انبوب منخفض القطارة

انبوب منخفض القطارة

ممدوح شلبى.

يمكن تنفيذ مشروع منخفض القطارة من خلال انشاء انبوب من البحر الى المنخفض بطول 80 كيلو مترا , حيث يتطلب الامر ملأ هذا الانبوب بالماء لمرة واحدة من اوله الى اخره , وبعد ذلك يتم تشغيل المشروع الى مالا نهاية اعتمادا على فارق المنسوب بين البحر المتوسط وبين منخفض القطارة المقدر بنحو 75 مترا، فالماء ينساب من البحر الى المنخفض عبر الانبوب الذى يتركب فيه عند المقدمة توربية لتوليد الكهرباء.

والحقيقة ان هذه الفكرة تبدو سهلة جدا لدرجة ان لا احد انتبه اليها, واننى لم اتوصل اليها رغم بساطتها الا بعد الانشغال لنحو عشر سنوات فى اختراع مصاعد قطارة الهيدروليكية والذى يبدو انه اختراع طموح وغير تقليدى الا ان تنفيذ المشروع بنظام الانبوب يبدو اكثر عملية واقرب الى استثمار المشروع فى سنوات قليلة هى مدة تنفيذ انشاء هذا الانبوب.

ومن المضحك اننى خضت تجربة تسجيل براءة اختراع محلية وعالمية لاختراعى المسمى انابيب الكتلة  وقد تأكدت بعد ثلاثة اشهر من خطأه الهندسى طبقا لقاعدة الاوانى المستطرقة فقد كنت انظر الى هذه الانابيب باعتبارها مغلقة عكس الاوانى المستطرقة المفتوحة من اعلى ولكن هذا كان تسرعا منى وربما كان سبب ذلك رغبتى فى انجاز شيئ, ولعلى اكون فخورا بهذا الخطأ الهندسى الان فلولاه لما توصلت الى فكرة تنفيذ مشروع منخفض القطارة بهذه البساطة المطلقة.

فالمشروع عبارة عن خط انابيب لا غير واملى ان يتحمس احد اليه وخاصة ان ازمة الطاقة بدأت تؤثر علينا فى مصر نظرا لتناقص المخزون المصرى من البترول،  وبداية يجب ان نحدد قطر هذا الانبوب وامكانية انشاءه بميزانية عادية كأى مشروع كهربى , وهذا من وجهى نظرى هو ما ينبغى ان ننشغل به لبعض الوقت.

يجب ان نصل الى افضل تصميم لهذا الانبوب, وايضا ينبغى الا نهمل امكانية انشاء عدد من الانابيب وليس انبوب واحد لان المطلوب تصريف مياه كثيرة الى منخفض القطارة فمساحته نحو 20 الف كيلو متر مربع, وهى جميعها غير مستخدمة او مستثمره ليس فى عصرنا هذا فقط ولكن عبر العصور وذلك لملوحة تربته فهى غير صالحة للزراعة, واحتواء اجزاء منه على ركام من الملح الحجرى الذى يحول دون استخدامه كبحيرة عذبة على فرض توفر فائض مياة من نهر النيل.

وعندما ننظر الى واحتين احدهما فى شرق المنخفض اسمها واحة المغرة والثانية فى غرب المنخفض وهى واحة قارة واذا عرفنا ان عدد سكان كل منهما بالعشرات وليس بالمئات وانهما آخر مناطق العمران حيث يبدأ منخفض القطارة من بعدهما موحشا  وبلا نفع لادركنا اهمية انشاء بحيرة فى منخفض القطارة فهى احياء لنحو 2 فى المائة من مساحة مصر, وان تأثير هذه البحيرة يمتد الى كل مكان فيما حولها من صحراء كالحة بما يسمح بتلطيف اجواءها قليلا لتتيح الظروف للنباتات البرية ان تنمو وتزدهر, هذه على الاقل ربما تكون احدى دوافعنا كمصريين فى التفكير فى مشروع منخفض القطارة والانشغال به والمطالبة بتنفيذه وهو مطلب نشترك جميعا فيه حتى اننا من الممكن ان نسمى هذا بهوس منخفض القطارة.

