हाइड्रोग्राफ़

हाइड्रोग्राफ एक ग्राफ है जो किसी नदी, चैनल या नाली के प्रवाह में विशिष्ट बिंदु से पिछले समय के विरूद्ध प्रवाह की दर (निर्वहन (जल विज्ञान)) दिखाता है। प्रवाह की दर सामान्य तौर पर घन मीटर या घन फीट प्रति सेकंड (सीएमएस या सीएफएस) में व्यक्त की जाती है। हाइड्रोग्राफ अधिकांशतः समय के साथ वर्षा में परिवर्तन को निर्वहन में परिवर्तन से जोड़ते हैं। यह किसी विशेष सीवरेज (प्रवाह का मुख), या मल प्रवाह नेटवर्क में स्थान तक पहुंचने वाले पानी की मात्रा को दर्शाने वाले ग्राफ को भी संदर्भित कर सकता है। ग्राफ़ का उपयोग सामान्य तौर पर सीवरेज के डिज़ाइन में किया जाता है, विशेष रूप से, सतही जल सीवरेज प्रणाली और संयुक्त सीवर के डिज़ाइन में होता है।

==शब्दावली ==

एकाग्रता का समय: एकाग्रता का समय हाइड्रोग्राफ में वर्षा अवधि के अंत से त्वरित-प्रतिक्रिया अपवाह के अंत तक का समय है।
 * प्रवाह : किसी नदी, या अन्य चैनल में किसी विशिष्ट स्थान से जाने वाली प्रवाह की दर (समय की प्रति इकाई मात्रा) है। प्रवाह को नदी में एक विशिष्ट बिंदु पर मापा जाता है और सामान्य तौर पर समय भिन्न होता है।
 * दृष्टिकोण खंड: तूफान से पहले नदी का प्रवाह (पूर्ववर्ती प्रवाह) होता है।
 * उद्गमी अवयव : हाइड्रोग्राफ का उद्गमी फलक, जिसे सांद्रण वक्र के रूप में भी जाना जाता है, सामान्य तौर पर वर्षा की घटना के जवाब में, जलग्रहण क्षेत्र से प्रवाह में लंबे समय तक वृद्धि को दर्शाता है।
 * पीक प्रवाह : हाइड्रोग्राफ पर उच्चतम बिंदु जब प्रवाह की दर सबसे अधिक होती है।
 * अवमंदन (या गिरता हुआ) अवयव : अवमंदन का अवयव चरम प्रवाह दर से आगे तक फैला हुआ है। तूफ़ान का अंत (a.k.a. त्वरित प्रवाह या प्रत्यक्ष अपवाह) और भूजल-व्युत्पन्न प्रवाह (आधार प्रवाह) में वापसी को अधिकांशतः अवमंदन के अवयव के विभक्ति बिंदु के रूप में लिया जाता है। अवमंदन के अवयव हाइड्रोग्राफ के पहले चरणों के समय पात्र  में बने भंडारण से पानी की निकासी को दर्शाता है।
 * लैग-1: प्रारंभिक प्रवाह डेटासेट 1 टाइम यूनिट को शिफ्ट या लैग करके धारा प्रवाह डेटा की तुलना स्वयं से करने के लिए स्वसहसंबंध विधि है। लैग-10 का अर्थ होगा कि प्रारंभिक डेटा को 10 दिनों के लिए स्थानांतरित किया जाता है, फिर डेटा के अपरिवर्तित संस्करण से तुलना की जाती है। अंतराल समय के साथ भ्रमित न हों।
 * अंतराल समय: अधिकतम वर्षा से चरम प्रवाह तक का समय अंतराल है।
 * चरम तक का समय: वर्षा की प्रारम्भ से चरमोत्कर्ष तक का समय अंतराल है।

हाइड्रोग्राफ के प्रकारों में सम्मिलित हैं:
 * धारा प्रवाह हाइड्रोग्राफ
 * धारा अवस्था हाइड्रोग्राफ
 * वर्षा हाइड्रोग्राफ
 * तूफान हाइड्रोग्राफ
 * बाढ़ हाइड्रोग्राफ
 * वार्षिक हाइड्रोग्राफ अर्थात a.k.a प्रणाली
 * प्रत्यक्ष अपवाह मॉडल (जलाशय) हाइड्रोग्राफ
 * प्रभावी अपवाह हाइड्रोग्राफ
 * रास्टर हाइड्रोग्राफ
 * लैग-1 हाइड्रोग्राफ
 * जल निकासी नेटवर्क में भंडारण के अवसर (उदाहरण के लिए, झीलें, जलाशय, आर्द्रभूमि, चैनल और बैंक भंडारण क्षमता)

