நீர் ஆராய்ச்சி முறைகள்: உலகளாவிய பார்வையாளர்களுக்கான ஒரு விரிவான வழிகாட்டி

நீர் ஒரு அடிப்படை வளம், இது மனித உயிர்வாழ்வு, சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகள் மற்றும் பல்வேறு தொழில்களுக்கு இன்றியமையாதது. நீர் வளங்களைப் புரிந்துகொள்ள, பல்வேறுபட்ட ஆராய்ச்சி முறைகளைப் பயன்படுத்தி கடுமையான அறிவியல் விசாரணை தேவைப்படுகிறது. இந்த விரிவான வழிகாட்டி, பல்வேறு புவியியல் இடங்கள் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் சூழல்களில் பொருத்தமான முக்கிய நீர் ஆராய்ச்சி முறைகளை ஆராய்கிறது. இதில் உள்ள தகவல்கள் உலகளவில் நீர் தொடர்பான துறைகளில் பணிபுரியும் மாணவர்கள், ஆராய்ச்சியாளர்கள், கொள்கை வகுப்பாளர்கள் மற்றும் நிபுணர்களுக்கு ஒரு அடிப்படை புரிதலை வழங்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

1. நீர் ஆராய்ச்சி அறிமுகம்

நீர் ஆராய்ச்சி என்பது நீரியல், நிலத்தடி நீரியல், ஏரியியல், நீர்வாழ் சூழலியல், சுற்றுச்சூழல் வேதியியல் மற்றும் சிவில் இன்ஜினியரிங் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய ஒரு பல்துறை புலமாகும். இது நீர் பற்றாக்குறை, மாசுபாடு மற்றும் காலநிலை மாற்றத்தின் தாக்கங்கள் போன்ற முக்கியமான சவால்களை எதிர்கொள்ள, நீர் வளங்களின் உடல், வேதியியல், உயிரியல் மற்றும் சமூக அம்சங்களை ஆராய்வதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.

நீர் ஆராய்ச்சியின் முக்கிய நோக்கங்கள்:

• நீரின் இருப்பு மற்றும் விநியோகத்தை மதிப்பிடுதல்.
• நீரின் தரத்தை மதிப்பீடு செய்தல் மற்றும் மாசு மூலங்களைக் கண்டறிதல்.
• நீரியல் செயல்முறைகள் மற்றும் நீர் சுழற்சிகளைப் புரிந்துகொள்ளுதல்.
• நிலையான நீர் மேலாண்மை உத்திகளை உருவாக்குதல்.
• நீர் தொடர்பான அபாயங்களை (வெள்ளம், வறட்சி) கணித்தல் மற்றும் தணித்தல்.
• நீர்வாழ் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகள் மற்றும் பல்லுயிர் பெருக்கத்தைப் பாதுகாத்தல்.

2. நீர் மாதிரி சேகரிப்பு நுட்பங்கள்

நம்பகமான தரவுகளைப் பெறுவதற்கு துல்லியமான நீர் மாதிரி சேகரிப்பு மிக முக்கியமானது. மாதிரி சேகரிப்பு முறை, ஆராய்ச்சி நோக்கம், நீர்நிலையின் வகை (ஆறு, ஏரி, நிலத்தடி நீர்) மற்றும் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட வேண்டிய அளவுருக்களைப் பொறுத்தது.

2.1 மேற்பரப்பு நீர் மாதிரி சேகரிப்பு

மேற்பரப்பு நீர் மாதிரி சேகரிப்பு என்பது ஆறுகள், ஏரிகள், ஓடைகள் மற்றும் நீர்த்தேக்கங்களிலிருந்து நீர் மாதிரிகளை சேகரிப்பதை உள்ளடக்குகிறது. முக்கிய கருத்தில் கொள்ள வேண்டியவை:

• மாதிரி சேகரிப்பு இடம்: ஓட்ட முறைகள், சாத்தியமான மாசு மூலங்கள் மற்றும் அணுகல் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் பிரதிநிதித்துவ தளங்களைத் தேர்ந்தெடுக்கவும். மாசுபாட்டின் தாக்கங்களை மதிப்பிடுவதற்கு ஆற்றின் மேல் மற்றும் கீழ் பகுதிகளை கருத்தில் கொள்ளவும்.
• மாதிரி சேகரிப்பு ஆழம்: ஏரிகள் மற்றும் நீர்த்தேக்கங்களில் உள்ள அடுக்கு வேறுபாடுகளைக் கணக்கிட, வெவ்வேறு ஆழங்களில் மாதிரிகளை சேகரிக்கவும். நீர் நெடுவரிசை முழுவதும் ஒரு சராசரி மாதிரியைப் பெற ஒருங்கிணைந்த ஆழ மாதிரி சேகரிப்பான்களைப் பயன்படுத்தலாம்.
• மாதிரி சேகரிப்பு அதிர்வெண்: நீரின் தர அளவுருக்களின் மாறுபாடு மற்றும் ஆராய்ச்சி நோக்கத்தின் அடிப்படையில் பொருத்தமான மாதிரி சேகரிப்பு அதிர்வெண்ணை தீர்மானிக்கவும். புயல் நிகழ்வுகள் அல்லது அதிக மாசுபாடு உள்ள காலங்களில் உயர்-அதிர்வெண் மாதிரி சேகரிப்பு அவசியமாக இருக்கலாம்.
• மாதிரி சேகரிப்பு உபகரணங்கள்: கிராப் சேம்பிளர்கள், ஆழ சேம்பிளர்கள் மற்றும் தானியங்கி சேம்பிளர்கள் போன்ற பொருத்தமான மாதிரி சேகரிப்பு உபகரணங்களைப் பயன்படுத்தவும். உபகரணங்கள் சுத்தமாகவும், மாசடையாமலும் இருப்பதை உறுதி செய்யவும்.
• மாதிரிப் பாதுகாப்பு: சேமிப்பு மற்றும் போக்குவரத்தின் போது நீரின் தர அளவுருக்களில் ஏற்படும் மாற்றங்களைத் தடுக்க, நிலையான முறைகளின்படி மாதிரிகளைப் பாதுகாக்கவும். பொதுவான பாதுகாப்பு நுட்பங்களில் குளிரூட்டல், அமிலமாக்கல் மற்றும் வடிகட்டுதல் ஆகியவை அடங்கும்.

