கலைக்களஞ்சியம்/ஆற்றுப் பொறியியல்

ஆற்றுப் பொறியியல் (River Engineering): ஆறுகள், கால்வாய்கள் முதலிய நீரோட்டங்களின் இயல்புகளை ஆராயவும், அவற்றின் போக்கை மாற்றவும், கட்டுப்படுத்தவும், நீரைச் சேமித்து வைக்கவும் பயன்படும் முறைகளையும், அம்முறைகளுக்கு அடிப்படையான தத்துவங்களையும் ஆராயவும் ஏற்பட்டுள்ள பொறியியற் பிரிவு ஆற்றுப் பொறியியல் எனப்படும். ஆறுகளில் கையாளப்படும் பொறியியல் வேலை, போக்குவரத்து வசதிகளைப் பெறுதல், உள்ள போக்குவரத்து வசதிகளை அபிவிருத்தி செய்தல், மின்சார சக்தியும், பாசனமும், வடிகாலும் பெறுதல், வெள்ளத்தின் ஆபத்தைக் குறைத்தல், ஆற்று நீரினால் விளையும் வேறுவகைத் தீங்குகளைப் போக்குதல் போன்ற பல நோக்கங்களைக் கொண்டு செய்யப்படலாம். பல நோக்கங்களைக் கொண்ட திட்டங்களால் ஆற்றைக் கட்டுப்படுத்தும்முறை தற்காலத்தில் அதிகமாக வழங்குகிறது. பார்க்க: ஆற்றுப்பள்ளத்தாக்குத் திட்டங்கள்.

ஓர் ஆற்றில் இத்தகைய வேலையொன்றைத் தொடங்கும் திட்டத்தை முடிவுசெய்வதற்கு முன்னர் அதன் ஓட்டத்தையும், போக்கையும், உச்ச நீச அளவுகளையும், இவற்றைப் பற்றிய மற்ற விவரங்களையும் நெடுநாட்கள் தொடர்ந்து ஆராயவேண்டும். இதைச் செய்த பின்னரே திட்டத்தை நடைமுறையில் நிறைவேற்ற முடியுமா என்பதையும், அவ்வாறு நிறைவேற்றினால் விளையத்தக்க பயன்கள் என்ன என்பதையும் முடிவு செய்ய இயலும். வடிகால் அமைப்பு, நீர்ப்பாசனம், சேமிப்பு, வெள்ளக் கட்டுப்பாடு முதலிய திட்டங்களுக்கு ஆற்று வடிநிலத்தின் மழையின் அளவையும், அது கடத்தும் படிவுகளின் அளவையும் தன்மையையும் அறிதல் அவசியம். இத்தகைய ஆராய்ச்சிகளையும் அளவுகளையும் செய்தபின்னரே வேலை தொடங்கலாம்.

படிவையும் தேய்வையும் கட்டுப்படுத்தல்: ஆற்றின் இயக்கத்தினால் அதன் படுகையும் கரைகளும் அரிபடுகின்றன. இவ்வாறு அரிபடும் பொருள்கள் நீரோட்டத்தால் கடத்திச் செல்லப்படுகின்றன. நுண்ணிய துகள்கள் வண்டலாக நீருடன் கலந்து செல்லும். பெரிய துகள்கள் ஆற்றின் அடியில் நீரினால் உருட்டிச் செல்லப்படுகின்றன. நீரோட்டத்தின் வேகத்தில் நேரும் மாறுதல்களால் இத்துகள்கள் சில இடங்களில் படியும். இந்திய ஆறுகளில் நீர்ப்பாசன அமைப்புக்களான தேக்கங்களிலும் கால்வாய்களிலும் இத்தகைய பொருள்கள் படிவதால் நேரும் தொல்லை அதிகம். ஆகையால் இப்பொருள்கள் படியாமற் பாதுகாப்பது அவசியமாகிறது.

