- मनोज खांडरे यांनी धरण बांधणीवरील अनेक पैलूंवर टाकलेला प्रकाश..
◼ धरणांची गरज
पाणी म्हणजे जल, आणि जल हेच जीवन आहे या वाक्यावरुन पाण्याचे या सृष्टीवर महत्व काय आहे ते जाणवते. कारण पृथ्वी वरील सर्व सजीवांचे जीवन हे पाण्यावरच अवलंबून आहे. मानवी शरीर अन्नाशिवाय काही आठवडे जिवंत राहू शकते पण पाण्याशिवाय सात दिवसांपेक्षा जास्त दिवस जगूच शकत नाही. मनुष्याला फक्त पिण्यासाठीच नाही तर आंघोळीसाठी, कपडे धुण्यासाठी, भांडी धुण्यासाठी म्हणजेच अनेक नित्योपयोगी गोष्टींसाठी पाणी आवश्यक आहे. औद्योगिक क्षेत्रातही पाण्याची प्रचंड आवश्यकता असते. ऊर्जानिर्मितीसाठी पाणी हेच माध्यम आहे. शेती करण्याकरता तर पाण्याची गरज सर्वात मोठी आहे..
दिवसें न दिवस वाढती लोकसंख्या, मोठ्या प्रमाणात औद्योगीकरण, जंगल तोड, जल प्रदूषण, कमी पाऊस, आटते जलस्त्रोत, उपलब्ध जलसाठ्यांचा गैरवापर यांच्यामुळे पाणीची टंचाई जाणवत आहे. देशातील अवर्षणग्रस्त भागांसाठी, तसेच वाढती लोकसंख्या आणि अनियमित व लहरी पर्जन्यमान यामुळे पावसाळ्याव्यतिरीक्त उर्वरीत काळात पाणी पुरवठा करण्यासाठी धरण बांधणीची गरज निर्माण झाली.
धरणांचे खालील मुख्य उपयोग आहेत.
१. शेती जलसिंचन : पावसाच्या पाण्याव्यतिरिक्त पिकांना दिलेल्या पुरक पाण्याला जलसिंचन असे म्हणतात.
२. दैनंदिन घरगुती पाणी वापरासाठी
३. औद्योगिक वापरासाठी
४. जलविद्युत निर्मितीसाठी
◼ धरणाच्या पायाचा अभ्यास
धरणबांधणीत मजबूत पायाचे महत्त्व अनन्यसाधारण असते. साठवलेल्या पाण्याचा, स्वतःच्या वजनाचा, झिरपणाऱ्या पाण्याचा भार, ह्या सारख्या अनेक भार प्रणालींमुळे निर्माण झालेली प्रतिबले धरणाच्या पायावर सोपवली जातात. भूगर्भातून बाहेर पडणाऱ्या भूकंप लहरी सर्व प्रथम धरणाच्या पायाजवळ आघात करतात. ह्यासाठी धरणाच्या नियोजित जागेसभोवतालच्या प्रदेशात होऊन गेलेल्या भूकंपाची माहिती असावी लागते. त्या जागेत जोड आणि भूस्तरभंग आहेत का आणि असतील तर त्यांची आजची स्थिती, पुन्हा भूकंप होण्याची शक्यता आणि त्याची क्षमता अजमावणे गरजेचे असते. शिवाय पायाचा खडक पारगम्य (permeable) नसेल तर पाणी झिरपून न जाता जास्तीत जास्त पाणी साठवता येते. त्यामुळे उत्तम अभेद्य खडक पायासाठी योग्य मानला जातो. म्हणून धरणाच्या सुरक्षिततेच्या दृष्टीने भूगर्भातल्या खडकांचा प्रकार, पायाकरता योग्य खडकापर्यंत पोहोचण्यासाठी वरच्या थरांची खोली, खडकांची घनता, त्यातील पाण्याचे प्रमाण, वजन पेलण्याची क्षमता किंवा ताकद (strength) असे खडकांचे अभियांत्रिकी गुणधर्म माहिती असणे अत्यंत गरजेचे असते. याकरता धरणाची जागा ठरवताना भूगर्भ तत्ज्ञांची मदत घेतली जाते. भूगर्भ तत्ज्ञ पायाच्या खडकांबद्दलची माहिती भूवैज्ञानिक आणि भूभौतिकी सर्वेक्षणाच्या साह्याने मिळवतात.
खडकांची सर्वांगीण माहिती कळण्यासाठी धरणाच्या जागेवर ठिकठिकाणी खोल छिद्रणे घेऊन जमिनीच्या विविध स्तरातील खडकांच्या नमुन्यांची प्रयोगशाळेत चाचणी करतात आणि ताकद, पारगम्यता सारखे खडकांचे अभियांत्रिकी गुण याबद्दल माहिती मिळवली जाते. ही प्राथमिक पध्दतीने मिळवलेली माहिती सखोल भूभौतिकी पध्दती वापरून तपासली जाते. ‘इलेक्ट्रिकल साउंडिंग’, ही भूभौतिकी पध्दत वापरून resistivity (प्रतिरोध) मोजली जाते. अग्निजन्य खडकांची resistivity सगळ्यात जास्त ,गाळाच्या खडकांची सगळ्यात कमी तर रुपांतरीतची मध्यम असते. जितका खडक अभेद्य तितकी resistivity जास्त. खडकांमधल्या पाण्याच्या प्रमाणावर पण resistivity अवलंबून असते. खडकात जितके जास्त पाणी तितकी resistivity कमी. ह्या कारणासाठी पारगम्य खडकांची resistivity कमी असते. भूकंपीय लहरींच्या अपवर्तनाचा (refraction) अभ्यास करून धरणाच्या नियोजित जागेतील वेगवेगळ्या थरातील खडकांची प्रत आणि खोलीबद्दलची संपूर्ण माहिती मिळवली जाते. ह्यालाच भूकंपीय अपवर्तन पध्दती(seismic refraction method) म्हणतात.
