मृदा अपरदन व जलग्रहण प्रबंधन: USLE, वेदिकाएँ व बंड, जलमार्ग, नाला नियंत्रण, उत्प्लव-मार्ग, मिट्टी के बाँध व जल संचयन

GATE कृषि अभियांत्रिकी (AG) पेपर के खंड 4, मृदा एवं जल संरक्षण अभियांत्रिकी, का चौथा अध्याय, जो उन दो उप-शीर्षकों को समेटता है जो खंड को उसका नाम देते हैं। मृदा व जल अपरदन: पवन व जल अपरदन की यांत्रिकी, अपरदन के प्रकार व उसे प्रभावित करने वाले कारक, सार्वत्रिक मृदा-हानि समीकरण (USLE) से मृदा-हानि आकलन, जैविक व अभियांत्रिक नियंत्रण उपाय, वेदिकाएँ व बंड, वनस्पति जलमार्ग, नाला-नियंत्रण संरचनाएँ — पात, पात-प्रवेश व ढलान (chute) उत्प्लव-मार्ग — तथा मिट्टी के बाँध। जलग्रहण प्रबंधन: जलग्रहण अभिलक्षणन, भूमि-उपयोग क्षमता वर्गीकरण, जलग्रहण में जल बजट, वर्षा जल संचयन, रोक बाँध व खेत तालाब। अध्याय अपने से पहले के तीनों पर आधारित है: जल-विज्ञान से अपवाह, तरल यांत्रिकी से नालिका समीकरण, और सर्वेक्षण से समोच्च रेखाएँ।

1. पवन व जल अपरदन की यांत्रिकी, प्रकार व कारक

जल अपरदन दो प्रक्रियाएँ है: विलगन, अधिकांशतः नंगी मृदा पर वर्षा-बूँदों के प्रहार से, और बहते जल द्वारा परिवहन; अपरदन इनमें से जो छोटा हो उससे सीमित होता है। इसके प्रकार प्रवाह के संकेंद्रण का पालन करते हैं। छपाक (splash) अपरदन स्वयं बूँद-प्रहार है; परत (sheet) अपरदन एक पतली, लगभग एकसमान परत हटाता है और तब तक अनदेखा रहता है जब तक अवमृदा न दिखे; क्षुद्रनाली (rill) अपरदन छोटी नालियाँ काटता है जिन्हें जुताई चिकना कर सकती है; नाला (gully) अपरदन इतनी गहरी नालियाँ काटता है जिन्हें सामान्य जुताई से न पार किया जा सके न हटाया जा सके, और नाले मिलकर बीहड़ (ravines) बनाते हैं; सरिता-तट अपरदन नालिका-किनारों को खुरचता है। वर्षा की अपरदन-शक्ति — उसकी अपरदकता — बूँद-आकार व तीव्रता के साथ बढ़ती है, और तूफ़ान की गतिज ऊर्जा व अधिकतम 30-मिनट तीव्रता के गुणनफल, EI₃₀ सूचकांक, के रूप में व्यक्त होती है।

पवन अपरदन मृदा को तीन विधाओं में ले जाता है: उत्परिवर्तन (saltation), महीन-बालू आकार के कणों का उछलना जो अधिकांश भार ढोता है और अन्य दोनों को चलाता है; ऊँचे व दूर ले जाई जाने वाली महीन धूल का निलंबन; और उत्परिवर्ती प्रहारों से लुढ़काए बड़े कणों का पृष्ठ-सर्पण (surface creep)। यह शुष्क, ढीली, नंगी, चिकनी, चौड़ी व बिना आड़ वाली भूमि पर सबसे बुरा है, और सतह को खुरदरा, नम या ढका रखकर (ठूँठ पलवार, आवरण फ़सलें), हवा के आर-पार पट्टीदार फ़सलें लगाकर, तथा आश्रय-पट्टियों व वायुरोधकों से नियंत्रित होता है, जो अपनी ऊँचाई के कई गुना दूरी तक हवा की दिशा में पवन-चाल घटाते हैं।