உதாரணம்: கங்கை நதியில் (இந்தியா) ஊட்டச்சத்து மாசுபாட்டை ஆய்வு செய்த ஒரு ஆய்வில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஆற்றின் போக்கு நெடுகிலும் பல இடங்களில் நீர் மாதிரிகளை சேகரித்தனர், விவசாயக் கழிவுகள் மற்றும் தொழிற்சாலைக் கழிவுகள் வெளியேறும் பகுதிகளுக்கு அருகில் கவனம் செலுத்தினர். அவர்கள் மேற்பரப்பிலிருந்தும் வெவ்வேறு ஆழங்களிலிருந்தும் நீரை சேகரிக்க கிராப் மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தினர், மாதிரிகளை ஆய்வகத்திற்கு பகுப்பாய்வுக்காக கொண்டு செல்லும் முன் ஐஸ் கட்டிகள் மற்றும் இரசாயனப் பாதுகாப்பான்கள் மூலம் பாதுகாத்தனர்.

2.2 நிலத்தடி நீர் மாதிரி சேகரிப்பு

நிலத்தடி நீர் மாதிரி சேகரிப்பு என்பது கிணறுகள், ஆழ்துளைக் கிணறுகள் மற்றும் நீரூற்றுகளிலிருந்து நீர் மாதிரிகளை சேகரிப்பதை உள்ளடக்குகிறது. முக்கிய கருத்தில் கொள்ள வேண்டியவை:

• கிணறு தேர்வு: நீர்த்தேக்கத்தின் பிரதிநிதியாக இருக்கும் மற்றும் மாதிரி எடுப்பதற்கு போதுமான மகசூல் உள்ள கிணறுகளைத் தேர்ந்தெடுக்கவும். கிணற்றின் கட்டுமானம், ஆழம் மற்றும் பயன்பாட்டு வரலாற்றைக் கருத்தில் கொள்ளவும்.
• கிணற்றை சுத்தப்படுத்துதல்: தேங்கி நிற்கும் நீரை அகற்றி, மாதிரி நீர்த்தேக்கத்தில் உள்ள நிலத்தடி நீரின் பிரதிநிதியாக இருப்பதை உறுதிசெய்ய, மாதிரி எடுப்பதற்கு முன் கிணற்றை சுத்தப்படுத்தவும். குறைந்தது மூன்று கிணறு அளவுகள் அல்லது நீரின் தர அளவுருக்கள் (pH, வெப்பநிலை, கடத்துத்திறன்) நிலைபெறும் வரை சுத்தப்படுத்தவும்.
• மாதிரி சேகரிப்பு உபகரணங்கள்: நிலத்தடி நீர் மாதிரிகளை சேகரிக்க மூழ்கும் பம்புகள், பெயிலர்கள் அல்லது பிளாடர் பம்புகளைப் பயன்படுத்தவும். உபகரணங்கள் சுத்தமாகவும், மாசடையாமலும் இருப்பதை உறுதி செய்யவும்.
• மாதிரி சேகரிப்பு நெறிமுறை: நிலத்தடி நீருக்கு இடையூறு ஏற்படுவதைக் குறைக்கவும், குறுக்கு-மாசுபாட்டைத் தடுக்கவும் கடுமையான மாதிரி சேகரிப்பு நெறிமுறையைப் பின்பற்றவும். ஒருமுறை பயன்படுத்தும் கையுறைகள் மற்றும் மாதிரி கொள்கலன்களைப் பயன்படுத்தவும்.
• மாதிரிப் பாதுகாப்பு: சேமிப்பு மற்றும் போக்குவரத்தின் போது நீரின் தர அளவுருக்களில் ஏற்படும் மாற்றங்களைத் தடுக்க, நிலையான முறைகளின்படி மாதிரிகளைப் பாதுகாக்கவும்.

உதாரணம்: வங்காளதேசத்தில் நிலத்தடி நீர் மாசுபாட்டை ஆய்வு செய்த ஒரு ஆய்வில், வெவ்வேறு நீர்த்தேக்கங்களிலிருந்து மாதிரிகளை சேகரிக்க கண்காணிப்புக் கிணறுகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. ஆராய்ச்சியாளர்கள் நீரின் தர அளவுருக்கள் நிலைபெறும் வரை கிணறுகளை சுத்தப்படுத்தினர் மற்றும் இடையூறுகளைக் குறைக்க குறைந்த-ஓட்ட மாதிரி சேகரிப்பு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தினர். பின்னர் மாதிரிகள் பாதுகாக்கப்பட்டு ஆர்சனிக் மற்றும் பிற அசுத்தங்களுக்கு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன.

