Design of Canals MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Design of Canals - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

संकल्पना:

लेसी ने जलोढ़ में गहन शोध के बाद तीन स्वतंत्र समीकरण दिए और रिजीम का विचार दिया।

लेसी द्वारा दिए गए समीकरण निम्न हैं:

\({\bf{v}} = √ {\frac{2}{5}{\bf{Rf}}}\)

\({\bf{A}}{{\bf{f}}^2} = 140{{\bf{v}}^5}\)

\({\bf{v}} = 10.8{{\bf{R}}^{\frac{2}{3}}}{{\bf{S}}^{\frac{1}{3}}}\)

लेसी के अनुसार, सिक्त परिमाप P निम्न द्वारा दिया जाता है

P = 4.75 √Q

इसिलए जलोढ़ चैनल का सिक्त परिमाप डिज़ाइन निस्सरण में वृद्धि के साथ बढ़ता है।

महत्वपूर्ण  बिंदु:

लेसी और केनेडी सिद्धांत के बीच अंतर निम्नानुार हैः-

स्पष्टीकरण:

नहर:

• एक नहर एक कृत्रिम चैनल है जो आमतौर पर नदी या जलाशय से खेतों (या सिंचाई क्षेत्रों) में पानी ले जाने के लिए जमीन पर निर्मित आकार में समलम्बाकार होता है।
• नहरों ने कृषि क्षेत्रों में सुनिश्चित सिंचाई आपूर्ति बनाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है और देश में हरित क्रांति में महत्वपूर्ण योगदान दिया है।

नहर संरेखण​:

• एक नहर को इस तरह से संरेखित किया जाना चाहिए कि यह सिंचाई के लिए प्रस्तावित पूरे क्षेत्र को कवर करे, संभावित लंबाई की कमी के साथ, और साथ ही, जल निकासी कार्यों की लागत सहित इसकी लागत न्यूनतम हो।
• एक नहर की विस्तृत स्थलाकृतिक जांच के लिए, एक नहर को रिज लाइन के साथ संरेखित किया जाता है।
• सिंचाई नहरें आमतौर पर रिज लाइन के साथ संरेखित होती हैं।
• सिंचाई नहरों को आम तौर पर रिज लाइन के साथ संरेखित किया जाता है क्योंकि यह रिज के दोनों किनारों पर गुरुत्वाकर्षण सिंचाई सुनिश्चित करता है।

IS 10430 : 2000 के अनुसार, विभिन्न प्रकार की नहरों का अधिकतम अनुमत वेग नीचे तालिका के रुप में दिया गया है। नहर में अभिमार्जन से बचने के लिए वेग सीमित रखा जाता है।

संकल्पनाएं:

नहर अस्तर को अस्तर की सतह के आधार पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है:

1. मृदा के प्रकार का अस्तर
2. कठोर सतह अस्तर

1. मृदा के प्रकार का अस्तर: वे दो प्रकार के होते हैं: संहन मृदा अस्तर और मृदा सीमेंट अस्तर

A. संहन मृदा अस्तर: इसमें निर्माण स्थलों के पास उपलब्ध मृदा पदार्थ का उपयोग किया जाता है और वायु और जल को विस्थापित करके मृदा में रिक्तियों के आकार को कम करने के लिए संहन किया जाता है जिसके  बदले मृदा में घनत्व, संपीड़न सामर्थ्य और अपरूपण सामर्थ्य में वृद्धि होती है और पारगम्यता और निस्यंदन ह्रास को कम करता है।

B. मृदा सीमेंट अस्तर: इसमें रेतीली मृदा और सीमेंट को कुछ निश्चित अनुपात में मिलाया जाता है और मिश्रण का उपयोग नहर के अस्तर के लिए किया जाता है। सीमेंट की मात्रा मृदा की मात्रा के हिसाब से कम से कम 2-8% होनी चाहिए।

2. कठोर सतह अस्तर: यह चार प्रकारों में उप-विभाजित है:

A. सीमेंट कंक्रीट अस्तर: कंक्रीट अस्तर दोनों छोटे और बड़े चैनलों और उच्च और निम्न प्रवाह वेग दोनों के लिए उपयुक्त हैं।

B. ईंट अस्तर: ईंट अस्तर के मामले में, नहर के किनारों और संस्तर पर सीमेंट मोर्टार का उपयोग करके ईंटें बिछाई जाती हैं। ईंटों को बिछाने के बाद, सीमेंट मोर्टार का उपयोग करके सतह पर चिकनी परिष्कृति प्रदान की जाती है।

