સિંચાઈ-ઇજનેરી

સિંચાઈ–ઇજનેરી

પાક ઉગાડવા માટે ખેતરમાં કૃત્રિમ રીતે પાણી આપવાનું આયોજન તથા તે માટે જરૂરી સવલતોને લગતી ઇજનેરી. તેમાં સિંચાઈની સગવડો માટેનાં બાંધકામો, જેવાં કે બંધ, બૅરેજ (barrage), વિયર (weir), નહેરો અને તેને લગતાં આનુષંગિક કામોનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. ભારત જેવા દેશોના મોટાભાગના વિસ્તારોમાં ખેતી વરસાદ ઉપર આધારિત છે. આવા પ્રદેશોમાં વરસાદ અનિશ્ચિત તેમજ ઓછો પડતો હોઈ સિંચાઈ આશીર્વાદરૂપ બની રહે છે. સિંચાઈને કારણે અનાજનું ઉત્પાદન વધે છે, વધુ પાક લઈ શકાય છે. પૂરથી લોકોનું રક્ષણ થાય છે. વીજળીનું ઉત્પાદન થાય છે. પ્રવાસન તથા વહાણવટા જેવાં ક્ષેત્રોનો વિકાસ થાય છે અને રોજગારીની તકો વધે છે. આને કારણે દેશની ઉન્નતિ થાય છે. જોકે સિંચાઈને કારણે જમીનનું ધોવાણ થવાથી લાંબા ગાળે જમીન ફળદ્રૂપતા ગુમાવે છે અને તેની જલાક્રાન્ત (waterlogged) થવાની સંભાવના પણ વધે છે. વળી હવામાન ભેજવાળું બને છે અને મચ્છરોનો ઉપદ્રવ પણ વધે છે. સિંચાઈ માટેના જળાશયો બાંધવામાં કીમતી જમીન અને મિલકતો ડુબાણમાં જાય છે.

સિંચાઈને સામાન્ય રીતે પૃષ્ઠ(surface)-સિંચાઈ અને અધસ્તલ-(subsurface)-સિંચાઈમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. પૃષ્ઠ-સિંચાઈનું વધુ વર્ગીકરણ સીધી સિંચાઈ, સંગ્રાહક સિંચાઈ અને ઉદવહન (lift) સિંચાઈમાં કરવામાં આવે છે. નદીમાં પાણી બારેય માસ પૂરતા પ્રમાણમાં મળી રહેતું હોય તો આડબંધ બાંધી તેમાંથી પાણી નહેરોમાં વાળી સિંચાઈ કરવામાં આવે છે. ભારત જેવા દેશમાંની મોટાભાગની નદીઓમાં ચોમાસા બાદ પાણી ઘણું ઓછું થઈ જાય છે. આથી શિયાળુ અને ઉનાળુ પાક માટે નદીઓમાં પૂરતું પાણી હોતું નથી. આવી પરિસ્થિતિમાં નદી પર યોગ્ય જગ્યાએ બંધ બાંધી સરોવર બનાવવામાં આવે છે. આ સંગ્રહાયેલા પાણીનો ઉપયોગ શિયાળા કે ઉનાળા દરમિયાન સિંચાઈ માટે થઈ શકે છે. આ ઉપરાંત જમીનમાં કૂવાઓ ખોદી પૃથ્વીના ભૂપૃષ્ઠમાં સંગ્રહાયેલ ભૂગર્ભ જળને યોગ્ય સાધનો વડે બહાર ખેંચી સિંચાઈ કરવામાં આવે છે. આને કૂવા-સિંચાઈ (well-irrigation) કહેવામાં આવે છે.

સિંચાઈ-યોજનાઓને તેમની ક્ષમતા પ્રમાણે મોટી, મધ્યમ અને લઘુ સિંચાઈ-યોજનાઓમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. જે યોજનાની સિંચાઈ-ક્ષમતા 10,000 હેક્ટરથી વધુ હોય તેને મોટી, જેની ક્ષમતા 2000થી 10,000 હેક્ટર વચ્ચેની હોય તેને મધ્યમ અને જેની ક્ષમતા 2000 હેક્ટરથી ઓછી હોય તેને લઘુ સિંચાઈ-યોજના કહેવામાં આવે છે.

ખેતરોમાં સિંચાઈ દ્વારા પાણી આપવાની ત્રણ રીતો છે : (અ) પૃષ્ઠ-સિંચાઈ, (આ) સેચક-સિંચાઈ (sprinkler irrigation), (ઇ) ટપક-સિંચાઈ (drip irrigation).

(અ) પૃષ્ઠ-સિંચાઈને અનિયંત્રિત અધિસિંચન (આપ્લાવન, flooding) તથા નિયંત્રિત અધિસિંચનમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. પહેલા પ્રકારમાં કોઈ પણ પ્રકારની પૂર્વતૈયારી કે આયોજન વગર પાણીને કોઈ પણ પ્રકારના નિયંત્રણ વગર સપાટ વિસ્તારવાળા ખેતરમાં છોડવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ નદીમાં આવતા પૂર દરમિયાન પાણીને ખેતરમાં છોડીને અપનાવવામાં આવે છે.

નિયંત્રિત અધિસિંચનની વિવિધ પદ્ધતિઓ નીચે પ્રમાણે છે :

(i) મુક્ત અધિસિંચન–પદ્ધતિ (આકૃતિ 1) : આ પદ્ધતિમાં ખેતરને નાના વિભાગો(પ્લૉટ)માં વિભાજિત કરી, પાણીના જથ્થાને નિયંત્રિત કરીને આપવામાં આવે છે. પ્લૉટના ઊંચાણવાળા વિસ્તારમાંથી પાણી છોડવામાં આવે છે અને નીચાણવાળા વિસ્તારમાં પૂરતું પાણી પહોંચી જાય ત્યારે તેને બંધ કરી દેવામાં આવે છે.

