चोटी के प्रवाह के अनुमान के शीर्ष 5 तरीके
चोटी के प्रवाह के अनुमान में शामिल महत्वपूर्ण तरीकों के बारे में जानने के लिए इस लेख को पढ़ें, (1) अनुभवजन्य सूत्र, (2) लिफाफा घटता, (3) तर्कसंगत विधि, (4) इकाई हाइड्रोग्राफ विधि, और (5) आवृत्ति विश्लेषण!
1. अनुभवजन्य सूत्र:
इस पद्धति में बेसिन या जलग्रहण क्षेत्र को मुख्य रूप से माना जाता है। चोटी के प्रवाह को प्रभावित करने वाले अन्य सभी कारक एक स्थिर में विलय हो जाते हैं।
एक सामान्य समीकरण के रूप में लिखा जा सकता है:
क्यू = सीए एन
जहां Q पीक फ्लो या अधिकतम डिस्चार्ज की दर है
C कैचमेंट के लिए एक स्थिर है
A कैचमेंट का क्षेत्र है और n एक इंडेक्स है
निम्नलिखित कारकों को ध्यान में रखते हुए, कैचमेंट के लिए स्थिरांक का आगमन होता है:
(ए) बेसिन विशेषताएं:
(i) क्षेत्र,
(ii) आकृति, और
(iii) ढलान।
(बी) तूफान की विशेषताएं:
(i) तीव्रता,
(ii) अवधि,
(iii) वितरण।
सीमाएं:
1. यह विधि बाढ़ की आवृत्ति को ध्यान में नहीं रखती है।
2. इस विधि को सार्वभौमिक रूप से लागू नहीं किया जा सकता है।
3. स्थिरांक को ठीक करना बहुत कठिन है और इसके चयन के लिए सटीक सिद्धांत नहीं रखा जा सकता है।
हालांकि, वे उन कैचमेंट के लिए चरम प्रवाह के बारे में काफी सटीक विचार देते हैं जो वे प्रतिनिधित्व करते हैं। कुछ महत्वपूर्ण अनुभवजन्य सूत्र नीचे दिए गए हैं।
(i) डीकन का सूत्र:
इसे पहले केवल उत्तरी भारत में अपनाया जाता था, लेकिन अब इसे भारत के अधिकांश राज्यों में स्थिरांक के उचित संशोधन के बाद उपयोग किया जा सकता है।
क्यू = सीएम 3/4
जहां Q को m 3 / sec में डिस्चार्ज किया जाता है।
M किमी 2 में जलग्रहण क्षेत्र है।
C एक स्थिरांक है।
कैचमेंट और बारिश की मात्रा के क्षेत्र के अनुसार, सी तालिका 11 में दी गई 11.37 से 22.04 तक भिन्न होती है।
(ii) राईव का सूत्र:
यह सूत्र केवल दक्षिणी भारत में उपयोग किया जाता है।
क्यू = सीएम 2/3
C = 6.74 तट से 24 किमी के भीतर क्षेत्रों के लिए।
= तट से 24-161 किमी के भीतर के क्षेत्रों के लिए 8.45।
= 10.1 सीमित पहाड़ी क्षेत्रों के लिए।
सबसे खराब मामलों में यह पाया जाता है कि C का मान 40.5 तक हो जाता है।
(iii) इनगलिस फॉर्मूला:
यह सूत्र केवल महाराष्ट्र में उपयोग किया जाता है। यहां तीन अलग-अलग मामलों को ध्यान में रखा जाता है।
(ए) केवल छोटे क्षेत्रों के लिए (यह पंखे के आकार के कैचमेंट के लिए भी लागू है)।
क्यू = 123.2√A
(b) 160 से 1000 किमी 2 के बीच के क्षेत्रों के लिए
Q = 123.29A-2.62 (A-259)
(c) बड़े क्षेत्रों के लिए Q = 123.2A / +A +10.36
सभी समीकरणों में ए किमी 2 में क्षेत्र है।
2. लिफाफा वक्र:
यह शिखर प्रवाह के आकलन का एक और तरीका है। यह इस धारणा पर आधारित है कि एक क्षेत्र में एक बेसिन में अतीत में पंजीकृत प्रति इकाई क्षेत्र में उच्चतम ज्ञात शिखर प्रवाह भविष्य में उसी क्षेत्र या इसी तरह के हाइड्रोलॉजिक विशेषताओं वाले एक अन्य बेसिन में हो सकता है।
