Fluvial seismology
ફ્લુવિયલ સિસ્મોલોજી એ નદીની પ્રક્રિયાઓને સમજવા માટે સિસ્મોલોજીકલ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ છે, જેમ કે સ્રાવ, ધોવાણ અને સ્ટ્રીમ્ડ ઇવોલ્યુશન. વહેતું પાણી અને પ્રવાહની સાથે કાંપની હિલચાલ સ્થિતિસ્થાપક (ધરતીકંપ) તરંગો પેદા કરે છે જે આસપાસના પૃથ્વી પદાર્થોમાં પ્રસરે છે. સિસ્મોમીટર આ સંકેતોને રેકોર્ડ કરી શકે છે, જેનું વિશ્લેષણ તોફાની પાણીના પ્રવાહ અને બેડલોડ પરિવહન જેવી વિવિધ નદીની પ્રક્રિયાઓને પ્રકાશિત કરવા માટે કરી શકાય છે. ધરતીકંપની પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ સ્રાવ મૂલ્યોનું નિરીક્ષણ કરવા માટે કરવામાં આવે છે જે એક અંકોથી લઈને દસ હજાર ઘન ફૂટ પ્રતિ સેકન્ડ (સી. એફ. એસ.) સુધીની હોય છે. 1990માં ઇટાલિયન આલ્પ્સમાં એક પ્રયોગ એ દર્શાવનાર સૌથી પહેલા પ્રયોગોમાંનો એક હતો કે સિસ્મોમીટર્સ પ્રવાહ દ્વારા પેદા થતા ધરતીકંપના અવાજની અંદર સ્પષ્ટ પ્રવાહી સંકેતોને શોધી શકે છે. છ સિસ્મોમીટરોએ આલ્પાઇન નદીની સાથે જમીનના ઓસિલેશનનો સરેરાશ વેગ નોંધ્યો હતો જેનું કાંપના ફાંદા સાથે વિસર્જન અને બેડલોડ માટે પણ નિરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. તેઓએ બેડલોડ પરિવહન શરૂ કરવા અને જાળવવા માટે જરૂરી સૌથી નીચા પ્રવાહ મૂલ્યો નક્કી કર્યા. ત્યારથી, ફ્લુવિયલ સિસ્મોલોજી સંશોધનનું ઝડપથી વિકસી રહેલું ક્ષેત્ર બની ગયું છે. ફ્લુવિયલ સિસ્મોલોજી એ પર્યાવરણીય સિસ્મોલોજીની પેટા શાખા છે, જે પ્રમાણમાં યુવાન ક્ષેત્ર છે જેમાં અગાઉ 'ઘોંઘાટ' તરીકે ગણવામાં આવતા બિનપરંપરાગત સિસ્મિક સંકેતો શોધી શકાય છે. ધરતીકંપનો અવાજ ભૂકંપવિજ્ઞાન (0.001-100 Hz) માં અભ્યાસ કરાયેલ આવર્તનના સંપૂર્ણ વર્ણપટમાં જોવા મળે છે. જ્યારે પરંપરાગત ભૂકંપશાસ્ત્ર ટેકટોનિક ભૂકંપ અને નક્કર પૃથ્વીની રચના સાથે સંબંધિત છે, ત્યારે પર્યાવરણીય ભૂકંપશાસ્ત્ર એવા તરંગો સાથે સંબંધિત છે જે નક્કર પૃથ્વીની બહારથી ઉત્પન્ન થાય છે અથવા જેના સંકેત પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ (તાપમાન, જળવિજ્ઞાન) દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે. નદી અને પર્યાવરણીય ભૂકંપશાસ્ત્રના સિદ્ધાંતોને તમામ પ્રકારની સપાટીની પ્રક્રિયાઓ પર લાગુ કરી શકાય છે, જેમાં કાટમાળનો પ્રવાહ, ભૂસ્ખલન, લાહર, હિમનદીઓની હિલચાલ અને હિમકંપો વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. બેડલોડ પરિવહન એ ધોવાણના સૌથી કાર્યક્ષમ માધ્યમોમાંનું એક છે અને નદીના ઉત્ક્રાંતિ અને આકારવિજ્ઞાનમાં પ્રબળ ભૂમિકા ભજવે છે. નદીના પ્રવાહ પર જે બળો અને તે વહન કરે છે તે કાંપને સમજવું એ નદીના આકારશાસ્ત્રીય ઉત્ક્રાંતિનો મુખ્ય