આકૃતિ 1 : મુક્ત અધિસિંચન-પદ્ધતિ

(ii) સમોચ્ચરેખા–પાર્શ્ર્વજો(contour laterals)-પદ્ધતિ (આકૃતિ 2) : ઢોળાવવાળાં ખેતરો માટે આ પદ્ધતિ યોગ્ય છે. મુખ્ય નહેરને લંબ એવા વિવિધ સમોચ્ચરેખાઓના સ્તર(level)ને ધ્યાનમાં રાખીને ગૌણ નહેરો બનાવવામાં આવે છે. તેની એક બાજુ પરથી સિંચાઈ માટે પાણી વાળવામાં આવે છે.

આકૃતિ 2 : સમોચ્ચરેખા-પાર્શ્ર્વજો-પદ્ધતિ

(iii) પાળ–પટ્ટી(border strip)-પદ્ધતિ (આકૃતિ 3) : ખેતરને 100થી 300 મીટર લાંબી તથા 10થી 20 મીટર પહોળી પટ્ટીઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. આ પટ્ટીઓને નાના પાળાઓ દ્વારા એકબીજાથી અલગ પાડવામાં આવે છે. પટ્ટીના મથાળા પરથી પાઇપ અથવા ધોરિયા મારફત સિંચાઈ માટે પાણી આપવામાં આવે છે. પાણી ધીમે ધીમે દરેક પટ્ટીમાં પ્રસરે છે. દરેક પટ્ટીની પહોળાઈ ઢાળ વિનાની અને સપાટ હોય છે, જેથી પાણી પ્રત્યેક પટ્ટીમાં સમાન રીતે પ્રસરે છે.

(iv) ચાસ(furrow)-પદ્ધતિ (આકૃતિ 4) : શેરડી, તમાકુ, કપાસ જેવા પાકો માટે સિંચાઈની આ પદ્ધતિ ખૂબ જ ઉપયોગી છે. આકૃતિ 4માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે જમીનમાં પાડેલા ચાસમાં પાણી છોડવામાં આવે છે, જ્યારે પાકને બે ચાસની વચ્ચે હારમાં વાવવામાં આવે છે. ચાસની પહોળાઈ સામાન્ય રીતે 25 સેમી., ઊંડાઈ 8થી 30 સેમી. અને લંબાઈ 100થી 200 મીટર જેટલી રાખવામાં આવે છે. ઉપર દર્શાવેલ પાકો માટે બે ચાસ વચ્ચેનું અંતર 30થી 90 સેમી., જ્યારે ફળોના પાક માટે તે એકથી બે મીટર જેટલું રાખવામાં આવે છે. ચાસમાં વહેતું પાણી જમીનમાં ઊતરે છે અને પાકને મળે છે.

આકૃતિ 3 : પાળ-પટ્ટી-પદ્ધતિ

આકૃતિ 4 : ચાસ પદ્ધતિ

(v) ચેક(check)-પદ્ધતિ (આકૃતિ 5) : આ પદ્ધતિમાં આકૃતિમાં દર્શાવ્યા પ્રમાણે વિસ્તૃત વિસ્તારમાં નદીમાંથી નહેર દ્વારા સિંચાઈ માટે પાણી આપવામાં આવે છે.

આકૃતિ 5 : ચેક-પદ્ધતિ

(vi) થાળા–અધિસિંચન(basin flooding)-પદ્ધતિ (આકૃતિ 6) : આ પણ ચેક-પદ્ધતિનો એક પ્રકાર છે. સપાટ જમીનમાં ફળઝાડને પાણી આપવા માટે તે વપરાય છે. તેમાં દરેક ઝાડ માટે વિશિષ્ટ થાળા-રચના કરવામાં આવે છે. તેમાં થાળાને પૂર્વનિર્ધારિત ઊંડાઈ સુધી ભરી દેવામાં આવે છે અને પાણીને સમગ્ર મૂળ-વિસ્તાર (root zone) સુધી પ્રસરવા દેવામાં આવે છે.

આકૃતિ 6 : થાળા-અધિસિંચન-પદ્ધતિ

(vii) વળવળાંકી (zigzag) પદ્ધતિ (આકૃતિ 7) : આ આપ્લાવન અથવા અધિસિંચનની ખાસ પદ્ધતિ છે. તેમાં દરેક પ્લૉટને નાની નાની પટ્ટીઓમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. દરેક પ્લૉટમાં પાણી વાંકાચૂંકા માર્ગે પસાર થાય છે.