2.3 மழைநீர் மாதிரி சேகரிப்பு

வளிமண்டல படிவு மற்றும் நீரின் தரம் மீதான அதன் தாக்கத்தை பகுப்பாய்வு செய்ய மழைநீர் மாதிரி சேகரிப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது. முக்கிய கருத்தில் கொள்ள வேண்டியவை:

• மாதிரி சேகரிப்பான் வடிவமைப்பு: உலர்ந்த படிவு அல்லது குப்பைகளால் மாசுபடாமல் மழைநீரை சேகரிக்க வடிவமைக்கப்பட்ட சிறப்பு மழைநீர் மாதிரி சேகரிப்பான்களைப் பயன்படுத்தவும்.
• இடம்: உள்ளூர் மாசு மூலங்களிலிருந்து விலகி, மரங்கள் அல்லது கட்டிடங்களிலிருந்து குறைந்தபட்ச இடையூறு உள்ள மாதிரி சேகரிப்பு இடங்களைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்.
• மாதிரி சேகரிப்பு அதிர்வெண்: ஒவ்வொரு மழை நிகழ்வுக்குப் பிறகும் அல்லது வழக்கமான இடைவெளிகளிலும் மாதிரிகளை சேகரிக்கவும்.
• மாதிரி கையாளுதல்: இரசாயன கலவையில் ஏற்படும் மாற்றங்களைத் தடுக்க, சேகரித்த உடனேயே மாதிரிகளை வடிகட்டி பாதுகாக்கவும்.

உதாரணம்: ஐரோப்பாவில் அமில மழையைக் கண்காணிக்கும் ஒரு ஆய்வில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் பல்வேறு இடங்களில் மழைநீரை சேகரிக்க தானியங்கி மழை மாதிரி சேகரிப்பான்களைப் பயன்படுத்தினர். மழையின் வேதியியலில் காற்று மாசுபாட்டின் தாக்கத்தை மதிப்பிடுவதற்கு மாதிரிகள் pH, சல்பேட், நைட்ரேட் மற்றும் பிற அயனிகளுக்காக பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன.

3. நீரின் தர பகுப்பாய்வு

நீரின் தர பகுப்பாய்வு என்பது பல்வேறு உடல், வேதியியல் மற்றும் உயிரியல் அளவுருக்களை அளவிடுவதன் மூலம் வெவ்வேறு பயன்பாடுகளுக்கான நீரின் பொருத்தத்தை மதிப்பிடுவதை உள்ளடக்குகிறது. தரவு ஒப்பீடு மற்றும் துல்லியத்தை உறுதிப்படுத்த நிலையான முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

3.1 உடல் அளவுருக்கள்

• வெப்பநிலை: தெர்மாமீட்டர்கள் அல்லது மின்னணு ஆய்வுகள் மூலம் அளவிடப்படுகிறது. நீரில் உள்ள உயிரியல் மற்றும் இரசாயன செயல்முறைகளை பாதிக்கிறது.
• கலங்கல் தன்மை: மிதக்கும் துகள்களால் ஏற்படும் நீரின் மேகமூட்டம் அல்லது மங்கலான தன்மையை அளவிடுகிறது. ஒரு டர்பிடிமீட்டர் மூலம் அளவிடப்படுகிறது.
• நிறம்: கரைந்த கரிமப் பொருட்கள் அல்லது பிற பொருட்களின் இருப்பைக் குறிக்கிறது. ஒரு கலரிமீட்டர் மூலம் அளவிடப்படுகிறது.
• மொத்த திடப்பொருள்கள் (TS): நீரில் கரைந்துள்ள மற்றும் மிதக்கும் திடப்பொருட்களின் மொத்த அளவை அளவிடுகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு நீரை ஆவியாக்கி, மீதமுள்ளதை எடைபோடுவதன் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
• மின் கடத்துத்திறன் (EC): மின்சாரத்தைக் கடத்தும் நீரின் திறனை அளவிடுகிறது, இது கரைந்த அயனிகளின் செறிவோடு தொடர்புடையது. ஒரு கடத்துத்திறன் மீட்டர் மூலம் அளவிடப்படுகிறது.