ઘટક છે. ઉચ્ચ પ્રવાહ, ઉચ્ચ ઊર્જાનું વાવાઝોડું અને પૂરની ઘટનાઓ ખાસ કરીને પ્રવાહના આકારવિજ્ઞાન અને વિકાસ પર બાહ્ય અસર કરે છે. ફ્લુવિયલ સિસ્મોલોજીના કેટલાક ઉપયોગોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ સિવિલ એન્જિનિયરિંગ, નદી-પુનઃસ્થાપના અને નદી અને પૂર-નિયંત્રણ માળખાઓની રચના. બેડલોડ પરિવહન મોટી પૂરની ઘટનાઓ દરમિયાન ઘણું નુકસાન પહોંચાડી શકે છે અને માળખાઓને તેનો સામનો કરવા માટે ડિઝાઇન કરવા જોઈએ. જાહેર સલામતીઃ ટેલિમેટર્ડ ધરતીકંપની માહિતીનો ઉપયોગ દૂરસ્થ સતત દેખરેખ માટે, સંભવિત જોખમી અને વિનાશક પૂરના ડાઉન-સ્ટ્રીમ સમુદાયોને ચેતવણી આપવા માટે થઈ શકે છે સંશોધનઃ કાંપના પરિવહનની સમજ, પ્રવાહિત ચીરોના દર અને માધ્યમોની ગણતરી, ભૂ-આકૃતિશાસ્ત્ર, સમય જતાં નદીની ઉત્ક્રાંતિ, નદીના ધોવાણના સંકેતોને સમજવું/તેનું પ્રમાણ નક્કી કરવું. અવલોકનો 1-100 Hz શ્રેણી સાથે સંબંધિત છે, જે ધરતીકંપની તરંગ પેઢીનું સૈદ્ધાંતિક આગળનું મોડેલ દર્શાવે છે કે નદીના પટ પર તોફાની પાણીનો પ્રવાહ પેદા થાય છે. અવલોકન સામાન્ય રીતે નદીના કિનારેથી 100 મીટરથી ઓછા અંતરે કરવામાં આવે છે પરંતુ એક અભ્યાસ 2 કિમી દૂરથી નદીના અલગ સંકેતો દર્શાવે છે. નદીથી જુદા જુદા અંતરે સિસ્મોમીટર તૈનાત કરવાથી સંકેત સ્રોતોને અલગ કરવામાં મદદ મળી શકે છે. નદીઓ દ્વારા પેદા થતા ધરતીકંપના અવાજમાંથી અત્યાર સુધીમાં જે બે મુખ્ય સંકેતો મેળવવામાં આવ્યા છે તે છે 1) પાણીનો તોફાની પ્રવાહ અને 2) કાંપનું બેડલોડ પરિવહન. અન્ય સૂચિત સંકેતોમાં પાણીની સપાટીની હવા સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે. અન્ય સૂચવે છે કે વધુ વિશ્લેષણ બેડલોડ પરિવહનના પ્રકારો વચ્ચે ભેદભાવ કરવામાં સક્ષમ હોઈ શકે છે-સોલટેશન વિ શીઅરિંગ. સામાન્ય રીતે કહીએ તો, અભ્યાસોમાં જાણવા મળ્યું છે કે તોફાની પાણીના પ્રવાહને કારણે સિગ્નલ બેડલોડ પરિવહન કરતાં ઓછી આવર્તન ધરાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે જ્યારે સ્રાવ અને પાણીનું સ્તર 1-80 Hz ના સંકેત સાથે સંકળાયેલું હતું, ત્યારે 2-5 Hz અને 10-15 Hz બારીઓમાં સંબંધ ખાસ કરીને મજબૂત હતો. દરમિયાન, 30-50 Hz સંકેત બેડલોડ પરિવહનને આભારી હતો. હિસ્ટ્રેસીસ હિસ્ટ્રેસીસ એ નદીઓના ધરતીકંપના નિરીક્ષણમાં જોવા મળતી એક સારી રીતે દસ્તાવેજીકૃત ઘટના છે જેમાં સમાન પ્રવાહ હંમેશા સમાન ધરતીકંપના સંકેત ઉત્પન્ન કરતો નથી. જો પાણીની અશાંતિ માત્ર ધરતીકંપના સંકેતોનો સ્ત્રોત હોત, તો તે જ સ્રાવ હંમેશા ધરતીકંપના પ્રતિભાવનું સમાન કંપનવિસ્તાર ઉત્પન્ન કરતો. હિસ્ટ્રેસીસ કલાકો (એક તોફાન) થી લઈને સંપૂર્ણ વર્ષોના સમયગાળામાં જોવા મળ્યું છે. નદી પ્રણાલીઓમાં ઘડિયાળની દિશામાં