अपरदन को प्रभावित करने वाले कारक वही पाँच हैं जिन्हें मृदा-हानि समीकरण औपचारिक बनाता है: जलवायु (वर्षा अपरदकता), मृदा (अपरदनीयता — कम जैव पदार्थ व दुर्बल संरचना वाली गाद व महीन बालू सबसे अपरदनीय हैं), स्थलाकृति (ढाल-लंबाई व तीव्रता), वनस्पति (आवरण बूँदें रोकता व प्रवाह धीमा करता है), तथा प्रबंधन (संरक्षण पद्धतियाँ)।

2. मृदा-हानि आकलन: सार्वत्रिक मृदा-हानि समीकरण

सार्वत्रिक मृदा-हानि समीकरण दीर्घकालिक औसत वार्षिक परत व क्षुद्रनाली अपरदन का पूर्वानुमान करता है: A = R · K · L · S · C · P, A मृदा-हानि (मीट्रिक प्रयोग में t/ha/वर्ष)। कारक एक इकाई भूखंड के सापेक्ष परिभाषित हैं — एकसमान 9 प्रतिशत ढाल पर 22.13 m लंबा, ढाल के ऊपर-नीचे सतत स्वच्छ-जुताई परती में रखा — जिसके लिए L, S, C व P सभी 1 हैं।

USLE के छह कारक
कारकक्या निरूपित करता हैपरिसर व व्यवहार
Rवर्षा अपरदकता, तूफ़ान EI₃₀ मानों का वार्षिक योगजलवायु से तय; तीव्र उष्णकटिबंधीय वर्षा हेतु अधिक
Kमृदा अपरदनीयता, इकाई भूखंड पर प्रति इकाई R हानिगाद हेतु अधिक, मृत्तिकाओं व सुसमुच्चित मृदाओं हेतु कम
Lढाल-लंबाई कारक22.13 m पर 1; लंबाई के साथ बढ़ता है
Sढाल-तीव्रता कारक9 प्रतिशत पर 1; प्रवणता के साथ तेज़ी से बढ़ता है
Cआवरण व प्रबंधन कारकनंगी परती हेतु 1; घने आवरण में 1 से बहुत कम
Pसहायक-पद्धति कारकऊपर-नीचे जुताई हेतु 1; समोच्च, पट्टीदार फ़सल, वेदिका हेतु कम

हल किया उदाहरण: R = 500, K = 0.3, LS = 1.2, C = 0.4 व P = 0.5 से A = 500 × 0.3 × 1.2 × 0.4 × 0.5 = 36 t/ha/वर्ष। चूँकि समीकरण गुणनफल है, इसे उलटा भी प्रयोग किया जाता है — वह अधिकतम C (फ़सल तंत्र) या P (पद्धति) निकालने हेतु जो A को सह्य मृदा-हानि से नीचे रखे: R = 600, K = 0.25, LS = 1.5 व P = 0.6 पर A को 10 t/ha/वर्ष पर रखने हेतु C ≤ 10/135 = 0.074 चाहिए। USLE नाला अपरदन या निक्षेपण का पूर्वानुमान नहीं करता, और एकल-तूफ़ान आकलन इसके संशोधित रूप (MUSLE) का प्रयोग करते हैं जिसमें R के स्थान पर अपवाह पद होता है; RUSLE इसके कारकों को संशोधित करता है।