આકૃતિ 7 : વળવળાંકી પદ્ધતિ

(આ) સેચક–સિંચાઈ (sprinkler irrigation) (આકૃતિ 8) : આ પદ્ધતિમાં જમીનની સપાટીથી થોડી ઊંચાઈ ઉપર રાખેલી કાણાંવાળી પાઇપો, નોઝલો કે ગોળ ગોળ ફરતા સેચકોમાંથી વરસાદની જેમ પાણી છાંટીને સિંચાઈ કરવામાં આવે છે. જ્યાં જમીનની સ્થળાકૃતિ (topography) અસમાન હોય, તથા પૃષ્ઠ-સિંચાઈની અન્ય રીતો વાપરી શકાતી ન હોય ત્યાં આ પદ્ધતિનો ખાસ ઉપયોગ થાય છે. રેતાળ જમીનમાં પૃષ્ઠ-સિંચાઈની રીતોથી પાણી અંત:સ્રવણ દ્વારા જમીનમાં ઊતરી જતું હોવાથી તેમાં પાણીનો ઘણો વ્યય થાય છે. આવી પરિસ્થિતિમાં છંટકાવ વડે સિંચાઈ ઘણી ફાયદાકારક બની રહે છે. તેમાં પાણીના વપરાશમાં 50 % જેટલો બચાવ થાય છે; તેથી સૂકા અને અર્ધસૂકા (semi-arid) પ્રદેશોમાં ખેતીના પાકો લેવા માટે આ રીત ઘણી ઉપયોગી છે. પમ્િંપગ, પાઇપો અને છંટકાવ માટેનાં સાધનોનો શરૂઆતનો ખર્ચ વધારે હોવાથી ભારતમાં તે વધુ પ્રચલિત થઈ નથી. પહેલાં થોડી ઊંચાઈએ રાખેલી કાણાંવાળી પાઇપોની સ્થિર વ્યવસ્થાનો ઉપયોગ થતો હતો; પરંતુ હવે સ્ટીલની, વજનમાં હલકી પાઇપો અને ઝડપથી જોડી શકાય તેવાં યુગ્મકો (couplers) ઉપયોગમાં લેવાતાં સેચક પદ્ધતિનો વપરાશ વધ્યો છે. જમીનનો પ્રકાર, વાવવામાં આવતા પાક અને આબોહવાને લક્ષમાં લઈ સિંચાઈ કરવા માટે જુદી જુદી પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં આવી છે; જેવી કે, સ્થિર જડેલી નોઝલ, કાણાંવાળી પાઇપો અને પરિભ્રામી સેચક.

આકૃતિ 8 (અ) : સેચક સિંચાઈ પદ્ધતિ

આકૃતિ 8 (આ) : પાઇપ-સિસ્ટમના મુખ્ય ભાગો

આ પદ્ધતિમાં દ્બાણ હેઠળ પાણીને પાઇપમાં વહેવડાવવામાં આવે છે, જે આગળ પાર્શ્ર્વજ (lateral) પાઇપોમાં જાય છે. આ પાર્શ્ર્વજ પાઇપો સાથે યોગ્ય અંતરે સેચકો ગોઠવેલાં હોય છે. પાર્શ્ર્વજોને એક સ્થળેથી બીજા સ્થળે હાથ વડે, ટ્રૅક્ટર દ્વારા કે સ્વયંસંચાલિત રીતે ખસેડી શકાય છે. બાજુએ ગબડતાં પૈડાંવાળી (side-roll wheel) પ્રણાલીમાં પાર્શ્ર્વજ લાઇનોનો ધરી તરીકે ઉપયોગ થાય છે.

કેન્દ્ર–ધુરાગ્ર (કેન્દ્ર–કીલક, centre pivot) : સેચન-પ્રણાલીમાં પાર્શ્ર્વજ પાઇપ પર છંટકાવ માટેનાં સાધનો (heads) ગોઠવેલાં હોય છે અને તેને વીજળી અથવા અન્ય શક્તિ વડે ગોળ ગોળ ફેરવવામાં આવે છે. ખૂણાના ભાગોમાં સિંચાઈ માટે ખાસ સાધનોનો ઉપયોગ થાય છે. આ માટે solid sets પણ વાપરી શકાય છે.

સિંચાઈની આ પદ્ધતિના ફાયદાઓ આ પ્રમાણે છે : તેમાં જમીનને ખાસ તૈયાર કરવી પડતી ન હોવાથી મજૂરીનો ખર્ચ ઘટે છે. ઢાળિયા, પાળીઓ વગેરેમાં જમીન વપરાતી નથી. જમીનનું ધોવાણ થતું નથી. જમીનને પાણી એકસરખું તેમજ જોઈએ તેટલું આપી શકાય છે. રાસાયણિક ખાતરો, જંતુનાશક દવાઓ, નીંદામણનાશક દવાઓ વગેરે પાણી સાથે ભેળવીને સહેલાઈથી વાપરી શકાય છે. હિમથી થતું નુકસાન પણ રોકી શકાય છે. પાણીનો 50 % જેટલો બચાવ થાય છે. જોકે આ પદ્ધતિમાં શરૂઆતનું ખર્ચ વધારે હોય છે. વળી પવનથી પાણીના એકસરખા છંટકાવમાં અવરોધ નડે છે અને બાષ્પીભવનને કારણે પાણીનો વ્યય વધુ થાય છે.

આકૃતિ 9 (અ) : ટપક-સિંચાઈ-પદ્ધતિ

આકૃતિ 9 (આ) : ટપક-સિંચાઈ-પદ્ધતિ

(ઇ) ટપક–સિંચાઈ (drip irrigation) (આકૃતિ 9) : ટપક-સિંચાઈ-પદ્ધતિમાં આકૃતિ 9માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે જમીનની નીચે કાણાંવાળી નળીઓ ગોઠવી છોડનાં મૂળિયાંના ભાગમાં ઇષ્ટતમ પાણીનો જથ્થો નિયમિત અંતરે ટીપાંરૂપે પૂરો પાડી સિંચાઈ કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિમાં સમય, ખાતર અને પાણીનો બચાવ થાય છે તથા તે ઓછી ખર્ચાળ છે અને ઊપજ પણ વધે છે. તે અત્યંત ઢોળાવવાળી, રેતાળ અને ખડકાળ જમીનમાં પણ ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે. અન્ય પ્રણાલીઓની સરખામણીમાં તે લવણીય (saline) પાણીનો પણ સારી રીતે ઉપયોગ કરી શકે છે. તેમાં છોડવાંનાં મૂળિયાંને જમીનની અંદર ગોઠવેલી નળીઓનાં છિદ્રો અથવા ઉત્સર્જકો (emitters) દ્વારા ટપકતા પાણીથી ભેજ પૂરો પાડવામાં આવતો હોઈ નળીઓ અને છિદ્રો પુરાઈ ન જાય તે માટે ચોખ્ખું, સામાન્ય રીતે ગાળેલું પાણી ઉપયોગમાં લેવું જરૂરી છે. તે ઓછા અથવા મધ્યમ દબાણ હેઠળ કામ કરે છે. સૌપ્રથમ ઇઝરાયલે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ શરૂ કર્યો હતો. ભારતમાં ગુજરાત, મહારાષ્ટ્ર, કેરળ અને કર્ણાટક જેવાં રાજ્યોએ આ પદ્ધતિ અપનાવી છે. ફળઝાડની; દા.ત., દ્રાક્ષ, લીંબુ, નારંગી અને નારિયેળની, વાડી માટે તે વધુ અનુકૂળ છે.