एक ग्राफ का निर्माण क्षेत्र में उनके जलग्रहण क्षेत्रों के खिलाफ कैचमेंट के प्रति यूनिट क्षेत्र में देखे गए उच्चतम शिखर प्रवाह की साजिश रचने के द्वारा किया जाता है। ग्राफ पर प्राप्त अंक एक लिफाफे की वक्र से जुड़ते हैं। एक बार निर्मित वक्र का उपयोग उस क्षेत्र में किसी भी बेसिन के लिए संभावित अधिकतम शिखर प्रवाह की गणना करने के लिए किया जा सकता है।
यह विधि पूर्व में अमेरिका में क्रीगर जस्टिन और हिंड्स द्वारा दी गई थी।
वक्र का समीकरण प्रकार का था:
q = C. एक n जहाँ q प्रति इकाई क्षेत्र में शिखर प्रवाह का प्रतिनिधित्व करता है
A जलग्रहण क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है
सी एक स्थिर है, और
n कुछ इंडेक्स है।
बेसिन 'ए' के क्षेत्र द्वारा उपरोक्त समीकरण के दोनों किनारों को गुणा करके, हम प्राप्त करते हैं
क्यू = सीए एन + १
जहां Q शिखर प्रवाह का प्रतिनिधित्व करता है।
कंवर सेन और कार्पोव ने अंजीर में दिखाए गए अनुसार भारतीय परिस्थितियों के अनुरूप दो लिफ़ाफ़े मोड़ विकसित किए हैं। एक वक्र दक्षिण भारत में नदियों के लिए और दूसरा उत्तरी और मध्य भारतीय नदियों के लिए विकसित किया गया है।
3. तर्कसंगत विधि:
यह विधि वर्षा और अपवाह के बीच संबंध के सिद्धांत पर भी आधारित है और इसलिए इसे अनुभवजन्य विधि के समान माना जा सकता है। हालांकि, इसे तर्कसंगत विधि कहा जाता है क्योंकि उपयोग की जाने वाली मात्रा की इकाइयां लगभग संख्यात्मक रूप से सुसंगत हैं। यह विधि अपनी सादगी के कारण लोकप्रिय हो गई है।
सूत्र निम्नानुसार व्यक्त किया गया है:
क्यू = पीआईए
जहां क्यू सह में पीक डिस्चार्ज है
P अपवाह गुणांक है जो जलग्रहण क्षेत्र की विशेषताओं पर निर्भर करता है। यह अपवाह का अनुपात है: वर्षा। (पी मान बाद में दिए गए हैं)।
मैं कम से कम "एकाग्रता के समय" के बराबर अवधि के लिए मीटर / सेकंड में बारिश की तीव्रता है।
और A मी 2 में कैचमेंट का क्षेत्र है।
एकाग्रता का समय:
यह बारिश के पानी द्वारा डिस्चार्ज माप बेसिन तक पहुंचने के लिए जल निकासी बेसिन के सबसे दूरस्थ बिंदु पर गिरने का समय है। यह सूत्र द्वारा दिया गया है
t c = 0.000324 L 0.77 / S 0.358
जहाँ t c घंटे में एकाग्रता का समय है,
L, मी नदी के जल निकासी बेसिन की लंबाई है जो बेसिन की परिधि पर सबसे दूर बिंदु तक नदी चैनल के साथ मापा जाता है।
एस बेसिन की औसत ढलान है जो सबसे दूर के बिंदु से विचाराधीन निर्वहन माप बिंदु तक है।
मान्यताओं:
तर्कसंगत सूत्र निम्नलिखित मान्यताओं पर दिया गया है:
(i) एक वर्षा प्रवाह पर किसी भी जल निकासी बेसिन पर एक शिखर प्रवाह का उत्पादन किया जाता है जो विचाराधीन बिंदु पर प्रवाह की एकाग्रता के समय के बराबर अवधि के लिए जारी रहता है।
(ii) किसी भी वर्षा की तीव्रता से उत्पन्न शिखर का प्रवाह अधिकतम मूल्य प्राप्त करता है जब वर्षा की तीव्रता एकाग्रता के समय से अधिक या उससे अधिक समय तक रहती है।
(हाय) ऊपर बताए अनुसार लंबी अवधि की वर्षा की तीव्रता से उत्पन्न अधिकतम शिखर प्रवाह इसका सरल अंश है।
(iv) अपवाह का गुणांक किसी दिए गए जल निकासी बेसिन पर अलग-अलग आवृत्तियों के सभी तूफानों के लिए समान है।