3. जैविक व अभियांत्रिक उपाय: वेदिकाएँ, बंड व वनस्पति जलमार्ग

जैविक (सस्य) उपाय आवरण व खुरदरेपन से कार्य करते हैं: समोच्च खेती, पट्टीदार फ़सलें (समोच्च, क्षेत्र व बफ़र पट्टियाँ), पलवार, आवरण फ़सलें, फ़सल चक्र, संरक्षण जुताई, कृषि-वानिकी व घास बफ़र। अभियांत्रिक (यांत्रिक) उपाय ढाल-लंबाई छोटी करते हैं और अपवाह संचित करते या सुरक्षित बहाते हैं: समोच्च बंड (समोच्च रेखाओं के अनुदिश समतल मिट्टी के तटबंध, पारगम्य मृदाओं वाले कम-वर्षा क्षेत्रों हेतु, जहाँ जल रोकना हो), ढलवाँ बंड (अधिक-वर्षा क्षेत्रों या कम पारगम्य मृदाओं में अतिरिक्त जल सुरक्षित निकालने हेतु हल्के अनुदैर्ध्य ढाल पर बिछाए), तथा वेदिकाएँ (terraces)।

सीढ़ीदार (बेंच) वेदिकाएँ तीखी ढाल को समतल या लगभग समतल सीढ़ियों की शृंखला में बदलती हैं और खेती वाली पहाड़ी ढालों का मानक उपचार हैं। इनकी ज्यामिति ऊर्ध्वाधर अंतराल VI (बेंचों के बीच पात) व प्रतिशत भूमि-ढाल S से तय होती है: क्षैतिज अंतराल HI = 100 VI/S है, और ऊर्ध्वाधर राइज़र होने पर बेंच-चौड़ाई HI के बराबर होती है; U क्षैतिज बनाम 1 ऊर्ध्वाधर का ढलवाँ राइज़र उसमें से U × VI ले लेता है। 20 प्रतिशत ढाल पर 1 m ऊर्ध्वाधर अंतराल 5 m बेंच देता है। ऊर्ध्वाधर राइज़रों व भराव के विरुद्ध संतुलित कटान के साथ, प्रत्येक बेंच में उसकी आधी चौड़ाई पर VI/2 ऊँचाई का त्रिकोणीय कटान व भराव है, अतः प्रति मीटर लंबाई मिट्टी-कार्य (W/2)(VI/2)/2 = W·VI/8 है, और प्रति हेक्टेयर 10 000/W मीटर बेंच है: मिट्टी-कार्य V = 1250 × VI m³/ha है, बेंच-चौड़ाई से स्वतंत्र — 1.2 m अंतराल हेतु 1500 m³/ha।

वनस्पति (घासयुक्त) जलमार्ग वेदिकाओं, ढलवाँ बंडों व खेत-निकासों से अपवाह को अपने तल का अपरदन किए बिना ढाल से नीचे ले जाते हैं। इन्हें परवलयिक (सबसे प्राकृतिक व स्थायी रूप), समलंबी या त्रिकोणीय आकार दिया जाता है, तर्कसंगत विधि से शिखर दर द्वारा आकारित किया जाता है, और मैनिंग समीकरण से उस अनुमेय वेग हेतु अभिकल्पित किया जाता है जो घास आवरण व मृदा पर निर्भर है — घास ही वह वेग संभव बनाती है जिसे नंगी मृदा नहीं सह सकती। T शीर्ष-चौड़ाई व D गहराई वाले परवलयिक काट हेतु क्षेत्रफल A = (2/3)TD है: 6 m गुणा 0.5 m के जलमार्ग का A = 2 m² है और 1.25 m/s अभिकल्प वेग पर वह 2.5 m³/s ले जाता है।

4. नाला नियंत्रण संरचनाएँ, उत्प्लव-मार्ग व मिट्टी के बाँध

नाले का स्थिरीकरण उसके शीर्ष पर उसे पोषित करने वाले जल को रोककर, उसके तल की प्रवणता घटाकर और वनस्पति स्थापित करके होता है। अस्थायी संरचनाएँ — झाड़-झंखाड़, ढीले पत्थर व बुने-तार के रोक बाँध — अवसाद फँसाती हैं और प्रवाह को इतने समय धीमा करती हैं कि वनस्पति जम सके। स्थायी संरचनाएँ उत्प्लव-मार्ग हैं जो प्रवणता में पात के पार जल को सुरक्षित नीचे उतारते हैं:

  • पात उत्प्लव-मार्ग: एक बंधिका (सीधी या बॉक्स प्रवेश) जिस पर से जल ऊर्ध्वाधर रूप से एक शांतिकारी द्रोणी में गिरता है जो उसकी ऊर्जा क्षीण करती है; लगभग 3 m तक के पातों हेतु जहाँ नीचे नाला-तल स्थिर हो।
  • पात-प्रवेश (नली) उत्प्लव-मार्ग: तटबंध के आर-पार नाली को पोषित करता ऊर्ध्वाधर राइज़र, ताकि जल ऊपर की ओर संचित हो और नियंत्रित ढंग से छोड़ा जाए; शीर्ष बढ़ने पर प्रवाह राइज़र शिखर पर बंधिका नियंत्रण से द्वारक नियंत्रण और अंततः पूर्ण नली प्रवाह में जाता है।
  • ढलान (chute) उत्प्लव-मार्ग: प्रवेश, वहन खंड व ऊर्जा-क्षयकारी निकास (जैसे SAF शांतिकारी द्रोणी) सहित एक खुली, तीखी, अस्तरित नालिका; बड़े पातों व उच्च प्रवाहों हेतु।

खेत तालाबों व छोटे जलाशयों हेतु मिट्टी के बाँध समांगी (एक मृदा), क्षेत्रित (पारगम्य कवचों सहित अपारगम्य क्रोड) या डायाफ़्राम प्रकार (पतली अपारगम्य झिल्ली) के होते हैं। वे ऊपर से बहने (overtopping) (अपर्याप्त उत्प्लव-मार्ग या मुक्त-बोर्ड), अंतःस्रवण व पाइपिंग (जल का बाँध के भीतर या नीचे से मार्ग खोजना), तथा ढहने या ढलान विफलता (तीखी या संतृप्त ढालें, तीव्र अवतरण) से विफल होते हैं। अंतःस्रवण का विश्लेषण फ़्रियाटिक रेखा से होता है, जो क्षैतिज फ़िल्टर वाले समांगी बाँध में कोज़ेनी परवलय है: h जल-गहराई व d फ़िल्टर फलक से उस स्थान तक क्षैतिज दूरी जहाँ परवलय जलाशय से मिलता है (कासाग्रांडे संशोधन सहित), उसका नाभीय प्राचल y₀ = √(h² + d²) − d है, और प्रति इकाई लंबाई अंतःस्रवण q = k·y₀ है। d = 16 m के साथ 12 m शीर्ष y₀ = 20 − 16 = 4 m देता है, और k = 10⁻⁶ m/s पर q = 4 × 10⁻⁶ m³/s प्रति मीटर।

5. जलग्रहण प्रबंधन: अभिलक्षणन, भूमि क्षमता, जल बजट, संचयन, रोक बाँध व खेत तालाब

जलग्रहण किसी उभयनिष्ठ निकास तक निकासित होने वाला क्षेत्र है, और वह अपने आकार, आकृति, अपवाह जाल, ढाल, मृदाओं व भूमि उपयोग से अभिलक्षित होता है। आकृति सूचकांक इसकी तुलना वृत्त या वर्ग से करते हैं: रूप गुणक R_f = A/L_b² (L_b द्रोणी लंबाई), वृत्तीयता अनुपात (द्रोणी क्षेत्रफल बटा समान परिधि वाले वृत्त का क्षेत्रफल) और दीर्घीकरण अनुपात; संक्षिप्त, वृत्ताकार द्रोणी लंबोतरी द्रोणी से तीखा व जल्दी शिखर देती है। अपवाह जाल स्ट्रालर योजना से क्रमित होता है — अशाखित सरिताएँ कोटि 1 हैं, कोटि n की दो सरिताएँ मिलकर कोटि n + 1 बनाती हैं — और द्विशाखन अनुपात R_b = N_u/N_(u+1) (प्रायः 3 से 5) व अपवाह घनत्व D_d = ΣL/A, प्रति इकाई क्षेत्रफल कुल सरिता-लंबाई, से संक्षेपित होता है; उच्च अपवाह घनत्व का अर्थ अपारगम्य मृदाएँ व तीव्र प्रतिक्रिया है। 50 km² व 10 km लंबाई की द्रोणी का रूप गुणक 0.5 है; 60 km² में 120 km सरिताएँ 2 km/km² का अपवाह घनत्व है।