C. प्लास्टिक अस्तर: इसमें, नहर अस्तर के लिए विभिन्न प्रकार की प्लास्टिक झिल्ली जैसे अल्पघनत्व पॉली एथिलीन, उच्च आण्विक उच्च घनत्व पॉलीथिन, पॉलीविनाइल क्लोराइड का उपयोग किया जाता है।

D. गोलाश्म अस्तर: अनियमित श्रेणीकरण वाले विभिन्न आकार के पत्थर ब्लॉक्स को नहर अस्तर के लिए मोर्टार के साथ बिछाया जाता है।

स्पष्टीकरण:

नहर निर्गम या मॉड्यूल:

(i) नहर निर्गम एक छोटी संरचना होती है जिसे जलमार्ग के शीर्ष पर बनाया जाता है ताकि इसे एक छोटे या एक वितरण चैनल से जोड़ा जा सके।

(ii) इसे स्लूस भी कहते हैं।

नहर निर्गम के प्रकार:

नहर निर्गम को मुख्य रूप से तीन वर्गों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

(i) गैर मॉड्यूलर निर्गम:

• गैर मॉड्यूलर निर्गम वे निर्गम हैं जिनका निस्सरण वितरक और जलमार्ग के बीच जल स्तर (यानी शीर्ष) के अंतर पर निर्भर करता है।
• इस तरह के निर्गम को इसके ऊर्ध्वप्रवाह सिरे पर एक शटर द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
• गैर मॉड्यूलर निर्गम न्यून शीर्ष की स्थिति के लिए बहुत उपयुक्त हैं।
• उदाहरण: जलमग्न पाइप निर्गम और चिनाई के रास्ते

(ii) सेमी-मॉड्यूलर निर्गम:

• सेमी मॉड्यूलर निर्गम वे निर्गम हैं जिनका निस्सरण केवल वितरक में जल स्तर पर निर्भर करता है और जल स्तर में जल स्तर से अप्रभावित रहता है बशर्ते कि काम करने के लिए आवश्यक न्यूनतम कार्यकारी शीर्ष उपलब्ध हो।
• उदाहरण: पाइप निर्गम, वेंचुरी अवनालिका

(iii) मॉड्यूलर निर्गम:

• मॉड्यूलर निर्गम वे होते हैं जिनका निस्सरण वितरक और जलमार्ग में जल स्तर के अंतर से स्वतंत्र होता है।
• इन्हें कठोर मॉड्यूल कहा जाता है।
• उदाहरण: गिब का मॉड्यूल

संरेखण के आधार पर 3 श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है।वे निम्न हैं:

1. कटक नहर, 2. समोच्च रेखा नहर और 3.  पृष्ठ ढलान नहर

इनकी विशेषताऐं नीचे दी गई हैं:

स्पष्टीकरण:

IS 10430 : 2000 के अनुसार, विभिन्न प्रकार की नहरों का अधिकतम अनुमत वेग नीचे तालिका के रुप में दिया गया है। नहर में अभिमार्जन से बचने के लिए वेग सीमित रखा जाता है।

स्पष्टीकरण:

नहर निर्गम या मॉड्यूल:

नहर निर्गम एक छोटी संरचना होती है जिसे जलमार्ग के शीर्ष पर बनाया जाता है ताकि इसे एक छोटे या एक वितरण चैनल से जोड़ा जा सके। इसे जलमार्ग भी कहते हैं।

नहर निर्गम के प्रकार:

नहर निर्गम को मुख्य रूप से तीन वर्गों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

(i) गैर मॉड्यूलर निर्गम:

• गैर मॉड्यूलर निर्गम वे निर्गम हैं जिनका निस्सरण वितरक और जलमार्ग के बीच जल स्तर (यानी शीर्ष) के अंतर पर निर्भर करता है।
• इस तरह के निर्गम को इसके ऊर्ध्वप्रवाह सिरे पर एक शटर द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
• गैर मॉड्यूलर निर्गम न्यून शीर्ष की स्थिति के लिए बहुत उपयुक्त हैं।
• उदाहरण: जलमग्न पाइप निर्गम और चिनाई के रास्ते

(ii) अर्ध-मॉड्यूलर निर्गम:

• अर्ध मॉड्यूलर निर्गम वे निर्गम हैं जिनका निस्सरण केवल वितरक में जल स्तर पर निर्भर करता है और जल स्तर में जल स्तर से अप्रभावित रहता है बशर्ते कि काम करने के लिए आवश्यक न्यूनतम कार्यकारी शीर्ष उपलब्ध हो।
• उदाहरण: पाइप निर्गम, वेंचुरी अवनालिका

(iii) मॉड्यूलर निर्गम:

• मॉड्यूलर निर्गम वे होते हैं जिनका निस्सरण वितरक और जल कोर्स में जल स्तर के अंतर से स्वतंत्र होता है।
• इन्हें दृढ़ मॉड्यूल कहा जाता है।
• उदाहरण: गिब का मॉड्यूल

अवधारणा:

अवसाद का न्यूनतम आकार जो हाइड्रोलिक त्रिज्या R और निचली ढलान S वाले चैनल में स्थिर रह सकता है, है

d ≥ 11 RS

जहाँ, R = हाइड्रोलिक त्रिज्या और S =  ढलान

गणना:

दिए गये आंकडें,

R = 2 m = 2000 mm

S = 0.0001

नदी के तल पर अवसाद के कणों का अपेक्षित सबसे छोटा आकार है:

d ≥ 11 RS

d ≥ 11× 2000 × 0.0001

d ≥ 2.2 mm

संकल्पना:

लेसी के रेजिम की चौड़ाई और जलोढ़ नदी की गहराई:

• लेसी के अनुसार जलोढ़ नदी के लिए रेजिम की चौड़ाई = नम परिधि = 4.75 √Q
• ऐसी नदियों के लिए लेसी की सामान्य परिमार्जन गहराई, R = 0.473 (Q/f) ^1/3

परिमार्जन की गहराई का यह समीकरण तभी लागू होगा जब नदी की चौड़ाई = 4.75 √Q की रेजिम की चौड़ाई

• वास्तविक नदी की चौड़ाई के किसी अन्य मूल्य के लिए, सामान्य परिमार्जन गहराई इसके द्वारा दी जाती है,

R' = 1.35 (q2/f)1/3

जहां, q = Q/B

B = चैनल की आधार चौड़ाई

f = गाद गुणक

गणना:

दिया गया,

f = 1, Q = 96 m3/s, B = 12 m

q = Q/B = 96/12 = 8 m2/sec

सामान्य परिमार्जन गहराई इसके द्वारा दी जाती है,

R' = 1.35 (q2/f)1/3

R' = 1.35 (82/1)1/3 =5.4 m

स्पष्टीकरण:

नहरों की लेसी का गाद सिद्धांत

लेसी ने बताया है कि चैनल रिजीम की स्थिति में नहीं हो सकता है यदि यह गैर-परिमार्जन और गैर-गादन वेग के साथ बह रहा हो। इसलिए, उन्होंने तीन रिजीम शर्तों को निम्नानुसार परिभाषित किया है :

1. वास्तविक रिजीम 
2. प्रारंभिक रिजीम
3. अंतिम रिजीम

1. वास्तविक रिजीम 

एक चैनल को रिजीम की स्थिति में कहा जाता है यदि यह जल और अवसाद को साम्यावस्था में इस तरह से पहुँचाता है चैनल को न तो गादन होता है और न ही परिमार्जन होता है। लेकिन लेसी के अनुसार, चैनल को निम्नलिखित शर्तों को रिजीम की स्थिति में संतुष्ट करना चाहिए।

• नहर निर्वहन स्थिर होना चाहिए।
• चैनल को असंगत जलोढ़ मृदा के माध्यम से प्रवाहित किया जाना चाहिए, जिसे आसानी से परिमार्जन किया जा सकता है क्योंकि यह जमा हो सकते है और यह अवसाद को उसी ग्रेड का होना चाहिए जो पहुँचाया जाता है।
• गाद​ ग्रेड स्थिर होना चाहिए।
• गाद शुल्क, जो न्यूनतम पहुँचाया गया भार है, स्थिर होना चाहिए।

यदि उपरोक्त शर्ते संतुष्ट होती है तो चैनल को वास्तविक रिजीम स्थिति में कहा जाता है। लेकिन वास्तविक व्यवहार में यह संभव नहीं है। इसलिए लेसी ने दो अन्य शर्तों को परिभाषित किया जो प्रारंभिक और अंतिम रिजीम की शर्तें हैं।