வண்டல் படிவதோடு இதற்கு எதிரான விளைவும் சில பகுதிகளில் நிகழ்கிறது. இது தேய்வு (Scouring) எனப்படும். இதனால் ஆற்றடியில் குழிகளும் பள்ளங்களும் தோன்றி நீரோட்டத்தின் தன்மை மாறிவிடும். நீர்ப்பாசன அமைப்புக்களின் அருகிலும் இவ்விளைவினால் தொல்லைகள் நேரும். ஆகையால் இது நேராது பாதுகாப்பதும் அவசியம்.

ஓரிடத்தில் வண்டல் படிவதைத் தடுக்க அவ்விடத்தில் தேய்வு நேருமாறு செய்யலாம். சுரண்டும் கருவிகளையும் கிளறிகளையும் படகுகளில் கொண்டுசென்று, ஆற்றடியிலுள்ள வண்டலைக் கிளறினால் அதை நீரோட்டம் அடித்துச்சென்றுவிடும். வண்டல் படியும் இடத்தில் நீரின் வேகம் அதிகமாகும் படியும், குறையும்படியும் கலிங்குகளை மாறி மாறி மூடியும் திறந்தும் அடித்தரை யில் படிந்துள்ள வண்டலை நீரோட்டம் அடித்துச் செல்லுமாறு செய்யலாம். நீர்ப்பாசனக் கால்வாய்களில் படியும் வண்டலை அகற்ற அதன் ஒரு கரையில் வாய்க் காலை வெட்டி, அதன் வழியே நீர் விரைவாக வெளியேறுமாறு அமைத்தால், நீரோட்டத்தின் வேகத்தால் படிந்துள்ள வண்டல் அடித்துச் செல்லப்படும்.

வண்டலை நீக்குவதைத் தவிரச் சில சமயங்களில் வண்டலைப் படியச் செய்வதும் அவசியமாகலாம். இவ் வாறு செய்வதால் நீர் தெளிவாகும். நீரோட்டம் ஒரு பெரிய ஏரி அல்லது குளத்திற்குள் வந்து விழுமாறு அமைத்துவிட்டால், அதை அடைந்ததும் நீரின் வேகம் குறைகிறது. இதனால் நீரிலுள்ள வண்டல் அதில் படிந்துவிடும். அதன் மறுமுனையிலிருந்து நீர் வெளியேறு மாறு அமைத்தால் அது தெளிவாக இருக்கும். சரிவு அதிகமான நிலங்களில் விரைவாகப் படியும் வண்டலை அகற்ற அடித்தரையில் குழிகளைத் தோண்டி, அதில் வண்டல் படியுமாறு செய்வார்கள். இக்குழிகளில் படியும் வண்டலை அடிக்கடி அகற்றி, அவை நிறைந்து தூர்ந்து விடாமற் பார்த்துக்கொள்வார்கள். வண்டல் படிய வேண்டிய இடங்களில் தூம்புகளை (Weirs) அமைத்து, நீரைத் தடைசெய்து, அங்கு வண்டல் படியு மாறு செய்யலாம். அமெரிக்காவிலுள்ள பாசனக் கால்வாய்களில் நீரின் வண்டலை அகற்ற, ஆங்காங்கு இத்தகைய 'வண்டற் பொறிகள்' (Silt traps) அமைக் கப்படுகின்றன. கட்டுக்கரைகளின் இடையேயுள்ள கால்வாய்கள் போன்ற நீரோட்டங்களின் கரைகளைப் பின்னால் தள்ளி அமைப்பதால் நீரிலுள்ள வண்டல் கரைகளில் படியும்.

ஓரிடத்தில் ஆற்றடி நீரோட்டத்தினால் தேய்வடை யாமல் தடுக்க, அதன் அடியில் மரக்கட்டைகளையும் சிறு சுவர்களையும் போன்ற தடைகளை அமைக்க வேண்டும். கல், செங்கல், கான்கிரீட்டு முதலிய பொருள்களால் ஆற்றடியை வேய்ந்து, அதன் தேய்வைத் தடுப்பதும் உண்டு. பிரதம கால்வாயிலிருந்து அதன் கிளைகளுக்குத் தண்ணீர் பாயும்போது கிளைகளின் மேற் புறத்தில் வண்டல் படிந்து தொல்லை கொடுப்பதைத் தடுக்க, அவ்விடத்தில் ஒரு தடையை அமைத்துக் கால் வாயின் பரப்பிலிருந்து மட்டும் கிளையில் நீர் பாயுமாறு அமைக்கலாம். இத்தடையின் உயரத்தைக் கால் வாயின் நீர்மட்டத்திற்கேற்றவாறு சரிப்படுத்தலாம். இம்முறை இந்தியாவின் பாசன அமைப்புக்களில் பயனாகிறது.