भूमि-उपयोग क्षमता वर्गीकरण भूमि को उसकी सीमाओं (ढाल, अपरदन जोखिम, गहराई, जलभराव, लवणता, जलवायु) की गंभीरता से आठ वर्गों में समूहित करता है। वर्ग I से IV खेती हेतु उपयुक्त हैं, सीमाएँ व संरक्षण पद्धतियों की आवश्यकता I (कम सीमाएँ) से IV (अति गंभीर, केवल कभी-कभी खेती) तक बढ़ती है; वर्ग V से VII खेती हेतु अनुपयुक्त हैं और स्थायी वनस्पति — चरागाह, चराई व वानिकी — में रखे जाते हैं; वर्ग VIII केवल वन्यजीव, मनोरंजन व जल आपूर्ति हेतु उपयुक्त है। उपवर्ग सीमा का प्रकार बताते हैं (अपरदन हेतु e, जलभराव हेतु w, मृदा हेतु s, जलवायु हेतु c)।

जल बजट किसी अवधि हेतु जलग्रहण पर संतुलन बंद करता है: P = Q + ET + ΔS + G (वर्षण बराबर अपवाह, वाष्पोत्सर्जन, मृदा व सतही संचय में परिवर्तन, और गहरा अंतःस्रवण), और बताता है कि निचले उपयोगकर्ताओं को वंचित किए बिना कितना संचित किया जा सकता है। वर्षा जल संचयन यथास्थान (in situ) (समोच्च कूँड़, मेड़ें, सूक्ष्म-जलग्रहण जो वर्षा को वहीं रोकें जहाँ वह गिरे) या बाह्य-स्थान (ex situ) (अपवाह को टंकियों, तालाबों व पुनर्भरण संरचनाओं में एकत्र करना) होता है; संचय-योग्य आयतन अपवाह गुणांक × वर्षा × जलग्रहण क्षेत्रफल है — 0.2 × 0.6 m × 5 ha (50 000 m²) = 6000 m³। अपवाह रेखाओं के आर-पार रोक बाँध जल रोकते, गाद फँसाते व भूजल पुनर्भरित करते हैं; खेत तालाब — खोदे या तटबंध प्रकार के — जीवन-रक्षक सिंचाई हेतु अपवाह संचित करते हैं, और अंतःस्रवण व वाष्पन हानियों के प्रावधान तथा अतिरिक्त जल हेतु उत्प्लव-मार्ग सहित अपवाह आयतन से आकारित होते हैं।

⚠️ द्विशाखन अनुपात सरिताओं की गिनती है, उनकी लंबाई नहीं
27 प्रथम-कोटि, 9 द्वितीय-कोटि, 3 तृतीय-कोटि व 1 चतुर्थ-कोटि सरिता के साथ R_b = 27/9 = 9/3 = 3/1 = 3। कोटियों के बीच सरिता-लंबाइयों का अनुपात भिन्न नियम (हॉर्टन का सरिता-लंबाई नियम) है और भिन्न संख्या देता है।