અને ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં હિસ્ટ્રેસીસ જોવા મળ્યું છે, જોકે ઘડિયાળની દિશામાં તે વધુ સામાન્ય છે. ઘડિયાળની દિશામાં હિસ્ટ્રેસીસને ઘણીવાર બેડલોડ પરિવહનમાં ફેરફારોને આભારી છે, જેમાં પડતા હાથની સરખામણીમાં સ્રાવ વળાંકના વધતા હાથ પર મોટા ધરતીકંપના સંકેત જોવા મળે છે. હિસ્ટ્રેસીસને મોટાભાગે નદી દ્વારા પરિવહન કરવામાં આવતા કાંપના બદલાતા પ્રમાણને આભારી છે. પરંતુ જ્યારે ઉન્માદ કાંકરી-પથારીવાળી નદીઓમાં બેડલોડ પરિવહનની અસરની લાક્ષણિકતા છે, ત્યારે તે માત્ર બેડલોડ પરિવહનને કારણે જ થાય તે જરૂરી નથી. વધુમાં, બેડલોડનું તમામ પરિવહન હિસ્ટ્રેસીસ પેદા કરે તે જરૂરી નથી. નદીના આકારવિજ્ઞાનમાં ફેરફારના પરિણામે અશાંત પ્રવાહમાં ફેરફારને કારણે પણ હિસ્ટ્રેસીસ થઈ શકે છે, જેમ કે પ્રવાહની સપાટીની કઠોરતા બદલવી. પ્રવાહીય ભૂકંપવિજ્ઞાનની સુધારણા પદ્ધતિઓ ઘટનાઓના સતત પરોક્ષ અવલોકનો માટે એક સાધન પૂરું પાડે છે જે 1) માપવા માટે મુશ્કેલ અને જોખમી, 2) વિરલ, અને 3) અંદાજિત અથવા નબળી રીતે મર્યાદિત હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, બેડલોડ પરિવહનને સીધું માપવું મુશ્કેલ છે જ્યારે ઉચ્ચ પ્રવાહની સ્થિતિ દરમિયાન જોખમી પણ છે. પરિણામે, અવલોકનો વિરલ હોઈ શકે છે અને માત્ર ઓછી સ્રાવની પરિસ્થિતિઓ સુધી મર્યાદિત હોઈ શકે છે, જ્યારે ઉચ્ચ પ્રવાહની પરિસ્થિતિઓ ઉત્ક્રાંતિના પ્રવાહ માટે ખાસ મહત્વ ધરાવે છે. અંદાજો પ્રયોગશાળામાં હાથ ધરવામાં આવેલા, પ્રયોગમૂલક રીતે મેળવેલા ફ્લુમ પ્રયોગો સુધી મર્યાદિત હોઈ શકે છે. ફ્લુવિયલ પ્રક્રિયાઓને સમજવા માટે ભૂકંપશાસ્ત્રનો ઉપયોગ એ ઘણી હાલની પદ્ધતિઓમાં સુધારો છે (જેમ કે કાંપના ફાંદા, સીધા નમૂના, ઇમ્પેક્ટ પ્લેટ્સ અથવા સ્ટ્રીમ્ડમાં દફનાવવામાં આવેલા જીઓફોન્સ) કારણ કે રેકોર્ડિંગ સંપૂર્ણપણે ચેનલની બહાર કરી શકાય છે, જે અવલોકનોને બિન-આક્રમક બનાવે છે અને નિરીક્ષણ પદ્ધતિઓ પ્રવાહ અથવા કુદરતી પરિસ્થિતિઓને વધુ સરળ અને વધુ સમય-કાર્યક્ષમ રીતે અસર કરતી નથી, ખાસ કરીને ઉચ્ચ વોલ્યુમની પૂરની ઘટનાઓ દરમિયાન, જે ખાસ રસ ધરાવતી હોય છે અને સંગ્રહ રેકોર્ડિંગ દરમિયાન ઇન-સ્ટ્રીમ સાધનો ગુમાવવાના વધતા જોખમને ટાળીને મોર્ફોલોજી પર વધુ પડતી અસર કરે છે. તેને દૂરથી તૈનાત કરી શકાય છે અને તેનું નિરીક્ષણ કરી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પૂરનું ઊંચું જોખમ ધરાવતા વિસ્તારોમાં ટેલિમેટર્ડ ધરતીકંપની માહિતીનો ઉપયોગ સંભવિત જોખમી અને વિનાશક પૂર (ધરતીકંપની શોધ અને ચેતવણી જેવી રીતે) ના ડાઉન-સ્ટ્રીમ સમુદાયોને ચેતવણી આપવા માટે થઈ શકે છે. સંદર્ભો વિકિપીડિયા વિદ્યાર્થી કાર્યક્રમ ભૂકંપવિજ્ઞાન જળ પ્રવાહો