गाळ उपसणी यंत्रणा

गाळ उपसणी यंत्रणा : कालवे, नद्या व समुद्रकिनाऱ्यावरील बंदरांच्या लगतचा पाण्याचा तळ येथे लाटांमुळे व जलप्रवाहामुळे माती व वाळू साठते, त्यामुळे जलमार्ग वाहतुकीच्या दृष्टीने उथळ होतात किंवा जलप्रवाह अडतात. याकरिता हा गाळ वारंवार उपसणे आवश्यक ठरते. जलमार्ग रुंद व खोल करण्यासाठी तसेच पनामा व सुएझ या कालव्यांसारखे कालवे खोदण्यासाठी आणि पाण्याखालून वाळू, खडी तसेच सोने, कथिल व उपयुक्त धातुके (कच्च्या स्वरूपातील धातू) काढण्यासाठीही गाळ उपसणी करावी लागते.

इतिहास:हजारो वर्षांपूर्वी गाळ उपसून जलमार्ग सुस्थितीत राखण्यासाठी ॲसिरियन व चिनी लोक चमच्यासारख्या हत्याराने गाळ उपसून तो पिशवीतून दूर टाकण्याची पद्धती वापरीत असत. या पद्धतीने बॅबिलोनियातील टायग्रिस व युफ्रेटीस, ईजिप्तमधील नाईल, चीनमधील यांगत्सी व ह्यांगहो आणि भारतातील सिंधू या नद्यांतून गाळ काढीत असत. इटलीतील लिओनार्दो दा व्हींची यांनी दलदलीतील पाण्याचा निचरा करून बंदरामध्ये सुधारणा करण्याची योजना तयार केली होती. हॉलंडमध्ये शेकडो वर्षे समुद्रातील गाळाची उपसणी करून त्या गाळाने बरीच मोठी जमीन वसाहतीला योग्य करण्यात आली आहे. फ्रान्समधील हेन्‍री बेझीन यांनी १८३६ साली एक द्रवीय पंप तयार केला व १८६७ साली सुएझ कालवा खोदण्यासाठी अपमध्य (फिरणाऱ्या तबकडीच्या मध्यापासून परिघाकडे ढकलणाऱ्या) गाळ उपसणी पंपाचा उपयोग केला. चोषण (निर्वात निर्माण करून गाळ वर ओढून घेण्याच्या) पद्धतीची गाळ उपसणी यंत्रणा १८६१ मध्ये इंग्‍लंडमध्ये उपयोगात आणली गेली.

पूर्व तयारी: ज्या ठिकाणचा गाळ काढावयाचा असेल तेथील सर्व क्षेत्राचे रीतसर सर्वेक्षण (पाहणी) करावे लागते. समुद्राच्या तळाची खोली, भरती-ओहोटीची मर्यादा व पाण्याच्या प्रवाहाचा वेग मोजावा लागतो आणि तळावरील मातीची स्थिती नमुने घेऊन नीट तपासून पहावी लागते. गाळ काढण्याची जागा व उपसलेला गाळ टाकण्याची जागा नीट लक्षात यावी यासाठी त्या क्षेत्रांच्या सर्व टोकांवर बोयरे (तरंगणारी पिंपे) नांगरून ठेवतात. ही क्षेत्रे नकाशावर दाखविण्यासाठी किनाऱ्यावरील मोठ्या इमारती किंवा विशिष्ट स्थळे संदर्भाकरिता दाखवावी लागतात व त्यांचे सविस्तर वर्णनही लिहून ठेवावे लागते. हे सर्वेक्षण लक्षात घेऊन गाळ उपसण्यासाठी कोणते यंत्र वापरावयाचे हे ठरवावे लागते.