ஆற்றின் கரை அரிபடாமற் பாதுகாப்பதும் மிகவும் அவசியமாகும். கரைகளை உறுதியான பொருள்களால் வேய்ந்தோ, சமதூரங்களில் நீரோட்டத்தில் நீட்டிக் கொண்டிருக்கும் கிளை மேடுகளை (Spurs) அமைத்தோ இதைச் செய்யலாம். புல் பூண்டுகளைக் கரைகளில் நட்டு வளர்த்தும் கரை தேயாது பாதுகாக்கலாம். சிறுமரக் கட்டைகளை இத்தகைய மேடுகளாக அமைத்துப் பஞ்சாபிலுள்ள ஆறுகளில் கரைகளைப் பாதுகாத்து

ஆற்றின் கரை
அரிபடாமற் பாதுகாக்கும் முறை

வந்தார்கள். நீண்ட கிளைகளைக்கொண்டும், கோரைப் புல்லினால் ஆன பாய்களை அமைத்தும், ஆற்றின் மேற் புறத்தில் பல தடிகளை வரிசைகளாக ஊன்றியும் கரை களைப் பாதுகாக்கலாம். கம்புகளை அடுக்கிக் கோரைப் பாய்களை அவற்றின்மேல் விரித்துக் கட்டி, இவற்றின் நடுவே உள்ள இடைவெளியில் வண்டல் படியுமாறு செய்து அவற்றைப் பாதுகாப்பதுமுண்டு.

நீரோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்தல்: ஆற்றின் போக்கைக் கட்டுப் படுத்தப் பலவகையான முறை களைக் கையாளலாம். இவற்றுள் அதில் வெட்டப்படும் குறுக்கு வழிகள் முக்கியமானவை. இத்தகைய குறுக்கு வழியை அமைத்து நீரோட்டத்தின் பழைய பாதையை அடைத்துவிட்டால் அதன் அடித்தரையில் மாறு தல்கள் நிகழும். குறுக்கு வழிக்கு மேலுள்ள இடத்தில் ஆற்றடியில் தேய்வு நேரும். அதன் கீழே வண்டல் படியும். இதனால் நீரோட்டத்தின் சரிவு மாறும். இம்மாறுதல்களால் நீரோட்டத்தின் தன்மை மாறாமல் பார்த்துக்கொள்ளவேண்டும். அடித்தரை உறுதி யற்றதாயின் புதுவழியை அமைக்கக் குறுகலான பாதையொன்றை அமைத்துவிட்டாலே போது மானது. ஆற்றடியில் நிகழும் தேய்வினால் அதன் பாதை தானாக அகன்று பெரிதாகும். இத்தகைய கிளை வழிகளை அமைக்கும்போது முன்னர்க் கூறிய கிளைமேடுகளைத் தக்க இடங்களில் அமைத்து, நீரோட் டம் தேவையான பாதையை விட்டு விலகாமற் செய்ய லாம். இவ்வாறு செய்யும்போது ஆற்றின் பழைய பாதையின் மேல்முனையை மூடிக் கீழ்ப்புறத்திலிருந்து நீர் அதில் பாய்ந்து, வண்டலைப் படிவித்து அதைத் தூற்றிவிடுமாறு செய்யலாம். ரவி நதியின் போக்கை இவ்வாறு குறுக்கு வழிகளாலும், கிளைமேடுகளாலும் மாற்றியமைத்தார்கள்.