जेंव्हा लहरी एका माध्यमातून दुसऱ्या माध्यमात जातात तेंव्हा काही प्रमाणात परावर्तन(reflection) तसेच अपवर्तन (refraction) होते. या पध्दतीत खालील आकृती मध्ये दाखवल्याप्रमाणे प्रक्षेपक(Energy source) आणि ठराविक व सारख्या अंतरावर शोधक (detectors-Geophones) वापरले जातात. प्रक्षेपकाच्या जागी हातोडा किंवा उंचीवरून वजन सोडून भूकंपीय लहरी निर्माण केल्या जातात. ह्या लहरी विविध थरामधून प्रवास करतात. एका विशिष्ट कोनातल्या आपाती (incident) लहरी अपवर्तीत होऊन दोन थरांच्या सीमेलगत प्रवास करतात आणि पुन्हा अपवर्तीत होऊन शोधकापर्यंत पोहोचतात. लहरी जवळच्या अंतरावरील शोधकापर्यंत सरळपणे पोहोचतात तर लांबच्या शोधकापर्यंत अपवर्तीत लहरी प्रथम पोहोचतात. लहरींचे प्रक्षेपण आणि प्रथम आगमनातील कालावधी नोंदविला जातो. प्रक्षेपक व शोधक यांमधील अंतर व ह्या कालावधीचा उपयोग करून प्रत्येक थरामधील लहरींच्या गतीचा अभ्यास केला जातो. घनता जास्त असेल तर लहरींचा वेग अधिक असतो त्यामुळे जितकी गती जास्त तितका खडक चांगल्या प्रतीचा. अशा पद्धतीने जमिनीखालच्या थरांची जाडी व प्रत कळते
अश्या सखोल अभ्यासानंतर पायाच्या खड्कांबद्दल महत्वाची माहिती घेऊन बाकी सर्व निकषांचा एकत्रितपणे अभ्यास करून धरणासाठी अनेक योग्य जागांचा विचार केला जातो. आणि नंतर सर्वात योग्य जागा निवडली जाते.
◼ धरण
ह्या पृथ्वीतलावर हवामान आणि पर्जन्यमानात इतकी विविधता आहे की एकीकडे घनदाट जंगले तर दुसरीकडे मोठी वाळवंटे तयार झालेली दिसतात. आपल्या भारतातही बहुतांश भाग पावसावर अवलंबून आहे पण त्यात खूप अनिश्चितता आहे, कधी खूप जास्त पाऊस पडतो तर कधी अगदी कमी. तसेच ह्या पावसाचे प्रमाण एका ठिकाणापासून दुसऱ्या ठिकाणापर्यंत इतके बदलते की काही भागात उदा. उत्तर किंवा ईशान्य भागात गंगा, यमुना, ब्रम्हपुत्रा या हिमालयातल्या नद्यांना जवळजवळ प्रत्येक वर्षी पूर येतो तर काही भागात उदा वायव्य भागात पाऊस इतका कमी पडतो की शेती तर दूरच पण पिण्याच्या पाण्याची पण विवंचना असते. २०१३ त उत्तराखंडमध्ये आणि अलीकडे जम्मू काश्मीरमध्ये पुराने घातलेले थैमान तर महाराष्ट्राच्या मराठवाड्यात पावसाची प्रतीक्षा ह्या घटना अगदीच ताज्या आहेत.
म्हणजेच एकाच वेळेस ओला आणि कोरडा दुष्काळ देशाच्या वेगवेगळ्या भागात आढळतो. शिवाय नद्यांचे बरेचसे पाणी नियोजनाअभावी समुद्राला जाऊन मिळाल्याकारणाने जो मर्यादित मोसमी पाऊस पडतो तोही वाया जाऊ शकतो. वाढत्या लोकसंख्येच्या गंभीर प्रश्नामुळे उपलब्ध पाण्याचे दरडोई प्रमाणही घटत चालले आहे. त्यामुळे कुठल्याही नागरी वस्तीच्या नियोजनात, बारमाही पाणीपुरवठा तसेच पूर किंवा दुष्काळ ह्या दोन्ही संकटापासून वाचवण्यासाठी पाण्याचे नियोजन हा सर्वात महत्वाचा भाग ठरतो. नागरी सुविधांबरोबर सिंचन, पूरनियंत्रण, वीजनिर्मिती, उद्योगासाठी लागणारे पाणी, जलक्रीडा, मत्स्योत्पादन किंवा इतर अनेक कारणांसाठी लहानमोठ्या जल उर्जा प्रकल्पांची योजना आखली जाते. अशा बहुउद्देशीय प्रकल्पामध्ये धरण हा महत्वाचा घटक असतो. नदीचा किंवा कुठलाही जलप्रवाह योग्य ठिकाणी अडवून खोऱ्याच्या एका टोकापासून दुसऱ्या टोकापर्यंत बांधलेली भिंत म्हणजे धरण होय. पाण्याचा साठा किंवा जलाशय निर्माण करणे आणि पाण्याची पातळी उंचावणे हे धरणाचे मुख्य कार्य. पावसाळ्यात पुरेसा साठा करून जेंव्हा पाण्याची मागणी ज्या प्रमाणात आवश्यक असेल त्या वेळेला त्या प्रमाणात पाणी उपलब्ध करून देणे हे धरणामुळे साधते. तसेच जलशक्तीचा वापर करून विद्युत निर्मिती करता येते.