هضبة الساحل الشمالى

قطر الانبوب

اذا كانت المادة المستخدمة فى تصنيع الانبوب هى الاسمنت الغير مسامى فان المهندسين قد يجدوا حلا هندسيا يسمح بتوسيع قطر هذا الانبوب وربما كان قطر21  مترا هو اقصى قطر يمكن الوصول اليه, ويمكن ان نحسب قدرة هذا الانبوب على تصريف الماء علما بان سرعة الماء هى 1 متر فى الثانية.

مساحة مقطع الانبوب = مربع نصف القطر ( 10.5 × 10.5 ) × 22 ÷ 7 = 346.5 متر مربع تقريبا

وهذا هو التصرف فى الثانية.

واذا كان فارق المنسوب بين البحر التوسط ومنخفض القطارة هو 75 مترا
واذا كانت كثافة الماء المالح 1035 كجم للمتر المكعب .
فيمكن حساب القدرة بالحصان والميجا وات على النحو التالى :ـ
القدرة بالحصان = فارق المنسوب ( 75 م ) × الكثافة ( 1035 كجم ) × التصرف 346.5 م مكعب ) × الزمن ( 1 ثانية ) ÷ 75 = 358627.5 حصان .
القدرة بالميجا وات = القدرة بالحصان (358627.5) × 0.745 ÷ 1000 = 267.17 ميجا وات.

وهو ما يعنى ان الكيلو متر من الانبوب يكون سببا فى انتاج حوالى 3.3 ميجا وات.

واذا عرفنا ان تربينة الرياح العملاقة بقطر 2000 متر ترتفع عن الارض على عامود طوله اكثر من كيلو متر وهى تنتج 6 ميجا وات, ونظرا لتذبذب الرياح فانها تعمل ثلث اليوم فقط، عندئذ نستطيع ان نقول ان تكلفة انشاء هذا الانبوب مساوية لانشاء عدد من تربينات الرياح العملاقة لتنتج نفس الطاقة الكهربية وربما اكثر اقتصادية, نظرا لان تكلفة انشاء عامود التربيتة الواحدة قد يكون مساويا لانشاء ثلاثة اضعاف طوله بالنسبة الى الانبوب لانه افقى وليس رأسيا.

وميزة مشروع منخفض القطارة ايضا انه مشروع تنموى متكامل وابسط اشكال الاستثمار هى استثمار الملح المتخلف عن عملية البخر علما بان اسعار الملح عالميا تتحدد بسعر الطاقة وهو يشهد ارتفاعا جنونيا, كذلك فان كل الاسماك التى تدخل فى هذا الانبوب من الممكن احتجازها عندما تصل الى المنخفض من خلال آلية تسمح بجمع الاسماك بطريقة سهلة, ولعل انتاج الاسماك نفسه بهذه الوفرة يكون سببا اساسيا لانشاء هذا الانبوب نظرا لارباحه الفائقة.

صيد الاسماك

عندما تصل المياه الى آخر الانبوب لتدخل فى المنخفض فان هذا الانبوب يصب المياه فى انبوب افقى من منتصفه, تماما مثل الشوكة او المسطرة حرف تى، هذا الانبوب الافقى ينفتح فيه 307 ماسورة تصريف،  قطر كل منها 1.2 متر, ويتم تركيب شبكة على شكل حقيبة تكون معلقة على فوهة كل انبوب تصريف، ويقوم العامل برفع كل شبكة على حدة وافراغ محتوياتها من الاسماك ثم اعادتها مرة اخرى على فوهه الانبوب وهكذا مع كل الانابيب حتى ينتهى منها تماما, ثم يعود مرة اخرى لاعادة نفس العملية على مدار اليوم ليلا ونهارا والى الابد

تقدير انتاج الاسماك

ان التصرف 346.5 متر مكعب من الماء فى الثانية, فاذا كان هذا الماء الكثير يحتوى على كيلو جرام واحد من الاسماك فى الثانية, فان انتاج الاسماك يصل الى نحو 86 طن يوميا واذا كان سعر الكيلو جرام عشرة جنيهات باعتباره سعر الجملة، فان العائد اليومى من الاسماك يصل لنحو 860 الف جنيه.