बेसफ्लो पृथक्करण
धारा हाइड्रोग्राफ सामान्य तौर पर विषय जलग्रहण क्षेत्र से निर्वहन पर विभिन्न हाइड्रोलॉजिकल प्रक्रियाओं के प्रभाव का निर्धारण करता है। क्योंकि भूजल वापसी प्रवाह का समय, परिमाण और अवधि प्रत्यक्ष अपवाह से बहुत भिन्न होती है, इन विशिष्ट प्रक्रियाओं के प्रभाव को अलग करना और समझना विभिन्न भूमि उपयोग, जल उपयोग, मौसम और जलवायु स्थितियों और परिवर्तनों के संभावित हाइड्रोलॉजिकल प्रभावों का विश्लेषण और अनुकरण करने के लिए महत्वपूर्ण है।

चूँकि, आधार प्रवाह को प्रत्यक्ष अपवाह से अलग करने की प्रक्रिया अचूक विज्ञान है। आंशिक रूप से ऐसा इसलिए है क्योंकि ये दोनों अवधारणाएँ स्वयं, पूरी तरह से अलग और असंबंधित नहीं हैं। तूफान की घटना के समय और उसके बाद संतृप्त या अभेद्य क्षेत्रों से भूमि प्रवाह के साथ-साथ भूजल से वापसी प्रवाह भी बढ़ जाता है; इसके अतिरिक्त, विशेष जल अणु जलविभाजन आउटलेट के रास्ते में दोनों मार्गों से सरलता से जा सकता है। इसलिए, हाइड्रोग्राफ में विशुद्ध रूप से आधार प्रवाह घटक को अलग करना कुछ सिमा तक मनमाना अभ्यास है। फिर भी, इन हाइड्रोग्राफ पृथक्करणों को निष्पादित करने के लिए विभिन्न ग्राफिकल और अनुभवजन्य तकनीकों का विकास किया गया है। सीधे अपवाह से आधार प्रवाह को अलग करना रुचि के जलसंभर के लिए वर्षा-अपवाह मॉडल विकसित करने में एक महत्वपूर्ण पहला कदम हो सकता है - उदाहरण के लिए, नीचे वर्णित अनुसार इकाई हाइड्रोग्राफ को विकसित करने और क्रियान्वित करने में है।

यूनिट हाइड्रोग्राफ
इकाई हाइड्रोग्राफ (यूएच) वर्षा के इकाई इनपुट के लिए जलविभाजन (अपवाह मात्रा और समय के संदर्भ में) की काल्पनिक इकाई प्रतिक्रिया है। इसे इकाई अवधि में एक समान दर से उस जलसंभर पर समान रूप से होने वाली प्रभावी वर्षा की इकाई (उदाहरण के लिए, एक सेमी या एक इंच) से उत्पन्न प्रत्यक्ष अपवाह हाइड्रोग्राफ (डीआरएच) के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। चूंकि यूएच केवल हाइड्रोग्राफ के प्रत्यक्ष अपवाह घटक (अर्थात, सतही अपवाह) पर क्रियान्वित होता है, आधार प्रवाह घटक का अलग निर्धारण आवश्यक है।

यूएच विशेष जलक्षेत्र के लिए विशिष्ट है, और प्रभावी वर्षा की अवधि के अनुरूप समय की एक विशेष अवधि के लिए विशिष्ट है। अर्थात्, यूएच को 1-घंटे, 6-घंटे, या 24-घंटे यूएच, या जलविभाजन आउटलेट पर सीधे अपवाह की सांद्रता के समय तक की किसी अन्य लंबाई के रूप में निर्दिष्ट किया गया है। इस प्रकार, किसी दिए गए जलसंभर के लिए, कई इकाई हाइड्रोग्राफ हो सकते हैं, जिनमें से प्रत्येक प्रभावी वर्षा की एक अलग अवधि के अनुरूप होता है।