उपसणी यंत्रणांचे प्रकार: लहान प्रमाणातील गाळ काढण्यासाठी पाणबुडे लोक पाण्यात बुडी मारतात व हाताला लागेल तितकाच गाळ एका पिशवीत भरून वर आणतात. मोठ्या प्रमाणावर साठलेला गाळ काढण्यासाठी अनेक प्रकारची यंत्रे बनविलेली आहेत. त्यांतील काही यंत्रे हातानेच चालविता येतात. मोठी यंत्रे चालविण्यासाठी कोणत्याही प्रकारचे एंजिन वापरता येते किंवा विद्युत्‌ चलित्राचा (विद्युत्‌ मोटरीचा) उपयोग करता येतो. विद्युत्‌ चलित्राला शक्तीचा पुरवठा करण्यासाठी गाळ काढणाऱ्या बोटीवरच डीझेल एंजिनाच्या मदतीने फिरणारे विद्युत्‌ जनित्र ( विद्युत्‌ शक्ती उत्पन्न करण्याचे यंत्र) बसवितात किंवा दुसरीकडे उत्पन्न केलेली विद्युत्‌ शक्ती केबलीमधून आणतात. यांत्रिक शक्तीने चालणारी मोठी यंत्रे स्वतंत्र जहाजात बसवितात व ते जहाज गाळ काढण्याच्या जागेवर नेतात. असे जहाज चालविण्यासाठी त्या जहाजातच एक स्वतंत्र एंजिन बसवितात किंवा ते जहाज दुसऱ्या ओढबोटीने ओढतात. जहाजावर बसविलेल्या यंत्राने काढलेला गाळ त्या जहाजावरील टाकीत साठविता येतो किंवा त्याच्या शेजारी उभ्या केलेल्या दुसऱ्या जहाजात भरता येतो.

सर्व प्रकारचा गाळ खरडून वर काढण्यासाठी (१) रहाट बादल्यांची पद्धत, (२) फावड्या बादलीची पद्धत व (३) जबडी पिंजऱ्याची पद्धत अशा तीन मुख्य यांत्रिक पद्धती आहेत आणि (४) चोषण पंपाच्या मदतीने गाळ उपसण्यासाठी एक द्रवीय पद्धतही आहे. गाळामध्ये चिकणमाती आणि बारीक वाळू असेल, तर तो गाळ अपमध्य पंपाने चोषून बाहेर काढणे सोपे जाते. गाळामध्ये वाळू आणि मोठे खडे असले, तर रहाट-बादली यंत्र सोईचे होते. गाळातील कण घट्ट चिकटून बसलेले असतील, तर ते प्रथम सैल करून घ्यावे लागतात. यासाठी गाळ खरडणारी यंत्रे वापरावी लागतात. गाळामध्ये वाळूचे प्रमाण अधिक असेल, तर तो गाळ पाण्याच्या तीव्र झोताने सैल करता येतो. ज्या ठिकाणी खडक खोदावा लागतो. तेथे यांत्रिक शक्तीने आपटणाऱ्या मोठ्या पहारी वापरतात किंवा छिद्रक यंत्रांचा उपयोग करून खडकात अनेक भोके पाडून त्याचे थर सुटे पाडतात. काही ठिकाणी छिद्रक यंत्राने एक मोठ्या व्यासाचे व बरेच खोल असे भोक पाडतात व त्यात स्फोटक द्रव्ये भरून मोठा स्फोट करतात. अशा स्फोटाने खडकाचा मोठा भाग तुटून त्याचे लहान तुकडे होतात. असे तुकडे बाहेर काढण्यासाठी जबडी पिंजऱ्याचे यंत्र किंवा फावडा बादलीचे यंत्र वापरतात.