3.2 வேதியியல் அளவுருக்கள்

• pH: நீரின் அமிலத்தன்மை அல்லது காரத்தன்மையை அளவிடுகிறது. ஒரு pH மீட்டர் மூலம் அளவிடப்படுகிறது.
• கரைந்த ஆக்ஸிஜன் (DO): நீரில் கரைந்துள்ள ஆக்ஸிஜனின் அளவை அளவிடுகிறது, இது நீர்வாழ் உயிரினங்களுக்கு அவசியம். ஒரு DO மீட்டர் மூலம் அளவிடப்படுகிறது.
• உயிர்வேதியியல் ஆக்ஸிஜன் தேவை (BOD): கரிமப் பொருட்களின் சிதைவின் போது நுண்ணுயிரிகளால் நுகரப்படும் ஆக்ஸிஜனின் அளவை அளவிடுகிறது. ஒரு நீர் மாதிரியை ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்திற்கு அடைகாத்து, DO-வில் ஏற்படும் குறைவை அளவிடுவதன் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
• வேதியியல் ஆக்ஸிஜன் தேவை (COD): நீரில் உள்ள அனைத்து கரிம சேர்மங்களையும், மக்கும் மற்றும் மக்காதவை இரண்டையும் ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்யத் தேவையான ஆக்ஸிஜனின் அளவை அளவிடுகிறது. கரிமப் பொருட்களை வேதியியல் ரீதியாக ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்து, நுகரப்பட்ட ஆக்ஸிஜனேற்றியின் அளவை அளவிடுவதன் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
• ஊட்டச்சத்துக்கள் (நைட்ரேட், பாஸ்பேட், அம்மோனியா): தாவர வளர்ச்சிக்கு அவசியம் ஆனால் அதிக அளவில் யூட்ரோஃபிகேஷனை ஏற்படுத்தும். ஸ்பெக்ட்ரோஃபோட்டோமெட்ரி அல்லது அயன் குரோமட்டோகிராபி மூலம் அளவிடப்படுகிறது.
• உலோகங்கள் (ஈயம், பாதரசம், ஆர்சனிக்): நீர்வாழ் உயிரினங்களில் குவிந்து சுகாதார அபாயங்களை ஏற்படுத்தக்கூடிய நச்சு மாசுபடுத்திகள். அணு உறிஞ்சுதல் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (AAS) அல்லது இண்டக்டிவ்லி கப்புள்டு பிளாஸ்மா மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி (ICP-MS) மூலம் அளவிடப்படுகிறது.
• பூச்சிக்கொல்லிகள் மற்றும் களைக்கொல்லிகள்: நீர் வளங்களை மாசுபடுத்தக்கூடிய விவசாய இரசாயனங்கள். கேஸ் குரோமட்டோகிராபி-மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி (GC-MS) அல்லது உயர்-செயல்திறன் திரவ குரோமட்டோகிராபி (HPLC) மூலம் அளவிடப்படுகிறது.
• கரிம சேர்மங்கள் (PCBs, PAHs): சுற்றுச்சூழலில் நிலைத்திருக்கக்கூடிய தொழில்துறை மாசுபடுத்திகள். GC-MS அல்லது HPLC மூலம் அளவிடப்படுகிறது.

3.3 உயிரியல் அளவுருக்கள்

• கோலிஃபார்ம் பாக்டீரியா: மல மாசுபாட்டின் இருப்பையும், நீரினால் பரவும் நோய்களுக்கான சாத்தியத்தையும் மதிப்பிடுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் குறிகாட்டி உயிரினங்கள். மென்படல வடிகட்டுதல் அல்லது பல குழாய் நொதித்தல் நுட்பங்கள் மூலம் அளவிடப்படுகிறது.
• பாசிகள்: குடிநீரில் சுவை மற்றும் வாசனை பிரச்சனைகளை ஏற்படுத்தக்கூடிய மற்றும் நச்சுகளை உற்பத்தி செய்யக்கூடிய நுண்ணிய தாவரங்கள். நுண்ணோக்கி மூலம் அடையாளம் காணப்பட்டு எண்ணப்படுகின்றன.
• விலங்கு மிதவைநுண்ணுயிரிகள்: நீர்வாழ் உணவு வலைகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் நுண்ணிய விலங்குகள். நுண்ணோக்கி மூலம் அடையாளம் காணப்பட்டு எண்ணப்படுகின்றன.
• பேரூமுதுகெலும்பிலிகள்: நீரின் தரத்தின் குறிகாட்டிகளாகப் பயன்படுத்தக்கூடிய நீர்வாழ் பூச்சிகள், ஓடுடைய கணுக்காலிகள் மற்றும் மெல்லுடலிகள். நிலையான உயிர் மதிப்பீட்டு நெறிமுறைகளைப் பயன்படுத்தி அடையாளம் காணப்பட்டு எண்ணப்படுகின்றன.

உதாரணம்: டான்யூப் நதியில் (ஐரோப்பா) நீரின் தரத்தைக் கண்காணிப்பது, உடல், வேதியியல் மற்றும் உயிரியல் அளவுருக்களின் வழக்கமான பகுப்பாய்வை உள்ளடக்கியது. pH, கரைந்த ஆக்ஸிஜன், ஊட்டச்சத்துக்கள் மற்றும் கனரக உலோகங்கள் போன்ற அளவுருக்கள், ஆற்றின் நெடுகிலும் பல்வேறு புள்ளிகளில் அளவிடப்பட்டு, மாசு அளவுகள் மற்றும் சூழலியல் ஆரோக்கியத்தை மதிப்பிடப்படுகின்றன. பேரூமுதுகெலும்பிலிகள் போன்ற உயிரியல் குறிகாட்டிகளும் ஆற்றின் ஒட்டுமொத்த ஆரோக்கியத்தை மதிப்பீடு செய்யப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

4. நீரியல் முறைகள்

நீரியல் முறைகள், மழைப்பொழிவு, ஓட்டம், ஊடுருவல் மற்றும் ஆவியுயிர்ப்பு உள்ளிட்ட சுற்றுச்சூழலில் நீரின் இயக்கம் மற்றும் விநியோகத்தைப் படிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