मुख्य बिंदु

  • जल अपरदन विलगन जमा परिवहन है; प्रवाह संकेंद्रित होने पर इसके प्रकार छपाक, परत, क्षुद्रनाली, नाला व बीहड़ चलते हैं। पवन अपरदन में उत्परिवर्तन प्रभावी है।
  • USLE A = RKLSCP, 22.13 m, 9 प्रतिशत इकाई भूखंड पर; गुणनफल होने से, इसे सहनशीलता पूरी करने वाले C या P हेतु उलटा हल किया जाता है।
  • सीढ़ीदार वेदिका: HI = 100 VI/S; ऊर्ध्वाधर राइज़रों के साथ मिट्टी-कार्य बेंच-चौड़ाई जो भी हो 1250 × VI m³/ha है।
  • पात, पात-प्रवेश व ढलान उत्प्लव-मार्ग बढ़ते पातों के पार जल उतारते हैं; पात-प्रवेश बंधिका से द्वारक से नली प्रवाह तक जाता है।
  • क्षैतिज फ़िल्टर वाले समांगी बाँध से अंतःस्रवण q = k·y₀, y₀ = √(h² + d²) − d है।
  • भूमि क्षमता वर्ग I–IV कृष्य, V–VII स्थायी वनस्पति, VIII वन्यजीव व मनोरंजन; D_d = ΣL/A, R_f = A/L_b²।

अभ्यास प्रश्न (14)

उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।

  1. एक खेत हेतु R = 500, K = 0.3, LS = 1.2, C = 0.4 व P = 0.5 हैं (संगत मीट्रिक इकाइयों में)। USLE से औसत वार्षिक मृदा-हानि, t/ha/वर्ष में, क्या है?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 36

    A = R·K·LS·C·P = 500 × 0.3 × 1.2 × 0.4 × 0.5 = 36 t/ha/वर्ष। "सहायक पद्धति" को वैकल्पिक मानकर P छोड़ना 72 देता है — समीकरण गुणनफल है, और हर कारक गिना जाता है।
  2. एक खेत में R = 600, K = 0.25, LS = 1.5 व P = 0.6 हैं। मृदा-हानि को 10 t/ha/वर्ष या उससे कम रखने वाला अधिकतम आवरण-प्रबंधन कारक C (तीन दशमलव स्थानों तक) क्या है?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 0.074

    C = A/(R·K·LS·P) = 10/(600 × 0.25 × 1.5 × 0.6) = 10/135 = 0.074। P भूलने पर 10/225 = 0.044 आता है, अनावश्यक रूप से कठोर फ़सल तंत्र; P में पहले से गिनी गई समोच्च पद्धति 0.074 तक के C वाले आवरण को काम करने देती है।
  3. 20 प्रतिशत भूमि-ढाल पर 1 m ऊर्ध्वाधर अंतराल के साथ ऊर्ध्वाधर राइज़रों वाली सीढ़ीदार वेदिकाएँ बनानी हैं। प्रत्येक बेंच की चौड़ाई, m में, क्या है?

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    उत्तर: 5

    HI = 100 VI/S = 100 × 1/20 = 5 m, और ऊर्ध्वाधर राइज़रों के साथ पूरा क्षैतिज अंतराल बेंच है। VI × S = 20 m लेना संबंध उलट देता है; धीमी ढाल को चौड़ी बेंचें चाहिए, संकरी नहीं।
  4. ऊर्ध्वाधर राइज़रों व संतुलित कटान-भराव वाली सीढ़ीदार वेदिकाएँ 1.2 m ऊर्ध्वाधर अंतराल के साथ बनाई जाती हैं। प्रति हेक्टेयर मिट्टी-कार्य का आयतन, m³ में, क्या है?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 1500

    प्रति मीटर बेंच कटान = ½ × (W/2) × (VI/2) = W·VI/8; प्रति हेक्टेयर बेंच-मीटर = 10 000/W; अतः V = 10 000·VI/8 = 1250 × 1.2 = 1500 m³/ha, W जो भी हो। कटान व भराव साथ गिनने से यह दोगुना 3000 हो जाता है, परंतु भराव वही खिसकाई गई मृदा है, अतिरिक्त मिट्टी-कार्य नहीं।
  5. 60 km² के जलग्रहण में कुल सरिता-लंबाई 120 km है। उसका अपवाह घनत्व, km/km² में, क्या है?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 2