આ પદ્ધતિના ઘટકોમાં મુખ્ય ટાંકી (head tank), મુખ્ય પાઇપ-લાઇન, પાર્શ્ર્વજો, ઉત્સર્જકો અને રસાયણો માટેની પિચકારીનો સમાવેશ થાય છે. મુખ્ય ટાંકી 3 × 3 × 3 મીટરના માપની હોય છે અને તે 3થી 5 મીટર ઊંચા પ્લૅટફૉર્મ પર મૂકવામાં આવે છે. તેની સાથે કાર્યકારી દબાણ અને પાણીના જથ્થાનું નિયંત્રણ કરતા વાલ્વ, ફિલ્ટર અને રાસાયણિક એકમ (unit) જોડવામાં આવે છે. પ્લાસ્ટિકની મુખ્ય લાઇન દ્વારા પાણી શાખા-પાઇપોમાં વહે છે અને તેમાંથી પાર્શ્ર્વનળીઓમાં જાય છે. આ પાર્શ્ર્વનળીઓ પર 10 મિમી. કે 20 મિમી. વ્યાસવાળાં ઉત્સર્જકો લગાડવામાં આવે છે, જેના લીધે પાણીનો પ્રવાહ કલાકના એકથી પાંચ લિટર જેટલો વહે છે. પાણી સાથે રાસાયણિક ખાતર ભેળવવા માટે રાસાયણિક ખાતરનું દ્રાવણ ભેળવી ટાંકીમાંથી પિચકારી દ્વારા તે મુખ્ય પાઇપ સાથે જોડવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિમાં પાણીનો 70 % જેટલો બચાવ થાય છે અને પાકની ઊપજ 30 %થી 50 % જેટલી વધે છે.

નહેર (canal) : જળાશય, તળાવ અને નદીના પાણી વડે સિંચાઈ કરવા માટે પાણીને ખેતરો સુધી પહોંચાડવું પડે છે. આ માટે નહેરો બાંધવી પડે છે.

(1) નહેરોની લાઇનદોરી (alignment) પ્રમાણે તેમનું નીચે મુજબ વર્ગીકરણ કરવામાં આવે છે : (આકૃતિ 10)

આકૃતિ 10 : નહેરોની લાઇનદોરી

(i) ધાર-નહેર (ridge canal or water & hed canal)

(ii) સમોચ્ચરેખા-નહેર (contour canal)

(iii) પાર્શ્ર્વઢાળ-નહેર (side slope canal)

(i) ધાર–નહેર (આકૃતિ 11) : સામાન્ય રીતે જળાશય કે નદીમાંથી નીકળતી નહેર શરૂઆતના ભાગમાં સમોચ્ચ નહેર હોય છે. ત્યારબાદ તેને ધાર ઉપર લઈ જવામાં આવે છે. ધાર-નહેર જલવિભાજન-રેખા (watershed) ઉપર બાંધવામાં આવે છે; તેથી તેની બંને બાજુએથી સિંચાઈ માટે નહેરો કાઢી શકાય છે. તે ધાર ઉપર આવેલી હોવાથી તેને નદીનાળાં પસાર કરવા પડતાં નથી કે તેમને ઓળંગવા માટે ક્રૉસ ડ્રેનેજ વકર્સ બાંધવાં પડતાં નથી. આ જાતની નહેર આર્થિક દૃષ્ટિએ સસ્તી પડે છે.

આકૃતિ 11 : ધાર-નહેર

(ii) સમોચ્ચરેખા–નહેર : જે નહેરની લાઇનદોરી સમોચ્ચરેખાને લગભગ સમાંતર રાખવામાં આવે છે તેને સમોચ્ચરેખા-નહેર કહેવામાં આવે છે. આ નહેરથી એક બાજુએ સિંચાઈ થઈ શકે છે; કારણ કે તેની બીજી બાજુએ જમીન ઊંચી હોય છે. નદીનાળાં સમોચ્ચરેખાઓને કાટખૂણે વહેતાં હોય છે. તેથી આવી નહેરને ઘણાં નદીનાળાં ઓળંગવાં પડે છે; તેથી ઘણાં ક્રૉસ-ડ્રેનેજ વકર્સ બાંધવાં પડે છે. આવી નહેરો આર્થિક દૃષ્ટિએ મોંઘી પડે છે.

(iii) પાર્શ્ર્વઢાળ–નહેર : આ નહેર સમોચ્ચરેખાઓને લગભગ કાટખૂણે આવેલી હોઈ તેને નાળાં ઓળંગવાં પડતાં નથી. સમોચ્ચરેખાઓને કાટખૂણે આવેલ જમીનનો ઢાળ સૌથી વધારે હોવાથી આ નહેરના તળિયાનો ઢાળ વધારે હોય છે, તેથી તે ઘટાડવા માટે નહેરમાં નહેરપ્રપાત (canal falls) બનાવવા પડે છે.

