IIT ગાંધીનગરનું સંશોધન : વિવિધ સેડિમેન્ટની હિલચાલમાં ફેરફારો ભારતની નદીઓ અને આસપાસના ભૂપૃષ્ઠોને નવો આકાર આપી રહ્યા છે

સંશોધકોએ પૂર્વ હિમાલયના બ્રહ્મપુત્રા નદીના બેસિનમાં ભૂરસ્ખલન જેવી માસ-વેસ્ટિંગ (દ્રવ્ય-ક્ષય) ની ઘટનાઓ દ્વારા મુક્ત થયેલા કાંપનો માર્ગ ટ્રેક કર્યો હતો, જેમાં સૂક્ષ્મ કણો પ્રવાહની સાથે 1000 કિમીથી વધુ અંતર કાપે છે અને મોટા કણો પર્વતના આગળના ભાગથી લગભગ 100 કિમીની અંદર નદીના સ્વરૂપ (મોર્ફોલોજી)ને અસર કરે છે.

દર ચોમાસે, ભારતની નદીઓ ભૂરા રંગની થઈ જાય છે. આપણામાંથી મોટાભાગના લોકો માટે, તે રંગનો અર્થ માત્ર કાદવવાળું પાણી છે. પરંતુ તેની અંદર છુપાયેલી એ સામગ્રી છે જે ફળદ્રુપ પૂરના મેદાનો બનાવે છે, નદીના ટાપુઓ રચે છે, ડેલ્ટાને પોષણ આપે છે અને દરિયાકિનારાને પણ આકાર આપે છે: સેડિમેન્ટ (કાંપ). સેડિમેન્ટ એ રેતી, સિલ્ટ (કાંપ) અને માટી છે જેને નદીઓ પર્વતોથી સમુદ્ર સુધી વહન કરે છે. સેડિમેન્ટની હિલચાલ વિના, આપણે જેના પર નિર્ભર છીએ તેમાંથી ઘણા ભૂપ્રદેશો અસ્તિત્વમાં જ નહીં રહે. પૂરના મેદાનો તેમની ફળદ્રુપતા ગુમાવશે, નદીના ટાપુઓ અદ્રશ્ય થઈ જશે, અને લાખો લોકોને સહારા આપતા ડેલ્ટા ધીમે ધીમે સંકોચાઈ જશે.

નદીને પર્વતોથી કિનારા સુધી વિસ્તરેલા એક વિશાળ કન્વેયર બેલ્ટ તરીકે વિચારો. પાણી બેલ્ટને ગતિમાન રાખે છે, જ્યારે સેડિમેન્ટ તેના પર મુસાફરી કરતો કાર્ગો છે. દરેક વળાંક, સેન્ડબાર (રેતીની ટેકરીઓ/પટ્ટીઓ) અને ડેલ્ટા અસ્તિત્વમાં છે કારણ કે આ કાર્ગો સતત ઉપાડવામાં આવે છે, નીચાણવાળા વિસ્તારમાં વહન કરવામાં આવે છે અને અન્યત્ર જમા કરવામાં આવે છે. રેતીના પટ્ટા લાંબા, સાંકડા રેતીના ઊંચા ઢગલા જેવા આકારો છે, જે મહાસાગરો, તળાવો અથવા નદીઓમાં વહેતું પાણી કાંપ જમા કરે ત્યારે બને છે. જો કે, આ સફર અણધારી રીતે બદલાઈ રહી છે. ક્યારેક કુદરત વિશાળ પ્રમાણમાં સેડિમેન્ટ સાથે સિસ્ટમને ડુબાડી દે છે. અન્ય સમયે, માનવ હસ્તક્ષેપ સેડિમેન્ટને તેના ગંતવ્ય સ્થાન સુધી પહોંચતા અટકાવે છે. ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી ગાંધીનગરના સંશોધકો સામેલ હોય તેવા વિપરીત ભૂપ્રદેશો પરના બે તાજેતરના અભ્યાસો, એક પૂર્વ હિમાલયની બ્રહ્મપુત્રા નદી પર અને બીજો દ્વીપકલ્પ ભારતના ગોદાવરી નદી પર, આ પાસાઓ પર ચર્ચા કરે છે. તેમને સમજવું એ પૂરનું સંચાલન કરવા, દરિયાકિનારાનું રક્ષણ કરવા અને બદલાતી આબોહવા માટે ભારતની નદીઓને તૈયાર કરવા માટેની ચાવી હોઈ શકે છે.

