Subsurface lithology, Runoff, Sediment yield, Water table, Aeration zone, Saturated zone, regolith, Porosity, Permeability To access the translated content: 1. The translated content of this course is available in regional languages. For details please visit https://nptel.ac.in/translation The video course content can be accessed in the form of regional language text transcripts, books which can be accessed under downloads of each course, subtitles in the video and Video Text Track below the video. Your feedback is highly appreciated. Kindly fill this form https://forms.gle/XFZhSnHsCLML2LXA6 2. Regional language subtitles available for this course To watch the subtitles in regional languages: 1. Click on the lecture under Course Details. 2. Play the video. 3. Now click on the Settings icon and a list of features will display 4. From that select the option Subtitles/CC. 5. Now select the Language from the available languages to read the subtitle in the regional language.
तो, वापसी पर आपका स्वागत है। इसलिए
पिछले व्याख्यान में, हम सतह के पानी
के बारे में बात कर रहे थे और फिर मूल
रूप से जब हम सतह का पानी कहते हैं, तो
हमारे दिमाग में तुरंत जो चीज आती
हैं, वह है अपवाह। तो,
अपवाह कई कारकों से प्रभावित होगा,
मुख्य रूप से उपसतह लिथोलॉजी(lithology), ढलान
और निश्चित रूप से यह तलछट की पैदावार
को भी प्रभावित करेगा, और फिर अंत में हमने
2 बेसिनों के बारे में चर्चा की, बेसिन
A और बेसिन B, जो ऊपरी हिस्से में उच्च
जल निकासी घनत्व को दर्शाता है, जबकि
निचले हिस्से में कम घनत्व (को दर्शाता
है)।
वह मूल रूप से इसलिये था क्योंकि ऊपरी
हिस्से को शेल द्वारा अधिकृत या आधारित
कर लिया जाता है, जबकि निचले हिस्से को
बलुआ पत्थर द्वारा आधारित किया गया
है। बलुआ
पत्थर अधिक छिद्रपूर्ण और पारगम्य है,जबकि
शेल जो ज्यादातर बहुत महीन मिट्टी
के कणों से बना होता है, ज्यादातर हम यही
देखते हैं यह कम पारगम्य और अधिक छिद्रपूर्ण
है।
इसलिए,
मिट्टी में पानी को धारण करने की क्षमता
होती है, लेकिन यह पानी को अपने माध्यम
से प्रवाहित नहीं होने देती है और यही
कारण है कि हम दो ड्रेनेज बेसिन(drainage basins) A और
B जो हम पिछली स्लाइड में दिखा रहे थे, के
ऊपरी हिस्से में एक उच्च जल निकासी
घनत्व देखते हैं।
आगे बढ़ते हुए, अपवाह और तलछट उपज को प्रभावित
करने वाले के कारक। तो,
सबसे महत्वपूर्ण भूगर्भीय कारक हैं,
चट्टान और मिट्टी के प्रकार, बनावट
और संरचना, खनिज विज्ञान, और अपक्षय की श्रेणी।अपवाह
में वृद्धि या अवशोषण। तो, जो
पानी वर्षा के माध्यम से सतह पर गिर रहा
है, अवशोषित हो जाएगा या अपवाह में वृद्धि
होगी, यह निश्चित रूप से प्रभावित
करेगा । तो, क्षेत्र में
चट्टानों या मिट्टी के प्रकार और बनावट
और संरचना, खनिज विज्ञान, अपक्षय की श्रेणी
अपवाह को प्रभावित करेंगे।