2. आरंभिक रिजीम

एक चैनल को प्रारंभिक रिजीम की स्थिति में तब कहा जाता है, जब केवल चैनल का तल ढलान गादन और परिमार्जन से प्रभावित होता है और अन्य पैरामीटर गैर-गादन और गैर-परिमार्जन वेग की स्थिति में भी स्वतंत्र होते हैं। यह असंगत जलोढ़ की अनुपस्थिति के कारण हो सकता है। लेसी के अनुसार, प्रारंभिक रिजीम स्थिति के लिए रिजीम सिद्धांत लागू नहीं है।

3. अंतिम रिजीम

यदि चैनल पैरामीटर जैसे पक्ष, तल ढलान, गहराई आदि प्रवाह दर और गाद ग्रेड के अनुसार बदल रहे हैं तो इसे अंतिम रिजीम स्थिति में कहा जाता है। चैनल आकृति गाद ग्रेड के अनुसार भिन्न हो सकती है जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है:

ध्यान दें:

लेसी ने निर्दिष्ट किया कि रिजीम सिद्धांत केवल अंतिम रिजीम स्थिति के लिए मान्य है और उन्होंने यह भी निर्दिष्ट किया कि अर्ध-दीर्घवृत्त रिजीम चैनलों का आदर्श आकार है।

स्पष्टीकरण:

लेसी के सिद्धांत के अनुसार, निम्नलिखित सूत्र नीचे दिए गए हैं:

1. द्रवचालित माध्य गहराई, \(R = \frac{5}{2}\frac{{{V^2}}}{f}\)
2. चैनल अनुभाग का क्षेत्रफल, \(A = \frac{Q}{V}\)
3. गीली परिधि, \(P = 4.75\sqrt Q \)
4. रिजीम माध्य वेग  \(V = {\left( {\frac{{Q{f^2}}}{{140}}} \right)^{1/6}}\)
5. बिस्तर ढलान, \(S = \frac{{{f^{5/3}}}}{{3340{Q^{1/6}}}}\)

गणना:

Q = 2500 cumec

\(P = 4.75\sqrt Q =4.75\sqrt {2500}\)  = 237.5 m

व्याख्या:

एक पंक्तिबद्ध नहर के लिए अनुशंसित न्यूनतम फ्रीबोर्ड इस प्रकार है:

10 m3/s से अधिक निस्सरण का वहन करने वाली नहर के लिए अनुशंसित न्यूनतम फ्रीबोर्ड 0.75 m होगा। 

स्पष्टीकरण:

कैनेडी के सिद्धांत के अनुसार, क्रांतिक वेग V निम्न द्वारा दिया जाता है V = 0.55 ×  m × D^0.64

जहाँ D= प्रवाह की गहराई

m= क्रांतिक वेग अनुपात। m का मान मृदा की स्थिति पर निर्भऱ करता है।

इस प्रकार, V = 0.55 × 1× 1^0.64 = 0.55 m/s

संकल्पना:

क्षमता कारक:

a) नहर की क्षमता का कारक नहर के हेडवर्क्स में निर्वहन के आधार पर ड्यूटी है।

b) क्षमता कारक को एक अवधि के दौरान नहर में औसत आपूर्ति निर्वहन से इसकी डिजाइन पूर्ण क्षमता के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। 

नहर का क्षमता कारक = \(\frac{Average \ supply \ discharge}{Full \ supply \ discharge}\)

गणना:

दिया गया डेटा:

पूर्ण आपूर्ति निर्वहन = 60 क्यूमेक

औसत आपूर्ति निर्वहन = 40 क्यूमेक

नहर का क्षमता कारक = \(\frac{Average \ supply \ discharge}{Full \ supply \ discharge}\)

नहर का क्षमता कारक = 40/60

नहर का क्षमता कारक = 0.666

नहर का क्षमता कारक = 0.67

Additional Information
समय कारक: यह जलपूरण की अवधि के दौरान नहर के वास्तव में बहने वाले दिनों की संख्या और जलपूरण की अवधि के दिनों की कुल संख्या का अनुपात है।

आउटलेट निर्वहन कारक: आउटलेट निर्वहन कारक नहर के आउटलेट पर फसल के पानी की कर्तव्य है।