4.1 மழைப்பொழிவு அளவீடு

• மழைமானிகள்: ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் பெய்யும் மழையின் அளவை அளவிட நிலையான மழைமானிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தானியங்கி மழைமானிகள் மழையின் தீவிரத்தின் தொடர்ச்சியான அளவீடுகளை வழங்குகின்றன.
• வானிலை ரேடார்: பெரிய பகுதிகளில் மழைப்பொழிவை மதிப்பிட வானிலை ரேடார் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ரேடார் தரவுகளைப் பயன்படுத்தி மழைப்பொழிவு வரைபடங்களை உருவாக்கலாம் மற்றும் வெள்ள நிகழ்வுகளை கணிக்கலாம்.
• செயற்கைக்கோள் தொலையுணர்தல்: தரை அடிப்படையிலான அளவீடுகள் குறைவாக உள்ள தொலைதூரப் பகுதிகளில் மழைப்பொழிவை மதிப்பிட செயற்கைக்கோள் சென்சார்கள் பயன்படுத்தப்படலாம்.

4.2 நீரோட்ட அளவீடு

• அணைகள் மற்றும் மதகுகள்: அணைகள் மற்றும் மதகுகள் என்பது நீர் மட்டத்திற்கும் ஓட்ட விகிதத்திற்கும் இடையே ஒரு அறியப்பட்ட உறவை உருவாக்க ஓடைகளில் நிறுவப்பட்ட கட்டமைப்புகள் ஆகும்.
• திசைவேகம்-பரப்பளவு முறை: திசைவேகம்-பரப்பளவு முறை என்பது ஒரு ஓடையின் குறுக்குவெட்டு முழுவதும் பல புள்ளிகளில் நீரின் திசைவேகத்தை அளவிட்டு, ஓட்ட விகிதத்தைக் கணக்கிட குறுக்குவெட்டின் பரப்பளவால் பெருக்குவதை உள்ளடக்குகிறது.
• ஒலி டாப்ளர் கரண்ட் புரோஃபைலர்கள் (ADCP): ADCP-கள் ஒலி அலைகளைப் பயன்படுத்தி வெவ்வேறு ஆழங்களில் நீரின் திசைவேகத்தை அளந்து ஓட்ட விகிதத்தைக் கணக்கிடுகின்றன.

4.3 ஊடுருவல் அளவீடு

• ஊடுருவல்மானிகள்: ஊடுருவல்மானிகள் என்பது நீர் மண்ணில் ஊடுருவும் வீதத்தை அளவிடப் பயன்படுத்தப்படும் சாதனங்கள் ஆகும்.
• லைசிமீட்டர்கள்: லைசிமீட்டர்கள் என்பது மண்ணால் நிரப்பப்பட்ட பெரிய கொள்கலன்கள் ஆகும், அவை ஊடுருவல், ஆவியுயிர்ப்பு மற்றும் வடிகால் உள்ளிட்ட நீர் சமநிலையை அளவிடப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

4.4 ஆவியுயிர்ப்பு அளவீடு

• ஆவியாதல் தட்டுகள்: ஆவியாதல் தட்டுகள் என்பது நீரால் நிரப்பப்பட்ட திறந்த கொள்கலன்கள் ஆகும், அவை ஒரு குறிப்பிட்ட காலத்தில் ஆவியாகும் நீரின் அளவை அளவிடப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• எட்டி கோவேரியன்ஸ்: எட்டி கோவேரியன்ஸ் என்பது நில மேற்பரப்புக்கும் வளிமண்டலத்திற்கும் இடையில் நீராவி மற்றும் பிற வாயுக்களின் பாய்வுகளை அளவிடப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு நுண்வானிலையியல் நுட்பமாகும்.

உதாரணம்: அமேசான் மழைக்காடுகளில் (தென் அமெரிக்கா) நீரியல் ஆய்வுகள், நீர் சுழற்சி மற்றும் சுற்றுச்சூழல் அமைப்பின் மீதான அதன் தாக்கத்தைப் புரிந்துகொள்ள, மழைப்பொழிவுமானிகள், நீரோட்ட அளவீடுகள் மற்றும் தொலையுணர்தல் தரவுகளின் கலவையைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஆராய்ச்சியாளர்கள் அமேசான் நதி மற்றும் அதன் துணை நதிகளில் நீரோட்டத்தை அளவிட ADCP-களைப் பயன்படுத்துகின்றனர், மேலும் பரந்த மழைக்காடு பகுதியில் மழைப்பொழிவு மற்றும் ஆவியுயிர்ப்பை மதிப்பிட செயற்கைக்கோள் தரவுகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.