(2) નહેરોની જાળરચના (network) પ્રમાણેનું વર્ગીકરણ (આકૃતિ 12) : સિંચાઈ-ક્ષેત્રના સમગ્ર વિસ્તારને પાણી આપવા માટે નહેરોની જાળ રચવી પડે છે. આ જાળરચનામાં નીચેની નહેરોનો સમાવેશ થાય છે :

આકૃતિ 12 : નહેરોની જાળરચના

(i) મુખ્ય નહેર (Main canal)

(ii) શાખા-નહેર (Branch canal)

(iii) વિતરિકા (Distributory)

(iv) નાની (Minor) વિતરિકા

(v) ઢાળિયો (Water course)

(i) મુખ્ય નહેર : જલાશયમાંથી નીકળતી નહેરને મુખ્ય નહેર કહે છે. આ નહેરનું કાર્ય શાખા કે ઉપશાખા-નહેરોને પાણી પહોંચાડવાનું છે, જેથી તેમના વડે સિંચાઈ માટે ઢાળિયાઓમાં પાણી આપી શકાય.

(ii) શાખા–નહેર : મુખ્ય નહેર જે વિસ્તારમાં સિંચાઈ કરવાની હોય તે વિસ્તારના પ્રવેશ બિંદુએ પહોંચે છે ત્યારે જુદા જુદા વિસ્તારને પાણી પહોંચાડવા માટે તેના ફાંટા પડે છે. આ ફાંટાઓને શાખા-નહેરો કહેવામાં આવે છે.

(iii) વિતરિકા (ઉપશાખા, Distributory) : મુખ્ય નહેર અને શાખા-નહેરમાંથી નીકળતી અને આઉટલેટ (બાહ્યવાહક) દ્વારા ખેતરોની સિંચાઈ માટે સીધું ઢાળિયામાં પાણી પહોંચાડતી નહેરને વિતરિકા નહેર કહેવામાં આવે છે. તેની પાણીનો પ્રવાહ વહન કરવાની શક્તિ 0.25 ક્યુસેકથી 5.0 ક્યુસેક જેટલી હોય છે.

(iv) નાની વિતરિકા : શાખા કે ઉપશાખામાંથી નીકળતી અને ખેતરોની સિંચાઈ કરવા માટે આઉટલેટ દ્વારા ઢાળિયાઓને પાણી પૂરું પાડતી નાની નહેરને નાની વિતરિકા કહેવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે વિતરિકાની વહનશક્તિ 0.25 ક્યુસેક કરતાં ઓછી હોય છે.

(v) ઢાળિયો : વિતરિકામાંથી નીકળતી અને ખેતરોને સિંચાઈ માટેનું પાણી પૂરું પાડતી નાની નાળ(channel)ને ઢાળિયો કહેવામાં આવે છે. ઢાળિયામાં પાણીનો પ્રવાહ 0.03થી 0.06 ક્યુસેક જેટલો હોય છે.

નહેરનો આડછેદ (cross-section of canal) : નહેરની રચનામાં ખોદકામની ઊંડાઈ સંતુલિત ઊંડાઈ જેટલી રાખવામાં આવે તો ખોદાણમાંથી જે માટી નીકળે છે તેનાથી તેના પાળા બંધાઈ રહે છે. તેથી નહેરની રચનાનું ખર્ચ ઓછું આવે છે. નહેર સંપૂર્ણ કટાઈમાં (fully in cutting), સંપૂર્ણ ભરાવમાં (fully in filling) અને અંશત: કટાઈ અને ભરાવમાં (in partial cutting and filling) હોય છે. આ રીતે નહેરના ત્રણ આડછેદ બને છે. આ ત્રણ પ્રકારના આડછેદ આકૃતિ 13માં દર્શાવ્યા છે. નહેરના આડછેદના ભાગોમાં જમીનની પહોળાઈ (land width), પાર્શ્ર્વઢાળ (side slope), બર્મ, ફ્રી-બૉર્ડ, પાળા (banks), સેવામાર્ગ, ડોવલા, બોરોપિટ સ્પૉઇલ બૅન્કનો સમાવેશ થાય છે.

આકૃતિ 13 : નહેરનો આડછેદ

જમીનની પહોળાઈ : નહેરના આડછેદની રચના માટે જોઈતી જમીનની પટ્ટીની પહોળાઈને જમીનની પહોળાઈ કહે છે.

બાજુનો ઢાળ : નહેર કટાઈમાં હોય કે ભરાવમાં હોય તોપણ તેની બાજુઓ ધસી ન પડે તેથી નહેરને બાજુના ઢાળ આપવામાં આવે છે.

બર્મ : નહેરના પાળાની અંદરની કિનાર અને કટાઈની ઉપલી ધાર વચ્ચેની જમીન-તલ આગળની સાંકડી પટ્ટીને બર્મ કહે છે.

ફ્રી–બૉર્ડ : નહેરના પાણીના તલમાં થતી વધઘટ કે મોજાંઓથી પાણી પાળાઓ ઉપરથી વહે નહિ તે માટે ફ્રી-બૉર્ડ રાખવામાં આવે છે.

પાળા : પાળાનું મુખ્ય કાર્ય પાણીને નહેરમાં રાખવાનું છે.

સેવામાર્ગ : નહેરયોજનાના કાર્યક્ષમ-સંચાલન, નિરીક્ષણ અને નિભાવ માટે ગમે તે ભાગ ઉપર ઝડપથી અને સહેલાઈથી પહોંચી શકાય તે માટે પ્રબંધ કરવો પડે છે.

ડોવલા : નિરીક્ષણમાર્ગની નહેર તરફની બાજુએ તેની ઉપર બનાવેલ નાનો પાળો કે જેની ઊંચાઈ નિરીક્ષણમાર્ગની સપાટીથી 0.3 મીટર અને મથાળાની પહોળાઈ 0.3થી 0.6 મીટર હોય છે તેને ડોવલા કહેવામાં આવે છે.