    D_d = ΣL/A = 120/60 = 2 km/km²। इसे उलटने (0.5 km²/km) पर नालिका अनुरक्षण स्थिरांक मिलता है, एक भिन्न सूचकांक।
  6. एक द्रोणी का क्षेत्रफल 50 km² और द्रोणी लंबाई 10 km है। उसका रूप गुणक क्या है?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 0.5

    R_f = A/L_b² = 50/10² = 0.5। लंबाई के वर्ग के बजाय लंबाई से भाग देना (5 km) चौड़ाई देता है, विमाहीन आकृति सूचकांक नहीं।
  7. एक चतुर्थ-कोटि द्रोणी में 27 प्रथम-कोटि, 9 द्वितीय-कोटि व 3 तृतीय-कोटि सरिताएँ और एक चतुर्थ-कोटि सरिता है। उसका द्विशाखन अनुपात क्या है?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 3

    R_b = N_u/N_(u+1) = 27/9 = 9/3 = 3/1 = 3, यहाँ कोटियों में स्थिर। सरिताओं की कुल संख्या को उच्चतम कोटि से भाग देना (40/4 = 10) द्विशाखन अनुपात नहीं है।
  8. एक खेत तालाब को 5 ha के जलग्रहण से अपवाह एकत्र करना है जिसे 0.2 अपवाह गुणांक के साथ 600 mm मौसमी वर्षा मिलती है। वह कितना जल संचित कर सकता है, m³ में?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 6000

    V = C × P × A = 0.2 × 0.6 m × 50 000 m² = 6000 m³। वर्षा को मिलीमीटर में छोड़ने पर साठ लाख आता है, और अपवाह गुणांक भूलने पर वर्षा का पूरा 30 000 m³, जिसका अधिकांश अंतःस्यंदित या वाष्पित हो जाता है।
  9. क्षैतिज पाद फ़िल्टर वाला एक समांगी मिट्टी का बाँध 12 m गहराई का जल रोकता है। फ़िल्टर फलक से फ़्रियाटिक रेखा के संशोधित आरंभ तक क्षैतिज दूरी 16 m है, और पारगम्यता 1 × 10⁻⁶ m/s है। बाँध की प्रति मीटर लंबाई पर अंतःस्रवण, 10⁻⁶ m³/s की इकाइयों में, क्या है?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 4

    y₀ = √(h² + d²) − d = √(144 + 256) − 16 = 20 − 16 = 4 m, और q = k·y₀ = 10⁻⁶ × 4 = 4 × 10⁻⁶ m³/s प्रति मीटर। q = kh (12 × 10⁻⁶) लेना इसे तीन गुना बढ़ा देता है, और केवल √(h² + d²) (20 × 10⁻⁶) d घटाना भूल जाता है।
  10. एक परवलयिक घासयुक्त जलमार्ग की शीर्ष-चौड़ाई 6 m व प्रवाह-गहराई 0.5 m है। 1.25 m/s अभिकल्प वेग पर वह कितना निस्सरण ले जाता है, m³/s में?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 2.5

    A = (2/3)TD = (2/3) × 6 × 0.5 = 2 m², अतः Q = AV = 2 × 1.25 = 2.5 m³/s। काट को आयत मानने (6 × 0.5 = 3 m²) पर 3.75 m³/s, और त्रिभुज (1.5 m²) मानने पर 1.875 m³/s आता है।
  11. वह "इकाई भूखंड" जिस पर USLE कारक परिभाषित हैं:

    1. एकसमान 9 प्रतिशत ढाल पर 22.13 m लंबा, सतत स्वच्छ-जुताई परती में
    2. घास के अंतर्गत 1 प्रतिशत ढाल पर 100 m लंबा
    3. पंक्ति फ़सल के अंतर्गत 5 प्रतिशत ढाल पर 22.13 m लंबा
    4. किसी भी ढाल का 1 हेक्टेयर, समोच्च खेती
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — एकसमान 9 प्रतिशत ढाल पर 22.13 m लंबा, सतत स्वच्छ-जुताई परती में