5. நிலத்தடி நீரியல் முறைகள்

நிலத்தடி நீரியல் முறைகள், நிலத்தடி நீரின் இருப்பு, இயக்கம் மற்றும் தரம் ஆகியவற்றைப் படிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

5.1 நீர்த்தேக்க பண்பறிதல்

• புவி இயற்பியல் ஆய்வுகள்: மின் எதிர்ப்பு டோமோகிராபி (ERT) மற்றும் நில அதிர்வு ஒளிவிலகல் போன்ற புவி இயற்பியல் முறைகள், நிலத்தடி புவியியலை வரைபடமாக்கவும் நீர்த்தேக்க எல்லைகளை அடையாளம் காணவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.
• கிணறு பதிவெடுத்தல்: கிணறு பதிவெடுத்தல் என்பது ஆழ்துளைக் கிணறுகளில் இறக்கப்பட்ட சென்சார்களைப் பயன்படுத்தி நிலத்தடியின் பல்வேறு இயற்பியல் பண்புகளை அளவிடுவதை உள்ளடக்குகிறது. கிணறு பதிவுகள் பாறையியல், நுண்துளைத்திறன் மற்றும் ஊடுருவும் திறன் பற்றிய தகவல்களை வழங்க முடியும்.
• ஸ்லக் சோதனைகள் மற்றும் பம்பிங் சோதனைகள்: ஸ்லக் சோதனைகள் மற்றும் பம்பிங் சோதனைகள், ஹைட்ராலிக் கடத்துத்திறன் மற்றும் பரவுதிறன் போன்ற நீர்த்தேக்கங்களின் ஹைட்ராலிக் பண்புகளை மதிப்பிடப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

5.2 நிலத்தடி நீர் ஓட்ட மாதிரியாக்கம்

• எண்ணியல் மாதிரிகள்: MODFLOW போன்ற எண்ணியல் மாதிரிகள், நிலத்தடி நீர் ஓட்டத்தை உருவகப்படுத்தவும், பம்பிங், மீள்நிரப்புதல் மற்றும் பிற அழுத்தங்களின் தாக்கத்தை கணிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• பகுப்பாய்வு மாதிரிகள்: பகுப்பாய்வு மாதிரிகள் நிலத்தடி நீர் ஓட்ட சமன்பாடுகளுக்கு எளிமைப்படுத்தப்பட்ட தீர்வுகளை வழங்குகின்றன மற்றும் நீர்மட்டத் தாழ்வு மற்றும் பிடிப்பு மண்டலங்களை மதிப்பிடப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

5.3 நிலத்தடி நீர் மீள்நிரப்பு மதிப்பீடு

• நீர் மட்ட ஏற்ற இறக்க முறை: நீர் மட்ட ஏற்ற இறக்க முறை, மழை நிகழ்வுகளைத் தொடர்ந்து நீர் மட்டத்தில் ஏற்படும் உயர்வின் அடிப்படையில் நிலத்தடி நீர் மீள்நிரப்பை மதிப்பிடுகிறது.
• மண் நீர் சமநிலை முறை: மண் நீர் சமநிலை முறை, மழைப்பொழிவு, ஆவியுயிர்ப்பு மற்றும் ஓட்டம் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான வேறுபாட்டின் அடிப்படையில் நிலத்தடி நீர் மீள்நிரப்பை மதிப்பிடுகிறது.

உதாரணம்: சஹாரா பாலைவனத்தில் (ஆப்பிரிக்கா) நிலத்தடி நீரியல் ஆய்வுகள், நிலத்தடி நீர் வளங்களின் இருப்பை மதிப்பிடுவதற்கு புவி இயற்பியல் ஆய்வுகள், கிணறு பதிவெடுத்தல் மற்றும் நிலத்தடி நீர் ஓட்ட மாதிரிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஆராய்ச்சியாளர்கள் நிலத்தடி புவியியலை வரைபடமாக்கவும் நீர்த்தேக்கங்களை அடையாளம் காணவும் ERT-ஐப் பயன்படுத்துகின்றனர், மேலும் நிலத்தடி நீர் ஓட்டத்தை உருவகப்படுத்தவும் நீர்த்தேக்கத்தில் பம்பிங்கின் தாக்கத்தை கணிக்கவும் MODFLOW-ஐப் பயன்படுத்துகின்றனர்.

6. நீரின் தர மாதிரியாக்கம்

நீரின் தர மாதிரிகள், நீர்வாழ் அமைப்புகளில் மாசுபடுத்திகளின் கதி மற்றும் போக்குவரத்தை உருவகப்படுத்தவும், மாசு கட்டுப்பாட்டு நடவடிக்கைகளின் தாக்கத்தை கணிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

6.1 வடிநில மாதிரிகள்

மண் மற்றும் நீர் மதிப்பீட்டுக் கருவி (SWAT) போன்ற வடிநில மாதிரிகள், ஒரு வடிநிலத்தின் நீரியல் மற்றும் நீரின் தரத்தை உருவகப்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த மாதிரிகள் நிலப் பயன்பாட்டு மாற்றங்கள், காலநிலை மாற்றம் மற்றும் மாசு கட்டுப்பாட்டு நடவடிக்கைகளின் தாக்கத்தை நீரின் தரம் மீது கணிக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

6.2 ஆறு மற்றும் ஏரி மாதிரிகள்

QUAL2K மற்றும் CE-QUAL-W2 போன்ற ஆறு மற்றும் ஏரி மாதிரிகள், ஆறுகள் மற்றும் ஏரிகளின் நீரின் தரத்தை உருவகப்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த மாதிரிகள் புள்ளி மற்றும் புள்ளி-அல்லாத மூல மாசுபாட்டின் தாக்கத்தை நீரின் தரம் மீது கணிக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