यूएच तकनीक विशेष जल निकासी बेसिन से संबंधित अपवाह पर वर्षा की इकाई के प्रभाव को मापने के लिए व्यावहारिक और अपेक्षाकृत सरल उपकरण प्रदान करती है। यूएच सिद्धांत मानता है कि जलविभाजन की अपवाह प्रतिक्रिया रैखिक और समय-अपरिवर्तनीय है, और प्रभावी वर्षा जलविभाजन पर समान रूप से होती है। वास्तविक दुनिया में, इनमें से कोई भी धारणा पूर्णतः सत्य नहीं है। फिर भी, यूएच विधियों के अनुप्रयोग से आम तौर पर प्राकृतिक जलसंभरों की बाढ़ प्रतिक्रिया का उचित अनुमान प्राप्त होता है। यूएच सिद्धांत में अंतर्निहित रैखिक धारणाएं परिणामी संचयी हाइड्रोग्राफ को निर्धारित करने के लिए तूफान के घटकों को अलग करने के लिए अधिस्थापन और आनुपातिकता के सिद्धांतों को क्रियान्वित करके समय के साथ तूफान की तीव्रता (अर्थात, तूफान हाइटोग्राफ) में भिन्नता की अनुमति देती है। यह किसी भी मनमानी बारिश की घटना के लिए हाइड्रोग्राफ प्रतिक्रिया की अपेक्षाकृत सरल गणना की अनुमति देता है।

तात्कालिक इकाई हाइड्रोग्राफ अवधारणा का परिशोधन है; आईयुएच के लिए, यह माना जाता है कि इनपुट वर्षा अलग समय बिंदु पर होती है (निश्चित है, यह वास्तविक वर्षा तूफ़ानों के लिए अर्थ नहीं है)। इस धारणा को बनाने से एक इकाई हाइड्रोग्राफ के निर्माण में सम्मिलित विश्लेषण बहुत सरल हो सकता है, और यह एक भू-आकृति विज्ञान तात्कालिक इकाई हाइड्रोग्राफ के निर्माण के लिए आवश्यक है।

विशेष जल निकासी बेसिन (पात्र) के लिए संस्थितिक डेटा के अतिरिक्त और कुछ नहीं होने पर जीआईयूएच का निर्माण संभव है। वास्तव में, केवल किसी दिए गए क्रम की धाराओं की संख्या, किसी दिए गए क्रम की धाराओं की औसत लंबाई, और किसी दिए गए क्रम की धाराओं में सीधे बहने वाले औसत भूमि क्षेत्र की बिल्कुल आवश्यकता होती है (और यदि आवश्यक हो तो स्पष्ट रूप से गणना करने के बदले अनुमान लगाया जा सकता है)। इसलिए धारा की ऊंचाई या प्रवाह के बारे में किसी भी डेटा के बिना बेसिन के लिए जीआईयूएच की गणना करना संभव है, जो निरंतर उपलब्ध नहीं हो सकता है।

उपसतह जलविज्ञान हाइड्रोग्राफ
उपसतह जल विज्ञान (हाइड्रोज्योलोजी) में, हाइड्रोग्राफ जल स्तर (जलभृत के पार जांचे गए कुओं में देखा गया हाइड्रोलिक हेड) का रिकॉर्ड है।

सामान्य तौर पर, अपरीक्षण स्थितियों (उदाहरण के लिए, जलभृत में मौसमी उतार-चढ़ाव का निरीक्षण करने के लिए) के समय जलभृतों में शीर्ष की निरिक्षण के लिए हाइड्रोग्राफ रिकॉर्ड किया जाता है। जब एक जलभृत परीक्षण किया जा रहा है, तो परिणामी अवलोकनों को सामान्य तौर पर ड्रॉडाउन (जल विज्ञान) कहा जाता है, क्योंकि उन्हें पूर्व-परीक्षण स्तरों से घटा दिया जाता है और अधिकांशतः केवल जल स्तर में परिवर्तन से निपटा जाता है।