பாயும் ஆற்றின் குறுக்கே அணை கட்டும்போது அதன் இரு கரைகளிலும் கட்டடம் கட்டத் தொடங்கி, அந்த இரு பகுதிகளையும் கட்டிக்கொண்டே வந்து, இடைவெளியைச் சிறிதாக்கிக் கடைசியாக இந்த இடை வெளியை மூடுகிறார்கள். இவ்வாறு செய்யும்போது இடைவெளி குறுகலாக உள்ளபோது அணையின் மேற் புறத்திலுள்ள நீர் அடைபட்டு, வெகு விரைவாக இடை வெளியில் பாய்ந்து, அதன் அடித்தரையை அரித்து அணைக்கே சேதம் விளைவித்துவிடும். இவ்வாறு நேரா மல் அணையின் இடைவெளியில் பாயும் நீரை வேறொரு பாதையில் செலுத்தி இதைத் தவிர்க்கலாம். அணையி னருகே ஆற்றடியை உறுதிப் படுத்தி, அதில் தேய்வு நேராமல் தடுப்பது இன்னும் நல்ல முறையாகும். இடைவெளி குறிப்பிட்ட அளவை அடைந்ததும், அதில் மணல் மூட்டைகள் முதலியவற்றை ஒரு தூம்பு போல் அமைத்து, இது நீர்மட்டத்திற்கு மேல் உள்ள வாறு செய்து, பிறகு அணை கட்டும் வேலையைத் தொடர்ந்து செய்யலாம்.

ஆற்றின் போக்கை மாற்றியமைத்து, அதைப் போக்குவரத்திற்கு ஏற்றதாகச் செய்யும் முறைகளும் வழக்கத்தில் உள்ளன. இம்முறையில் ஆற்றின் ஆழத்தை அதிகமாக்கி, அதன் போக்கைச் சீராக்க வேண்டும். நீரோட்டத்தின் அகலத்தைக் குறைத்து இதைச் செய்யலாம். ஆற்றின் கரைகளில் கிளை மேடு களையும் சுவர்களையும் அமைத்து அதை இவ்வாறு திருத்தலாம். இச் சுவர்களுக்கும் மேடுகளுக்கும் இடை யிலுள்ள பகுதிகளில் காலப்போக்கில் வண்டல் படிந்து, ஆற்றின் அகலம் நிலையாகக் குறைந்துவிடும். இவ்வாறு செய்யும்போது ஆற்றின் அகலத்தைக் குறைப்பதால் அதன் நீர்மட்டம் உயர்ந்து, வெள்ளம் தோன்றாமலும், அதன் வேகம் அதிகமாகாமலும் பார்த்துக் கொள்ள வேண்டும். ஆற்றொழுக்கு அதிகமாக மாறாத அதன் கீழ்ப் பகுதிகளுக்கே இத்தகைய முறைகள் ஏற்றவை. கால்வாய்களிலும் ஆறுகளிலும் தூர் எடுக்கும் முறை யும், அவற்றின் போக்குவரத்து வசதிகளை அதிகமாக்கு கிறது (பார்க்க: தூர் எடுத்தல்). விரைவோட்டங்கள் கொண்ட ஆற்றில் போக்குவரத்து வசதிகள் செய்ய, இவை உள்ள இடங்களில் தூம்புகளையும் அடைப்புக் களையும் அமைப்பதுண்டு.

ஆற்றின் ஆழத்தை அதிகமாக்கி அதன் அகலத்தைக் குறைப்பதால் அதன் கால்வாய்களில் படியும் வண்டலைக் குறைக்கலாம்.

ஆற்றின் அகலத்தைக் குறைக்கும் வழி

இதை நோக்கமாகக் கொண்டும் ஆற்றின் அகலத்தைக் குறைக்கும் வேலைகள் செய்யப் படுவதுண்டு. ஆற்றின் ஒழுக்குக் குறைவான காலத்தி லும் போக்குவரத்து வசதிகளை அளிக்க, அதன் நடுவில் மட்டும் ஆழமான கால்வாயை அமைத்து, அதில் ஆழம் அதிகமாக உள்ளவாறு செய்யலாம். இம்முறை ரோன், ரைன் ஆகிய ஐரோப்பிய ஆறுகளில் கையாளப்படுகிறது.

