बाढ़ मुक्ति के अनुमान के लिए शीर्ष 6 तरीके
यह लेख बाढ़ मुक्ति के आकलन के लिए शीर्ष छह तरीकों पर प्रकाश डालता है। ये विधियाँ हैं: 1. कैचमेंट-रन-ऑफ विधि 2. अनुभवजन्य सूत्र 3. तर्कसंगत विधि 4. क्रॉस सेक्शनल एरिया और बेड ढलान 5. ब्रिज साइट पर देखे गए क्रॉस-सेक्शन और वेलोसिटी का क्षेत्र 6. उपलब्ध रिकॉर्ड्स।
विधि # 1. कैचमेंट-रन-ऑफ विधि:
जलग्रहण क्षेत्र एक नदी का कमांड क्षेत्र है जहां से नदी को पानी की आपूर्ति होती है। जलग्रहण क्षेत्र की गणना समोच्च मानचित्र से की जाती है और बाढ़ मुक्ति "रन-ऑफ" फॉर्मूले से अनुमानित की जाती है।
मिलीमीटर में बारिश गेज द्वारा मापा जाता है। वर्षा के दैनिक रिकॉर्ड से, एक क्षेत्र के लिए वार्षिक वर्षा निर्धारित की जाती है। वार्षिक वर्षा एक स्थान से दूसरे स्थान पर होती है और इसलिए, पचास वर्षों के लिए रिकॉर्ड की गई वर्षा, इस अवधि के दौरान दर्ज की गई अधिकतम वर्षा को प्राप्त करने के लिए बहुत उपयोगी है।
इस अधिकतम दर्ज की गई वर्षा के आधार पर अधिकतम बाढ़ मुक्ति का अनुमान होगा। तालिका 3.1 15 साल (1935-1949) की अवधि के लिए भारतीय संघ के विभिन्न हिस्सों में वर्षा रिकॉर्ड देती है।
रन-ऑफ को जल क्षेत्र, चैनल या नदी तक चलने वाले जलग्रहण क्षेत्र में कुल वर्षा में से पानी के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। यह उल्लेख करना अनावश्यक है कि वर्षा की पूरी मात्रा पानी के पाठ्यक्रम तक नहीं पहुंचती है क्योंकि उप-मिट्टी के पानी के तार को बनाने के लिए कुछ मात्रा मिट्टी में भिगो दी जाती है, कुछ मात्रा वनस्पति द्वारा अवशोषित की जाती है, कुछ मात्रा वाष्पित होती है और बाकी केवल बहती है चैनल या नदी के लिए।
बारिश का पानी चैनल तक कैसे पहुंचता है या जलग्रहण क्षेत्र से नदी को चित्र 3.1 और अंजीर में दिखाया गया है। 3.2।
पुल स्थल की धारा या नदी के ऊपर का जलग्रहण क्षेत्र समोच्च मानचित्र की रिज रेखा को चिन्हित करके और इस रिज रेखा से घिरे क्षेत्र को मापने के लिए एक योजना मीटर या ट्रेसिंग पेपर ग्राफ की सहायता से प्राप्त किया जाता है।
बड़े कैचमेंट के पूरे क्षेत्र में एक साथ सघन वर्षा की संभावना कम होती है और इसलिए, रन-ऑफ का कम प्रतिशत लिया जा सकता है। एक अन्य महत्वपूर्ण कारक जो रन-ऑफ का प्रतिशत निर्धारित करता है वह कैचमेंट का आकार है।
अंजीर। 3.1 और अंजीर। 3.2 दो प्रकार के जलग्रहण दिखाते हैं। सामान्य सिंगल कैचमेंट में, वाटरशेड लंबा और संकीर्ण होता है, जिसमें कई छोटी सहायक नदियाँ मुख्य धारा में मिलती हैं।
इस तरह के कैचमेंट में, कम अवधि के तूफान, जो अधिकतम बाढ़ के कारण बनते हैं, लगभग उसी समय ब्रिज साइट तक नहीं पहुंचेंगे और जैसे कि कैचमेंट एरिया में रन-वे कैचमेंट के आकार में पंखे की तुलना में कम होगा।
बाद के मामले में, सहायक नदियां लंबी और कुछ संख्या में हैं और इसलिए, उनका रन-वे लगभग एक साथ पुल साइट तक पहुंच जाएगा, जिससे छोटी अवधि के तूफानों के दौरान प्रवाह की एकाग्रता हो सकती है। इसलिए, भले ही दोनों प्रकार के कैचमेंट के लिए कैचमेंट एरिया, मात्रा, वर्षा की अवधि आदि समान हों, लेकिन ब्रिज साइट पर रन-ऑफ पंखे के आकार के कैचमेंट के लिए सामान्य सिंगल कैचमेंट की तुलना में अधिक होगा।