પ્રથમ અભ્યાસમાં IITGN ના સંશોધકો અને યુનિવર્સિટી ઓફ લીડ્ઝ (UK) ના સંશોધકો વચ્ચેનો સહયોગ સામેલ છે, જેમાં બ્રહ્મપુત્ર નદીના બેસિનમાં આવેલા પૂર્વીય હિમાલયન સિનેક્સિસનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. આ પ્રદેશ હિમાલયમાં સૌથી વધુ ધોવાણ દર ધરાવતા વિસ્તારોમાંનો એક છે, જેમાં માટી અને પથ્થર જેવી ધરતીની સામગ્રી કુદરતી શક્તિઓ જેમ કે પાણી દ્વારા ઘસાઈને દૂર થાય છે અને એક સ્થળેથી બીજા સ્થળે પહોંચાડવામાં આવે છે. તેમના તારણો સરફેસ પ્રોસેસિસ એન્ડ લેન્ડફોર્મ્સમાં માં પ્રકાશિત થયા હતા. વિશ્વની સૌથી મોટી નદીઓમાંની એક બ્રહ્મપુત્ર નદીનો ઉદ્ભવ તિબેટીયન ઉચ્ચપ્રદેશમાં થાય છે અને હિમાલયમાં પ્રવેશ્યા પછી તે સિયાંગ તરીકે વહે છે. પાસીઘાટની નીચેથી આ નદી શાખાઓમાં વહેતા સ્વરૂપ (બ્રેઇડેડ સ્વરૂપ) ધારણ કરે છે અને બંગાળની ખાડીમાં મળી જવા પહેલાં બ્રહ્મપુત્ર તરીકે વહે છે. આ કાંપથી ભરપૂર નદી છે, જેમાં દર વર્ષે 500 થી 1000 × 10⁶ ટન જેટલો કાંપ વહન થાય છે. તેને લગભગ 25 લાખથી 50 લાખ બ્લુ વ્હેલના વજન જેટલું માની શકાય!

તાજેતરના દાયકાઓમાં, ઇસ્ટર્ન હિમાલયન સિન્ટેક્સિસ એ ચાર મુખ્ય માસ-વેસ્ટિંગ ઇવેન્ટ્સ (દા.ત., મોટા પાયે ભૂસ્ખલન) નું સ્થળ રહ્યું છે: 2000ની યિગોંગ ઇવેન્ટ અને 2017, 2018 અને 2021ની સેન્ડોંગપુ ઇવેન્ટ્સ. જ્યારે સેન્ડોંગપુ ખીણ ઇસ્ટર્ન સિન્ટેક્સિસની અંદર આવેલી છે, ત્યારે યિગોંગ સાઇટ લગભગ 50 km દૂર છે, જે યિગોંગ નદી કિનારે આવેલી છે.

“અમે આ ઘટનાઓ પછી બ્રહ્મપુત્રાના વર્ષોના સેટેલાઇટ નિરીક્ષણોનું વિશ્લેષણ કર્યું, ગુગલ અર્થ એન્જિનના ડેટાબેઝ દ્વારા ઉપલબ્ધ શ્રેષ્ઠ ટેમ્પોરલ અને સ્પેશિયલ રિઝોલ્યુશન પર પાણીની ટર્બિડિટી (ગંદુ પાણી), જળ સપાટીની ઊંચાઈ, સેન્ડબાર વિસ્તાર અને પૂરના વિસ્તારમાં થયેલા ફેરફારોને ટ્રૅક કર્યા. તારણો નોંધપાત્ર હતા. માસ-વેસ્ટિંગ ઘટનાઓમાંથી મેળવેલા ઝીણા સેડિમેન્ટ્સ નીચાણવાળા વિસ્તારમાં લગભગ 1000 કિમી સુધી શોધી શકાયા હતા, જે ડેલ્ટા સુધી પહોંચ્યા હતા,” IITGN ના અર્થ સાયન્સ વિભાગના પોસ્ટડોક્ટરલ ફેલો અને આ અભ્યાસના પ્રથમ લેખક ડૉ. અભિષેક દિક્ષીતે જણાવ્યું હતું. કોઈ વ્યક્તિ આ લાંબા અંતરને ગુજરાતના અમદાવાદ અને ઉત્તર પ્રદેશ (ભારત) ના બરેલી વચ્ચેની રોડ ટ્રીપ જેવું, અથવા લંડન (UK) થી વેનિસ (ઇટાલી)ની ફ્લાઇટ મુસાફરી સમાન કલ્પના કરી શકે છે!