நதிமுகத்துவார வேலைகள்: கடலுக்குக் கொண்டு செல்லும் சிறு நதிமுகத்துவாரங்களின் கரை யோர நீரோட்டங்கள் மணலையும் கூழாங்கற்களையும் கடத்திவந்து முகத்துவாரத்தையே அடைத்துவிடக் கூடும். இதிலுள்ள சிறு இடைவெளிகளில் நீர் கடலை அடையும். அல்லது ஆறு கடலை அடையும் இடமே இத னால் மாறி அதன்போக்குப் பாதிக்கப்படலாம். இத்த கைய ஆறுகளில் இதனால் போக்குவரத்துத் தடைப் படும்.நதியின் முகத்துவாரத்தின் இருபுறங்களிலும் இரு செய்கரைகளை (Jetties) வளைவாக அமைத்து, முகத் துவாரத்தில் படியும் பொருள்களின் மேல் நீரோட்டத் தைச் செலுத்தி அத்தடையை நீக்கலாம். ஏற்றவற்றங்க ளால் பாதிக்கப்படும் ஆறுகளில் அவை தடைப்படாத வகையில் இச் செய்கரைகளை அமைக்கவேண்டும்.

கழிமுகத்தீவுகளை அமைத்துப் பல கால்வாய்களின் வழியே கடலை அடையும் ஆற்றின் நீரிலுள்ள வண்ட லும் மணலும் சிறிது தூரத்தில் நீண்ட அணைகள் போன்ற தடைகளை (Bars) அமைக்கும். போக்குவரத் திற்குத் தடையாகும் இப்படிவுகளை நீக்க,ஆற்றின் கால் வாய்களில் சிலவற்றைத் தேர்ந்தெடுத்து. அவற்றின் இரு கரைகளிலும் கடலில் சிறிது தூரம் வரை இணையான செய்கரைகளைக்கட்டி, அதன்முன் தோன்றும் படிவு களைக் கரைக்கலாம். கரையோர நீரோட்டங்கள் கால் வாயிலிருந்து படியும் பொருள்களை அடித்துச் செல்லும் இடங்களுக்கு இம்முறை ஏற்றது. ஆனால் காலப்போக் கில் கழிமுகத்தீவு வளர்ந்து இச்செய்கரைகளின் பயனைக் குறைத்துவிடும். ஆற்றுநீர் பல கால்வாய்களில் செல்வதைத் தடுத்துக் கட்டுக்கரைகள் கொண்ட ஒரே கால்வாயின் வழியே கடலை அடையுமாறு செய்யும் முறையும் ஓரளவு பயனளிக்கிறது. ஆனால் இதனால் நிலையான பயன் இல்லை. கால்வாயில் அடிக்கடி தூர் எடுத்து, அதன் ஆழம் குறையாமல் பார்த்துக்கொள்ள வேண்டும். ஐரோப்பாவிலுள்ள டான்யூபிலும், அமெரிக்காவிலுள்ள மிசிசிப்பியிலும் இத்தகைய செய் கரைகள் அமைத்துப்போக்குவரத்து வசதி குறையாமல் பாதுகாக்கிறார்கள்.

