي تضمّ الملفوف والجزر والبصل ومعظم المحاصيل الورقية والجذرية، فإن معامل Kc في منتصف الموسم هو 1.05. والطماطم 1.15، والخيار والخس 1.00. في موسم نموّ دافئ يكون ETo بين 4 و6 mm/day في صيف معتدل وبين 6 و8 في صيف حارّ جافّ. خذ رقماً وسطياً 5 mm/day وKc مقداره 1.05، فيكون رقم التصميم لديك نحو 5 mm/day من استهلاك المحصول الصافي لحديقة خضروات مختلطة. هذه هي القيمة التي أستخدمها، وهي صادقة للتخطيط.

النصف الثاني من الإيقاع هو عمق الريّ عند القيام به. يأتي من السعة المائية المتاحة للتربة، التي تعطيها الفاو بالمليمترات من الماء لكلّ متر عمق تربة عند سعة الحقل:

التربة	السعة المائية المتاحة للفاو	الماء في منطقة جذور بعمق 30 cm	إعادة التعبئة عند استنفاد 50 بالمئة	الأيام بين الأحداث عند 5 mm/day
رمل خشن	80 mm/m	24 mm	12 mm	2-3 أيام
رمل	150 mm/m	45 mm	22 mm	4 أيام
لويم رملي	180 mm/m	54 mm	27 mm	5 أيام
لويم	180 mm/m	54 mm	27 mm	5 أيام
لويم طميي	200 mm/m	60 mm	30 mm	6 أيام
طين لويمي	180 mm/m	54 mm	27 mm	5 أيام
طين	180 mm/m	54 mm	27 mm	5 أيام، إذا سمح التسرب

لاحظ ما يفعله هذا الجدول وما لا يفعله. التخزين بالكاد يختلف بين اللويم والطين اللويمي والطين. ما يختلف اختلافاً هائلاً هو معدّل التسرب من القسم السابق. فالعائلتان الترابيتان تفشلان لأسباب متعاكسة وتحتاجان إجابات متعاكسة:

• على الطين، أنت مقيد بسرعة دخول الماء. تستطيع التربة تخزين الكثير، لكنها لا تقبله بسرعة. دوّر الصمام، وقسّم السرير، أو شغّل خط التنقيط، وستصل إلى هناك. شراء مضخة أكبر يُسيء الطين لا يُحسّنه.
• على الرمل، أنت مقيد بكمية الماء التي تبقى. تقبل التربة أيّ شيء تعطيه إياه، ثم تفقده تحت الجذور خلال أيام. اروِ كميات أصغر أكثر تكراراً، وأضف سماداً عضوياً لرفع السعة المائية، ولا تبالغ في حجم الخزان على افتراض أن خزاناً كبيراً يفيد. لا يفيد، إذا كانت التربة تحته لا تحمل شيئاً.

لذا فإن الإيقاع العملي لحديقة لويمية هو نحو 25 mm كلّ أربعة إلى خمسة أيام، لا 5 mm كلّ صباح. إذا كنت تروي برشّ خفيف كلّ يوم بخرطوم، فأنت تنمّي جذوراً سطحية، وسترى ذلك مع أوّل ريح حارّة.

نفس المضخة، أربعة تدفّقات مختلفة جداً

الآن الجزء الذي لا يراه معظلمشترو الحدائق: المضخة ليس لها تدفّق ثابت. لها منحنى. إليك نقاط H-Q المُقاسة لأربعة طرازات صغيرة تعمل بالتيار المستمر من كتالوجنا. هذه قياسات معملية، لا تقديرات كتالوج، وكلّ من هذه المنحنيات الأربعة يعود لطراز واحد، لذا يمكن نسبة كلّ نقطة إليه.