फिर स्थलाकृति आती
है, यानि उभार, ढलान, सीधी ढलान घुसपैठ
को कम करती है, अपवाह और वेग में वृद्धि
करती है।अब, ये कुछ बिंदु हैं, जो बहुत
महत्वपूर्ण हैं,जब हम बाढ़ के खतरे के
बारे में बात करते हैं, तो ध्यान रखें
कि ये महत्वपूर्ण बिंदु हैं,ये महत्वपूर्ण
बिंदु हैं जिन पर हम बात करेंगे जब
हम बाढ़ के खतरे के बारे में बात करते
हैं।फिर जलवायु कारक, वर्षा की तीव्रता
और अवधि और वर्षा की आवृत्ति; यानि
बारिश की आवृत्ति जो अपवाह और तलछट
की उपज को भी प्रभावित करेगी।
क्षेत्र में उच्च
तीव्रता के तूफानों की आवृत्ति भी अपवाह
और तलछट प्राप्तिको प्रभावित करेगी। तूफान
और तीव्र अपवाह
के कारण बड़ी मात्रा में तलछट और पानी
की बड़ी मात्रा होती है। फिर वनस्पति
कारक आता है,
इनका प्रकार, आकार, और वितरण कई मायनों
में धारा प्रवाह को प्रभावित कर सकता
है।मोटी वनस्पति कटाव की रक्षा करेगी। तो,
कम कटाव से धाराओं में
अपवाह कम हो जाएगा, जबकि वनस्पति की
कमी अपवाह को बढ़ा सकती है। भूमि-उपयोग
कारक,कृषि, शहरीकरण निश्चित रूप से अपवाह
और तलछट उपज को प्रभावित करेगा।
इसलिए, यदि आप शहरीकरण करते हैं, तो
आप बहुत सारे कृषि क्षेत्र को हटाने
जा रहे हैं या आप वनों की कटाई कर रहे हैं,
और अंत में जब भी बारिश होती है, क्षरण होता
है। तो, ये कुछ बिंदु हैं, भूवैज्ञानिक
कारक, स्थलाकृति,
जलवायु,वनस्पति, और भूमि उपयोग कारक
जो अपवाह और तलछट उपज को प्रभावित
कर रहे हैं।
जल विज्ञान और जलवायु। फिर, यह वही है जो
हम हिमालय के करीब
देखते हैं। तो पहाड़ों की उच्च ऊँचाई है
और हवा जो समुद्र
से बह रही है या पहाड़ों के पार(बह रही है)। तो,
प्रचलित हवाएँ महासागरों पर गर्म हवा ले जाती
हैं जहाँ यह नमी और जल वाष्प इकट्ठा
करतीं है। इसके अलावा जब यह पहाड़ों
के करीब पहुंचती हैं, जब नम हवा
पहाड़ों का सामना करती है, यह उठती है,
ठंडी होती है, और घनीभूत होती है, जिससे बारिश
होती है और परिणाम बारिश या बर्फबारी
में होता है, और तीसरा परिणाम यह है कि यह
प्रतिवात ढलान पर बरसात करती है।
जैसे-जैसे हवा का द्रव्यमान पर्वतों
के ऊपर से गुजरता है, ठंडी हवा
में अब नमी की कमी हो जाती है और ये नीचे
आती है और गर्म हो जाती है, जिससे इसकी
सापेक्ष आर्द्रता कम हो जाती है। इसलिए,
हम यहां भू-आकृति के रूप में जो देखते
हैं वह है रेगिस्तान।तो,
पांचवा एक सूखा अनुवात ढलान या वर्षा छाया
क्षेत्र बनता है। तो यह है कि कैसे हाइड्रोलॉजिकल
चक्र भू-आकृति गठन से जुड़ा है। तो,
अनुवात क्षेत्र
की ओर जो रेगिस्तान, जो हम देखते हैं,पहाड़ों
के ऊपर से गुजरती
हवा के द्रव्यमान के कारण है, इसकी सापेक्ष
आर्द्रता कम हो जाती है, और इसका सबसे अच्छा
उदाहरण हिमालय और तिब्बत है, दूसरी
तरफ तिब्बत है जहां हमारे पास रेगिस्तान
है।
तो, अब हम कुछ महत्वपूर्ण बिंदुओं के बारे
में बात करेंगे, एक्वीफर(aquifer), एक्विक्लूड(aquiclude),
एक्विटार्ड(aquitard) का क्या अर्थ है और सामग्री
की संरंध्रता और पारगम्यता क्या है,
