Stream Flow Measurement MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Stream Flow Measurement - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

मध्यम गहरी धाराओं (> 3 मीटर) में वेग दो बिंदुओं पर देखा जाता है; (i) मुक्त सतह के नीचे प्रवाह की गहराई के 0.2 गुना पर V_0.2 और (ii) मुक्त सतह के नीचे प्रवाह की गहराई के 0.8 गुना पर (V_0.8)

\( V = \frac{1}{2} (V_{0.2d} + V_{0.8d}) = \frac{2 + 3.5}{2} = 2.75 मीटर/सेकंड \)

संकल्पना:

धारा मापी (करंट मीटर ):

• धारा मापी एक उपकरण है जिसका उपयोग प्रवाहित धारा में एक आवश्यक बिंदु पर प्रवाह के वेग को मापने के लिए किया जाता है। सामान्यतः इसमें एक पहिया या घूमने वाला तत्व होता है जिसमें ब्लेड या कप होते हैं, और एक पूंछ होती है जिस पर फ्लैट वेन या पंख लगे होते हैं।
• एक धारा मापी एक बिंदु पर वेग को मापता है, और कुल प्रवाह की गणना के लिए कई मापों की आवश्यकता होती है।
• प्रक्रिया में धारा के अनुप्रस्थ काट को ग्राफ पेपर पर मापना और प्लॉट करना है और कल्पना करना है कि यह समान चौड़ाई की पट्टियों में विभाजित है। प्रत्येक पट्टी के लिए औसत वेग का अनुमान उस पट्टी की गहराई के 0.2 और 0.8 पर मापे गए वेग के माध्य से लगाया जाता है। यह वेग, पट्टी के क्षेत्रफल का गुना, पट्टी के लिए प्रवाह देता है और कुल प्रवाह पट्टियों का योग होता है।
• उथले जल के लिए, गहराई के 0.2 और 0.8 पर औसत पठन के बजाय 0.6 गहराई पर एक एकल पठन ली जाती है।
• मध्य-गहराई वेग (गहराई का 20 - 80%); कई जलविज्ञानी और वैज्ञानिक अक्सर धारा की मध्य-गहराई पर औसत वेग की गणना करना पसंद करते हैं, जो आम तौर पर कुल जल की गहराई के 20% से 80% के बीच की गहराई से मेल खाती है। यह एक सामान्य विकल्प है क्योंकि यह धारा में मुख्य प्रवाह वेग का अच्छा निरूपण देता है।जिससे यह संभावित रूप से धीमी गति से चलने वाली सतह परत और धीमी गति से चलने वाली निकट-तल परत से बचाता है।

गणना:

दिया गया; नदी की गहराई = 15 m

औसत वेग की गणना 0.2 × 15 = 3 m और 0.8 × 15 = 12 m पर की जाएगी। अतः विकल्प (4) सही उत्तर है।

व्याख्या:

क्षेत्रफल-वेग विधि:

• यह विधि निरंतरता के सिद्धांत पर आधारित है, जिसमें कहा गया है कि नदी में पानी का निस्सरण प्रवाह के अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल और पानी के औसत वेग के गुणनफल के बराबर होता है।
• यह नदियों में प्रवाह मापने की एक लोकप्रिय विधि है।

​गणितीय रूप से, निस्सरण (Q) को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है;

Q = A × v

जहां; Q निस्सरण है, A प्रवाह का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल है, और v पानी का औसत वेग है।

• यह विधि अनुप्रस्थ-काट पर औसत निस्सरण का अनुमान प्रदान करती है और परिवर्ती प्रवाह स्थितियों वाली नदियों के लिए विशेष रूप से उपयोगी है।

वेन्चुरी फ्लूम:

• वेंचुरी फ़्लूम एक खुले चैनल का एक खंड है जिसकी चौड़ाई धीरे-धीरे कम होती जाती है और उसके बाद धीरे-धीरे बढ़ती हुई चौड़ाई होती है।
• वेंचुरी फ़्लूम को गले के फ्लूम के रूप में भी जाना जाता है और इसका उपयोग धाराओं, छोटे चैनलों आदि में प्रवाह को मापने के लिए किया जाता है।
• चूंकि प्रवाह एक खुले चैनल में होता है इसलिए प्रवाह का दाब वायुमंडलीय दाब होता है।
• वेंचुरी फ़्लूम विशेष रूप से ऐसे स्थान पर उपयुक्त है जहां दाबोच्चता की बड़ी हानि की अनुमति नहीं दी जा सकती है, जैसे कि सिंचाई नहर में।
• इसका उपयोग वहां भी किया जा सकता है जहां पानी गंदा होता है।

वियर:

• वियर नदी के जल स्तर को बढ़ाने और पानी को नहर में मोड़ने के लिए आवश्यक अवरोध प्रदान करता है। यह नदी में प्रवाह की दिशा के समकोण पर संरेखित है।
• इसका उपयोग खुले चैनलों में निस्सरण को मापने के लिए भी किया जाता है।

नदियों में प्रवाह को मापने की सबसे लोकप्रिय विधि "क्षेत्रफल-वेग विधि" है। अतः विकल्प (3) सही उत्तर है।

संकल्पना :

किसी भी द्रव-चालित संरचना डिजाइन के लिए अधिकतम बाढ़ निर्वहन की आवश्यकता होती है। किसी भी विधि के समान, बाढ़ की सटीक मात्रा और तीव्रता का अनुमान लगाना कठिन है, अपेक्षित बाढ़ और उसके परिणामस्वरूप होने वाली क्षति का केवल अनुमान या कल्पना की जा सकती है। अतः डिज़ाइन इंजीनियर का विवेक और निर्णय अत्यंत महत्वपूर्ण है।

• डिज़ाइन निर्वहन को निर्वहन निर्धारित करने के कम से कम दो तरीकों जैसे अनुभवजन्य, तर्कसंगत और/या क्षेत्र-वेग विधि से प्राप्त अधिकतम मान के रूप में लिया जा सकता है।
• यदि इस प्रकार प्राप्त मान अगले उच्च मान से 50% से अधिक है, तो अधिकतम डिज़ाइन निर्वहन निचले अनुमान से 2.5 गुना तक सीमित है।

व्याख्या:

धारामापी:

• धारा प्रवाह के विसर्जन या वेग को मापने के लिए धारामापी का उपयोग किया जाता है।
• इसमें धारा प्रवाह अनुप्रस्थ-काट को कई ऊर्ध्वाधर उपखंडों में बांटा गया है।
• प्रत्येक उपखंड में, उपखंड की चौड़ाई और गहराई को मापकर क्षेत्रफल प्राप्त किया जाता है, और पानी के वेग को धारामापी का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। प्रत्येक उपखंड में विसर्जन की गणना मापित वेग से उपखंड क्षेत्रफल को गुणा करके की जाती है। कुल विसर्जन की गणना प्रत्येक उपखंड के विसर्जन को जोड़कर की जाती है।

स्पष्टीकरण:

ढलान क्षेत्र विधि धारा प्रवाह माप तकनीक की एक अप्रत्यक्ष विधि है।

निर्वहन मापन की प्रत्यक्ष विधि: निम्नलिखित विधियाँ हैं:

• क्षेत्र वेग विधि
• चलित नाव विधि
• तनुकरण तकनीक
• विद्युतचुंबकीय विधि
• पराध्वनिक विधि

निर्वहन मापन की अप्रत्यक्ष विधि:

(i) इस विधि में, हम ऐसी तकनीक को शामिल करते हैं जो निर्वहन और गहराई के बीच संबंध की मदद से निर्वहन का पता लगाती है

(ii) इस विधि का व्यापक वर्गीकरण हैं:

• प्रवाह माप संरचना
• ढलान क्षेत्र विधि

ढलान क्षेत्र विधि:

(i) इस विधि में हम मैनिंग समीकरण की सहायता से निर्वहन पाते हैं।

(ii) इस समीकरण का उपयोग नदी के किसी भी छोर पर गहराई को उस पहुंच में बहने वाले निर्वहन से जोड़ने के लिए किया जाता है और इस तरह गहराई को जानकर हम निर्वहन का पता लगाते हैं।

(iii) पहुंच का चयन ढलान क्षेत्र विधि का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है। निम्नलिखित मानदंडों का पालन किया जाना चाहिए।

• उच्च जल चिह्नों की शुद्धता अच्छी होनी चाहिए।
• जहां तक संभव हो पहुंच सीधी और एक समान होनी चाहिए, यदि संभव न हो तो धीरे-धीरे संकुचन खंड का चयन करें।
• जैसे-जैसे पहुंच की लंबाई बढ़ती है, निर्वहन माप में सटीकता भी बढ़ती है। पहुंच की लंबाई औसत गहराई के 75 गुना से अधिक होनी चाहिए।

व्याख्या:

निस्सरण के मापन की अप्रत्यक्ष विधि:

(i) इस विधि में, हम ऐसी तकनीक का उपयोग करते है जिससे निस्सरण और गहराई के मध्य संबंध की सहायता से निस्सरण का पता लगाया जाता है।

(ii) इस विधि का व्यापक वर्गीकरण है:

• प्रवाह मापन संरचना
• प्रवणता क्षेत्रफल विधि

ढलान क्षेत्रफल विधि:

(i) इस विधि में हम मैनिंग के समीकरण की सहायता से निस्सरण का पता लगाते है।

(ii) इस समीकरण का उपयोग नदी के पाट के किसी भी सिरे पर गहराई और उस पाट पर बाढ़ निस्सरण को संबंधित करने के लिए किया जाता है और इस प्रकार हम गहराई को ज्ञात करके निस्सरण का पता लगा सकते है।

(iii) पाट का चयन ढलान क्षेत्रफल विधि का मुख्य भाग है। निम्न मानदंडों का पालन किया जाता है।

• उच्च जल चिन्हों की यथार्थता अच्छी होनी चाहिए।
• पाट जितना संभव हो सके उतना सीधा और एक समान होना चाहिए, यदि संभव नहीं है तो उत्तरोत्तर संकुचित भाग का चयन करना चाहिए।
• जैसे-जैसे पाट की लम्बाई बढ़ती है, निस्सरण के मापन में यथार्थता भी बढ़ती है। एक पाट की लम्बाई माध्य गहराई से 75 गुना अधिक होनी चाहिए।

निस्सरण मापन की प्रत्यक्ष विधि: यहाँ निम्न विधियाँ है:

• क्षेत्रफल वेग विधि
• गतिशील नौका विधि
• तनुकरण तकनीक
• वैद्युत चुम्बकीय विधि
• पराध्वनिक 

स्पष्टीकरण:

बहिःस्राव धारा: एक धारा जिसमें भूजल जलाशय से पानी निस्सरित किया जाता है, जिसे कभी-कभी एक प्राप्ति धारा कहा जाता है।

अंतःस्त्रावी धारा: एक लुप्त धारा, विलोपी धारा, अंतःस्त्रावी धारा या डूबती नदी एक धारा या नदी है जो नीचे की ओर बहने पर पानी खो देती है। पानी स्थानीय भूजल को पुनः आवेशित करने के लिए जमीन में अंतःस्यंदन करता है क्योंकि जल तालिका धारा चैनल के आधार से नीचे है।

तो यह स्पष्ट है कि एक धारा जो जल तालिका को पानी प्रदान करती है उसे एक अंतःस्त्रावी धारा के रूप में जाना जाता है।

व्याख्या:

एक नदी के मंच को उसके डेटम (आधार) (या तो MSL या किसी यादृच्छिक डेटम) से ऊपर मापे गए जल-सतह ऊंचाई के रूप में परिभाषित किया जाता है।

स्वचालित प्रमापी अभिलेखी के प्रकार:

प्लव प्रमापी

• सबसे आम प्रकार।
• स्टिलिंग द्रोणी में संचालित प्लव को अभिलेखी की घिरनी पर एक प्रतितोलक भार द्वारा संतुलित किया जाता है।
• जल की सतह की ऊंचाई बढ़ने और कम होने के कारण प्लव के विस्थापन के कारण अभिलेखी की घिरनी और निवेश कूपक का कोणीय विस्थापन हुआ।

बुद्बुद प्रमापी

• इसमें संपीडित वायु या गैस नदी के तल पर बहुत धीमी गति से बाहर निकलती है।
• एक दाब प्रमापी गैस के दाब को मापता है जो बदले में निकास के ऊपर जल के स्तंभ के बराबर होता है।

हस्तचालित प्रमापी अभिलेखी के प्रकार:

दंड प्रमापी

• उपयोग में सबसे आसान
• जल की सतह के संपर्क में अंशांकित दंड की मदद से मापा जाता है।

तार प्रमापी

• इसमें जल की सतह को छूने के लिए एक रील द्वारा वजन कम किया जाता है।
• यांत्रिक गणित्र पहिये के घूर्णन को मापता है जो भुगतान किए गए तार की लंबाई के समानुपाती होता है।

डिक्केन की विधि

इसे उत्तरी भारत के लिए अपनाया गया था।

\({Q_P} = {C_D}{A^{\frac{3}{4}}}\)

जहाँ

QP = चरम निस्सरण m3/s में

A = क्षेत्रफल km2 में

CD = क्षेत्र में लागू गुणांक है।

महत्वपूर्ण बिंदु:

बाढ़ निस्सरण करने के लिए विभिन्न आनुभविक विधि निम्नानुसार हैं:

रायवि की विधि

\({Q_P} = {C_R}{A^{\frac{2}{3}}}\)

इस सूत्र का उपयोग केवल दक्षिणी भारत में किया जाता है।

जारवी की विधि

यह सूत्र पूर्वी भारत के लिए लागू किया जाता है।

\({Q_P} = C\sqrt A\)

इंग्लिस विधि

यह सूत्र केवल महाराष्ट्र में उपयोग किया जाता है। यहां तीन अलग-अलग मामलों को ध्यान में रखा जाता है।

\({Q_P} = \frac{{124A}}{{\sqrt {A + 10.4} }} \cong 123\sqrt A \)

व्याख्या

निर्वहन माप विधियों का वर्गीकरण निम्न हैं:

प्रत्यक्ष विधि

1) क्षेत्र वेग विधि

2) तनूकरण विधि

3) पराध्वनिक विधि

4) चल नाव विधि

5) विद्युतचुंबकीय विधि

अप्रत्यक्ष विधि

1) ढाल क्षेत्र विधि

2) Q - मापने की संरचना [बंधिका, खांच आदि]

∴ ढलान क्षेत्र विधि निर्वहन माप की प्रत्यक्ष विधि नहीं है

व्याख्या:

वायु संघट्टदाब नलिका:

• स्थिर और गतिशील दबाव अंतर को मापकर द्रव प्रवाह वेग को मापने के लिए वायु संघट्टदाब नलिका का उपयोग किया जा सकता है।
• तरल प्रवाह में गतिज ऊर्जा को स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तित करके द्रव प्रवाह वेग को मापने के लिए एक वायु संघट्टदाब नलिका का उपयोग किया जा सकता है।

कीमत का धारामापी:

• धारा प्रवाह के विसर्जन या वेग को मापने के लिए धारामापी का उपयोग किया जाता है।
• इसमें धारा चैनल अनुप्रस्थ काट को कई लंबवत उपखंडों में बांटा गया है।
• प्रत्येक उपखंड में, उपखंड की चौड़ाई और गहराई को मापकर क्षेत्र प्राप्त किया जाता है, और पानी के वेग को धारा मीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। प्रत्येक उपखंड में विसर्जन की गणना मापित वेग से उपधारा क्षेत्र को गुणा करके की जाती है। तब कुल विसर्जन की गणना प्रत्येक उपधारा के विसर्जन को जोड़कर की जाती है।

सतह प्लवन:

• प्लवन एक प्राकृतिक या कृत्रिम निकाय है जो पानी में उत्प्लावक बलों द्वारा समर्थित है और पानी के वेग को निर्धारित करने के लिए खुले चैनलों में उपयोग किया जाता है।

उप-सतह प्लवन:

• उप-सतह प्लवन पानी की सतह के नीचे के वेगों को निर्धारित करता है।

संकल्पना:

एक प्रवाह अवधि वक्र प्रवाह और उस समय का प्रतिशत जब एक विशेष निर्वहन बराबर या अधिक हो गया का एक आलेख है। प्रवाह अवधि वक्र के तहत क्षेत्रफल एक निश्चित अवधि के लिए औसत दैनिक प्रवाह देता है जिसके लिए प्रवाह अवधि वक्र आलेखित किया जाता है।

अनुप्रयोग:

1. पनबिजली संयंत्र के लिए अधिकतम और न्यूनतम प्रवाह को ज्ञात करना।

2. प्रवाह-अवधि वक्र की आकृति का उपयोग धारा और जलग्रहण विशेषताओं का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है।

3. बहुत खड़ी वक्र का अर्थ है बहुत कम समय के लिए उच्च प्रवाह और यही बाढ़ का कारण बनता है। दूसरी ओर, सपाट वक्र का अर्थ है निम्न प्रवाह क्षेत्र और यह प्रवाह को बनाए रख सकता है।

व्याख्या:

धारा मीटर:

• धारा प्रवाह के निर्वहन या वेग को मापने के लिए धारा मीटर का उपयोग किया जाता है।
• इसमें स्ट्रीम चैनल अनुप्रस्थ काट को कई लंबवत उपखंडों में बांटा गया है।
• प्रत्येक उपखंड में, उपखंड की चौड़ाई और गहराई को मापकर क्षेत्र प्राप्त किया जाता है, और पानी के वेग को धारा मीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। प्रत्येक उपखंड में निर्वहन की गणना मापित वेग से उपधारा क्षेत्र को गुणा करके की जाती है। फिर कुल निर्वहन की गणना प्रत्येक उपधारा के निर्वहन को जोड़कर की जाती है ।

व्याख्या

धारा मापी एक यांत्रिक उपकरण है जिसका उपयोग धारा के वेग के मापन के लिए किया जाता है।

उपकरण के स्थान पर वेग की धारा निम्न द्वारा दी जाती है –

V = a × N_S + b

यहाँ,

a और b नियतांक है, N_S – प्रति सेकण्ड परिक्रमण 

उपरोक्त समीकरण को केलिब्रेशन समीकरण के रूप में जाना जाता है। यह प्रत्येक उपकरण के लिए एक विशिष्ट समीकरण है और विशिष्ट टेंक में उपकरण के कर्षण द्वारा परिकलित की जाती है। ऐसे विशिष्ट टेंक को कर्षण टेंक कहा जाता है।

निम्न चित्र क्षेतिज अक्ष प्रकार के धारा मापी को दर्शाता है। 

सूचना: -

कर्षण बल को कम करने के लिए धारा मापी से गहराई मापी भार संलग्न होता है और निम्न प्रकार दर्शाया जाता है –

w = 50 × V_avg × d

यहाँ,

V_avg – प्रवाह का औसत वेग(m/s),

w – गहराई मापी भार (N) और d – प्रवाह की गहराई (m)