إجمالي الارتفاع	3DSS0.5-28-12-80 (80 W، 12 V)	3DSS1.2-56-24-120 (120 W، 24 V)	2DPC1.5-35-24-200 (200 W، 24 V)	HJQB2-30-24-280 (280 W، 24 V)
0.5-1 m	0.47 m3/h	1.42 m3/h	1.52 m3/h	1.98 m3/h
5 m	-	-	1.37 m3/h	1.51 m3/h
8-10 m	0.40 m3/h عند 8 m	1.20 m3/h عند 9.6 m	1.24 m3/h عند 8 m	1.21 m3/h عند 9.7 m
14 m	0.30 m3/h	1.01 m3/h	1.09 m3/h عند 12.4 m	-
20-22 m	0.20 m3/h	0.80 m3/h عند 21.5 m	0.87 m3/h عند 17.7 m	0.61 m3/h عند 20.5 m
24-26 m	0.10 m3/h عند 24 m	0.60 m3/h عند 24 m	0.65 m3/h عند 24.7 m	0.31 m3/h عند 26.2 m
28 m فأعلى	0 عند 28 m	0.41 m3/h عند 34.6 m	0.47 m3/h عند 26.5 m	0 عند نحو 27 m

ثلاثة أمور تستخلصها من ذلك الجدول.

أصغر مضخة ليست لعبة، لكنها قطررة. 3DSS0.5-28-12-80 مضخة لولبية، ومضخات اللولب تبادل التدفّق بالضغط: 400 لتر في الساعة عند ارتفاع 8 m، أي 6.7 لتر في الدقيقة، وستظلّ تنتج ماءً عند 24 m حيث تكون كلّ مضخة طرد مركزي في هذه الفئة قد استسلمت. إذا كانت حديقتك بضعة أسِرّة مرتفعة ومستوى مائك عميق، فهذه مضخة جادّة تماماً. أما إذا توقّعت منها ملء خزان سعة 2,000 لتر، فستستغرق خمس ساعات.

مضاعفة الارتفاع تكلّفك أكثر من مضاعفة المضخة. الانتقال من 8 m إلى 24 m يخفض 2DPC1.5-35-24-200 من 1.24 إلى 0.65 m3/h، تقريباً بالضبط النصف. وتكلّف نفس المضاعفة 3DSS0.5-28-12-80 ثلاثة أرباع إنتاجها. الارتفاع هو المتغيّر المكلف في نظام حديقة، وكلّ متر منه مصدره مكان يمكنك عادةً إيجاده: دفن الأنبوب أعمق، أو نقل الخزان، أو تقصير الخرطوم، أو رفع مستوى الماء بإنزال المضخة أبعد في البئر.

اقرأ المنحنى عند ارتفاعك، لا صندوق “أقصى تدفّق”. يُباع 2DPC1.5-35-24-200 بحدّ أقصى للتدفّق 1.5 m3/h. لن ترى 1.5 m3/h إلا إذا كان إجمالي ارتفاعك دون المتر، وهو ما لا يحدث أبداً لحديقة ذات أيّ رفع. عند 10 m واقعية يكون 1.17 m3/h. إذا كنت تحدّد الحجم من جدول الملخّص بدل المنحنى، فأنت تبالغ في الحجم بنحو الثلث، وفي حديقة الثلث هو الفرق بين سرير وبِركة. تستحق القراءة مرةً واحدةً بشكل صحيح: كيف تقرأ منحنى مضخة.

السلّم: ما هو متاح فعلاً من 80 W إلى 900 W

إليك النطاق الحقيقي للمنتجات للمساحات الصغيرة، من 12 V وحتى 48 V، بمواصفات مطابقة تماماً لما يظهر في كتالوجنا. يهمّ حجم المخرج أكثر مما تتصوّر، لأنه يحدّد أصغر أنبوب معقول والاحتكاك الذي ستعيش معه للسنوات الخمس عشرة القادمة.

