UPSC MainsGEOLOGY-PAPER-I201620 Marks
Q17.

भूजल के लिए अन्वेषण में भूकम्पीय अपवर्तन विधि का एक विवरण प्रस्तुत कीजिए ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, सबसे पहले भूजल अन्वेषण के महत्व को संक्षेप में बताएं। फिर, भूकम्पीय अपवर्तन विधि (Seismic Refraction Method) के सिद्धांतों, उपकरण, क्षेत्र में कार्य करने की प्रक्रिया, डेटा व्याख्या और भूजल संसाधनों के आकलन में इसकी सीमाओं को विस्तार से समझाएं। उत्तर को स्पष्ट और संरचित बनाने के लिए उपशीर्षकों का उपयोग करें। उदाहरणों और केस स्टडीज का उपयोग करके उत्तर को और अधिक प्रासंगिक बनाएं।

Model Answer

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Introduction

भूजल भारत में सिंचाई और पेयजल का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। इसकी बढ़ती मांग को देखते हुए, भूजल संसाधनों का प्रभावी अन्वेषण और प्रबंधन आवश्यक है। भूकम्पीय अपवर्तन विधि भूजल अन्वेषण के लिए एक व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली भूभौतिकीय विधि है। यह विधि पृथ्वी की सतह पर कृत्रिम रूप से उत्पन्न भूकंपीय तरंगों के अपवर्तन के अध्ययन पर आधारित है, जिससे विभिन्न भूगर्भीय परतों की गहराई और विशेषताओं का पता चलता है। यह विधि विशेष रूप से जलभृतों (aquifers) की पहचान करने और उनकी गहराई का अनुमान लगाने में उपयोगी है।

भूकम्पीय अपवर्तन विधि: एक विस्तृत विवरण

भूकम्पीय अपवर्तन विधि एक भूभौतिकीय तकनीक है जिसका उपयोग पृथ्वी की उपसतह की संरचना का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। यह विधि भूकंपीय तरंगों के अपवर्तन के सिद्धांत पर आधारित है। जब भूकंपीय तरंगें विभिन्न घनत्व और वेग वाली परतों से गुजरती हैं, तो वे मुड़ जाती हैं या अपवर्तित हो जाती हैं। इन अपवर्तित तरंगों का अध्ययन करके, भूवैज्ञानिक पृथ्वी की उपसतह की संरचना के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।

सिद्धांत और उपकरण

भूकम्पीय अपवर्तन विधि का मूल सिद्धांत स्नेल के नियम (Snell's Law) पर आधारित है, जो बताता है कि जब एक तरंग एक माध्यम से दूसरे माध्यम में प्रवेश करती है, तो तरंग का कोण और वेग माध्यम के अपवर्तनांक (refractive index) से संबंधित होते हैं। भूजल अन्वेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले मुख्य उपकरण निम्नलिखित हैं:

  • भूकंपीय स्रोत (Seismic Source): यह भूकंपीय तरंगें उत्पन्न करता है। स्रोत के प्रकार में विस्फोट, वजन गिराना, या वाइब्रेटर शामिल हो सकते हैं।
  • भूकंपमापी (Geophone): यह भूकंपीय तरंगों का पता लगाता है और उन्हें विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है।
  • रिकॉर्डर (Recorder): यह भूकंपमापी से प्राप्त विद्युत संकेतों को रिकॉर्ड करता है।
  • डेटा प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर: यह रिकॉर्ड किए गए डेटा का विश्लेषण करने और पृथ्वी की उपसतह की संरचना का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।

क्षेत्र में कार्य करने की प्रक्रिया

  1. सर्वेक्षण रेखा का चयन: भूजल अन्वेषण के लिए उपयुक्त सर्वेक्षण रेखा का चयन किया जाता है।
  2. भूकंपमापी का बिछाव: भूकंपमापी को एक सीधी रेखा में एक निश्चित दूरी पर बिछाया जाता है।
  3. भूकंपीय स्रोत का सक्रियण: भूकंपीय स्रोत को सक्रिय किया जाता है, जिससे भूकंपीय तरंगें उत्पन्न होती हैं।
  4. डेटा रिकॉर्डिंग: भूकंपमापी भूकंपीय तरंगों का पता लगाते हैं और उन्हें रिकॉर्डर में रिकॉर्ड करते हैं।
  5. डेटा प्रोसेसिंग और व्याख्या: रिकॉर्ड किए गए डेटा का विश्लेषण किया जाता है और पृथ्वी की उपसतह की संरचना का अनुमान लगाया जाता है।