વહેતા પ્રવાહમાં રેતી અને કાંકરા બંને નાખવાની કલ્પના કરો. રેતી પાણી સાથે વધુ દૂર સુધી વહેશે, જ્યારે કાંકરો ખૂબ જલ્દી તળિયે બેસી જશે. એ જ રીતે, બ્રહ્મપુત્ર નદીમાંથી આવેલા મોટા કદના કાંપ પર્વતીય વિસ્તારની આગળના લગભગ 100 કિલોમીટરના વિસ્તારમાં જમા થયા હતા. આ ભૂ-આકારમાં થયેલો ફેરફાર પાણીની સપાટીની ઊંચાઈમાં વધારો અને મોટા પ્રમાણમાં પૂરથી જમીન ડૂબવા સાથે સંકળાયેલો હતો. બાદની પ્રક્રિયામાં પાણીના છલકાવાથી સૂકી જમીન પાણીથી ઢંકાઈ જાય છે. યિગોંગ અને સેન્ડોંગપુ ઘટનાઓની તુલના કરતાં, ટીમને સમજાયું કે કોઈ ઘટનાનું સ્વરૂપ નદીના પ્રતિસાદને નક્કી કરે છે. પહેલી ઘટનામાં કાંપ દૂર સુધી પહોંચ્યો પરંતુ તેની અસર ટૂંકા સમય માટે રહી, જ્યારે બીજી ઘટનામાં લાંબા સમય સુધી ચાલતી પરંતુ ઓછી તીવ્રતાવાળી અસર જોવા મળી, જેમાં કાંપ ખીણોમાં જમા રહ્યો અને સમય જતાં ધીમે ધીમે ફરી વહેતો થયો.

આ ‘સેડિમેન્ટ’ ફેરફારો મહત્વ ધરાવે છે. આંશિક રીતે સેડિમેન્ટથી ભરેલી ચેનલમાં વધતા પાણીને સમાવવા માટે ઓછી જગ્યા હોઈ શકે છે. નવા સેન્ડબાર્સ વહેતા પાણીને વિવિધ માર્ગો પર વાળી શકે છે. અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે પર્વતોના નીચાણવાળા વિસ્તારમાં બ્રહ્મપુત્રાના પટમાં 2017ની ઘટના પછી પૂરના વિસ્તારમાં નોંધપાત્ર વધારો થયો છે. વધુમાં, 100 કિમી પહોંચમાં સેન્ડબાર વિસ્તારમાં 20% અને 35%ની વચ્ચે વધારો થયો છે. આવી માહિતી કુદરતી અને માનવસર્જિત બંને દબાણોને આધિન ભૂપ્રદેશોમાં પૂરના જોખમ મૂલ્યાંકન અને હાઇડ્રોપાવર પ્લાનિંગમાં માસ-વેસ્ટિંગ-સંચાલિત સેડિમેન્ટ હિલચાલને સાંકળવાની જરૂરિયાત પર ભાર મૂકે છે. સેડિમેન્ટ મુસાફરીમાં ફેરફારો એ ભારતીય રાજ્ય આસામની વર્તમાન પરિસ્થિતિ પાછળના કારણોમાંથી એક હોઈ શકે છે, જે વર્ષોમાં સૌથી ખરાબ પૂરનો સામનો કરી રહ્યું છે. સેડિમેન્ટ્સ નદી પ્રણાલીઓને એવી રીતે પુનઃઆકાર આપે તેવી શક્યતા છે જે આપણે હજુ સુધી સંપૂર્ણ રીતે નિરીક્ષણ કરવા અથવા આગાહી કરવા સક્ષમ બન્યા નથી.