◼ धरणांचा इतिहास
धरणांचा इतिहास पुरातन आहे. प्राचीन काळी म्हणजे इ.स.पूर्व काळातही इजिप्त,चीन येथे धरणे बांधली गेली होती. नाईल नदीवरील कोशेस येथे इ.स.पूर्व २९०० च्या सुमारास बांधले गेलेले १५ मी उंचीचे धरण हे सर्वात प्राचीन मानले जाते. इ.स.पूर्व २७०० मध्ये त्याच नदीवर बांधलेले ‘साद एल काफारा’ ह्या दगडी धरणाचे अवशेष अजूनही शिल्लक आहेत. भारतातही इ.स. ५०० -१८०० च्या काळात अनेक मातीची धरणे बांधली गेली. मातीच्या धरणाच्या उतरत्या भागावर तासलेले दगड बसवण्याच्या पध्दतीप्रमाणे इ.स. १०११ -१०३७ मध्ये तामिळनाडू मध्ये वीरनाम धरण बांधले गेले.
पहिले मोठे दगडी धरण पुण्याजवळ खडकवासला येथे १८७९ साली बांधले गेले. रोमन लोकांनीही पाणीपुरवठा आणि जमिनीची धूप थांबवण्यासाठी इटली, उ.आफ्रिका, स्पेन मध्ये दगडी धरणे बांधली. पहिले केबर नावाचे कमानी धरण इराणमध्ये १४ व्या शतकात बांधले गेले. रोमन साम्राज्य लयास गेल्यावर १६ व्या शतकापर्यंत फारशी प्रगती नसली तरी नंतर स्पानिश स्थापत्याविशारदानी मोठी धरणे बांधण्यात यश मिळवले. १९-२० व्या शतकात बांधकाम तंत्र, यंत्रसामग्री, कॉंक्रीटचा उपयोग, मृदअभियांत्रिकी ह्यात झालेल्या संशोधनामुळे धरण बांधणीचा उच्चांक गाठला गेला. १९६० मध्ये भारतात हरित क्रांती सुरु झाली आणि पाण्याची गरज वाढली. त्याच सुमारास उद्योग पण सुरु झाले आणि जलउर्जेची मागणी वाढली. २००६ मध्ये ४०५० धरणे पूर्ण आणि ४७५ धरणांचे बांधकाम चालू होते. १९५० ते १९९३ मध्ये भारत हा वर्ल्ड बँकेकडून सर्वात जास्त कर्ज काढणारा देश होता.
◼ धरण कुठे बांधतात
एखाद्या नदीवर धरण बांधावयाचे असल्यास ते कुठल्या ठिकाणी बांधावे आणि कुठल्या प्रकारचे म्हणजे कॉंक्रीटचे की मातीचे किंवा भारस्थायी की कमानी बांधावे, ह्या धरण बांधणीतील महत्वाच्या बाबी आहेत. ह्या दोन्ही गोष्टी एकमेकांशी निगडीत आहेत. म्हणजे धरणाच्या प्रकाराची निवड ही जागेच्या निवडीवर अवलंबून असते आणि ह्या उलट जागेची निवड करताना कुठल्या प्रकारचे धरण बांधणे शक्य आहे याचा विचार करावा लागतो. जास्तीत जास्त फायदे देणारा पण पूर्ण सुरक्षित आणि तेही कमीत कमी खर्चात प्रकल्पाची आखणी करायची असेल तर धरणाची योग्य जागा निवडणे महत्वाचे असते.
धरणाची जागा ठरवताना अनेक तांत्रिक, सामाजिक आणि आर्थिक बाबींचा अभ्यास करावा लागतो. धरणासाठी योग्य जागा निवडण्यासाठी सर्वात पहिली पायरी म्हणजे सर्वेक्षण. प्राथमिक सर्वेक्षण हे टोपोशीटवर करतात. टोपोशीट म्हणजे जमिनीवरचे सर्व बारकावे दाखवणारे नकाशे. शिवाय उपग्रहाने घेतलेले फोटो, हवाई नकाशांचा पण अभ्यास केला जातो. धरणाच्या परिसरातल्या पर्जन्यमानाचा अभ्यास करण्यासाठी मागील अनेक वर्षाचे पावसाचे आकडे पाहून पुढील अनेक वर्षाचा अंदाज बांधला जातो. तसेच वेगवान वारा आणि भूकंप ह्यासारख्या अनेक परिणामाचे मोजमाप ही करावे लागते.