(3) નિયંત્રણ કરનારાં બાંધકામો : નહેરમાં વહેતા પાણીનો વેગ, પ્રવાહદર કે પૂર્ણ પ્રદાય સપાટીને નિયંત્રણ કરવા માટે કરવામાં આવતાં બાંધકામોને નિયંત્રણ કરનારાં બાંધકામો કહેવામાં આવે છે. જુદાં જુદાં નિયંત્રણ કરનારાં બાંધકામોને નીચે પ્રમાણે વર્ગીકૃત કરી શકાય :

(i) મુખ-નિયંત્રક (Head regulater)

(ii) આડું નિયંત્રક (Cross regulater)

(iii) નહેર-પ્રપાત (Canal fall)

(iv) નહેરના પાણીનો નિકાલ (Canal escape)

(v) આઉટલેટ (Outlet)

(i) મુખ–નિયંત્રક (જુઓ આકૃતિ 14) : મુખ્ય નહેર, શાખા-નહેર અને ઉપશાખા-નહેરના મુખ આગળ જે તે નહેરમાં દાખલ થતા પાણીનું નિયંત્રણ કરવા માટે કરવામાં આવતા બાંધકામને મુખ-નિયંત્રક કહેવામાં આવે છે.

મુખ–નિયંત્રકનાં કાર્યો : (અ) તે નીકળતી નહેર(off taking canal)માં પાણીના પુરવઠાનું નિયંત્રણ કે નિયમન કરે છે.

(આ) નહેરમાં દાખલ થતા પાણીના પ્રવાહના દરને માપવા માટેના માપક (meter) તરીકે તે કામ કરે છે.

(ઇ) તે નીકળતી નહેરમાં દાખલ થતા કાંપનું નિયંત્રણ કરે છે.

(ઈ) નહેરમાં પાણીની જરૂર ન હોય અથવા નહેરનું સમારકામ કરવાનું હોય ત્યારે પાણીનો પુરવઠો બંધ કરવાના સાધન તરીકે તે કામ કરે છે.

(ii) આડું નિયંત્રક : મુખ્ય નહેરમાંથી શાખા-નહેર, ઉપશાખા કે વિશાખા-નહેર નીકળતી હોય ત્યારે આ નીકળતી નહેરમાં પાણીનો પૂરતો પુરવઠો આપી શકાય તે માટે મુખ્ય નહેરમાં પાણીના લેવલનું નિયંત્રણ કરવા માટે, મુખ્ય નહેરમાંથી નીકળતી નહેરના હેઠવાસમાં જે બાંધકામ કરવામાં આવે છે તેને આડું નિયંત્રક કહેવામાં આવે છે.

આડા નિયંત્રકનાં કાર્યો : (અ) આડા નિયંત્રક વડે સમગ્ર નહેરતંત્રનું અસરકારક રીતે નિયંત્રણ કરી શકાય છે.

આકૃતિ 14 : ઉપશાખાનું મુખ-નિયંત્રક

(આ) મુખ્ય નહેરમાં પાણીનો પ્રવાહ ઓછો હોય ત્યારે તેમાં પાણીની સપાટી નીચે ઊતરે છે, તેથી નીકળતી શાખા કે ઉપશાખામાં પાણીનો પૂરતો પુરવઠો આપી શકાતો નથી. આમ ન બને તે માટે મુખ્ય નહેરમાં પાણીનું લેવલ ઊંચું લાવવું પડે. આ કામ આડ-નિયંત્રક કરે છે.

(ઇ) મુખ્ય નહેરમાં પાણીનો પુરવઠો બંધ કરવાની સગવડ પૂરી પાડે છે. હેઠવાસમાં નહેર ફાટી ગઈ હોય તો તેનું સમારકામ કરવા માટે પાણીનો પુરવઠો બંધ કરવામાં મદદરૂપ થાય છે.

(ઈ) નહેરોમાં જુદા જુદા ભાગોમાં થતી પાણીના સ્તરની વધઘટને નિયંત્રિત કરે છે.

(ઉ) એસ્કેપની મદદથી નહેરમાંથી જરૂર હોય ત્યારે પાણીનો નિકાલ કરે છે.

(ઊ) આડા નિયંત્રકના મથાળા ઉપર પુલ બનાવી રસ્તો કાઢી શકાય છે.

(iii) નહેર–પ્રપાત (આકૃતિ 15) : નહેરમાં પાણીનું સ્તર નીચું લાવવા તથા પડતા પાણીની વધારાની શક્તિનો નાશ કરવા માટે નહેરમાં જે બાંધકામ કરવામાં આવે છે તેને પ્રપાત (fall) કહેવામાં આવે છે.

પ્રપાતના પ્રકાર : શરૂઆતમાં ઑગી, રેપિડ અને સોપાન-પ્રપાત બન્યા, ત્યારબાદ ખાંચાવાળો પ્રપાત, ઊર્ધ્વપતન-પ્રપાત અને ઢળતા તળિયાવાળો પ્રપાત (glacis fall) બનાવવામાં આવ્યા.

આકૃતિ 15 : નહેર-પ્રપાત

(iv) નહેરના પાણીનો નિકાલ (આકૃતિ 16) : સિંચાઈ-નહેરમાંથી વધારાના પાણીને બહાર કાઢવા માટે જે બાંધકામ કરવામાં આવે છે તેને કૅનાલ-નિકાલ કહેવામાં આવે છે. કૅનાલ-નિકાલનું બાંધવાના પ્રયોજનો પ્રમાણે નીચે પ્રમાણે વર્ગીકરણ કરવામાં આવે છે :

આકૃતિ 16 : નહેરના પાણીનો નિકાલ

(અ) નહેર અભિમાર્જન નિકાલ (canal scouring escape),

(આ) ફાજલ જલ નિકાલ (surplus water escape),

(ઈ) અંત્ય નિકાલ (tail escape).