وهذا يعطينا فكرة مبسطة عن قدرة هذا المورد على تسديد تكلفة انشاء الانبوب فى اقل وقت, بل ان الامر يبدو انه اقتصادى تماما اذا كان الهدف من هذا المشروع صيد الاسماك فقط.

ان الامر لا يتضمن اى مبالغة, بل اننى اعتمدت فى تقديرى على كمية اسماك اقل من المتوقع.

تنفيذ المشروع

ان عثره ايجاد الماء الكافى لملأ الانبوب من اوله الى اخره يمكن حلها عن طريق انشاء انبوب موازى من البحر الى المنخفض بقطر 3 امتار واستخدام مضخات ماء لرفع ماء البحر فيه بحيث تصل الى حافة منخفض القطارة حيث يتم ملأ الانبوب من هذه النقطة باعتبارها اطول نقطة فى الانبوب، وعملية ملأ الانبوب قد تستغرق عدة اشهر, وبعد ان يمتلأ الانبوب الكبير يتم تشغيل المشروع على الفور لانتاج 267 ميجا وات.

اما الانبوب الصغير فيظل باقيا لامكان استخدامه عكسيا بحيث ينقل الماء شديد الملوحة من بحيرة منخفض القطارة الى ساحل البحر المتوسط لمعاجته بالتنبخير الصناعى لانتاج الملح ومن ثم استثماره سواء ببيعه داخل مصر او تصديره الى الخارج, وهذا الماء شديد الملوحة يُسميه العلماء السائل المعدنى لانه ليس ماءا حيث تصل الملوحه فيه الى درجة التبلور, وهى حوالى 29.4 فى المائة ملح, وهى تعادل عشر اضعاف ملوحة ماء البحر العادية, وعندما يصل الماء المالح الى درجة التبلور - وهذه العملية تتم فى المنخفض بتأثير اشعة الشمس - فان معاجته حراريا بعد ذلك تكون بسيطة جدا واقتصادية, بحيث تكون تكلفة هذا الملح هى الاكثر اقتصادية من كافة الوسائل الاخرى, علما بان الماء المتصرف الى منخفض القطارة والبالغ نحو 346.5 متر مكعب من الماء فى الثانية الواحدة يحتوى على 10 طن من الملح فى الثانية الواحدة.

واذا استثمرنا ثلث هذا الحجم فقط، فان المشروع يُسدد كافة تكلفته فى عدة اشهر بصرف النظر عن انتاج الكهرباء وانتاج الاسماك, كذلك فان تحلية الماء شديد الملوحة ارخص من تحلية ماء البحر العادية لان المعامل الحرارى اقل.

لذلك فاننى ألح على الجميع ان يقوموا بمراجعة هذا الابتكار والتفكبير فيه مليا لمعالجة اى قصور، وبهدف ايجاد الحل الهندسى لانشاءه فى اقرب وقت ممكن، ثم استكمال انشاء انابيب انبوبين آخرين بنفس المواصفات لانتاج طاقة كهربية اجمالية من المشروع تساوى 801 ميجا وات، وهى من وجهة نظرى اقصى حد آمن لمشروع منخفض القطارة لتلافى اى انتقادات.