◼ जागा निवडीचे निकष
१. सामान्यतः जितकी धरणाची लांबी कमी तितका धरण बांधणीचा खर्च कमी या तत्त्वानुसार जिथे दोन डोंगरांमधली दरी अरुंद तिथे धरण बांधणे आर्थिक दृष्ट्या फायदेशीर ठरते.
२. धरणाच्या वरच्या बाजूस म्हणजे नदीच्या उगमाच्या बाजूस जितके रुंद खोरे तितके जलाशय मोठे म्हणजे पाण्याचा साठा मोठा.
३. खोरे जर घंटेच्या आकाराचे असेल आणि त्या निमुळत्या जागेत जर धरण बांधले तर दोन्ही उद्देश सफल होऊन ती जागा योग्य मानली जाते.
४. धरणाच्या जागेची जमिनीची पातळी नदीच्या खोऱ्याच्या पातळी पेक्षा जर उंच असेल तर धरणाची उंची कमीत कमी ठेवता येईल पर्यायाने उंचीचा फायदा मिळेल तोही कमी खर्चात.
५. धरण बांधणीनंतर पाण्याखाली येणाऱ्या जमिनीची किंमत कमीत कमी असावी.
६. धरणाची जागा निवडताना एकीकडे धरणामुळे निर्माण झालेल्या जलाशयात किती गावे बुडतील, किती लोकांना विस्थापित व्हावे लागेल, झाडे, पक्षी, प्राणी ह्यांच्या संदर्भात पर्यावरणाचे किती नुकसान होईल ह्या अनिष्ठ परिणामांचा आणि दुसरीकडे पूरनियंत्रण, कोरडवाहू जमिनीचे सिंचन, मत्स्योत्पादन, वीज निर्मिती सारख्या इष्ट परिणामांचा तौलनिक अभ्यास करणे गरजेचे असते.
७. बांधकामासाठी लागणारे साहित्य जवळ उपलब्ध असावे आणि त्याच्या वाहतुकीसाठी जागा सुगम असावी.
८. जागा शहर किंवा नगरांपासून सहजपणे पोचता येईल अशी असावी.
९. जलाशयाच्या भागातल्या खडकांमध्ये शिसे, जस्त सारखी पाणी दूषित करणारी खनिजे नसावीत.
१०. मजुरांच्या वस्तीसाठी धरणाजवळ जागा असावी .
धरणांची पाणी क्षमता
धरणातील पाणी आवक जावक मापे बघा, किती पाणी येते वा जाते माहिती आहे कां ???
1) टीएमसी ( TMC) म्हणजे काय ??
2) क्युसेक (Cusec )म्हणजे काय ??
3) क्युमेक (Cumec ) म्हणजे काय??
उत्तर
सध्या सर्वदूर चांगला पाऊस होतो आहे, धरणे भरत आहेत, काही धरणांतून पाणीही सोडल्या जात आहे.
इतके टीएमसी पाणी जमा झाले, तितके क्युसेक पाणी सोडले असे आपण पेपर मधून वाचतो. पण या संज्ञांचा नेमका अर्थ काय ??? आपणास फक्त "लिटर" ही संज्ञा माहित आहे; तर या लिटर संज्ञेप्रमाणे यांचा अर्थ समजून घेवूया.
पाणी मोजण्याची एकके
स्थिर पाणी मोजण्याची एकके
१) लिटर
२) घनफूट
३) घनमीटर
४) धरणातील पाणी मोजण्याचे एकक – टीएमसी TMC (Thousand Million Cubic Feet) (अब्ज घनफूट)
एक टीएमसी म्हणजे one thousand millions cubic feet म्हणजे एकावर नऊ शुन्य (०१ अब्ज) इतके घन फूट.
१ टीएमसी = २८,३१६,८४६,५९२ लिटर्स
वाहते पाणी मोजण्याची एकके
१) १ क्यूसेक ( Cusec )– एका सेकंदास एक घनफूट पाण्याचा प्रवाह म्हणजे एक क्यूसेक होय. या प्रमाणात एक सेकंदात २८.३ लिटर पाणी बाहेर पडते.
२) १ क्युमेक (Cumec) - एका सेकंदास एक घनमीटर पाण्याचा प्रवाह म्हणजे एक क्युमेक होय. या प्रमाणात एक सेकंदात १००० लिटर पाणी बाहेर पडते.
उदा.
पुण्याच्या खडकवासला धरणाची क्षमता १.९७ टीएमसी आहे.
म्हणजेच त्यामध्ये १.९७ x २८.३१७ अब्ज लिटर्स पाणी मावते.
याच धरणातून सध्या ५०० क्युसेक पाणी नदीत सोडले जातआहे.
म्हणजेच ५०० x २८.३१७ लिटर प्रति सेकंद या विसर्गाने पाणी सोडल्या जात आहे.