(v) शिखर प्रवाह की आवृत्ति एक दिए गए जल निकासी बेसिन के लिए वर्षा की तीव्रता के समान होती है।
चोटी के प्रवाह को परिभाषित करते समय। जब वर्षा इतने लंबे समय तक जारी रहती है कि जल निकासी क्षेत्र के सभी भाग एक साथ एक आउटलेट शिखर प्रवाह तक अपवाह में योगदान करते हैं। जाहिर है कि वर्षा तब तक जारी रहनी चाहिए जब तक कि सबसे दूर के बिंदु पर गिरने वाला पानी भी डिस्चार्ज माप बिंदु पर न पहुंच जाए। यदि प्रारंभ से ही समान दर पर वर्षा होती है, तो सांद्रता का समय संतुलन के समय के बराबर होगा जब प्रभावी वर्षा प्रत्यक्ष अपवाह के बराबर होती है।
परिमेय विधि की सीमाएं:
(i) यह स्पष्ट है कि जलग्रहण क्षेत्र की सीमा बढ़ने से सभी धारणाएँ पूरी नहीं हो सकती हैं। इसलिए, बड़े जलग्रहण क्षेत्रों के लिए तर्कसंगत सूत्र की उपयोगिता संदिग्ध है।
(ii) बहुत बड़े और जटिल जलग्रहण क्षेत्रों के लिए पानी के सबसे दूर के बिंदु से आउटलेट तक पहुंचने से पहले अगर बारिश बंद हो जाती है, तो पूरे कैचमेंट के एक साथ आउटलेट में अपवाह के अपने हिस्से को योगदान देने की कोई संभावना नहीं है। ऐसे मामलों में पीक फ्लो का अंतराल समय एकाग्रता के समय से कम होता है। उपरोक्त परिस्थितियों में तर्कसंगत सूत्र अधिकतम शिखर प्रवाह नहीं देता है।
जाहिर है कि तर्कसंगत सूत्र छोटे और सरल जल निकासी घाटियों के लिए लागू होता है, जिसके लिए एकाग्रता का समय लगभग शिखर प्रवाह के अंतराल समय के बराबर होता है।
(iii) यह देखा गया है कि तर्कसंगत फार्मूला निश्चित और स्थिर आयाम वाले जल निकासी वाले पक्के क्षेत्रों के लिए बेहतर परिणाम देता है। इसलिए, यह शहरी क्षेत्रों और छोटे कैचमेंट के लिए लोकप्रिय है, जब समस्या का विस्तृत अध्ययन उचित नहीं है। (सबसे अच्छा अनुकूल कैचमेंट एरिया 50 से 100 हेक्टेयर के क्रम का है)। चूंकि छोटे क्षेत्रों के लिए बाढ़ रिकॉर्ड उपलब्ध नहीं हैं, इसलिए यह विधि सुविधाजनक पाई जाती है।
(iv) अपवाह गुणांक के मूल्य का चुनाव और चयन सबसे अधिक व्यक्तिपरक बात है और इसके लिए अच्छे निर्णय की आवश्यकता होती है। अन्यथा इसमें पर्याप्त अशुद्धि की संभावना है।
परिमेय विधि का शोधन:
शोधन के रूप में कभी-कभी जल निकासी बेसिन को कंट्रोल्स द्वारा ज़ोन में विभाजित किया जाता है। प्रत्येक ज़ोन इतना चयनित होता है कि प्रत्येक ज़ोन की एकाग्रता का समय समान होता है। प्रत्येक क्षेत्र को तब क्षेत्र के अभेद्यता के आधार पर (पी) अपवाह गुणांक का उचित मूल्य सौंपा जाता है। विभिन्न क्षेत्रों से छुट्टी के योग के रूप में कुल निर्वहन लिया जाता है। जल निकासी बेसिन के लिए कुल डिस्चार्ज औसत अपवाह गुणांक के इस मूल्य का उपयोग करके काम किया जा सकता है।
छोटे जल निकासी बेसिन के क्षेत्र 500 हेक्टेयर हैं।
तर्कसंगत सूत्र का उपयोग करना और निम्न डेटा का उपयोग शिखर प्रवाह की गणना करना:
जलग्रहण क्षेत्र विभिन्न भूमि उपयोगों के अंतर्गत है और विभिन्न श्रेणियों के लिए 'पी' का मूल्य निम्नानुसार है:
बारिश का तूफान 5 घंटे तक जारी रहा और इस दौरान 30 सेमी बारिश हुई। जल निकासी आउटलेट से सबसे दूर का बिंदु 10 किमी दूर है और स्थानों के बीच ऊंचाई का अंतर 100 मीटर है।
Q = PIA = 0.5 X {0.3 / (5X6X0X60)} X 500 X 10 4 = (0.15 / 36) X 10 4 = 41.6 cumec
4. यूनिट हाइड्रोग्राफ विधि:
पिछले अध्याय में यह पहले ही उल्लेख किया गया है कि इकाई अवधि में होने वाली प्रभावी वर्षा (सेमी में) से गुणा होने वाली इकाई हाइड्रोग्राफ का सबसे बड़ा समन्वय चरम प्रवाह देता है। इस राशि के लिए कुल शिखर प्रवाह प्राप्त करने के लिए आधार प्रवाह को भी जोड़ा जा सकता है। विधि पूरी तरह से समझाया गया है और प्रक्रिया को स्पष्ट करने के लिए अंतिम अध्याय में हल किए गए उदाहरण हैं। बेसुध बेसिनों के मामले में, स्नाइडर की स्नायेटिक इकाई हाइड्रोग्राफ को चरम प्रवाह का अनुमान लगाने के लिए विकसित किया जा सकता है।
5. आवृत्ति विश्लेषण:
आवृत्ति विश्लेषण की परिभाषा:
फ्रिक्वेंसी एनालिसिस एक ऐसी विधि है जिसमें भविष्य में होने वाली संभावनाओं (चांस) की भविष्यवाणी करने के लिए हाइड्रोलॉजिकल घटनाओं के पिछले रिकॉर्ड (ऐतिहासिक डेटा) का अध्ययन और विश्लेषण शामिल होता है। यह इस धारणा पर आधारित है कि पिछला डेटा भविष्य का संकेत है।
फ़्रीक्वेंसी एनालिसिस, विभिन्न चीज़ों का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है, जैसे कि वार्षिक अपवाह भिन्नताएँ, बाढ़ की आवृत्ति, सूखा, वर्षा आदि। दूसरे शब्दों में हाइड्रोलॉजिकल डेटा (जैसे बाढ़ की घटनाएँ) के फ़्रीक्वेंसी विश्लेषण का प्राथमिक उद्देश्य हाइड्रोलॉजिकल घटना के पुनरावृत्ति अंतराल को निर्धारित करना है। दी गई परिमाण की।
इस तरह के विश्लेषण के लिए तथाकथित संभावना वक्रों का उपयोग किया गया है। देखे गए आंकड़ों को देखते हुए (उदाहरण के लिए अधिकतम बाढ़ का आकलन करने के लिए अधिकतम डिस्चार्ज, वार्षिक रूपांतरों के लिए औसत वार्षिक डिस्चार्ज आदि) कार्य एक सैद्धांतिक वक्र को खोजने के लिए है, जिसके निर्देशांक उन लोगों के साथ मेल खाएंगे। अनुभवजन्य वक्र के साथ एक सैद्धांतिक वक्र का अच्छा समझौता सुनिश्चित करता है कि एक्सट्रपलेशन ठीक से किया जा सकता है।
जब पर्याप्त लंबाई और विश्वसनीयता के प्रवाह बाढ़ रिकॉर्ड उपलब्ध हैं, तो वे संतोषजनक अनुमान दे सकते हैं। अनुमानों की सटीकता एक्सट्रपलेशन की डिग्री के साथ कम हो जाती है। यह कुछ लोगों द्वारा माना जाता है कि एक्सट्रपलेशन केवल उस अवधि को दोगुना करने के लिए किया जा सकता है जिसके लिए डेटा उपलब्ध है। उदाहरण के लिए, 100 साल की बाढ़ पाने के लिए 50 साल का रिकॉर्ड जरूरी है। हालांकि, दर्ज आंकड़ों की अपर्याप्तता 1000 और 10, 000 वर्ष की बाढ़ की भविष्यवाणी करने के लिए अल्पावधि डेटा का उपयोग करने के लिए अनिवार्य बनाती है।
फ्रिक्वेंसी एनालिसिस एक विधि है जिसमें निर्दिष्ट आवृत्ति की बाढ़ परिमाण का अनुमान लगाने के लिए रिकॉर्ड किए गए डेटा का सांख्यिकीय विश्लेषण शामिल है। इसलिए, आवृत्ति विश्लेषण के तरीकों की स्पष्ट रूप से सराहना करने के लिए आंकड़ों के ज्ञान की आवश्यकता होती है।