रहाट बादल्यांचे गाळ उपसणी यंत्र : (आ. १). हे यंत्र एका जहाजात कायमचे बसविलेले असते आणि ते चालविण्यासाठी एक स्वतंत्र एंजिनही ठेवलेले असते या यंत्राची एकंदर रचना विहीरीतील पाणी वर काढण्याच्या रहाट-गाडग्यांच्या पद्धतीवरच केलेली असते. जहाजाच्या मध्यभागी  एक पोलादी शिडी असते. तिचे वरचे टोक बिजागरीत बसवितात व खालचे टोक पोलादी दोराने टांगून ठेवतात. या दोराने शिडीचे खालचे टोक पाहिजे तितके खाली सोडता येते व वरही उचलता येते. या शिडीच्या वरच्या आणि खालच्या टोकांवर एक एक कप्पी असते व त्यांवरून निरंत (अखंड) पट्ट्याप्रमाणे एक रुंद आणि मजबूत पोलादी साखळी बसविलेली असते. या साखळीवर अंतराअंतराने पोलादी पत्र्याच्या द्रोणाच्या आकाराच्या अनेक बादल्या जोडलेल्या असतात. शिडीच्या वरच्या टोकावरची कप्पी यांत्रिक शक्तीने हळूहळू फिरविली जाते, त्यामुळे सबंध साखळीही फिरते. आ.१ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे साखळीची डावी बाजू खाली येते आणि उजवी बाजू वर जाते. डाव्या बाजूच्या बादल्या खालच्या कप्पीवरून वळत असताना गाळ उकरण्याचे काम करतात व याचवेळी उकरलेला गाळ वर जाणाऱ्या बादलीत भरला जातो. गाळ घेऊन वर जाणाऱ्या बादल्या वरच्या कप्पीवरून वळत असताना त्यांमधील गाळ एका पन्हळीत पडतो व तेथून तो टाकीत जातो. या यंत्राने गाळ काढण्याचे काम चालू असताना सबंध जहाज एका बाजूकडे हळूहळू सरकवावे लागते व काम करण्याची मर्यादा संपली म्हणजे ते जहाज थोडे पुढे ढकलून दुसऱ्या बाजूकडे हळूहळू सरकवत न्यावे लागते. जहाजाला अशा प्रकारे सरकविता यावे म्हणून जहाजाच्या पुढच्या आणि मागच्या बाजूंस लांब अंतरावर  नांगर टाकून जहाज शक्य तितके स्थिर ठेवतात व दोन्ही बाजूंकडे  नांगर टाकून जहाजाला पाहिजे तशी गती देतात. या यंत्रातील प्रत्येक बादलीमध्ये सु. ०·८ घ.मी. गाळ मावतो. एका मिनिटात पंधरा बादल्या भरल्या, तर दर ताशी ७२० घ. मी. गाळ निघू शकतो. या यंत्राने गाळ काढला म्हणजे समुद्राचा तळ एका पातळीत सारखा कापला जातो. या यंत्राने समुद्रसपाटीपासून ३० मी. खोलीपर्यंतचा गाळ काढता येतो.

फावडा बादलीचे गाळ उपसणी यंत्र : (आ. २). या यंत्रामध्ये गाळ उकरण्याची तीक्ष्ण दात असलेली मजबूत पोलादी पत्र्याची एकच मोठी फावडा बादली वापरतात. गाळ काढण्याचे काम करताना जहाजाचा मागचा भाग पाण्यात उभ्या केलेल्या एका मोठ्या खांबाला बांधून ठेवतात. बादलीला बांधलेला दोर यांत्रिक रहाटाने ओढला म्हणजे बादली पुढे ओढली जाते व पुढे असलेला गाळ उकरला जाऊन बादलीत पडतो व गाळ भरलेली बादली हळूहळू  पाण्याच्या वर येते. ती ठराविक उंचीवर आली म्हणजे दोरी ओढण्याचे काम थांबवितात व सबंध यारी फिरवून बादलीमधील गाळ जवळच्या तराफ्यात (टाकी असलेल्या नावेत) सोडतात. यानंतर यारी पूर्वीच्या जागी आणून दोर सैल करतात. त्यामुळे बादली पुन्हा तळापर्यंत खाली जाते व दुसऱ्या खेपेचे काम सुरू होते. या यंत्राने १० मी. खोलीपर्यंतचा गाळ काढता येतो. कित्येक नद्यांच्या पुरातील पाण्याबरोबर सोने, कथिल, प्लॅटिनम इत्यादींच्या धातुकांनी युक्त असलेली माती वाहत येते व ती किनाऱ्यावर साठते, ही माती उकरून घेण्यासाठी दोरीने ओढण्याच्या फावड्याची यंत्रे उपयोगी पडतात. याच प्रकारची यंत्रे गाळातून वाळू किंवा खडी मिळविण्यासाठी वापरतात. ही यंत्रे पूर्वी फक्त नद्यांतील गाळ काढण्यासाठी वापरीत परंतु आता इतर ठिकाणीही खाणकामात त्यांचा उपयोग करतात.