الطراز	الجهد	القدرة	أقصى تدفّق	أقصى ارتفاع	المخرج	الاستخدام النموذجي في الحديقة
3DSS0.5-28-12-80	12 V	80 W	0.5 m3/h	28 m	0.75 in	بضعة أسِرّة مرتفعة، مستوى ماء عميق
3DSS1.2-56-24-120	24 V	120 W	1.2 m3/h	56 m	0.75 in	حديقة صغيرة، بئر عميقة
2DPC1.5-35-24-200	24 V	200 W	1.5 m3/h	35 m	0.75 in	مزرعة منزلية كلاسيكية 0.1 ha، إلى خزان
3DPC3.5-25-24-200	24 V	200 W	3 m3/h	25 m	1.25 in	بئر ضحلة، تدفّق أكبر، بلا ضغط
DQB2.0-25-24-210	24 V	210 W	2 m3/h	25 m	1 in	مباشرةً إلى التنقيط، ماء سطحي
DQB2.0-30-24-280	24 V	280 W	2 m3/h	30 m	1 in	كما سبق مع هامش ارتفاع أكبر
3DPC3.5-35-24-300	24 V	300 W	3 m3/h	35 m	1.25 in	نصف هكتار من الأسِرّة في مناطق
3DSC4.5-35-24-300	24 V	300 W	4 m3/h	35 m	1.25 in	مروحة من الفولاذ المقاوم للصدأ، ماء رملي
3DSC4.5-50-48-400	48 V	400 W	4 m3/h	50 m	1.25 in	بئر أعمق، مروحة من الفولاذ المقاوم للصدأ
4DSC3.5-50-48-400	48 V	400 W	3.5 m3/h	50 m	1.25 in	قطر أضيق، ارتفاع أكثر
4DPC4.5-40-48-500	48 V	500 W	4.5 m3/h	40 m	1.25 in	تريد رشّاشات عند ضغط
3DPC5-45-48-500	48 V	500 W	5 m3/h	45 m	1.5 in	حديقة كبيرة، ارتفاع منخفض
4DSC6-45-48-500	48 V	500 W	6 m3/h	45 m	1.25 in	تدفّق كبير من ارتفاع متواضع
DLP15-14-48-500	48 V	500 W	15 m3/h	14 m	2 in	مضخة سطحية، بركة أو قناة فقط
DLP20-19-72-900	72 V	900 W	20 m3/h	19 m	2 in	فيض أو أخدود، ارتفاع منخفض جداً

ملاحظتان ستوفّران عليك المال.

تستحق المروحة من الفولاذ المقاوم للصدأ إذا كان ماؤك رملياً أو مالحاً قليلاً. 3DSC و4DSC هما خطّا الفولاذ المقاوم للصدأ، و3DPC و4DPC بلاستيكية. وفي الحديقة يهمّ الفرق أكثر حيث تسحب من بركة أو قناة أو بئر رملية ضحلة، لأن البلى الذي يُتلف مضخة الحديقة هو التآكل الميكانيكي لا التآكل الكيميائي. توجد مقارنة كاملة لوقت كون البلاستيك جيداً فعلاً في المروحة البلاستيكية مقابل الفولاذ المقاوم للصدأ.

تحديد حجم الألواح قاعدة، لا تخمين. ينصّ كتالوجنا عليه مباشرةً: يجب أن تكون المصفوفة الشمسية 1.3 ضعف قدرة المضخة المُسمّاة على الأقلّ. مضخة 200 W إذن تريد 260 W من الألواح أو أكثر، وهو عملياً لوحان بقدرة 150 W أو لوح واحد بقدرة 400 W. والمتحكّم يضع سقفاً صارماً لكيفية توصيل هذه الألواح، لأن جهد الدائرة المفتوحة الأقصى ثابت بحسب فئة جهد الطراز:

فئة جهد المتحكّم	أقصى VOC للوحة	تقريباً كم لوحاً بجهد 12 V اسمي على التوالي
طرازات 24 V (2DPC، 3DPC، 2HJPC، 3HJSS)	تحت 60 V	2 (نحو 45 V)؛ ثلاثة ستكون نحو 67 V وتتجاوز الحدّ
طرازات 48 V (3DSC، 3HJSC 48 V)	تحت 105 V	4
طرازات 72 V (3DPC، 3HJSC 72 V)	تحت 155 V	6
طرازات 110 V (3DSC، 3HJPC 110 V)	تحت 205 V	9

هذه أكثر أخطاء التوصيل شيوعاً في الأنظمة الصغيرة. يشتري أحدهم لوحاً رخيصاً من 60 خلية بـ VOC مقداره 45 V، ويضيف لوحاً ثانياً للحصول على قدرة أكثر، وينتهي عند 90 V على متحكّم 24 V يتوقّف عند 60 V. وصباحات البرد ترفع VOC لا تخفضه، لذا فالفجر الشتوي هو وقت حدوث ذلك. إذا كانت مواقعك تتجمّد، اترك هامشاً أكثر مما يظهره الجدول.

خرطوم، لا أنبوب: الارتفاع الذي تنساه الأنظمة الصغيرة

في نظام حقل، خسارة الاحتكاك بند تصميم. وفي حديقة تُتجاهل عادةً، وهي السبب في أن مضخة محدّدة الحجم تماماً قد تظلّ تعطي قطررة رفيعة.

إليك ما يكلّفك إياه 30 متراً من الخرطوم عند 0.5 m3/h متواضع، محسوباً بمعادلة دارسي-فايزباخ باستخدام خشونة 0.007 mm للبولي إيثيلين المصقول والخرطوم:

خرطوم أو أنبوب	القطر الداخلي	الاحتكاك على 30 m عند 0.5 m3/h	مقابل إجمالي ارتفاع 20 m
أنبوب PE قطر 25 mm (1 in)	نحو 21 mm	0.4 m	2 بالمئة
أنبوب PE قطر 20 mm (0.75 in)	نحو 16 mm	1.4 m	7 بالمئة
خرطوم حديقة قطر 1/2 إنش	نحو 10 mm	13 m	65 بالمئة

ذلك الصفّ الأخير هو المشكلة كلها. خرطوم حديقة قطر 1/2 إنش في نهاية مضخة بمخرج 1.25 إنش يبدّد معظم ارتفاعك، ويظلّ يفعل ذلك بشكل غير مرئي، لأن الخرطوم يبدو جيداً والماء يخرج فعلاً. قاعدة الإبهام الحقلية لنحو 1 m من الارتفاع لكلّ 10 m من الأنبوب معيارية لتدفّقات حقلية 1 إلى 2 m/s. عند تدفّقات الحديقة تبالغ قليلاً بالنسبة للأنبوب الصحيح، وتقلّل بنسبة أربعة أضعاف بالنسبة لخرطوم رفيع. إذا كانت مضختك تعمل حين تمسك الخرطوم مستقيماً وتقطّر حين تفكّ لفّته، فقد قسّست للتوّ خسارة احتكاكك. المبادئ العامّة موجودة في ما حجم الأنبوب الذي أحتاجه.

مثال محسوب: مزرعة منزلية مساحتها 0.1 ha

دعني أجمع كلّ ذلك على موقع حقيقي، لأن الأرقام تتفاعل وهنا يكتشف الناس أن مضخة “صغيرة جداً” هي الصحيحة فعلاً.

الموقع. 0.1 ha، 1,000 m2، خضروات مختلطة لأسرة مع القليل للبيع. تربة لويمية. منسوب ماء ساكن على بُعد 4 m تحت الأرض، ويهبط 2 m عند الضخّ. الخزان على حامل ارتفاعه 1.5 m. 25 m من أنبوب قطر 20 mm يمتدّ من رأس البئر إلى الخزان. تُرصد ألواح بقدرة 1.3 ضعف قدرة المضخة.