जलग्रहण के आकार और प्रकृति के आधार पर प्रतिशत भाग-भिन्न 20 प्रतिशत से 70 प्रतिशत तक होता है। मिट्टी की छिद्र; वह है, चाहे सैंडी, मिट्टी या चट्टानी; पिछले संतृप्ति की डिग्री; वन द्वारा आच्छादित क्षेत्र; झीलों, तालाबों, दलदलों, कृत्रिम जलाशय आदि की उपस्थिति; प्रतिशत रन-ऑफ निर्धारित करें।
इसलिए, जलग्रहण क्षेत्र से बाढ़ मुक्ति का आकलन करते समय, उपरोक्त कारकों को विधिवत रूप से ध्यान में रखा जाएगा।
जैसा कि पहले चर्चा की गई है, रन-ऑफ निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करता है:
(i) जलग्रहण क्षेत्र में मिट्टी की संतृप्ति की डिग्री और डिग्री।
(ii) जलग्रहण क्षेत्र का आकार और ढलान।
(iii) प्रवाहित होने में बाधाएँ जैसे कि पेड़ों, झाड़ियों आदि की जड़ें।
(iv) वनस्पति की डिग्री।
(v) खेती की अवस्था।
(vi) वाष्पीकरण की मात्रा।
(vii) वर्षा की तीव्रता; यदि रन 50 मिमी की बहुत कम अवधि के भीतर हो, तो कहते हैं कि रन-वे अधिक हैं, कहते हैं, दो घंटे की तुलना में बड़ी अवधि के लिए फैलता है, कहते हैं, 24 घंटे जिसमें यह टपकता है।
(viii) जलग्रहण क्षेत्र में वर्षा की कुल मात्रा।
विधि # 2. अनुभवजन्य सूत्र :
कैचमेंट के क्षेत्र से जुड़े विभिन्न अनुभवजन्य फ़ार्मुलों और कैचमेंट के स्थान के आधार पर कुछ गुणांक का उपयोग करके बाढ़ डिस्चार्ज का मूल्यांकन किया जा सकता है।
i) डीकन का फॉर्मूला
यह सूत्र (मूल रूप से उत्तरी भारत के लिए तैयार किया गया था, लेकिन अब इसे भारत के अधिकांश राज्यों में गुणांक C के मान के संशोधन के साथ उपयोग किया जा सकता है) इस प्रकार है:
उदाहरण 1:
एक जलग्रहण क्षेत्र का क्षेत्रफल 800 वर्ग किमी है। यह क्षेत्र 150 किमी के भीतर पश्चिमी भारत में स्थित है। तट से। विभिन्न अनुभवजन्य सूत्रों का उपयोग करके अधिकतम बाढ़ मुक्ति का अनुमान लगाएं और बाढ़ के निर्वहन की तुलना करें:
यह फार्मूला केवल मद्रास (तमिल नायडू) राज्य के लिए लागू है और इस तरह के कम मूल्य देता है जिसे माना नहीं जाता है
विभिन्न अनुभवजन्य फ़ार्मुलों द्वारा किए गए बाढ़ निर्वहन की तुलना:
विधि # 3. तर्कसंगत विधि:
यदि R, सेमी की कुल वर्षा T घंटे की अवधि के लिए है तो वर्षा की औसत तीव्रता, मैं सेमी प्रति घंटे में तूफान की कुल अवधि से अधिक ली गई है
I = R / T (3.6)
थोड़े समय के अंतराल के लिए, टी, वर्षा की तीव्रता, i, अंजीर से अधिक हो सकती है। 3.3 एक छोटे समय अंतराल के लिए औसत तीव्रता के बाद से, टी, पूरे समय अवधि के लिए औसत तीव्रता से अधिक है, टी
I और I के बीच का संबंध निम्नानुसार दिखाया जा सकता है:
जहां C एक स्थिर है और सभी व्यावहारिक उद्देश्य के लिए एकता के रूप में लिया जा सकता है।
यदि t = एक घंटा और इसके बाद मुझे i i के रूप में लिया जाता है और I का मान समीकरण 3.6 से लिया जाता है