મુખ્ય નહેરના શરૂઆતના ભાગમાં જમા થયેલ કાંપને દૂર કરવા માટે સ્કાઉરિંગ નિકાલ બાંધવામાં આવે છે. નહેરમાં જોઈએ તે કરતાં વધારાનું પાણી આવી ગયું હોય અને નહેર ફાટી જવાની કે તેના કાંઠા ઊભરાઈ જવાનો ભય પેદા થતો હોય ત્યારે નહેરમાંથી વધારાનું પાણી દૂર કરવા ફાજલ જલ નિકાલ બાંધવામાં આવે છે. હેઠવાસના સિંચાઈ-ક્ષેત્રમાં ભારે વરસાદ થયો હોય ત્યારે સિંચાઈના પાણીની માગ ઘટી જાય છે; તેથી ખેડૂતો આઉટલેટો બંધ કરે છે. તેથી નહેરમાં પાણી વધી જાય છે. મુખ-નિયંત્રકના દરવાજાઓનું સંચાલન ખોટી રીતે થઈ જતાં નહેરની વહનશક્તિ કરતાં વધારે પાણી નહેરમાં દાખલ થઈ જાય છે. નહેરમાંથી નીકળતી શાખા કે પ્રશાખા-નહેરમાં ભંગાણ પડતાં તેના મુખ-નિયંત્રક દ્વારા તે નહેરમાં જતો પાણીનો પ્રવાહ અટકાવી દેવામાં આવે છે; તેથી મુખ્ય નહેરમાં પાણી જોઈએ તે કરતાં વધી જાય છે. આવા સંજોગોમાં સરપ્લસ વૉટર એસ્કેપ દ્વારા નહેરમાંથી વધારાના પાણીનો નિકાલ કરી શકાય છે અને નહેરને નુકસાન થતું અટકાવી શકાય છે.

કેટલાક કિસ્સાઓમાં નહેર નદી કે વહેળા આગળ પૂરી થાય છે. ત્યાં આગળના છેડે ટેઇલ-એસ્કેપ બાંધવામાં આવે છે. નહેરના છેડાના ભાગમાં જોઈતું પૂર્ણ પ્રદાય લેવલ (Full Supply Level, FSL) તે જાળવી રાખે છે. એસ્કેપો નહેરના સલામતી વાલ્વ છે. એસ્કેપો પાણીને કુદરતી વહેળામાં લઈ જવા માટે બનાવવામાં આવે છે.

નદીનાળાં ઓળંગવાનાં બાંધકામો (cross drainage works) : (જુઓ આકૃતિ 17.)

જળાશયમાંથી નહેર કાઢીને તેને સિંચાઈ-ક્ષેત્ર સુધી લઈ જવામાં આવે છે ત્યારે વચ્ચે આવતાં ઘણાં નદીનાળાં ઓળંગવાં પડે છે. આ નદીનાળાં ઓળંગવા માટે કરવામાં આવતાં બાંધકામોને ક્રૉસ-ડ્રેનેજ વકર્સ કહેવામાં આવે છે.

નાળાના તળિયાના અને અધિકતમ પૂરની સપાટીનાં લેવલોની સાપેક્ષમાં નહેરના તળિયાના અને પૂર્ણ પ્રદાય સપાટી લેવલો તથા નાળાના અધિકતમ પ્રવાહદરની સાપેક્ષમાં નહેરના ડિઝાઇન કરેલ પ્રવાહદરને લક્ષ્યમાં રાખી આવાં બાંધકામો ત્રણ પ્રકારમાં વહેંચવામાં આવે છે :

(i) નાળા ઉપરથી નહેરને લઈ જતું ક્રૉસ-ડ્રેનેજ-વર્ક

(ii) નહેર ઉપરથી નાળાને લઈને જતું ક્રૉસ-ડ્રેનેજ-વર્ક

(iii) નાળાના પાણીને નહેરમાં દાખલ કરાવતું ક્રૉસ-ડ્રેનેજ-વર્ક.

(i) નાળા ઉપરથી નહેરને લઈ જતું ક્રૉસ–ડ્રેનેજ–વર્ક : આ જાતના સી.ડી. વર્કમાં નહેરને તેના માર્ગમાં આવતી નદીઓ અને નાળાઓ ઉપરથી લઈ જવામાં આવે છે. આ માટે બાંધવામાં આવતા સી.ડી. વર્ક બે પ્રકારનાં હોય છે : (અ) જળસેતુ (Aqueduct), (બ) બકનળી-જળસેતુ (Siphon Aqueduct).

(ii) નહેર ઉપરથી નાળાને લઈ જતું ક્રૉસ–ડ્રેનેજ–વર્ક : આ પ્રકારનાં બાંધકામોમાં કુદરતી નદી-નાળાને નહેર ઉપરથી લઈ જવામાં આવે છે. એટલે કે નહેર નાળાની નીચેથી પસાર થાય છે. આમાં નહેરનું નિરીક્ષણ બરાબર થઈ શકતું નથી.

(iii) નાળાના પાણીને નહેરમાં દાખલ કરાવતું ક્રૉસ–ડ્રેનેજ વર્ક : આ પ્રકારના સી.ડી. વર્કમાં નદી કે નાળાના પાણીને નહેરના પાણી સાથે ભેગું થવા દેવામાં આવે છે. આ સી.ડી. વર્કના નિયંત્રણનું કાર્ય મુશ્કેલ છે. તે માટે વધારે માણસોની જરૂર પડે છે. નદી કે નાળાના પૂરને લીધે નહેરમાં વધતા પ્રવાહ માટે નહેરને ડિઝાઇન કરવી પડે છે. દરવાજાઓનું યોગ્ય નિયમન કરવામાં ન આવે તો નહેરને નુકસાન થાય છે. નહેરમાં

વધારે કાંપ ભરાઈ જાય છે; જેને દૂર કરવા માટે વધારાનો ખર્ચ થાય છે.