    इकाई भूखंड पर — 22.13 m (72.6 ft), 9 प्रतिशत, ढाल के ऊपर-नीचे नंगी जुताई परती — L, S, C व P सभी 1 हैं, अतः उसकी प्रति इकाई R मापी गई हानि K परिभाषित करती है। अन्य विकल्प लंबाई, ढाल या आवरण बदलते हैं और इसलिए उन कारकों के इकाई मान नहीं देते।
  12. भूमि-उपयोग क्षमता वर्गीकरण के विषय में निम्न में से कौन-से कथन सही हैं?

    1. वर्ग I से IV खेती हेतु उपयुक्त हैं
    2. वर्ग VIII भूमि केवल वन्यजीव, मनोरंजन व जल आपूर्ति हेतु उपयुक्त है
    3. वर्ग V से VII स्थायी वनस्पति जैसे चरागाह या वन में रखना सर्वोत्तम है
    4. वर्ग I भूमि में गंभीर सीमाएँ हैं जिन्हें गहन संरक्षण चाहिए
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — वर्ग I से IV खेती हेतु उपयुक्त हैं; B — वर्ग VIII भूमि केवल वन्यजीव, मनोरंजन व जल आपूर्ति हेतु उपयुक्त है; C — वर्ग V से VII स्थायी वनस्पति जैसे चरागाह या वन में रखना सर्वोत्तम है

    सीमाएँ वर्ग I से VIII तक बढ़ती हैं। वर्ग I में कम या कोई सीमाएँ नहीं और यह सर्वोत्तम कृष्य भूमि है, अतः चौथा कथन पैमाना उलट देता है; पहले तीन कृष्य, स्थायी-वनस्पति व गैर-कृषि समूहों का सही वर्णन करते हैं।
  13. पवन अपरदन में मृदा गति की वह विधा जो भार का सबसे बड़ा भाग ढोती है और अन्य को चलाती है:

    1. उत्परिवर्तन (saltation)
    2. निलंबन
    3. पृष्ठ-सर्पण
    4. परत प्रवाह
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — उत्परिवर्तन (saltation)

    उत्परिवर्ती कण उछलते हुए चलते हैं, पवन से ऊर्जा लेते हैं, और गिरने पर बड़े कणों को सर्पण में धकेलते तथा महीन कणों को निलंबन में उछालते हैं। निलंबन धूल को सबसे दूर ले जाता है और सबसे अधिक दिखता है, जो इसे लुभावना ग़लत उत्तर बनाता है; परत प्रवाह जल अपरदन का है।
  14. पात-प्रवेश (नली) उत्प्लव-मार्ग के प्रवेश पर शीर्ष बढ़ने के साथ प्रवाह नियंत्रण किस क्रम में बदलता है?

    1. बंधिका प्रवाह, फिर द्वारक प्रवाह, फिर पूर्ण नली प्रवाह
    2. नली प्रवाह, फिर द्वारक प्रवाह, फिर बंधिका प्रवाह
    3. द्वारक प्रवाह, फिर बंधिका प्रवाह, फिर नली प्रवाह
    4. सर्वत्र बंधिका प्रवाह
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — बंधिका प्रवाह, फिर द्वारक प्रवाह, फिर पूर्ण नली प्रवाह

    कम शीर्ष पर जल राइज़र शिखर पर बंधिका की भाँति छलकता है; राइज़र डूबने पर प्रवेश द्वारक की भाँति कार्य करता है; नाली पूरी भर जाने पर नली-प्रवाह घर्षण व कुल शीर्ष निस्सरण नियंत्रित करते हैं। उलटा क्रम गिरते, न कि बढ़ते, शीर्ष का वर्णन करता है।