महाराष्ट्रातील क्षमतेने मोठी असलेली ०५ धरणे 👇
१)उजनी ११७.२७ टीएमसी
२)कोयना १०५.२७ टीएमसी
३)जायकवाडी ७६.६५ टीएमसी ( पैठण )
४)पेंच तोतलाडोह ३५.९० टीएमसी
५) पूर्णा येलदरी २८.५६ टीएमसी
पाणी म्हणजे जल, आणि जल हेच जीवन आहे या वाक्यावरुन पाण्याचे या सृष्टीवर महत्व काय आहे ते जाणवते. कारण पृथ्वी वरील सर्व सजीवांचे जीवन हे पाण्यावरच अवलंबून आहे. मानवी शरीर अन्नाशिवाय काही आठवडे जिवंत राहू शकते पण पाण्याशिवाय सात दिवसांपेक्षा जास्त दिवस जगूच शकत नाही. मनुष्याला फक्त पिण्यासाठीच नाही तर आंघोळीसाठी, कपडे धुण्यासाठी, भांडी धुण्यासाठी म्हणजेच अनेक नित्योपयोगी गोष्टींसाठी पाणी आवश्यक आहे. औद्योगिक क्षेत्रातही पाण्याची प्रचंड आवश्यकता असते. ऊर्जानिर्मितीसाठी पाणी हेच माध्यम आहे. शेती करण्याकरता तर पाण्याची गरज सर्वात मोठी आहे..
दिवसें न दिवस वाढती लोकसंख्या, मोठ्या प्रमाणात औद्योगीकरण, जंगल तोड, जल प्रदूषण, कमी पाऊस, आटते जलस्त्रोत, उपलब्ध जलसाठ्यांचा गैरवापर यांच्यामुळे पाणीची टंचाई जाणवत आहे. देशातील अवर्षणग्रस्त भागांसाठी, तसेच वाढती लोकसंख्या आणि अनियमित व लहरी पर्जन्यमान यामुळे पावसाळ्याव्यतिरीक्त उर्वरीत काळात पाणी पुरवठा करण्यासाठी धरण बांधणीची गरज निर्माण झाली.
धरणांचे खालील मुख्य उपयोग आहेत.
१. शेती जलसिंचन : पावसाच्या पाण्याव्यतिरिक्त पिकांना दिलेल्या पुरक पाण्याला जलसिंचन असे म्हणतात.
२. दैनंदिन घरगुती पाणी वापरासाठी
३. औद्योगिक वापरासाठी
४. जलविद्युत निर्मितीसाठी
◼ धरणाच्या पायाचा अभ्यास
धरणबांधणीत मजबूत पायाचे महत्त्व अनन्यसाधारण असते. साठवलेल्या पाण्याचा, स्वतःच्या वजनाचा, झिरपणाऱ्या पाण्याचा भार, ह्या सारख्या अनेक भार प्रणालींमुळे निर्माण झालेली प्रतिबले धरणाच्या पायावर सोपवली जातात. भूगर्भातून बाहेर पडणाऱ्या भूकंप लहरी सर्व प्रथम धरणाच्या पायाजवळ आघात करतात. ह्यासाठी धरणाच्या नियोजित जागेसभोवतालच्या प्रदेशात होऊन गेलेल्या भूकंपाची माहिती असावी लागते. त्या जागेत जोड आणि भूस्तरभंग आहेत का आणि असतील तर त्यांची आजची स्थिती, पुन्हा भूकंप होण्याची शक्यता आणि त्याची क्षमता अजमावणे गरजेचे असते. शिवाय पायाचा खडक पारगम्य (permeable) नसेल तर पाणी झिरपून न जाता जास्तीत जास्त पाणी साठवता येते. त्यामुळे उत्तम अभेद्य खडक पायासाठी योग्य मानला जातो. म्हणून धरणाच्या सुरक्षिततेच्या दृष्टीने भूगर्भातल्या खडकांचा प्रकार, पायाकरता योग्य खडकापर्यंत पोहोचण्यासाठी वरच्या थरांची खोली, खडकांची घनता, त्यातील पाण्याचे प्रमाण, वजन पेलण्याची क्षमता किंवा ताकद (strength) असे खडकांचे अभियांत्रिकी गुणधर्म माहिती असणे अत्यंत गरजेचे असते. याकरता धरणाची जागा ठरवताना भूगर्भ तत्ज्ञांची मदत घेतली जाते. भूगर्भ तत्ज्ञ पायाच्या खडकांबद्दलची माहिती भूवैज्ञानिक आणि भूभौतिकी सर्वेक्षणाच्या साह्याने मिळवतात.
खडकांची सर्वांगीण माहिती कळण्यासाठी धरणाच्या जागेवर ठिकठिकाणी खोल छिद्रणे घेऊन जमिनीच्या विविध स्तरातील खडकांच्या नमुन्यांची प्रयोगशाळेत चाचणी करतात आणि ताकद, पारगम्यता सारखे खडकांचे अभियांत्रिकी गुण याबद्दल माहिती मिळवली जाते. ही प्राथमिक पध्दतीने मिळवलेली माहिती सखोल भूभौतिकी पध्दती वापरून तपासली जाते. ‘इलेक्ट्रिकल साउंडिंग’, ही भूभौतिकी पध्दत वापरून resistivity (प्रतिरोध) मोजली जाते. अग्निजन्य खडकांची resistivity सगळ्यात जास्त ,गाळाच्या खडकांची सगळ्यात कमी तर रुपांतरीतची मध्यम असते. जितका खडक अभेद्य तितकी resistivity जास्त. खडकांमधल्या पाण्याच्या प्रमाणावर पण resistivity अवलंबून असते. खडकात जितके जास्त पाणी तितकी resistivity कमी. ह्या कारणासाठी पारगम्य खडकांची resistivity कमी असते. भूकंपीय लहरींच्या अपवर्तनाचा (refraction) अभ्यास करून धरणाच्या नियोजित जागेतील वेगवेगळ्या थरातील खडकांची प्रत आणि खोलीबद्दलची संपूर्ण माहिती मिळवली जाते. ह्यालाच भूकंपीय अपवर्तन पध्दती(seismic refraction method) म्हणतात.