ગોદાવરી નદી આ વાર્તાની એક અલગ બાજુ બતાવતી લાગે છે. મધ્ય અને દ્વીપકલ્પ ભારતમાં લગભગ 1,500 કિલોમીટર સુધી વિસ્તરેલી, ગોદાવરી બંગાળની ખાડીમાં પડતા પહેલા લાખો લોકોને આજીવિકા આપે છે. સદીઓથી, નદી ડેક્કન ઉચ્ચપ્રદેશમાંથી તેના ડેલ્ટા સુધી વિશાળ માત્રામાં સેડિમેન્ટનું વહન કરતી હતી. દર ચોમાસે, રેતી અને સિલ્ટના નવા સ્તરોએ પૂરના મેદાનોને પુનઃપૂરિત કર્યા, ખેતીની જમીનને પોષણ આપ્યું અને ડેલ્ટાને ટકાવી રાખ્યો. જો કે, 900થી વધુ ડેમોના નિર્માણથી આ કુદરતી સપ્લાય ચેઈન ખોરવાઈ ગઈ છે. IITGN ના સંશોધકોએ એક નવા અભ્યાસમાં 48 મુખ્ય ડેમોમાંથી સેડિમેન્ટેશન દર અને 23 ગેજિંગ સ્ટેશનોના સેડિમેન્ટ લોડ ડેટાની તપાસ કરી. તેમના તારણો એન્થ્રોપોસીન (Anthropocene)માં પ્રકાશિત થયા હતા.

ડેમ સિંચાઈ માટે પાણીનો સંગ્રહ કરે છે, હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિસીટી ઉત્પન્ન કરે છે, દુષ્કાળની નબળાઈ ઘટાડે છે અને પીવાના પાણીના પુરવઠાને ટેકો આપે છે. જો કે, તેઓ નદીઓના કાર્ય કરવાની રીતમાં પણ ફેરફાર કરે છે. ડૉ. દીક્ષિતના જણાવ્યા અનુસાર, “અમારા તારણો દર્શાવે છે કે 1969 અને 2013 વચ્ચે, એક વર્ષમાં નદીમાંથી વહેતા સેડિમેન્ટનું પ્રમાણ લગભગ 115 મિલિયન ટન ઘટ્યું હતું, જ્યારે જળાશયોમાં વાર્ષિક આશરે 101 મિલિયન ટન એકઠું થયું હતું.” બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, નીચાણવાળા વિસ્તારમાં ગાયબ થયેલ સેડિમેન્ટ ડેમની પાછળ અટવાઈ ગયેલા પ્રમાણ સમાન હતું.

એક વ્યસ્ત હાઇવેની કલ્પના કરો જ્યાં ઘણા ટ્રક અને કેટલીક કાર એક શહેરથી બીજા શહેરમાં પુરવઠાનું વહન કરે છે. હવે રસ્તા પર બનાવેલી એક વિશાળ ચેકપોઇન્ટની કલ્પના કરો. માલસામાન લઈ જતા ટ્રકોને રોકાવાની ફરજ પડે છે, જ્યારે કાર ગંતવ્ય સ્થાન સુધી આગળ વધે છે. ડેમ સમાન રીતે કામ કરે છે. પાણી નીચાણવાળા વિસ્તારમાં વહેવાનું ચાલુ રાખે છે, પરંતુ નદીનો મોટાભાગનો કાર્ગો, જે સેડિમેન્ટ્સ છે, તે સમુદ્ર સુધીની તેની સફર પૂર્ણ કરવાને બદલે જળાશયોમાં અટવાઈ જાય છે. પરિણામો ડેલ્ટા પર સૌથી વધુ દૃશ્યમાન થાય છે. અભ્યાસ સૂચવે છે કે ડેલ્ટામાં સેડિમેન્ટની પુનઃપૂર્તિ નાટકીય રીતે નબળી પડી છે, જે આવનારા સેડિમેન્ટમાંથી માત્ર 20% જાળવી રાખે છે. સંશોધકોનો અંદાજ છે કે ડેમ ટ્રેપને કારણે નદી માત્ર અડધા ડેલ્ટા વિસ્તારને ટકાવી રાખશે જે ડેમ નિર્માણ પહેલા જાળવી શકાઈ હોત. ડેલ્ટાના ભાગો ક્ષરણ અને સમુદ્રની વધતી સપાટી જેવી સમસ્યાઓ માટે વધુને વધુ નબળા બની શકે છે.