और यह किस प्रकार सामग्री से सामग्री
में भिन्न होती है, हम इस भाग में देखेंगे। तो
उपसतह हस्तांतरण, मुख्य रूप से भूजल।
इसलिए,
जमीन में पानी, भूजल को जमीन में मौजूद
सभी पानी के रूप में परिभाषित किया गया
है बेडराक(bedrock) या मिट्टी के भीतर छिद्र
स्थान में। भूजल
का आयतन सतह पर सभी पानी के आयतन से 40%
बड़ा है । तो,
यह एक और महत्वपूर्ण बिंदु है जिसे आपको
ध्यान में रखना चाहिए कि भूजल सतह पर सभी
पानी की मात्रा से 40 गुना बड़ा है, या
तो यह ताजे पानी की झील या बहने वाली
नदियों में रूप में है। पृथ्वी
पर 1% से भी कम पानी भूजल है। अधिकांश
भूजल वर्षा के रूप में उत्पन्न होता
है। रिगोलिथ(regolith) पृथ्वी की सतह को
कवर करने वाली ढीली असंगठित तलछट है।
भूजल की गहराई, यह कुछ मीटर या सैकड़ों
मीटर से किलोमीटर तक हो सकती है। भूजल
आमतौर पर 750 मीटर की गहराई के पास में
होता है। हालाँकि,
रूसी वैज्ञानिक ने सतह से 11 किलोमीटर
से अधिक की गहराई पर पानी का सामना
किया है।
इसलिए, भूजल स्तर के ऊपर और नीचे, हमारे
पास असंतृप्त और संतृप्त क्षेत्र
है । तो,
असंतृप्त को वडोज ज़ोन(vadose zone) भी कहा
जाता है और संतृप्त ज़ोन को फ्रेटिक
ज़ोन(phreatic zone) भी कहा जाता है।
तो, अब जल स्तर से संबंधित कुछ शब्दावली। तो,
वातन का क्षेत्र मूल रूप से असंतृप्त
क्षेत्र है । तो वातन
के क्षेत्र को असंतृप्त क्षेत्र या वडोज
ज़ोन भी कहा जाता है,नम मिट्टी की एक
परत है जिसके बाद ज़ोन होता है जिसमें
रेगोलिथ में खुली जगह होती है या बेडराक
मुख्य रूप से वायु के साथ भरी होती हैं। तो,
यह असंतृप्त
है, ज़ाहिर है, यह हमारे लिए है, लेकिन
खाली जगह पर हवा है और पानी नहीं हैं,
जबकि असंतृप्त क्षेत्र के नीचे के संतृप्त
क्षेत्र के संदर्भ में, एक क्षेत्र जिसमें
सभी खाली जगह पानी से भरी होती है।
तो, यह वह
हिस्सा है जहां सभी खाली जगह या कण के
बीच की जगह पर पानी का कब्जा है और जिसे
संतृप्त क्षेत्र कहा जाता है। तो,
असंतृप्त वातन क्षेत्र
और संतृप्त के बीच की रेखा जल स्तर है,
और यह विभिन्न मौसमों के दौरान उतार-चढ़ाव
करती रहती है। संतृप्त क्षेत्र की ऊपरी
सतह
को जल स्तर कहा जाता है, यह संतृप्त और
असंतृप्त क्षेत्र के बीच संपर्क है।
यह पिछली स्लाइड की बढ़ी
हुई तस्वीर है, संतृप्त और असंतृप्त क्षेत्र
और यह जल स्तर है। तो, एक ढालू सतह और पास
की नदी के मामले में, आप क्या देखेंगे
कि नदी का जल स्तर पास के क्षेत्र में
जल स्तर को चिह्नित करेगा।
तो, यहाँ इसे और अधिक विस्तार
से दिखाया गया है। इसलिए, हमारे पास जो प्रोफ़ाइल(profile)
है, वह चट्टान के साथ मिट्टी है, छिद्रयुक्त
आधार, मुख्य रूप से बलुआ पत्थर है। तो,
छिद्रयुक्त बेडराक में खाली जगह है और
हम देखते हैं कि ऊपरी भाग में असंतृप्त
क्षेत्र है जिसमें मिट्टी और अपक्षयित
चट्टानें शामिल हैं और फिर हमारे पास
भूजल स्तर है, जो संतृप्त और असंतृप्त के बीच
संपर्क है, और संतृप्त ज़ोन में छिद्र पानी
से भरे होते हैं, जबकि असंतृप्त ज़ोन में,
छिद्र आंशिक रूप से पानी से भरे होते