जेंव्हा लहरी एका माध्यमातून दुसऱ्या माध्यमात जातात तेंव्हा काही प्रमाणात परावर्तन(reflection) तसेच अपवर्तन (refraction) होते. या पध्दतीत खालील आकृती मध्ये दाखवल्याप्रमाणे प्रक्षेपक(Energy source) आणि ठराविक व सारख्या अंतरावर शोधक (detectors-Geophones) वापरले जातात. प्रक्षेपकाच्या जागी हातोडा किंवा उंचीवरून वजन सोडून भूकंपीय लहरी निर्माण केल्या जातात. ह्या लहरी विविध थरामधून प्रवास करतात. एका विशिष्ट कोनातल्या आपाती (incident) लहरी अपवर्तीत होऊन दोन थरांच्या सीमेलगत प्रवास करतात आणि पुन्हा अपवर्तीत होऊन शोधकापर्यंत पोहोचतात. लहरी जवळच्या अंतरावरील शोधकापर्यंत सरळपणे पोहोचतात तर लांबच्या शोधकापर्यंत अपवर्तीत लहरी प्रथम पोहोचतात. लहरींचे प्रक्षेपण आणि प्रथम आगमनातील कालावधी नोंदविला जातो. प्रक्षेपक व शोधक यांमधील अंतर व ह्या कालावधीचा उपयोग करून प्रत्येक थरामधील लहरींच्या गतीचा अभ्यास केला जातो. घनता जास्त असेल तर लहरींचा वेग अधिक असतो त्यामुळे जितकी गती जास्त तितका खडक चांगल्या प्रतीचा. अशा पद्धतीने जमिनीखालच्या थरांची जाडी व प्रत कळते
अश्या सखोल अभ्यासानंतर पायाच्या खड्कांबद्दल महत्वाची माहिती घेऊन बाकी सर्व निकषांचा एकत्रितपणे अभ्यास करून धरणासाठी अनेक योग्य जागांचा विचार केला जातो. आणि नंतर सर्वात योग्य जागा निवडली जाते.
◼ धरण
ह्या पृथ्वीतलावर हवामान आणि पर्जन्यमानात इतकी विविधता आहे की एकीकडे घनदाट जंगले तर दुसरीकडे मोठी वाळवंटे तयार झालेली दिसतात. आपल्या भारतातही बहुतांश भाग पावसावर अवलंबून आहे पण त्यात खूप अनिश्चितता आहे, कधी खूप जास्त पाऊस पडतो तर कधी अगदी कमी. तसेच ह्या पावसाचे प्रमाण एका ठिकाणापासून दुसऱ्या ठिकाणापर्यंत इतके बदलते की काही भागात उदा. उत्तर किंवा ईशान्य भागात गंगा, यमुना, ब्रम्हपुत्रा या हिमालयातल्या नद्यांना जवळजवळ प्रत्येक वर्षी पूर येतो तर काही भागात उदा वायव्य भागात पाऊस इतका कमी पडतो की शेती तर दूरच पण पिण्याच्या पाण्याची पण विवंचना असते. २०१३ त उत्तराखंडमध्ये आणि अलीकडे जम्मू काश्मीरमध्ये पुराने घातलेले थैमान तर महाराष्ट्राच्या मराठवाड्यात पावसाची प्रतीक्षा ह्या घटना अगदीच ताज्या आहेत.
म्हणजेच एकाच वेळेस ओला आणि कोरडा दुष्काळ देशाच्या वेगवेगळ्या भागात आढळतो. शिवाय नद्यांचे बरेचसे पाणी नियोजनाअभावी समुद्राला जाऊन मिळाल्याकारणाने जो मर्यादित मोसमी पाऊस पडतो तोही वाया जाऊ शकतो. वाढत्या लोकसंख्येच्या गंभीर प्रश्नामुळे उपलब्ध पाण्याचे दरडोई प्रमाणही घटत चालले आहे. त्यामुळे कुठल्याही नागरी वस्तीच्या नियोजनात, बारमाही पाणीपुरवठा तसेच पूर किंवा दुष्काळ ह्या दोन्ही संकटापासून वाचवण्यासाठी पाण्याचे नियोजन हा सर्वात महत्वाचा भाग ठरतो. नागरी सुविधांबरोबर सिंचन, पूरनियंत्रण, वीजनिर्मिती, उद्योगासाठी लागणारे पाणी, जलक्रीडा, मत्स्योत्पादन किंवा इतर अनेक कारणांसाठी लहानमोठ्या जल उर्जा प्रकल्पांची योजना आखली जाते. अशा बहुउद्देशीय प्रकल्पामध्ये धरण हा महत्वाचा घटक असतो. नदीचा किंवा कुठलाही जलप्रवाह योग्य ठिकाणी अडवून खोऱ्याच्या एका टोकापासून दुसऱ्या टोकापर्यंत बांधलेली भिंत म्हणजे धरण होय. पाण्याचा साठा किंवा जलाशय निर्माण करणे आणि पाण्याची पातळी उंचावणे हे धरणाचे मुख्य कार्य. पावसाळ्यात पुरेसा साठा करून जेंव्हा पाण्याची मागणी ज्या प्रमाणात आवश्यक असेल त्या वेळेला त्या प्रमाणात पाणी उपलब्ध करून देणे हे धरणामुळे साधते. तसेच जलशक्तीचा वापर करून विद्युत निर्मिती करता येते.