الخطوة 1، الأرضية. عند 5 mm/day من استهلاك المحصول الصافي على 1,000 m2 تحتاج الحديقة 5.0 m3/day. أضف 15 بالمئة لخسائر التطبيق فيصبح 5.9 m3/day إجمالياً. على 5.5 ساعة ضخّ فعّالة يكون 1.07 m3/h.

الخطوة 2، السقف. اللويم يتسرب 10-20 mm/h، فصمّم على 12 mm/h. إذا قُسّمت الحديقة إلى أربع كتل مساحة كلّ منها 250 m2، فسقف كلّ كتلة هو 12 × 250 / 1000 = 3.0 m3/h. أما إذا رويت كلّ 1,000 m2 دفعةً واحدة فالسقف 12 m3/h، لكنك الآن تواجه مشكلة معدّل تطبيق لا مضخة في العالم تساعدك عليها، لأن الحجم اليومي 5.9 m3 فقط. تقسيم الأربع كتل ليس حلاً توفيقياً، بل هو التصميم.

الخطوة 3، الارتفاع. منسوب الماء زائد الهبوط، 4 + 2 = 6 m. الرفع إلى مدخل الخزان على الحامل 1.5 m، 2.5 m. الاحتكاك في 25 m من أنبوب قطر 20 mm عند ما يزيد قليلاً عن 1 m3/h، نحو 1.6 m شاملاً التوصيلات. إجمالي الارتفاع المانومتري هو 10.1 m، نسمّيه 10 m.

الخطوة 4، الطراز. 2DPC1.5-35-24-200 عند ارتفاع 10 m تعطي 1.17 m3/h. ذلك يقع بين الأرضية 1.07 والسقف 3.0. تطابق الأرضية تقريباً تماماً، وهو ما تريده في مضخة حديقة: لا قدرة مهدورة، لا لوح مهدور.

الفحص	الرقم	الحكم
الأرضية (الاحتياج اليومي / ساعات الشمس)	1.07 m3/h	-
السقف (التسرب × الكتلة المبلّلة)	3.0 m3/h	-
تدفّق المضخة عند 10 m TDH	1.17 m3/h	داخل النافذة، 9 بالمئة فوق الأرضية
الناتج اليومي (1.17 × 5.5 ساعة)	6.4 m3/day	مقابل 5.9 m3/day المطلوبة، هامش 8 بالمئة
معدّل التطبيق على كتلة 250 m2	4.7 mm/h	مقابل 10-20 mm/h للويم، مريح
متطلّب الألواح (1.3 × القدرة)	260 W	لوحان بقدرة 150 W، أو لوح واحد 400 W
حدّ VOC للمتحكّم	تحت 60 V	لوحان بجهد 12 V اسمي على التوالي، نحو 45 V

الخطوة 5، الجدول. الحجم اليومي 5.9 m3، وعند 25 mm لكلّ حدث يغطّي 236 m2. لذا تُروى الحديقة في أربع كتل، كتلة كلّ يوم، كلّ كتلة تحصل على 25 mm مرةً كلّ أربعة أيام. هذا تماماً الإيقاع الذي طلبته بيانات التربة في القسم السابق، وصولاً من الاتجاه الآخر. تستغرق كلّ كتلة نحو 5.5 ساعة عند 1.17 m3/h، وهي يومك الشمسي كلّه، وسبب كون التقسيم الرباعي غير اختياري.

الخطوة 6، الخزان. حدّد حجمه بـ 1.5 إلى 3 أضعاف الاحتياج اليومي، أي 2,000 إلى 3,000 لتر لهذا الموقع. لكن لاحظ ما الذي يفعله الخزان هنا فعلاً. المضخة تعطي 1.17 m3/h في كتلة لا تمتصّ سوى 4.7 mm/h. على اللويم تلك الفجوة غير ضارة. وعلى نفس الحديقة بطين لويمي عند 6 mm/h ينخفض السقف إلى 1.5 m3/h للكتلة وتبدأ الفجوة بالأهمّية، ما يوصلنا إلى المثال الثاني.