પ્રોફેસર વિક્રાંત જૈનના જણાવ્યા અનુસાર, “ભવિષ્યના સંશોધનમાં બદલાતા જમીન ઉપયોગ અને ભૂગર્ભજળના ઉપસા જેવા અનેક પરિબળો કેવી રીતે એકબીજા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરીને વિવિધ નદી બેસિનમાં કાંપના જોડાણને બદલી શકે છે, તેનો અભ્યાસ કરી શકાય છે. વધુમાં, આ બે નદી પ્રણાલીઓમાંથી મળેલા તારણોને ભારતની તમામ નદીઓ માટે સામાન્ય બનાવી શકાય નહીં, કારણ કે દરેક નદીની પોતાની વિશિષ્ટતાઓ હોય છે.” પ્રોફેસર જૈન IITGN ના પૃથ્વી વિજ્ઞાન વિભાગના ફેકલ્ટી સભ્ય છે. તેઓ સંસ્થાની રિવર અર્થ એન્ડ એન્વાયર્નમેન્ટ લેબના વડા પણ છે.

આ બંને અભ્યાસો, જે નદીઓને એવી પ્રણાલી તરીકે જુએ છે જે ભૂપ્રદેશને આકાર આપવા માટે જરૂરી સામગ્રી વહન કરે છે, તે યાદ અપાવે છે કે સેડિમેન્ટ એ કોયડાનો એક મહત્વપૂર્ણ ટુકડો છે. “જ્યારે એક તરફ, ભારે વરસાદ જેવી ઘટનાઓ ભૂસ્ખલનની શક્યતાઓ વધારી શકે છે, નદીઓ દ્વારા સેડિમેન્ટ્સના ઉત્પાદન અને વહનને અસર કરી શકે છે. બીજી તરફ, પાણીનો સંગ્રહ અને હાઇડ્રોપાવર માટે દેશની માંગ, જેના પરિણામે જળાશયોનું નિર્માણ થાય છે, તે પણ સેડિમેન્ટના માર્ગોને એવી રીતે બદલવાની ક્ષમતા ધરાવે છે જે નીચાણવાળા વિસ્તારમાં દૂર સુધી અસર કરે છે,” પ્રોફેસર જૈને આગળ ઉમેર્યું.

આ માર્ગોને સમજવાથી પૂર-જોખમ મૂલ્યાંકન અને હાઇડ્રોપાવર પ્લાનિંગને માર્ગદર્શન આપવામાં અને ડેલ્ટા જેવા ભૂપ્રદેશોનું રક્ષણ કરવાની વ્યૂહરચનાઓ બનાવવામાં મદદ મળી શકે છે. આ અભ્યાસો ભારતની પ્રાથમિકતાઓ સાથે સુસંગત છે, જેમાં નેશનલ મિશન ફોર સસ્ટેનિંગ ધ હિમાલયન ઇકોસિસ્ટમ, નેશનલ ડિઝાસ્ટર મેનેજમેન્ટ પ્લાન અને વ્યાપક નદી સંચાલન પહેલોના ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે. તેઓ આપત્તિ જોખમ ઘટાડવા માટે યુનાઈટેડ નેશન્સના સેન્ડાઈ ફ્રેમવર્કના પાસાઓ સાથે પણ પડઘો પાડે છે.

સંશોધકો ડૉ. દિક્ષિતને મળેલા ભંડોળ સહયોગ માટે આભાર વ્યક્ત કરે છે, જે ‘મેજર રિસર્ચ એન્ડ ડેવલપમેન્ટ પ્રોગ્રામ ઇન હાઇડ્રો ક્લાઇમેટ એક્સ્ટ્રીમ્સ’ પ્રોજેક્ટ દ્વારા પ્રાપ્ત થયું હતું. આ પ્રોજેક્ટને ભારતના વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી વિભાગ દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવ્યું હતું. તેમજ યુનિવર્સિટી ઑફ લીડ્સ ઇન્ટરનેશનલ સ્ટ્રેટેજી ફંડ હેઠળના ‘બિલ્ડિંગ રેઝિલિયન્સ ટુ સાઉથ એશિયન વોટર ચેલેન્જિસ થ્રુ ઇન્વેસ્ટમેન્ટ ઇન ટુમોરોઝ ટેલેન્ટ (BRAINSTORM)’ પ્રોજેક્ટનો પણ સહયોગ મળ્યો હતો.