6.3 நிலத்தடி நீர் மாதிரிகள்

MT3DMS போன்ற நிலத்தடி நீர் மாதிரிகள், நிலத்தடி நீரில் மாசுபடுத்திகளின் போக்குவரத்தை உருவகப்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த மாதிரிகள் கசிவு ஏற்படும் நிலத்தடி சேமிப்பு தொட்டிகள் அல்லது பிற மாசு மூலங்களிலிருந்து அசுத்தங்களின் இயக்கத்தை கணிக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

உதாரணம்: வட அமெரிக்காவின் பெரிய ஏரிகளில் நீரின் தர மாதிரியாக்கம், GLM (பொது ஏரி மாதிரி) மற்றும் CE-QUAL-R1 போன்ற மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தி நீர் தர இயக்கவியலை உருவகப்படுத்தவும், ஊட்டச்சத்து ஏற்றம், காலநிலை மாற்றம் மற்றும் ஆக்கிரமிப்பு இனங்களின் தாக்கத்தை சுற்றுச்சூழல் அமைப்பின் மீது கணிக்கவும் செய்கிறது. ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தி பெரிய ஏரிகளை மாசுபாடு மற்றும் யூட்ரோஃபிகேஷனிலிருந்து பாதுகாக்க உத்திகளை உருவாக்குகின்றனர்.

7. நீர் ஆராய்ச்சியில் தொலையுணர்தல் பயன்பாடுகள்

தொலையுணர்தல் தொழில்நுட்பங்கள் பெரிய பரப்பளவுகளிலும் நீண்ட காலங்களிலும் நீர் வளங்களைக் கண்காணிக்க மதிப்புமிக்க தரவுகளை வழங்குகின்றன.

7.1 நீரின் தர கண்காணிப்பு

• செயற்கைக்கோள் படங்கள்: லேண்ட்சாட் மற்றும் சென்டினல் போன்ற செயற்கைக்கோள் சென்சார்கள், கலங்கல் தன்மை, குளோரோபில்-ஏ மற்றும் மேற்பரப்பு வெப்பநிலை போன்ற நீரின் தர அளவுருக்களைக் கண்காணிக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம்.
• ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் படங்கள்: ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் சென்சார்கள் பல்வேறு வகையான பாசிகள் மற்றும் நீர்வாழ் தாவரங்களை அடையாளம் காணவும் அளவிடவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

7.2 நீரின் அளவு கண்காணிப்பு

• செயற்கைக்கோள் அல்டிமெட்ரி: செயற்கைக்கோள் அல்டிமீட்டர்கள் ஏரிகள் மற்றும் ஆறுகளில் நீர் மட்டங்களை அளவிடப் பயன்படுத்தப்படலாம்.
• செயற்கை துளை ரேடார் (SAR): SAR வெள்ளம் பாதித்த பகுதிகளை வரைபடமாக்கவும் மண் ஈரப்பதத்தைக் கண்காணிக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.
• GRACE (புவிஈர்ப்பு மீட்பு மற்றும் காலநிலை பரிசோதனை): GRACE செயற்கைக்கோள் தரவு நிலத்தடி நீர் சேமிப்பில் ஏற்படும் மாற்றங்களைக் கண்காணிக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம்.

உதாரணம்: மீகாங் நதிப் படுகையில் (தென்கிழக்கு ஆசியா) நீர் வளங்களைக் கண்காணிப்பது, லேண்ட்சாட் மற்றும் சென்டினல் போன்ற செயற்கைக்கோள்களிலிருந்து வரும் தொலையுணர்தல் தரவுகளைப் பயன்படுத்தி நீர் மட்டங்களைக் கண்காணிக்கவும், வெள்ளங்களைக் கண்காணிக்கவும், நிலப்பரப்பு மாற்றங்களை மதிப்பிடவும் செய்கிறது. இந்தத் தரவு நீர் வளங்களை நிர்வகிக்கவும், பிராந்தியத்தில் காலநிலை மாற்றத்தின் தாக்கங்களைத் தணிக்கவும் உதவுகிறது.

8. ஐசோடோப் நீரியல்

ஐசோடோப் நீரியல், நீர் மூலங்களைக் கண்டறியவும், நீரின் வயதைத் தீர்மானிக்கவும், நீரியல் செயல்முறைகளைப் படிக்கவும் நிலையான மற்றும் கதிரியக்க ஐசோடோப்புகளைப் பயன்படுத்துகிறது.

8.1 நிலையான ஐசோடோப்புகள்

• ஆக்ஸிஜன்-18 (¹⁸O) மற்றும் டியூட்டீரியம் (²H): ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஹைட்ரஜனின் நிலையான ஐசோடோப்புகள் நீர் மூலங்களைக் கண்டறியவும், ஆவியாதல் மற்றும் நீராவிப்போக்கு செயல்முறைகளைப் படிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

8.2 கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள்

• டிரிட்டியம் (³H) மற்றும் கார்பன்-14 (¹⁴C): கதிரியக்க ஐசோடோப்புகள் நிலத்தடி நீரின் வயதைத் தீர்மானிக்கவும், நிலத்தடி நீர் ஓட்ட முறைகளைப் படிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

உதாரணம்: ஆண்டிஸ் மலைகளில் (தென் அமெரிக்கா) ஐசோடோப் நீரியல் ஆய்வுகள், உயரமான ஏரிகள் மற்றும் பனிப்பாறைகளில் நீரின் தோற்றத்தைக் கண்டறிய நிலையான ஐசோடோப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. இது பிராந்தியத்தில் நீர் வளங்கள் மீது காலநிலை மாற்றத்தின் தாக்கத்தைப் புரிந்துகொள்ள உதவுகிறது.