डेटा व्याख्या और जलभृतों की पहचान

भूकम्पीय अपवर्तन डेटा का विश्लेषण करके, भूवैज्ञानिक विभिन्न भूगर्भीय परतों की गहराई, मोटाई और वेग का अनुमान लगा सकते हैं। जलभृतों की पहचान के लिए, निम्न वेग वाली परतों की तलाश की जाती है, क्योंकि ये परतें आमतौर पर पानी से संतृप्त होती हैं। अपवर्तन डेटा का उपयोग जलभृत की गहराई, मोटाई और विस्तार का अनुमान लगाने के लिए भी किया जा सकता है।

सीमाएं

भूकम्पीय अपवर्तन विधि एक शक्तिशाली उपकरण है, लेकिन इसकी कुछ सीमाएं भी हैं:

  • यह विधि जटिल भूगर्भीय संरचनाओं में सटीक परिणाम नहीं दे सकती है।
  • यह विधि गहरी परतों का पता लगाने के लिए उपयुक्त नहीं है।
  • डेटा व्याख्या व्यक्तिपरक हो सकती है और विभिन्न भूवैज्ञानिकों द्वारा अलग-अलग व्याख्या की जा सकती है।

उदाहरण

राजस्थान में, भूकम्पीय अपवर्तन विधि का उपयोग रेगिस्तानी क्षेत्रों में भूजल संसाधनों का पता लगाने के लिए सफलतापूर्वक किया गया है। इसी तरह, तमिलनाडु में, इस विधि का उपयोग जलभृतों की गहराई और विस्तार का अनुमान लगाने के लिए किया गया है, जिससे सिंचाई परियोजनाओं की योजना बनाने में मदद मिली है।

Conclusion

भूकम्पीय अपवर्तन विधि भूजल अन्वेषण के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है। यह विधि जलभृतों की पहचान करने, उनकी गहराई का अनुमान लगाने और भूजल संसाधनों का प्रबंधन करने में मदद करती है। हालांकि, इसकी सीमाओं को ध्यान में रखना और अन्य भूभौतिकीय विधियों के साथ संयोजन में इसका उपयोग करना महत्वपूर्ण है। भविष्य में, डेटा प्रोसेसिंग तकनीकों में सुधार और उच्च-रिज़ॉल्यूशन डेटा प्राप्त करने के लिए नई तकनीकों का विकास इस विधि की प्रभावशीलता को और बढ़ा सकता है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

स्नेल का नियम (Snell's Law)
स्नेल का नियम बताता है कि जब एक तरंग एक माध्यम से दूसरे माध्यम में प्रवेश करती है, तो तरंग का कोण और वेग माध्यम के अपवर्तनांक से संबंधित होते हैं।

Key Statistics

भारत में लगभग 40% ग्रामीण आबादी भूजल पर निर्भर है।

Source: जल शक्ति मंत्रालय, भारत सरकार (2023)

भारत में भूजल का दोहन दर 58% है (2022)।

Source: केंद्रीय भूजल बोर्ड (CGWB), भारत सरकार

Examples

राजस्थान में भूजल अन्वेषण

राजस्थान में, भूकम्पीय अपवर्तन विधि का उपयोग रेगिस्तानी क्षेत्रों में भूजल संसाधनों का पता लगाने के लिए किया गया है, जिससे सिंचाई और पेयजल की उपलब्धता में सुधार हुआ है।

Frequently Asked Questions

भूकम्पीय अपवर्तन विधि की सटीकता को कैसे बढ़ाया जा सकता है?

भूकम्पीय अपवर्तन विधि की सटीकता को बढ़ाने के लिए, उच्च-रिज़ॉल्यूशन डेटा प्राप्त करने के लिए उन्नत डेटा प्रोसेसिंग तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, अन्य भूभौतिकीय विधियों के साथ संयोजन में इस विधि का उपयोग करने से बेहतर परिणाम प्राप्त हो सकते हैं।

Topics Covered

भूविज्ञानजल विज्ञानभूजल विज्ञानभूकंपीय विधियांअन्वेषण तकनीक