ઇનલેટ અને આઉટલેટ : જ્યારે નાનું નાળું નહેરની આડે આવતું હોય અને તેના તળિયાનું લેવલ પૂર્ણ પ્રદાય લેવલ જેટલું હોય કે તેનાથી થોડું ઊંચું કે નીચું હોય ત્યારે ઇનલેટ દ્વારા પાણીને નહેરમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. નાળું નાનું હોવાથી નહેરના પાણીના લેવલમાં આથી ખાસ ફેર પડતો નથી. ઇનલેટ અને આઉટલેટ નહેરના કાંઠામાં ખુલ્લો વાઢ (cut) કરીને બનાવવામાં આવે છે.

આકૃતિ 17 : નદીનાળાં ઓળંગવાનાં બાંધકામો

વાઢની જગ્યાએ નાળાના તળિયે અને તેની બાજુઓએ પથ્થર જડવામાં આવે છે. પથ્થર જડવાથી નહેરના કાંઠાનું ધોવાણ થતું નથી.

કૅનાલ–આઉટલેટ : વિતરક નહેર(Distributing canal)માંથી ઢાળિયામાં પાણી આપવા માટે યોગ્ય વ્યવસ્થા કરવી પડે છે. આ વ્યવસ્થા કરવા માટે જે નાની સંરચના (small structure) કરવી પડે છે તેને આઉટલેટ કહેવામાં આવે છે. આઉટલેટ ઢાળિયામાં પ્રવેશતા પાણીનું નિયંત્રણ કરે છે. એટલે તે ઢાળિયા માટેનું મુખ-નિયંત્રક છે. આઉટલેટમાંથી ઢાળિયામાં પ્રવેશતા પાણીનો પ્રવાહ મોટેભાગે 0.085 ક્યુસેક કરતાં ઓછો હોય છે.

આઉટલેટના પ્રકાર : આઉટલેટોને નીચે પ્રમાણે ત્રણ વર્ગોમાં વહેંચી શકાય છે :

(i) અનિશ્ર્ચાયક આઉટલેટ (Non-modular outlet)

(ii) ઉપનિશ્ર્ચાયક આઉટલેટ (Semi-modular outlet)

(iii) ઢનિશ્ર્ચાયક આઉટલેટ (Rigid-module outlet)

(i) અનિશ્ર્ચાયક આઉટલેટ : આ આઉટલેટમાંથી પસાર થતા પાણીનો પ્રવાહ વિતરક નહેર અને ઢાળિયાના પાણીનાં લેવલોના તફાવત ઉપર આધાર રાખે છે.

(અ) ડૂબેલી પાઇપનું આઉટલેટ (Submerged pipe outlet)

(આ) ચણતરનાં ઑરિફિસ અને સ્લુઇસ (Masonry orifice & sluice) આ પ્રકારનાં આઉટલેટ છે.

(ii) ઉપનિશ્ર્ચાયક આઉટલેટ : આ પ્રકારનાં આઉટલેટોમાંથી પસાર થતા પાણીના પ્રવાહનો દર વિતરક નહેરના પાણીના લેવલ

આકૃતિ 18

ઉપર આધાર રાખે છે. વિતરક નહેરમાં પાણીનું લેવલ વધે તો આઉટલેટમાંથી વધારે પાણી પસાર થાય છે. પાઇપ-આઉટલેટ, કૅનેડીનું આઉટલેટ, ખુલ્લી નાલિકા(open flume)વાળું આઉટલેટ આ પ્રકારનાં આઉટલેટ છે.

(iii) ઢનિશ્ર્ચાયક આઉટલેટ : વિતરક નહેર કે ઢાળિયામાંના પાણીનાં લેવલોમાં ફેરફાર થાય છતાં પણ આ આઉટલેટમાંથી પસાર થતો પાણીનો પ્રવાહ અચલ રહે છે. ગીબનું મૉડ્યુલ, ખન્નાનું દૃઢ મૉડ્યુલ આ પ્રકારનાં આઉટલેટ છે.

નહેરનું અસ્તર (Canal lining) 25 %થી 50 % પાણીનો વ્યય નહેરોમાં પરિવહન દરમિયાન થાય છે. નહેરને અસ્તર કરવાથી અંત:સ્રવણ અને અવશોષણથી થતો પાણીનો વ્યય ઘટાડી શકાય છે. સિંચાઈક્ષેત્રનું જલગ્રસન (waterlogging) અટકે છે. અસ્તર કરવાથી ખરબચડાપણાનો ગુણાંક (Rugosity coefficient) ઘટે છે. આથી પાણીના પ્રવાહનો વેગ વધે છે. નકામું ઘાસ ઊગતું નથી. નિભાવખર્ચમાં ઘટાડો થાય છે. અસ્તર જુદા જુદા પ્રકારનાં હોય છે; જેવાં કે સિમેન્ટ-કૉંક્રીટ લાઇનિંગ, પ્રીકાસ્ટ કૉંક્રીટ લાઇનિંગ, બ્રીક લાઇનિંગ, સ્ટોન-બ્લૉક લાઇનિંગ, આસ્ફાલ્ટ-કાક્રીટ લાઇનિંગ, સૉઇલ-સિમેન્ટ લાઇનિંગ.

મધુકાંત ર. ભટ્ટ

રાજેશ મ. આચાર્ય

નગીનલાલ હી. મોદી