यदि कुल वर्षा R और भयंकर तूफान की अवधि ज्ञात हो तो समीकरण 3.9 से, i o (एक घंटे की वर्षा) पर काम किया जा सकता है। यह सलाह दी जाती है कि एक लंबी अवधि में फैले हुए कई भारी तूफानों पर विचार किया जाए और प्रत्येक मामले के लिए i o की गणना की जाए और बाढ़ मुक्ति के आकलन के लिए क्षेत्र के एक घंटे की बारिश के रूप में U का अधिकतम मूल्य लिया जाए।
मौसम विभाग के एक रिकॉर्ड से, सरकार। भारत के, भारतीय संघ के विभिन्न स्थानों के लिए i o का मान सारणी 3.2 में दिया गया है:
एकाग्रता के समय को रन-ऑफ द्वारा पुल साइट तक पहुंचने के लिए उस समय के रूप में परिभाषित किया जाता है जो जलग्रहण क्षेत्र के सबसे महत्वपूर्ण बिंदु से होता है जिसे महत्वपूर्ण बिंदु कहा जाता है।
चूंकि एकाग्रता का समय लंबाई, ढलान और कैचमेंट की खुरदरापन पर निर्भर है, इसलिए इन कारकों के साथ एक संबंध स्थापित किया गया है:
जहां टी। सी = घंटों में एकाग्रता का समय।
एच = महत्वपूर्ण बिंदु से मीटर में पुल के स्थल तक स्तर में गिरावट।
एल = महत्वपूर्ण बिंदु से दूरी के पुल के स्थान तक।
एच और एल के मूल्यों को जलग्रहण क्षेत्र के समोच्च मानचित्र से पाया जा सकता है।
वर्षा की महत्वपूर्ण तीव्रता, I c, एकाग्रता समय के अनुसार, T c, समीकरण 3.9 से व्युत्पन्न है I पर विचार करते हुए I = I c से T = T c ।
रन-ऑफ का अनुमान:
एक हेक्टेयर के क्षेत्र में एक सेंटीमीटर वर्षा 100 क्यू से एक रन-ऑफ देती है। मी प्रति घंटा। इसलिए, A हेक्टेयर के क्षेत्र में प्रति घंटे I c सेमी प्रति घंटे की वर्षा 100 AI c cu के रन-ऑफ का कारण बनेगी। मी प्रति घंटा।
यदि अवशोषण आदि के कारण होने वाले नुकसान पर विचार किया जाता है, तो रन-ऑफ द्वारा दिया जाता है:
Q = 100 PI C A cu.m प्रति घंटा
= 0.028 PI C A cu.m / sec (3.12)
जहां पी = मिट्टी की पोरसता, वनस्पति आवरण, मिट्टी की संतृप्ति की प्रारंभिक स्थिति आदि के आधार पर गुणांक।
तालिका 3.3 में दिए गए जलग्रहण क्षेत्र चाप की विभिन्न स्थितियों के लिए P का मान:
गुणांक के अलावा, पी, एक और गुणांक, एफ, रन-ऑफ की गणना के लिए सूत्र में पेश किया गया है। जैसे-जैसे कैचमेंट एरिया बड़ा और बड़ा होता जाता है, कैचमेंट के सभी हिस्सों से ब्रिज साइट तक एक साथ रन-ऑफ तक पहुंचने की संभावना कम और कम होती जाती है और कैचमेंट एरिया बढ़ने के साथ धीरे-धीरे f का मान कम होता जाता है।
तालिका 3.4, समीकरण 3.12 से प्राप्त गुणांक, f, उसमें समीकरण 3.12 से प्राप्त समीकरण में f का मान देता है।
Q = 0.028PfI c एक cu.m / sec। (3.13)
उदाहरण 2:
एक नदी का जलग्रहण क्षेत्र 800 वर्गमीटर है। किमी। और मोटी वनस्पति कवर के साथ रेतीली मिट्टी से बना है। जलग्रहण की लंबाई 30 किलोमीटर है। और महत्वपूर्ण बिंदु और पुल साइट के निचले स्तर क्रमशः 200 मीटर और 50 मीटर हैं।
तर्कसंगत विधि द्वारा चोटी के तूफान के डिस्चार्ज का पता लगाएं कि 5 घंटे में वर्षा 20 सेमी है। यदि कैचमेंट एरिया मिट्टी की हल्की ढकी हुई या खड़ी लेकिन लकड़ी की चट्टान का हो तो चोटी का डिस्चार्ज क्या होगा?