نسخة تربة ثقيلة. خذ 120 m2 من أسِرّة طين لويمي، 25 mm لكلّ حدث، أي 3.0 m3 من الماء. سقف التربة عند 6 mm/h هو 120 × 6 / 1000 = 0.72 m3/h. المضخة 3DSS1.2-56-24-120 عند ارتفاع 11 m تعطي 1.18 m3/h، وهو فوق السقف. خياران، وكلاهما مشروع:

1. انزل درجة بالمضخة إلى 3DSS0.5-28-12-80 بقدرة 80 W، التي تعطي 0.35 m3/h عند 10 m. تحترم السقف، لكن 3.0 m3 ستستغرق 8.6 ساعة، وهو أكثر من يوم شمسي. ستطبّق الحدث على مدى يومين.
2. أبقِ مضخة 120 W وأضف خزاناً، وهو ما كنت سأفعله. تملأ المضخة خزاناً سعة 3,000 لتر عند 1.18 m3/h بينما يفرّغ الخزان إلى الأسِرّة عند 0.72 m3/h عبر خط التنقيط. خلال 5.5 ساعة تعطي المضخة 6.5 m3، وتتلقّى الأسِرّة 4.0 m3 بمعدّل تطبيق 6 mm/h، عند حدّ التربة تماماً بدل ضعفه، ويبقى 2.5 m3 في الخزان للمساء أو ليوم غائم.

تلك الفكرة التي تستحقّ أن تأخذها: على مقياس الحديقة الخزان ليس تخزيناً حقاً، بل محوّل تدفّق. يسمح لمضخة أسرع من التربة بأن تصبح ريّاً أبطأ من التربة، دون شراء مضخة أصغر أو قبول ريّ على مدى يومين. الحجم الذي تحتاجه هو الفرق بين تدفّق المضخة وسقف التربة، مضروباً في ساعات الضخّ لديك، زائداً احتياطياً تشغيلياً. وهو أيضاً سبب ملاءمة نظام مباشر بلا بطارية لحديقة، كما ورد في البطارية مقابل الخزان، وسبب كون الحديقة من الأماكن القليلة التي يكون فيها التنقيط الافتراض الطبيعي لا خياراً فاخراً، كما ورد في تصميم ريّ تنقيط شمسي لمضخة.

ثلاثة أخطاء تنهي الأنظمة الصغيرة مبكّراً

1. اختيار المضخة من مساحة الأرض. المقام هو المساحة التي تبلّلها في تلك اللحظة، لا الأرض كلها. إذا وقفت يوماً في حديقة تراقب الماء ينساب عن سرير بينما يبقى الطرف الآخر يابساً تماماً، فقد رأيت تجاهل السقف. قسّم الأرض إلى مناطق على الورق قبل أن تقسمها بالصمامات، وافحص كلّ منطقة مقابل جدول التربة.

2. تشغيل آخر 30 متراً في خرطوم حديقة. خرطوم قطر 1/2 إنش يكلّف 13 m من الارتفاع حيث يكلّف أنبوب 20 mm 1.4 m. إذا كان إجمالي ارتفاعك 20 m، فذلك الخرطوم قد أخذ ثلثيه، وسيظلّ يفعل ذلك طوال عمر النظام. استخدم نفس قطر مخرج المضخة، أو حجماً أكبر بدرجة، واشترِ الأنبوب قبل المضخة كي لا تقنع نفسك بالعدول عنه. هذا يهمّ مضاعفاً عند الارتفاع المنخفض، وكلّ الحديقة ارتفاع منخفض.