◼ धरणांचा इतिहास
धरणांचा इतिहास पुरातन आहे. प्राचीन काळी म्हणजे इ.स.पूर्व काळातही इजिप्त,चीन येथे धरणे बांधली गेली होती. नाईल नदीवरील कोशेस येथे इ.स.पूर्व २९०० च्या सुमारास बांधले गेलेले १५ मी उंचीचे धरण हे सर्वात प्राचीन मानले जाते. इ.स.पूर्व २७०० मध्ये त्याच नदीवर बांधलेले ‘साद एल काफारा’ ह्या दगडी धरणाचे अवशेष अजूनही शिल्लक आहेत. भारतातही इ.स. ५०० -१८०० च्या काळात अनेक मातीची धरणे बांधली गेली. मातीच्या धरणाच्या उतरत्या भागावर तासलेले दगड बसवण्याच्या पध्दतीप्रमाणे इ.स. १०११ -१०३७ मध्ये तामिळनाडू मध्ये वीरनाम धरण बांधले गेले.
पहिले मोठे दगडी धरण पुण्याजवळ खडकवासला येथे १८७९ साली बांधले गेले. रोमन लोकांनीही पाणीपुरवठा आणि जमिनीची धूप थांबवण्यासाठी इटली, उ.आफ्रिका, स्पेन मध्ये दगडी धरणे बांधली. पहिले केबर नावाचे कमानी धरण इराणमध्ये १४ व्या शतकात बांधले गेले. रोमन साम्राज्य लयास गेल्यावर १६ व्या शतकापर्यंत फारशी प्रगती नसली तरी नंतर स्पानिश स्थापत्याविशारदानी मोठी धरणे बांधण्यात यश मिळवले. १९-२० व्या शतकात बांधकाम तंत्र, यंत्रसामग्री, कॉंक्रीटचा उपयोग, मृदअभियांत्रिकी ह्यात झालेल्या संशोधनामुळे धरण बांधणीचा उच्चांक गाठला गेला. १९६० मध्ये भारतात हरित क्रांती सुरु झाली आणि पाण्याची गरज वाढली. त्याच सुमारास उद्योग पण सुरु झाले आणि जलउर्जेची मागणी वाढली. २००६ मध्ये ४०५० धरणे पूर्ण आणि ४७५ धरणांचे बांधकाम चालू होते. १९५० ते १९९३ मध्ये भारत हा वर्ल्ड बँकेकडून सर्वात जास्त कर्ज काढणारा देश होता.
◼ धरण कुठे बांधतात
एखाद्या नदीवर धरण बांधावयाचे असल्यास ते कुठल्या ठिकाणी बांधावे आणि कुठल्या प्रकारचे म्हणजे कॉंक्रीटचे की मातीचे किंवा भारस्थायी की कमानी बांधावे, ह्या धरण बांधणीतील महत्वाच्या बाबी आहेत. ह्या दोन्ही गोष्टी एकमेकांशी निगडीत आहेत. म्हणजे धरणाच्या प्रकाराची निवड ही जागेच्या निवडीवर अवलंबून असते आणि ह्या उलट जागेची निवड करताना कुठल्या प्रकारचे धरण बांधणे शक्य आहे याचा विचार करावा लागतो. जास्तीत जास्त फायदे देणारा पण पूर्ण सुरक्षित आणि तेही कमीत कमी खर्चात प्रकल्पाची आखणी करायची असेल तर धरणाची योग्य जागा निवडणे महत्वाचे असते.
धरणाची जागा ठरवताना अनेक तांत्रिक, सामाजिक आणि आर्थिक बाबींचा अभ्यास करावा लागतो. धरणासाठी योग्य जागा निवडण्यासाठी सर्वात पहिली पायरी म्हणजे सर्वेक्षण. प्राथमिक सर्वेक्षण हे टोपोशीटवर करतात. टोपोशीट म्हणजे जमिनीवरचे सर्व बारकावे दाखवणारे नकाशे. शिवाय उपग्रहाने घेतलेले फोटो, हवाई नकाशांचा पण अभ्यास केला जातो. धरणाच्या परिसरातल्या पर्जन्यमानाचा अभ्यास करण्यासाठी मागील अनेक वर्षाचे पावसाचे आकडे पाहून पुढील अनेक वर्षाचा अंदाज बांधला जातो. तसेच वेगवान वारा आणि भूकंप ह्यासारख्या अनेक परिणामाचे मोजमाप ही करावे लागते.