अधिकतम शिखर रन-ऑफ, समीकरण 3.13 से
Q = 0.028 Pfl c एक cu.m / sec
मोटी वनस्पति के साथ रेतीली मिट्टी से बने जलग्रहण क्षेत्र के लिए वर्तमान मामले में,
ए = 800 वर्ग किमी = 80, 000 हेक्टेयर; तालिका 3.3 से पी = 0.10; च तालिका 3.4 = 0.60 से; I c = 2.98 सेमी / घंटा
। । । Q = 0.028 PfI c A = 0.028 x 0.10 x 0.60 x 2.98 x 80, 000 = 400 सह / सेक।
जब कैचमेंट एरिया क्ले की मिट्टी को हल्के से ढका होता है, तो P से टेबल 3.3 = 0.50, A, f और I का मान पहले से शेष रहता है।
। । । Q = 0.028 PfI c A = 0.028 x 0.50 x 0.60 x 2.98 x 80, 000 = 2003 सह / सेक।
खड़ी लेकिन लकड़ी की चट्टान के साथ जलग्रहण क्षेत्र के मामले में, तालिका 3.3 = 0.80 से पी
। । । Q = 0.028 PfI c A = 0.028 x 0.80 x 0.60 x 2.98 x 80, 000 = 3204 सह / सेक।
इसलिए, यह उदाहरण के उदाहरण से ध्यान दिया जा सकता है कि शिखर रन-ऑफ कैचमेंट की प्रकृति पर बहुत अधिक निर्भर है, अन्य कारक समान शेष हैं और 400 सह / सेकंड से 3204 सह / सेकंड तक भिन्न होते हैं जब छिद्र की डिग्री होती है जलग्रहण क्षेत्र का अवशोषण बहुत अधिक या बहुत कम होता है।
इसलिए, तर्कसंगत तरीका बहुत यथार्थवादी है और सभी प्रासंगिक कारकों पर विचार करता है जो शिखर रन-ऑफ को विनियमित करते हैं। अनुभवजन्य सूत्र गुणांक C के मूल्य में कुछ समायोजन को छोड़कर इन कारकों पर विचार नहीं करते हैं और इसलिए, बहुत अधिक यथार्थवादी नहीं हैं।
विधि # 4. पार अनुभागीय क्षेत्र और बिस्तर ढलान :
इस विधि से डिस्चार्ज की गणना मैनिंग के सूत्र से की जाती है,
जहां ए = एचएफएल से मापा गया धारा के क्रॉस सेक्शन का क्षेत्र
n = असभ्यता सह।
आर = हाइड्रोलिक का मतलब गहराई और क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के अनुपात के बराबर, गीला परिधि तक, पी
S = स्ट्रीम का बेड ढलान एक लंबी दूरी पर मापा जाता है।
गैर-वियोज्य बैंकों और बिस्तर की धारा में, क्रॉस और सेक्शन का आकार सामान्य समय पर बाढ़ के दौरान व्यावहारिक रूप से समान रहता है और इसलिए, निर्वहन की गणना में सामान्य क्रॉस-सेक्शन और परिधि का उपयोग किया जा सकता है ।
लेकिन जलोढ़ क्षेत्र, पार के अनुभागीय क्षेत्र और परिधि के माध्यम से बहने वाली एक धारा में उच्चतम बाढ़ के दौरान बैंकों और बिस्तर के झुलसने के कारण परिवर्तन हो सकता है और इस तरह अधिकतम बाढ़ निर्वहन का अनुमान लगाने में, स्कॉर की गहराई का पता लगाना होगा पहले और पार के अनुभागीय क्षेत्र और परिधि के मूल्यों की गणना निश्चित अंतराल पर बिस्तर के स्तर को ले कर की जा सकती है।
सह-कार्यकुशलता का मूल्य बिस्तर की प्रकृति और धारा के बैंक पर निर्भर करता है और सही निर्वहन प्राप्त करने के लिए इस सह-कुशल के सही मूल्य का चयन करने में उचित देखभाल की आवश्यकता होती है। रगोसिटी के सह-कुशल, एन के कुछ मूल्य, विभिन्न प्रकार की सतह स्थितियों के लिए नीचे दी गई तालिका में दिए गए हैं।
उदाहरण 3:
अंजीर में दिखाए गए अनुसार एक नदी में निश्चित अंतराल पर उच्चतम बाढ़ पर बिस्तर का स्तर होता है। 500 मीटर अपस्ट्रीम और 500 डाउनस्ट्रीम पर सबसे कम बेड का आरएल क्रमशः 107.42 मीटर और 105JO मीटर है। अधिकतम बाढ़ मुक्ति की गणना करें यदि नदी में काफी साफ, सीधे किनारे हैं लेकिन कुछ खरपतवार और पत्थर हैं।
उपाय:
एचएफएल में क्रॉस-सेक्शन ए का क्षेत्र बीपीसी, पीसीडीओ, ओडीएफ आदि जैसे क्षेत्रों को स्ट्रिप्स में विभाजित करके पाया जा सकता है:
HFL में गीला परिधि P बिस्तर रेखा BCDEFGHI है जो रेखा BC, CD, DE आदि की लंबाई का योग है। इन लंबाई को नीचे की तरह काम किया जा सकता है (चित्र 3.5 देखें)।
बिस्तर ढलान, एस, 500 मीटर की दूरी पर सबसे कम बिस्तर का स्तर अंतर है और 500 मीटर की दूरी से विभाजित है।
विधि # 5. पुल स्थल पर क्रॉस-सेक्शन और वेग का क्षेत्र।
क्रॉस-सेक्शन के क्षेत्र को निश्चित अंतराल पर एचएफएल में नदी के स्तर की एक श्रृंखला लेकर मापा जाता है। बिस्तर ढलान आदि से सैद्धांतिक गणना के स्थान पर वेग के प्रत्यक्ष माप द्वारा इस मामले में वेग को साइट पर निर्धारित किया जाता है।
वेग को सीधे मापने के लिए, नदी को कुछ खंडों की चौड़ाई में विभाजित किया जाता है और फिर प्रत्येक खंड के लिए वेग को प्रत्येक खंड के केंद्र में रखी गई सतह फ्लोट द्वारा निर्धारित किया जाता है।
फ्लोट द्वारा एक निश्चित दूरी तय करने के लिए लिया गया समय स्टॉप वॉच द्वारा नोट किया जाता है और फ्लोट द्वारा तय की गई दूरी को समय के हिसाब से विभाजित किया जाता है। इस तरह के सतह वेग को प्रत्येक खंड के लिए निर्धारित किया जाना है और बाढ़ मुक्ति के अनुमान के लिए भारांक औसत मूल्य प्राप्त किया जाता है।
बिस्तर और बैंकों के आसपास के क्षेत्र में वेग कम से कम होता है और धारा की केंद्र रेखा पर इसका मतलब सतह के नीचे 0.3 d पर होता है जहां, d, पानी की गहराई है (चित्र देखें। 3.6)। यदि V, सतह पर वेग है, V b, तल पर वेग है और V m क्षुद्र वेग है, तो उनका संबंध निम्नलिखित समीकरण में स्थापित हो सकता है,
V m = 0.7 V s = 1.3 V b (3.15)
धारा के औसत वेग के निर्धारण के बाद, बाढ़ निर्वहन द्वारा प्राप्त किया जाता है;
क्यू = एवी एम (3.16)
विधि # 6. उपलब्ध रिकॉर्ड :
कुछ मामलों में यह संभव हो सकता है कि वियर या बैराज साइटों पर अधिकतम बाढ़ डिस्चार्ज को मापा जाए। इस मूल्य की तुलना सैद्धांतिक रूप से काम किए गए मूल्य से की जा सकती है और अंतिम मूल्य का चयन किया जा सकता है। इस प्रकार बाढ़ मुक्ति, हालांकि बहुत यथार्थवादी है, एक कमज़ोरी से ग्रस्त है। रिकॉर्ड्स की आयु, चूंकि खरपतवार या बैराज ज्यादातर हालिया निर्माण के हैं।
बाढ़ मुक्ति अधिमानतः महत्वपूर्ण पुलों के लिए 100 वर्ष के रिकॉर्ड किए गए मूल्य और कम महत्वपूर्ण पुलों के लिए 50 वर्ष के रिकॉर्ड किए गए मूल्य की अधिकतम होगी। शब्द "100 वर्ष का मूल्य" और "50 वर्ष का मूल्य" क्षणिक शिखर निर्वहन के रूप में परिभाषित किए गए हैं, जो "औसतन" 100 वर्षों में एक बार या 50 वर्षों में एक बार होते हैं।
वाक्यांश "औसत पर" का अर्थ है सभी चोटी का निर्वहन, जैसा कि मामला हो सकता है 100 साल या 50 साल की अवधि में मनाया जाता है और चोटियों का औसत लिया जाता है।