हैं, लेकिन असंतृप्त में ज्यादातर हवा
छिद्रों में रहती है, यानी कि अपक्षयित
बेडराक जोन या वातन का क्षेत्र।
संरंध्रता
और पारगम्यता। संरंध्रता रेज़ोलिथ
निकाय के कुल आयतन का प्रतिशत है जिसमें
छिद्र नामक खुली जगह होती है। संरंध्रता
को
ज़ोन के आयतन से विभाजित छिद्रों के आयतन
के रूप में मापा जाता है, यानि कुल आयतन
द्वारा विभाजित छिद्रों का आयतन । अच्छी तरह
से
छंटाई की गई तलछट की संरंध्रता 30% होगी,
खराब छँटाई तलछट की संरंध्रता 15%, सीमेन्टेड(cemented)
तलछट की संरंध्रता मुश्किल से 10% है।
तो यह वही दिखाया गया है जहां आपके
पास A, B और C उदाहरण हैं जहां A अच्छी तरह
से छंटाई किया गया है, जहाँ संरंध्रता
अधिक होती है क्योंकि स्थान जो कि छँटनी
तलछट या चट्टानों के छोटे टुकड़े के
बीच उपलब्ध होता है, वे अधिक हैं, इसलिए
संरंध्रता कम छंटाई की तुलना में बहुत
अधिक हैं जहां हमारे पास कण के विभिन्न
आकार हैं। फिर
अगर आप सीमेंटेशन(cementation) कर रहे हैं, तो संरंध्रता
मुश्किल से 10% है। तो,
अच्छी छटाई से सीमेंटेड तलछट तक संरंध्रता
कम हो जाती है। चट्टानों में
संरंध्रता: वेसिकुलर और फ्रैक्चर वाले
बेसाल्ट (vesicular and fractured basalt) में संरंध्रता
30 से 40% तक होगी।
इसी तरह, यदि कुछ क्षेत्रों में खंडित चट्टानें
हैं, तो आपको अधिक संरंध्रता मिलेगी,
लेकिन शेल(shale) के मामले में, शेल की संरंध्रता
कम होगी, क्षमा करें इसकी पारगम्यता कम
है और संरंध्रता कहीं अधिक है। इसलिए,
तलछटी संरचनाओं के संदर्भ में, चूना
पत्थर में लगभग 30% की संरंध्रता है
, बलुआ पत्थर में एक अंतर-दानेदार स्थान
5%, कोन्ग्लोमेरेट(conglomerate) 20%, और फ्रैक्चर ग्रेनाइट(fracture
granite) 1% से कम है। तो
यह संरंध्रता के संदर्भ में है। तो,
हम
यहाँ खुली जगह या कणों के बीच उपलब्ध
छिद्रों की बात कर रहे हैं।
संरंध्रता, रिक्त
स्थान का प्रतिशत जिसे खाली जगह कहा
जाता है, तलछट या चट्टानों में शून्य स्थान
है और जैसा कि हम पहले ही चर्चा कर चुके
हैं कि यह कुल आयतन द्वारा विभाजित शून्य
स्थान की संख्या में मापी जाती है
और आगे एक और महत्वपूर्ण पैरामीटर पारगम्यता
है। अब, यह विशेष
सामग्री की पानी के माध्यम से अपने
भीतर से जाने की अनुमति देने की क्षमता है। तो,
इसका मतलब है
कि क्या परत पानी को इसके माध्यम से
जाने की की अनुमति देता है।
तो, इस मामले में,
बलुआ पत्थर की पारगम्यता शेल की पारगम्यता
की तुलना में अधिक होगी और यह सतह पर
बहुत अधिक परिलक्षित होगा, जैसा कि हमने
पिछली स्लाइड में एक उदाहरण में देखा
है और यह उच्च घनत्व और कम घनत्व है।इसलिए,
यदि आप असंगठित चट्टान को देखते हैं, तो चयनित
सामग्री की संरंध्रता और हाइड्रोलिक(hydraulic)
चालकता, उदाहरण के लिए असंगठित मिट्टी,
मिट्टी की संरंध्रता 50% है जो काफी उच्च
है। तब
हमारे पास रेत, बजरी, बजरी और रेत लगभग
20 है, जबकि चट्टानों के संदर्भ में 15% बलुआ
पत्थर है और 1% शायद ही संरंध्रता है
जो ग्रेनाइट के लिए है।.