فالماء الذى سيتصرف فى منخفض القطارة سيؤدى الى انشاء بحيرة محدودة سيكون مستواها الثابت 80 متر تحت سطح البحر، وبينما يتبخر الماء الوارد يوميا فان انبوب الامتار الثلاثة سيكون مسؤولا عن استعادة السائل المعدنى الى شاطئ البحر المتوسط لاستثمار بعضه والتخلص من الباقى فى عمق البحر على بعد 3 كيلو مترات من مدخل المشروع.

منخفض القطارة كما يظهر على خريطة مصر

صومعة كل الحبوب

ممدوح شلبى

الفن السابق

 تتخذ الصومعة التقليدية شكلا مسطحا يتم تسميته الشونة حيث تتكون من مساحة من الارض مسقوفة تسمح بتخزين الغلال الزراعية داخل اجولة يتم وضعها فوق بعضها بعضا , والهدف حماية المحاصيل من الرطوبة الجوية المتمثلة فى الامطار . كما تتخذ الصومعة شكل البناء الدائرى المرتفع عن الارض باى ارتفاع مطلوب يسمح بزيادة المكان التخزينى فى وحدة المساحة وغالبا فان الصوامع المبنية نادرة الوجود فى الريف المصرى وربما نادرة ايضا فى ريف معظم بلدان العالم الثالث حيث لا يتوفر لتخزين المحاصيل الا نظام الشونة السابق توضيحه 

المشكلة او القصور فى الفن السابق

 ان الشونة لا تحافظ على المحاصيل محافظة تامة ذلك ان القوارض مثل الفئران تتخذ لها مكانا بداخل الشونة وتتغذى على الحبوب مما يؤدى الى فقد نسبة مئوية من المحصول , كذلك فان الرطوبة الجوية العادية مثل الشبورة المائية تتخذ طريقها الى الاجوال وتؤدى الى تلف نسبى فى المحاصيل يتمثل فى الاصابة بالفطريات او السوس , وقد سبق لوزارة الزراعة فى مصر ان اعلنت ان نسبة الفقد من الحبوب نتيجة لسوء التخزين تصل الى نحو 20 فى المائة من الانتاج وهى نسبة هدر كبيرة جدا . اما بخصوص الصومعة المبنية فانها غالية الثمن لان بناءها يعتمد اساسا على نوعية من الاسمنت غير المسامى مرتفع التكلفة كذلك التكلفة العالية للخرسانة المسلحة لكى تبقى الصومعة صامدة برغم ارتفاعها ضد الزلازل المحتملة 

الجديد فى موضوع الابتكار 

يعتمد الابتكار على حفظ المحاصيل بدون فواقد سواء بسبب الرطوبة الجوية او القوارض من خلال انشاء الصومعة على شكل مبنى دائرى مرتفع ينقسم من داخله الى مثلثات مثل نصف البرتقالة , حيث يمكن وضع المحاصيل الزراعية من اعلى المبنى من خلال فنحات , ويتم استخراج المحاصل من اسفل من خلال نوافذ فى جوانب المبنى فمجرد فتح النافذة حتى يتدفق منها المحصول , وهو بناء مسقوف يتكون من اعمدة خرسانة لتدعم جدران من الطوب بطريقة تسمح بعملية الانشاء باقل تكلفة ممكنة , وبحيث تحافظ على المحاصيل بدون تلف لعدة سنوات , وهذه الصومعة تتميز عن الصومعة المبنية فى انها عبارة عن عدد من الصوامع المتاخلة بما يسمح بزيادة قطر المبنى بما يسمح بزيادة الارتفاع كذلك فان الجزء الخارجى من الصومعة هو الوحيد الذى يتم تنفيذه بالخرسانة غير المسامية بما يؤدى الى تقليل التكلفة , وسوف يتضح لاحقا ان هذا الصومعة تسترد جميع تكلفتها فى اقل من عام نظرا لقدرتها الفائقة على حفظ المحصول بدون نسبة الفقد المقدرة بنحو 20 فى المائة , فنسبة الفقد هذه فى عام واحد كافية لبناء الصومعة 