9. தரவு பகுப்பாய்வு மற்றும் விளக்கம்

தரவு பகுப்பாய்வு மற்றும் விளக்கம் நீர் ஆராய்ச்சியில் அத்தியாவசிய படிகள் ஆகும். புள்ளிவிவர முறைகள் மற்றும் புவியியல் தகவல் அமைப்புகள் (GIS) பொதுவாக நீர் தரவுகளைப் பகுப்பாய்வு செய்யவும் காட்சிப்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

9.1 புள்ளிவிவர பகுப்பாய்வு

• விளக்கப் புள்ளிவிவரங்கள்: சராசரி, இடைநிலை, திட்ட விலக்கம் மற்றும் வரம்பு போன்ற விளக்கப் புள்ளிவிவரங்கள், நீரின் தரம் மற்றும் அளவு தரவுகளைச் சுருக்கமாகக் கூறப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• பின்னோக்கு பகுப்பாய்வு: பல்வேறு நீர் அளவுருக்களுக்கு இடையிலான உறவுகளை ஆராயவும், நீரின் தரம் மற்றும் அளவைப் பாதிக்கும் காரணிகளை அடையாளம் காணவும் பின்னோக்கு பகுப்பாய்வு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• காலத் தொடர் பகுப்பாய்வு: காலப்போக்கில் நீர் தரவுகளில் உள்ள போக்குகள் மற்றும் வடிவங்களைப் பகுப்பாய்வு செய்ய காலத் தொடர் பகுப்பாய்வு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

9.2 புவியியல் தகவல் அமைப்புகள் (GIS)

GIS வரைபடங்களை உருவாக்கவும், நீர் தரவுகளில் உள்ள இடஞ்சார்ந்த வடிவங்களைப் பகுப்பாய்வு செய்யவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. GIS மாசு மூலங்களை அடையாளம் காணவும், நீர் இருப்பை மதிப்பிடவும், நீர் வளங்களை நிர்வகிக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

10. நீர் ஆராய்ச்சியில் நெறிமுறைக் கருத்தாய்வுகள்

நீர் ஆராய்ச்சி, சமூகங்கள் மற்றும் சுற்றுச்சூழலில் ஏற்படக்கூடிய தாக்கங்களைக் கருத்தில் கொண்டு, நெறிமுறைப்படி நடத்தப்பட வேண்டும். முக்கிய நெறிமுறைக் கருத்தாய்வுகள் பின்வருமாறு:

• தகவலறிந்த ஒப்புதல்: சமூகங்கள் மற்றும் பங்குதாரர்களின் நீர் வளங்களைப் பாதிக்கக்கூடிய ஆராய்ச்சியை நடத்துவதற்கு முன் அவர்களிடம் தகவலறிந்த ஒப்புதல் பெறவும்.
• தரவுப் பகிர்வு: தரவு மற்றும் ஆராய்ச்சி கண்டுபிடிப்புகளை வெளிப்படையாகவும் மற்றும் வெளிப்படைத்தன்மையுடனும் பகிரவும்.
• கலாச்சார உணர்திறன்: நீர் வளங்கள் தொடர்பான உள்ளூர் அறிவு மற்றும் கலாச்சார நடைமுறைகளை மதிக்கவும்.
• சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு: ஆராய்ச்சி நடவடிக்கைகளின் சுற்றுச்சூழல் தாக்கத்தைக் குறைக்கவும்.
• நலன்சார் முரண்பாடு: சாத்தியமான நலன்சார் முரண்பாடுகளை வெளியிடவும்.

11. முடிவுரை

நீர் வளங்களை நிலையான முறையில் புரிந்துகொள்வதற்கும் நிர்வகிப்பதற்கும் நீர் ஆராய்ச்சி அவசியம். இந்த வழிகாட்டி, மாதிரி சேகரிப்பு நுட்பங்கள், நீரின் தர பகுப்பாய்வு, நீரியல் முறைகள், நிலத்தடி நீரியல் முறைகள், நீரின் தர மாதிரியாக்கம், தொலையுணர்தல் பயன்பாடுகள் மற்றும் ஐசோடோப் நீரியல் உள்ளிட்ட முக்கிய நீர் ஆராய்ச்சி முறைகளின் ஒரு கண்ணோட்டத்தை வழங்கியுள்ளது. இந்த முறைகளைப் பொறுப்புடனும் நெறிமுறைப்படியும் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் முக்கியமான நீர் சவால்களைத் தீர்க்கவும், உலகெங்கிலும் உள்ள எதிர்கால சந்ததியினருக்கு நீர் பாதுகாப்பை உறுதி செய்யவும் பங்களிக்க முடியும். இந்த நுட்பங்களின் தொடர்ச்சியான வளர்ச்சி மற்றும் செம்மைப்படுத்தல், புதிய தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் பல்துறை அணுகுமுறைகளின் ஒருங்கிணைப்புடன், நமது கிரகம் எதிர்கொள்ளும் சிக்கலான நீர் தொடர்பான பிரச்சினைகளைத் தீர்ப்பதற்கு முக்கியமானது.