ஏற்றவற்ற ஆறுகளில் போக்குவரத்து: கடலிலிருந்து உள்ளே பாயும் வெள்ளம் கடலின் ஏற்றம் எனப்படும். இது ஆழங்குறைவான நீரையோ கரை யையோ அடைந்து மேலெழுகிறது. புனல்போன்ற வடிவுள்ள அகன்ற கழிமுகத்தில் (Estuary) இவ்விளைவு அதிகமாக நேரும். ஓர் ஆற்றில் கடலின் ஏற்றம் நிகழும்போது அதில் உள்ள வளைவுகளும் மணல் திட்டுக் களும் அதைத் தடை செய்தால், நீரோட்டம் செங்குத் தாக மேலெழுந்து, நீர்மட்டத்தில் திடீரென மாறுதலைத் தோற்றுவிக்கும். போக்குவரத்திற்குப் பெருந்தடை யான இவ்விளைவு ஒரு பெரிய அலைபோல் பாய்வதால் அலையேற்றம் (Bore) எனப்படும். ஹுக்ளி நதியில் இத்தகைய அலையேற்றங்கள் மிகச் சாதாரணமாகத் தோன்றும். ஆற்றிலுள்ள தடைகளை நீக்கியும், அதன் போக்கைச் சீராக்கியும் இவற்றைக் குறைக்கலாம். ஏற்றவற்ற ஆறுகளின் போக்கை மாற்றவோ, ஆழ மாக்கவோ, மற்ற ஆறுகளில் கையாளப்படும் முறை களையே பயன்படுத்தலாம். தூர் எடுக்கும் முறையையும் கையாளலாம். ஏற்றவற்றங்கள் நதியின் பாதையிலுள்ள வண்டலை அடித்துச்சென்று பாதையைச் சீராக்குவதால் அவற்றின் போக்கிற்குத் தடைவராத வகையில் இதற்கான அமைப்புக்களைக் கட்டவேண்டும். இல்லையேல் ஆற்றில் வண்டல் படிதல்போன்ற தொல்லைகள் நேரும். தூம்புகளும் பாலங்களும் இவ்வகையில் ஏற்றவற்றத்தைத் தடுத்துத் தொல்லை விளைவிக்கக்கூடும்.

ஆற்றின் முகத்துவாரம் கழிமுகமாயின் நிலைமை வேறாக இருக்கும். இதில் ஆற்றின் சரிவு குறைவாக இருக்கும். இதனால் கடலின் ஏற்றம் இன்னும் அதிகமான தூரம் செல்லும். ஆனால் இத்தகைய வடிவுள்ள கழிமுகங்களில் ஏற்றமும் வற்றமும் வெவ்வேறான பாதைகளில் நிகழலாம். இதைத் தடுத்துக் கழிமுகத்தின் புனல்போன்ற வடிவத்தை மட்டும் மாற்றாது, சுவர்கள் கட்டி, அதன் அகலத்தைக் குறைத்து, ஏற்றத்தின் ஆழத்தை அதிகமாக்கி, அது வண்டல் படிவுகளை அடித்துச் செல்லுமாறு செய்து நீரோட்டத்தைச் சீர்ப்படுத்தலாம். மிகவும் அகலமான கழிமுகங்களை இத்தகைய முறைகளால் குறுகலாக்குவது இன்னும் அவசியமாகும். ஆற்றில் வண்டற் படிவு அதிகமாக இருந்தால் அதை அடிக்கடி தூர் எடுக்கவேண்டும். ரங்கூன் துறைமுகத்தினருகே ஐராவதி நதியின் கழிமுகத்தில் இத்தகைய சுவர்கள் 10 இலட்சம் பவுன் செலவில் கட்டப்பட்டுள்ளன. இதனால் ஆற்றின் போக்குவரத்து வசதி பெருகி, ரங்கூன் துறைமுகத்தின் பயன் அதிகமாகி உள்ளது.

ஆற்றுப் பொறியியல் சோதனைகள் : மாதிரிகளின் உதவியால் ஓர் ஆற்றில் உள்ள நிலைமையைச் செயற்கையில் அமைத்துக் குறிப்பிட்டதொரு வேலையினால் அதில் நிகழும் மாறுதல்களையும், விளையும் பயன்களையும், நேரும் கேடுகளையும் ஆராய்ந்து முக்கியமான பல உண்மைகளை அறியலாம். இத்தகைய சோதனைகளால் ஒவ்வொரு பிரச்சினையையும் தீர்க்கும் வழியைப் பலவாறு ஆராய்ந்து காண முடிகிறது. பார்க்க : அணைகள், கால்வாய்களும் கால்வாய் கொண்ட ஆறுகளும், நீர்த்தேக்கங்கள், நீர்ப்பாசனம், வெள்ளக் கட்டுப்பாடு.

நூல்கள்: Bellasis, River & Canal Engineering; Van Onnum, Regulation of Rivers.