◼ जागा निवडीचे निकष
१. सामान्यतः जितकी धरणाची लांबी कमी तितका धरण बांधणीचा खर्च कमी या तत्त्वानुसार जिथे दोन डोंगरांमधली दरी अरुंद तिथे धरण बांधणे आर्थिक दृष्ट्या फायदेशीर ठरते.
२. धरणाच्या वरच्या बाजूस म्हणजे नदीच्या उगमाच्या बाजूस जितके रुंद खोरे तितके जलाशय मोठे म्हणजे पाण्याचा साठा मोठा.
३. खोरे जर घंटेच्या आकाराचे असेल आणि त्या निमुळत्या जागेत जर धरण बांधले तर दोन्ही उद्देश सफल होऊन ती जागा योग्य मानली जाते.
४. धरणाच्या जागेची जमिनीची पातळी नदीच्या खोऱ्याच्या पातळी पेक्षा जर उंच असेल तर धरणाची उंची कमीत कमी ठेवता येईल पर्यायाने उंचीचा फायदा मिळेल तोही कमी खर्चात.
५. धरण बांधणीनंतर पाण्याखाली येणाऱ्या जमिनीची किंमत कमीत कमी असावी.
६. धरणाची जागा निवडताना एकीकडे धरणामुळे निर्माण झालेल्या जलाशयात किती गावे बुडतील, किती लोकांना विस्थापित व्हावे लागेल, झाडे, पक्षी, प्राणी ह्यांच्या संदर्भात पर्यावरणाचे किती नुकसान होईल ह्या अनिष्ठ परिणामांचा आणि दुसरीकडे पूरनियंत्रण, कोरडवाहू जमिनीचे सिंचन, मत्स्योत्पादन, वीज निर्मिती सारख्या इष्ट परिणामांचा तौलनिक अभ्यास करणे गरजेचे असते.
७. बांधकामासाठी लागणारे साहित्य जवळ उपलब्ध असावे आणि त्याच्या वाहतुकीसाठी जागा सुगम असावी.
८. जागा शहर किंवा नगरांपासून सहजपणे पोचता येईल अशी असावी.
९. जलाशयाच्या भागातल्या खडकांमध्ये शिसे, जस्त सारखी पाणी दूषित करणारी खनिजे नसावीत.
१०. मजुरांच्या वस्तीसाठी धरणाजवळ जागा असावी .
धरणांची पाणी क्षमता
धरणातील पाणी आवक जावक मापे बघा, किती पाणी येते वा जाते माहिती आहे कां ???
1) टीएमसी ( TMC) म्हणजे काय ??
2) क्युसेक (Cusec )म्हणजे काय ??
3) क्युमेक (Cumec ) म्हणजे काय??
उत्तर
सध्या सर्वदूर चांगला पाऊस होतो आहे, धरणे भरत आहेत, काही धरणांतून पाणीही सोडल्या जात आहे.
इतके टीएमसी पाणी जमा झाले, तितके क्युसेक पाणी सोडले असे आपण पेपर मधून वाचतो. पण या संज्ञांचा नेमका अर्थ काय ??? आपणास फक्त "लिटर" ही संज्ञा माहित आहे; तर या लिटर संज्ञेप्रमाणे यांचा अर्थ समजून घेवूया.
पाणी मोजण्याची एकके
स्थिर पाणी मोजण्याची एकके
१) लिटर
२) घनफूट
३) घनमीटर
४) धरणातील पाणी मोजण्याचे एकक – टीएमसी TMC (Thousand Million Cubic Feet) (अब्ज घनफूट)
एक टीएमसी म्हणजे one thousand millions cubic feet म्हणजे एकावर नऊ शुन्य (०१ अब्ज) इतके घन फूट.
१ टीएमसी = २८,३१६,८४६,५९२ लिटर्स
वाहते पाणी मोजण्याची एकके
१) १ क्यूसेक ( Cusec )– एका सेकंदास एक घनफूट पाण्याचा प्रवाह म्हणजे एक क्यूसेक होय. या प्रमाणात एक सेकंदात २८.३ लिटर पाणी बाहेर पडते.
२) १ क्युमेक (Cumec) - एका सेकंदास एक घनमीटर पाण्याचा प्रवाह म्हणजे एक क्युमेक होय. या प्रमाणात एक सेकंदात १००० लिटर पाणी बाहेर पडते.
उदा.
पुण्याच्या खडकवासला धरणाची क्षमता १.९७ टीएमसी आहे.
म्हणजेच त्यामध्ये १.९७ x २८.३१७ अब्ज लिटर्स पाणी मावते.
याच धरणातून सध्या ५०० क्युसेक पाणी नदीत सोडले जातआहे.
म्हणजेच ५०० x २८.३१७ लिटर प्रति सेकंद या विसर्गाने पाणी सोडल्या जात आहे.
महाराष्ट्रातील क्षमतेने मोठी असलेली ०५ धरणे 👇
१)उजनी ११७.२७ टीएमसी
२)कोयना १०५.२७ टीएमसी
३)जायकवाडी ७६.६५ टीएमसी ( पैठण )
४)पेंच तोतलाडोह ३५.९० टीएमसी
५) पूर्णा येलदरी २८.५६ टीएमसी
No comments:
Post a Comment