Model Answer
0 min readIntroduction
भूजल पृथ्वी की सतह के नीचे चट्टानों और मिट्टी के कणों के बीच के स्थानों में मौजूद महत्वपूर्ण जल संसाधन है। इसका संचलन और उपलब्धता भू-भौतिकीय गुणों, विशेष रूप से सरंध्रता (Porosity), पारगम्यता (Permeability) और जलीय चालकता (Hydraulic Conductivity) द्वारा नियंत्रित होता है। ये तीनों गुण आपस में गहराई से जुड़े हुए हैं और किसी भी क्षेत्र में भूजल की मात्रा, उसकी गति और शुद्धता को निर्धारित करने में केंद्रीय भूमिका निभाते हैं। भूजल संसाधनों के स्थायी प्रबंधन और उपयोग के लिए इन अंतर्संबंधों को समझना अत्यंत महत्वपूर्ण है, खासकर ऐसे समय में जब भारत सहित विश्व के कई हिस्सों में भूजल स्तर लगातार गिर रहा है और उसकी गुणवत्ता प्रभावित हो रही है।
सरंध्रता, पारगम्यता और जलीय चालकता किसी भी भूजल प्रणाली के मूलभूत गुण हैं जो एक साथ मिलकर भूजल के व्यवहार को नियंत्रित करते हैं।
सरंध्रता (Porosity)
सरंध्रता किसी चट्टान या मिट्टी के आयतन में मौजूद रिक्त स्थानों (pores) का माप है। ये रिक्त स्थान जल को संग्रहित करने की क्षमता प्रदान करते हैं। इसे कुल आयतन के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है।
- प्राथमिक सरंध्रता: यह चट्टान के निर्माण के समय उत्पन्न होती है, जैसे कि बलुआ पत्थर में कणों के बीच के स्थान।
- द्वितीयक सरंध्रता: यह चट्टान बनने के बाद उत्पन्न होती है, जैसे दरारें, जोड़ और फ्रैक्चर।
पारगम्यता (Permeability)
पारगम्यता किसी भूगर्भीय सामग्री की क्षमता है जो उसमें से तरल पदार्थ (भूजल) को प्रवाहित होने देती है। यह रिक्त स्थानों के आकार, उनके आपस में जुड़े होने और प्रवाह मार्गों की निरंतरता पर निर्भर करती है। उच्च सरंध्रता वाली सामग्री में हमेशा उच्च पारगम्यता नहीं होती है; उदाहरण के लिए, मिट्टी में उच्च सरंध्रता हो सकती है, लेकिन इसके बहुत महीन और असंयुक्त छिद्रों के कारण इसकी पारगम्यता कम होती है।
जलीय चालकता (Hydraulic Conductivity)
जलीय चालकता एक विशिष्ट तरल पदार्थ (इस मामले में पानी) को एक सरंध्र माध्यम से प्रवाहित करने की सामग्री की क्षमता का माप है। यह सामग्री की पारगम्यता (अर्थात माध्यम की संरचना) और तरल पदार्थ के गुणों (जैसे श्यानता और घनत्व) दोनों पर निर्भर करती है। यह डार्सी के नियम (Darcy's Law) का एक महत्वपूर्ण घटक है, जो सरंध्र माध्यम से तरल पदार्थ के प्रवाह की दर का वर्णन करता है।
सरंध्रता, पारगम्यता और जलीय चालकता के अंतर्संबंध
ये तीनों अवधारणाएँ एक दूसरे से गहराई से जुड़ी हुई हैं और भूजल प्रणाली के कार्य करने के तरीके को निर्धारित करती हैं:
- सरंध्रता और पारगम्यता: उच्च सरंध्रता आमतौर पर उच्च पारगम्यता के लिए एक पूर्व-आवश्यकता है, लेकिन यह कोई गारंटी नहीं है। यदि छिद्र एक दूसरे से जुड़े नहीं हैं, तो भले ही सरंध्रता अधिक हो, पारगम्यता कम होगी। इसके विपरीत, यदि छिद्र अच्छी तरह से जुड़े हुए हैं और पर्याप्त बड़े हैं, तो पानी आसानी से प्रवाहित हो सकता है।
- पारगम्यता और जलीय चालकता: जलीय चालकता सीधे पारगम्यता से संबंधित है। एक ही भूगर्भीय सामग्री के लिए, पानी की श्यानता और घनत्व स्थिर रहते हैं, तो उच्च पारगम्यता वाली सामग्री में उच्च जलीय चालकता होगी। जलीय चालकता पानी के प्रवाह की मात्रा को निर्धारित करती है, जबकि पारगम्यता यह बताती है कि पानी कितना आसानी से प्रवाहित हो सकता है।
- सरंध्रता और जलीय चालकता: उच्च सरंध्रता वाली सामग्री में आमतौर पर अधिक जल संग्रहण क्षमता होती है। यदि यह सरंध्रता अच्छी तरह से जुड़ी हुई पारगम्यता के साथ है, तो उस सामग्री की जलीय चालकता भी अधिक होगी, जिससे भूजल का तीव्र संचलन संभव होगा।