3. توصيل ألواح أكثر مما يسمح به VOC للمتحكّم. فئة 24 V تتوقّف عند 60 V بحسب الكتالوج. لوحان بجهد 12 V اسمي على التوالي نحو 45 V وآمنان؛ وثلاثة نحو 67 V وفشل فوري. الفخّ أنك تضيف اللوح الثاني لإصلاح مشكلة تدفّق ضعيف هي في الواقع مشكلة ارتفاع، واللوح الإضافي ليس العلاج. قبل إضافة الألواح، قِس ارتفاعك بصدق باستخدام حساب إجمالي الارتفاع، واقرأ طريقة التحديد مرةً كاملةً في كيف تحدّد حجم مضخة مياه شمسية.

ماذا تشتري، بالترتيب

الشراء بالترتيب الخاطئ هو كيف تنتهي أنظمة الحدائق بمضخة خاطئة. افعلها هكذا.

1. قِس منسوب مائك وهبوط منسوبك وارتفاع مخرجك. هذه الأرقام الثلاثة، زائد الاحتكاك، هي إجمالي ارتفاعك المانومتري، وهي ما يقرّر المضخة، لا الأرض.
2. احسب الحجم اليومي من المساحة والمحصول والمناخ: المساحة بـ m2 × 5 mm = لترات في اليوم، معدّلة لموسمك.
3. اختبر أو ابحث عن معدّل تسرب تربتك. اختبار حلقة التسرب يستغرق نصف ساعة ولا يكلّف شيئاً، وقيم الفاو المنشورة في الجدول أعلاه نقطة بداية معقولة تماماً.
4. احسب أرضيتك وسقفك، وتحقّق من تداخلهما. إذا كانت الأرضية فوق السقف، خطّط لمناطق أو خزان قبل أن تخطّط لمضخة.
5. لا تختر طرازاً إلا الآن، بقراءة منحناه المُقاس عند ارتفاعك، وتأكّد من هبوط التدفّق داخل النافذة.
6. حدّد حجم الخزان بـ 1.5 إلى 3 أضعاف الحجم اليومي، أو عند فجوة التدفّق إذا كانت تربتك ثقيلة، وضعه على حامل ارتفاعه 1.5 m كي يقوم الجاذبية بالتوزيع.
7. حدّد حجم الألواح بـ 1.3 ضعف قدرة المضخة أو أكثر، ثم افحص التوصيل على التوالي مقابل سقف VOC للمتحكّم.
8. أضف مفتاحاً عائماً عند الخزان وإعداد تشغيل جاف عند المتحكّم. هذان العنصران تكلفتهما ضئيلة جداً، وهما ما يمنعان مضخة حديقة من أن تُدمَّر بنجاحها هي على أول خزان ممتلئ.
9. اشترِ الأنبوب بقطر مخرج المضخة، واشترِه قبل وصول المضخة.

كلّ ما عدا ذلك في نظام حديقة، من اختيار الرشّاش إلى حماية الصقيع إلى زوايا الألواح، تفصيل يمكنك تعديله بعد الموسم الأول. الارتفاع والأرضية والسقف غير قابلة للتعديل، وهي سبب ازدهار حديقة بمضخة 80 W بينما تفشل المجاورة لها بمضخة 500 W ونفس مساحة الأرض. إذا فضّلت أن تُنجَز الحسابات عنك، أدخِل منسوب مائك ورفعك ومساحة أرضك في أداة تحديد الحجم، أو أرسل لي أرقامك مباشرةً.

---

تخطّط لمضخة شمسية لحديقة أو مزرعة صغيرة؟ أدخِل منسوب مائك ورفعك ومساحة أرضك في أداة تحديد الحجم لرؤية ارتفاعك الحقيقي، أو راسلني على واتساب مع منسوب مائك ورفعك ومساحة أرضك ونوع تربتك ومحصولك، وسأعود إليك بطراز وعدد ألواح وحجم خزان وجدول ريّ يناسب تربتك لا أرضك.