الوصف الكامل

صومعة كل الحبوب 

 تتكون الصومعة من بناء دائرى يرتفع عن سطح الارض لاى مسافة مطلوبة اعتمادا على الاثاثات التى تسمح بهذا الارتفاع , وعادة فان ارتفاع ثلاثين مترا قد يكون مناسبا لدولة مثل مصر , ( وهذا الارتفاع يساوى ارتفاع عمارة سكنية من عشر طوابق تقريبا ) . وكذلك قطر الصومعة فمن الممكن ان يكون باى عدد من الامتار الا ان اربعين مترا قد تكون مناسبة لدولة مثل مصر , وتنقسم الصومعة من الداخل الى ثمانية مثلثات - مثل نصف البرتقالة - كما فى شكل ( 1 )    حيث يتحدد كل مثلث من خلال ثلاثة جدران تفصله تماما عن باقى المثلثات فكل مثلث عبارة عن صومعة مستقلة والهدف من بناءها بهذه الطريقة ان تتدعم اثاثات ودعائم الصومعة كلها فتظل قائمة تتحدى الزلازل و الزمن , ثم تنقسم حواف المبنى الى مثلثات اصغر وهى حوالى ستة عشر مثلث صغير وكل مثلث صغير هو صومعة مستقلة وهذه الصوامع الصغيرة مخصصة للبقول مثل العدس واللوبيا والفاصوليا والترمس وحمص الشام والحمص البلدى والحلبة الى آخره من بقول يتناولها الانسان ولكن بكميات قليلة , اما الثمان صوامع الكبيرة فهى مخصصة للمحاصيل الاساسية وهى القمح والارز والذرة والفول , فذه المحاصيل يستخدمها الانسان بكثرة فى غذاءه كما تُستخدم كأعلاف للماشية والطيور الداجنة , ان تقسيم الصومعة الى ثمان صوامع كبيرة او اكثر يسمح بتخزين انواع مختلفة من المحاصيل , كما يسمح بتداول استخدام الصوامع على مدى العام لاكثر من مرة , فمثلا سنلاحظ تفريغ احد الصوامع بعد شهر , تليها صومعة ثانية بعد شهر تالى فى حين ان حصاد محصول جديد قد ورد الى الصومعة ويحتاج الى صومعتين غارغتين , وهكذا باستمرار حيث تعمل الصومعة لتخزين الحبوب الزراعية على مدار العام بدون توقف