तो, यह फिर से एक और उदाहरण है जो अनसीमेंटेड
सैंडस्टोन(uncemented sandstone) और सीमेंटेड सैंडस्टोन(cemented
sandstone) के बारे में बात करता है।अतः अनसीमेंटेड
सैंडस्टोन और सीमेंटेड सैंडस्टोन के संदर्भ
में अधिक संरंध्रता और कम संरंध्रता। अच्छी
तरह से क्रमबद्ध बलुआ पत्थर, अधिक
संरंध्रता; खराब ढंग से छांटा गया
बलुआ पत्थर, कम संरंध्रता।खंडित शेल में अधिक संरंध्रता
होगी, जबकि अखंडित शेल में कम संरंध्रता
हो सकती है। मिट्टी और गाद
के दानों के बीच बहुत कम मात्रा में छिद्र
स्थान उपलब्ध हो पाएगा, जबकि फ्रैक्चर
के साथ-साथ छोटे रिक्त स्थान उपलब्ध हैं,
अखंडित शेल की तुलना में खंडित शेल में
अधिक संरंध्रता होगी।
तो फिर से,
चट्टानों और तलछट प्रकार के एक्विफर
की संरंध्रता और पारगम्यता। तो, बजरी
में संरंध्रता
बहुत अधिक है, पारगम्यता बहुत अधिक है। खुरदुरी
रेत से मध्यम दाने
वाली रेत में फिर से संरंध्रता अधिक
है, पारगम्यता अधिक है। महीन दाने वाली
रेत और गाद,
मध्यम संरंध्रता ,मध्यम से कम पारगम्यता
।सैंडस्टोन, मध्यम रूप से सीमेंटेड,
मध्यम से कम संरंध्रता और कम पारगम्यता। खंडित
शेल और कायांतरित चट्टानें, कम संरंध्रता,
बहुत कम पारगम्यता। अखंडित शेल, बहुत कम संरंध्रता,
बहुत कम पारगम्यता
भी।
तो, जैसे-जैसे छिद्रों का व्यास बढ़ता है,
पारगम्यता
बढ़ती जाती है। बहुत बड़े छिद्र के साथ
बजरी बालू की तुलना
में अधिक पारगम्य हैं और कुओं को बड़ी
मात्रा में पानी दे सकती हैं।
अब, एक अन्य महत्वपूर्ण विषय भूजल संचार
और उपसतह-जलाशय
हैं।
तो, कारक जो घुसपैठ की दर को प्रभावित
करते
हैं। तो, घुसपैठ की दर का मतलब है जमीन
पर बारिश
का गिरना, वह वर्षा है, और फिर अपवाह है,
यह सब जमीन में घुस जाता है। इसलिए,जमीन
में छानने की दर स्थलाकृति, मिट्टी और चट्टान
के प्रकार,वर्षा
की मात्रा और तीव्रता, वनस्पति, भूमि उपयोग
से प्रभावित होगी, इसके बारे में हमने
बात की है। इसलिए,ये कुछ महत्वपूर्ण बिंदु
हैं जिन्हें किसी को याद रखने की
आवश्यकता है क्योंकि घुसपैठ उपसतह जलाशय
के पुनर्भरण को भी प्रभावित करती हैं। इसलिए,
यदि अपवाह अधिक है, तो घुसपैठ कम होगी
और कम पुनर्भरण
को उपसतह में अनुभव किया जाएगा।
इसलिए, भूजल संचार हाइड्रोलॉजिकल चक्र
का एक हिस्सा है, हम शुरू से
बात कर रहे हैं कि धरातल अपवाह और भूजल
की भूमिगत गति हाइड्रोलॉजिकल चक्र का हिस्सा है
। इसलिए, जैसे ही बारिश का पानी जमीन
में जाता है, भूजल जलाशय में
प्रवेश करता है।अब, यह स्केच जो समग्र
रूप से वर्षा, रिसाव और भूजल संचार और
उपसतह निर्वहन की व्याख्या करता है
। तो, यह जल स्तर है,जो चिह्नित है।तो, यह
भूजल संचार है और यह नदी
में चला जाता है।
भूजल का पुनर्भरण और निर्वहन। पुनर्भरण
क्षेत्र से जमीन के माध्यम से निकटतम
निर्वहन क्षेत्र
स्थानांतरित होने में लगने वाला
समय ,गति की दर और यात्रा दूरी पर निर्भर
करता है। तो, यह कहता है कि भूजल के गहरे
हिस्से में अधिक समय लगेगा। इसलिए,
संचार कुछ
दिनों से लेकर संभवतः हजारों वर्षों तक
ले सकता है ,जहां पानी भूजल
के गहरे हिस्से से होकर गुजरता है। तो,
भूजल का गहरा हिस्सा सतह में जाने में
लंबा समय लगा सकता है, इसलिए इसमें हजारों
वर्ष का समय लग सकता है।
यह वही है जो यहां दिखाया गया है, यह
पुनर्भरण क्षेत्र है और निर्वहन क्षेत्र
मूल रूप
से नदी के रूप में है, फ़्लूवियल लैंडस्केप(fluvial
landscape) और घुसपैठ करने वाले पानी को दिन
लगेंगे या साल या सहस्राब्दी। इसलिए,
मैं यहां रुकूंगा और हम अगले व्याख्यान
में जारी रखेंगे।
आपका
बहुत धन्यवाद।