इन अंतर्संबंधों को निम्नलिखित तालिका के माध्यम से समझा जा सकता है:
| गुण | भूगर्भीय सामग्री का उदाहरण | सरंध्रता | पारगम्यता | जलीय चालकता | भूजल संचलन में प्रभाव |
|---|---|---|---|---|---|
| उच्च सरंध्रता, उच्च पारगम्यता | बजरी, मोटे बलुआ पत्थर | उच्च | उच्च | उच्च | भूजल का तीव्र संचलन और संग्रहण। |
| उच्च सरंध्रता, कम पारगम्यता | मिट्टी, शेल | उच्च | कम | कम | भूजल का धीमा संचलन, जलभृत (aquiclude) के रूप में कार्य कर सकता है। |
| कम सरंध्रता, उच्च पारगम्यता (द्वितीयक) | दरारदार ग्रेनाइट, बेसाल्ट | कम | उच्च (दरारों के कारण) | उच्च (दरारों के माध्यम से) | भूजल का तीव्र स्थानीय संचलन। |
| कम सरंध्रता, कम पारगम्यता | घना ग्रेनाइट, संगमरमर | कम | कम | बहुत कम | भूजल का नगण्य संचलन, जलरोधी (aquifuge) के रूप में कार्य करता है। |
भूजल संचलन के लिये इनका महत्त्व
भूजल संचलन के लिए इन गुणों का महत्व निम्नलिखित बिंदुओं में समझा जा सकता है:
- जलभृतों (Aquifers) की पहचान: उच्च सरंध्रता और पारगम्यता वाली भूगर्भीय संरचनाएं अच्छे जलभृत बनाती हैं, जो भूजल को बड़ी मात्रा में संग्रहित और संचरित कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, गंगा-ब्रह्मपुत्र बेसिन के जलोढ़ निक्षेप उच्च सरंध्रता और पारगम्यता के कारण महत्वपूर्ण जलभृत हैं।
- भूजल पुनर्भरण (Recharge) दर: सतही जल का भूजल में रिसना (infiltration) और भूजल पुनर्भरण सामग्री की सरंध्रता और पारगम्यता पर निर्भर करता है। उच्च पारगम्यता वाली मिट्टी और चट्टानें तेजी से पुनर्भरण में सहायक होती हैं।
- भूजल प्रवाह वेग: जलीय चालकता सीधे भूजल के प्रवाह वेग को प्रभावित करती है। उच्च जलीय चालकता वाले क्षेत्रों में भूजल तेजी से प्रवाहित होता है, जबकि कम जलीय चालकता वाले क्षेत्रों में यह बहुत धीमी गति से चलता है।
- दूषक तत्वों का परिवहन: ये गुण दूषक तत्वों के संचलन को भी नियंत्रित करते हैं। उच्च पारगम्यता और जलीय चालकता वाले क्षेत्रों में प्रदूषक तेजी से फैल सकते हैं, जिससे भूजल प्रदूषण का जोखिम बढ़ जाता है।
- कुओं की उत्पादकता: कुएं से पानी निकालने की दर और उसकी उत्पादकता आसपास की सामग्री की जलीय चालकता पर निर्भर करती है। उच्च जलीय चालकता वाले जलभृतों से अधिक मात्रा में पानी निकाला जा सकता है।
- कृषि और सिंचाई: कृषि के लिए भूजल एक महत्वपूर्ण स्रोत है। इन गुणों का ज्ञान किसानों को जल-कुओं के स्थान और संभावित उपज का अनुमान लगाने में मदद करता है।
- भूजल प्रबंधन नीतियां: भारत जैसे देश में, जहां भूजल का अत्यधिक दोहन हो रहा है (सेंट्रल ग्राउंड वाटर बोर्ड (CGWB) की नवीनतम रिपोर्टों के अनुसार, भारत विश्व का सबसे बड़ा भूजल उपयोगकर्त्ता है, जो वार्षिक रूप से लगभग 241.34 bcm भूजल का निष्कर्षण करता है और कई क्षेत्रों में अतिदोहन की स्थिति है), इन गुणों की समझ भूजल पुनर्भरण संरचनाओं के डिजाइन और प्रभावी प्रबंधन रणनीतियों के विकास के लिए महत्वपूर्ण है।
Conclusion
संक्षेप में, सरंध्रता, पारगम्यता और जलीय चालकता भूजल प्रणालियों को समझने और प्रबंधित करने के लिए अपरिहार्य भूवैज्ञानिक पैरामीटर हैं। ये एक साथ मिलकर भूजल के भंडारण, संचलन और निकासी के तरीके को नियंत्रित करते हैं। भूजल संसाधनों के सतत विकास और प्रबंधन के लिए, विशेष रूप से जलवायु परिवर्तन और बढ़ती जल मांग के युग में, इन गुणों का सटीक मूल्यांकन और उनके अंतर्संबंधों की गहरी समझ अत्यंत महत्वपूर्ण है। यह बेहतर जल प्रबंधन नीतियां बनाने और जल सुरक्षा सुनिश्चित करने की दिशा में एक आवश्यक कदम 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.