रास्टर हाइड्रोग्राफ
रैस्टर हाइड्रोग्राफ बड़े बहुआयामी डेटा सेटों में विविधताओं और परिवर्तनों को देखने और पहचानने के लिए चित्रांश-आधारित भूखंड हैं। मूल रूप से कीम (2000) द्वारा विकसित, इन्हें पहली बार जल विज्ञान में कोहलर (2004) द्वारा धारा प्रवाह में अंतर-वार्षिक और अंतर-वार्षिक परिवर्तनों को उजागर करने के साधन के रूप में क्रियान्वित किया गया था। जल के निरिक्षण में रेखापुंज हाइड्रोग्राफ, कोहलर द्वारा विकसित किए गए की तरह, y-अक्ष पर वर्षों और x-अक्ष पर दिनों को दर्शाते हैं। उपयोगकर्ता दैनिक, 7-दिन, 14-दिन और 28-दिवसीय धारा प्रवाह के लिए धारा प्रवाह (वास्तविक मान या लॉग मान), धारा प्रवाह प्रतिशत, या धारा प्रवाह कक्षा (कम प्रवाह के लिए 1 से, उच्च प्रवाह के लिए 7 तक) भूखंड चुन सकते हैं। रेखापुंज हाइड्रोग्राफ के अधिक व्यापक विवरण के लिए, स्ट्रैंडहैगन एट अल देखें। (2006)।

लैग-1 हाइड्रोग्राफ
लैग-1 हाइड्रोग्राफ का एक ग्राफ है जिसे समय अक्ष (कोहलर 2022) के बिना पूरा किया जा सकता है। यह तकनीक Q, dQ/dt, और d2Q/dt2 जैसे डेटा गुणों की अनुमति देती है, और बढ़ने, घटने या कोई परिवर्तन न होने की प्रवृत्तियों को एक ही ग्राफ पर आसानी से देखा और समझा जा सकता है। स्पंदन प्रवाह संदर्भ पंक्तियों को आसानी से जोड़ा और व्याख्या किया जा सकता है। कार्यप्रणाली समय-श्रृंखला धारावाहिक सहसंबंध अंतराल -1 ग्राफ पर आधारित है और धारा प्रवाह डेटा के भीतर उपस्थित सामान्य रूप से अवांछित (परन्तु अभी भी मूल्यवान) स्वसहसंबंध का उपयोग करती है।

x-अक्ष एक तिथि, Qt के लिए डिस्चार्ज का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि y-अक्ष अगले दिन के लिए Qt+1 प्रवाह का प्रतिनिधित्व करता है |

डेटा तैयार करना और आलेखन के तरीके स्वटोसहसंबंध अंतराल 1 भूखंड के समान हैं, जहां 1 1-दिन या दैनिक समय चरण को इंगित करता है। नीचे दी गई तालिका दिखाती है कि समय-श्रृंखला प्रवाह कैसे स्थानांतरित होते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि डेटा के लिए अस्थायी अनुक्रम बनाए रखा जाए। x मानों को आज के लिए प्रवाह और y मानों को कल के लिए प्रवाह के रूप में सोचने से डेटा के क्रम को देखने में मदद मिलती है।

यह भी देखें

 * जलभृत परीक्षण
 * जल विज्ञान
 * बेसफ़्लो
 * रूटिंग (जल विज्ञान)
 * अपवाह मॉडल (जलाशय)
 * स्ट्रीम गेज
 * ऊपरी तह का पानी

संदर्भ

 * Keim, D.A. 2000. Designing pixel-oriented visualization techniques: theory and applications. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 6(1), 59-78.
 * Koehler, R. 2004. Raster Based Analysis and Visualization of Hydrologic Time Series. Ph.D. dissertation, University of Arizona. Tucson, AZ, 189 p.
 * Koehler, R. 2022. In preparation, The Lag-1 Hydrograph – An Alternate Way to Plot Streamflow Time-Series Data. American Institute of Hydrology Bulletin, Winter 2022.
 * Strandhagen, E., Marcus, W.A., and Meacham, J.E. 2006. Views of the rivers: representing streamflow of the greater Yellowstone ecosystem (hotlink to http://geography.uoregon.edu/amarcus/Publications/Strandhagen-et-al_2006_Cart_Pers.pdf). Cartographic Perspectives, no. 55, Fall.
 * L. Sherman, "Stream Flow from Rainfall by the Unit Graph Method," Engineering News Record, No. 108, 1932, pp. 501-505.

बाहरी संबंध

 * The U.S. Geological Survey (USGS) offers real-time streamflow data for thousands of streams in the United States.
 * The U.S. Geological Survey (USGS) also offers an online toolkit to create a raster hydrograph for any of its streamflow gaging stations in the United States.
 * SCS Dimensionless Unit Hydrograph.
 * SERC activity and Matlab code for calculating and using Unit Hydrograph.