فاذا كانت الصومعة عبارة عن ثمانية اقسام متساوية فان القدرة التخزينية بالمتر المكعب يمكن حسابها على النحو التالى :-
مساحة قاعدة الصومعة كلها = مربع نصف القطر ( 20 × 20 ) × 22 ÷ 7 = 1257 متر مربع
 ارتفاع الصومعة = 30 مترا
 القدرة التخزينية لكامل الصومعة = 1257× 30 = 37714 متر مكعب تقريبا
 القدرة التخزينية للصومعة الواحدة = 37714 ÷ 8 = 4713 متر مكعب تقريبا ,
ثم نخصم مساحة الصومعتين الصغيرتين اللذان يُشكلان نحو ثمان فى المائة من المساحة
 فتكون القدرة التخزينية للصومعة الكبيرة الواحدة حوالى 4335 متر مكعب
وهى قدرة تخزينية لحصاد 1000 فدان تقريبا كما ان القدرة التخزينية للصومعة كلها تكفى 8000 فدانا من الارض مع وجود فائض تخزينى لاننى اعتمدت رقما كبيرا للفدان وذلك لاعطاء الفرصة لطفرات النمو التى تحدث احيانا للمحاصيل كما ان القدرة التخزينية الكبيرة تسمح باستثمار المخزون من الحبوب لاكثر من عام لمواجهة مواسم انخفاض الانتاج لعوامل طبيعية مثلا , وبناء عليه فاننى اقترح انشاء صومعة لكل 8000 فدان وهذه المساحة من الارض الزراعية تخدمها بالحتمية شونة للحبوب قائمة بالفعل حيث يتداول المزارعون فيها بيع محاصيلهم , والمطلوب الان تحويل هذه الشونة الى صومعة بانشاء بناء يشغل نحو ربع مساحة الشونة الحالية او اقل , ولابد من انشاء هذه الصومعة فورا لاننا نتحدث عن الغذاء والامر يرقى الى مستوى الضرورة الامنية بالنسبة لدولة مثل مصر تعانى من فجوة عذائية تزيد كل عام نتيجة الزيادة السكانية التى تقدر بنحو 2.1 % سنويا .
 ان تكلفة بناء الصومعة لن تزيد تكفته عن 800 الف جنية ( وهذا مجرد تقدير ) , بواقع 100 جنية لكل فدان
بناء الصومعة
 تتكون الصومعة من عامود خرسانى فى المنتصف تماما تتفرع منه ثمانية عوارض خرسانية ينتهى كل عارض منها بعامود خرسانى ينتهى على رأس مثلث الوتر , ويتم بناء جدار من الطوب الاحمر على كل عارض بحيث يكون الارتفاع خمسة امتار من الطوب بعد ذلك يتم انشاء عارض خرسانى جديد يربط بين عامود المركز وعامود الوتر وتقام عليه حائط من الطوب بنفس طريقة الحائط السقلى وبارتفاع خمسة امتار ايضا وهكذا الى نهاية المبنى , ونفس الحال بالنسبة للمثلثات الصغيرة فهى عبارة عن جدران من الطوب مبنية على عوارض خرسانية , والحقيقة ان عدد الاعمدة الخرسانية لكامل المبنى يتحدد بناءا على ر}ية مهندس التنفيذ فى صلابة المبنى وقدرته على احتمال الزلازل فى حال حدوثها , اما الجانب الخارجى للصومعة فمن المفضل انشاءه باستخدام الاسمنت غير المسامى او اى مواد بناء تسمح بعملية تبطين من الداخل بمادة عازلة للمياه , لمنع مياه الامطار من الدخول الى الصومعة , ونفس الحال بالنسبة الى سقف الصومعة , فينبغى ان يحتوى على مادة عازلة تمنع مياه الامطار من التسرب الى داخل الصومعة , هذا السقف يحتوى على اربعة وعشرين فتحة كل واحدة منها مخصصة لصومعة سواء الصوامع الكبيرة او الصغيرة , وهذه الفتحات قريبة من حافة المبنى لان المحاصيل سترتفع من الارض الى السطح من خلال ماكينة رفع اثقال مثل تلك المستخدمة فى رفع الخرسانة الى الطوابق العليا اثناء عملية بناء العمارات , ان كل فتحة بجوارها عامود من الحديد يصلح لربط حبل ماكينة الرفع اليه وبمجرد ان ترتفع الحمولة الى اعلى السطح حتى يستقبلها عامل الصومعة الذى يفرغ هذه الحمولة فى الفتحة فتسقط وتستقر فى الاسفل وهكدا باستمرار الى ان تمتلأ هذه الصومعة فيُغلقها جيدا

 طريقة الاستغلال

 هذه الصومعة مخصصة لتخزين المحاصيل فلا يوجد لها اية وظائف اخرى

 العناصر الجديدة المطلوب حمايتها

لا يحتوى هذا الابتكار على اى عناصر حماية ويتمنى صاحب هذا الابتكار كل التوفيق لمن يرغب فى بناء مثل هذه الصومعة

شرح لوحات الرسم

شكل رقم 1 

يُمثل مسقط افقى للصومعة حيث نلاحظ انها تنقسم الى ثمانية اقسام كبيرة وستة عشر قسما صغيرا ويمكن تقسيمها الى اى عدد مطلوب طبقا للتصور عن محاصيل الحبوب سواء الشتوية او الصيفية