जबड्यांच्या पिंजऱ्याचे गाळ उपसणी यंत्र: (आ. ३) या प्रकारात जहाजाच्या मध्यभागी एक यारी बसविलेली असते व तिच्यावरून दोन दोरांच्या साहाय्याने काम करणारा व वाटेल तेथे उघडझाक करू शकणारा पोलादी पत्र्यांचा पिंजरा टांगलेला असतो. या पिंजऱ्याला साधारणतः दोन जबडे असतात, परंतु  काही  प्रकारांत अनेक जबडेही बसवितात. हा पिंजरा उघडून पाण्यात सोडला म्हणजे पिंजऱ्याच्या जबड्यांचे दात आपल्या वजनानेच गाळात शिरतात. नंतर पिंजऱ्याचा एक दोर यांत्रिक शक्तीने वर ओढला म्हणजे पिंजऱ्याचे जबडे मिटतात व दातांनी उकरलेला गाळ पिंजऱ्याच्या आत येतो आणि गाळ भरलेला पिंजरा हळूहळू पाण्याच्या वर येतो. हा पिंजरा ठराविक उंचीवर आला म्हणजे सबंध यारी फिरवून पिंजऱ्यातील गाळ दुसऱ्या तराफ्यात टाकता येतो. गाळाने भरलेला पिंजरा उघडण्यासाठी दुसरा दोर वापरावा लागतो. धक्क्याजवळ पाण्यात पडलेला माल वर काढण्याठीही हा पिंजरा उपयोगी पडतो.

चोषण पद्धतीचे गाळ उपसणी यंत्र : (आ. ४). यातील मुख्य काम करणारा भाग म्हणजे एक मोठा अपमध्य पंप असतो व तो एंजिनाच्या शक्तीने  फिरविला जातो. या पंपाच्या मध्यभागी एक फिरणारे चाक (तबकडी) असते व त्या चाकाच्या दोन्ही बाजूंवर काटकोन करून समान अंतरावर जोडलेली अनेक पाती असतात. या चाकाच्या सभोवती अगदी जवळ आणून बसविलेला व स्थिर राहणारा बंदिस्त कोश असतो. या कोशामध्ये चाकाच्या तुंब्याजवळ (मध्यभागाजवळ) पाणी आत घेण्यासाठी एक तोंड असते व चाकाच्या परिघाच्या बाजूला पाणी बाहेर जाण्याचे निष्कासन तोंड असते. पाणी आत घेण्याच्या चोषण नळीचे वरचे तोंड कोशाच्या मध्यभागातील तोंडाला जोडतात व खालचे तोंड पाण्यात बुडवून ठेवतात. या नळीच्या मधल्या भागात दोन ठिकाणी विशेष बनावटीचे लवचिक सांधे घालतात त्यामुळे या नळीचे खालचे तोंड पाहिजे तसे फिरवता येते. या नळीच्या खालच्या तोंडात एकमार्गी झडप बसवितात. त्यामुळे बाहेरचे पाणी नळीच्या आत येते, परंतु आत आलेले पाणी त्या तोंडातून बाहेर पडू शकत नाही. पंपातून बाहेर पडणारे पाणी नेण्यासाठी एक स्वतंत्र निष्कासन नळ जोडतात. त्याचे एक तोंड पंपाच्या कोशातील परिघाजवळच्या तोंडाला जोडतात व दुसरे तोंड बाहेरच्या टाकीमध्ये सोडतात. हा पंप चालू करताना पंपाचा कोश पाण्याने पूर्ण भरलेला असावा लागतो. पाण्याने भरलेल्या कोशामध्ये पंपाचे चाक उच्च वेगाने फिरू लागले म्हणजे चाकाच्या तुंब्याजवळचे पाणी परिघाकडे ढकलले जाते व तुंब्याजवळ पोकळी उत्पन्न होते. ही पोकळी भरण्यासाठी चोषण नळीतले पाणी जोराने कोशात शिरते व दाब दिलेले पाणी निष्कासन नळीमधून बाहेर पडते. यावेळी चोषण नळीचे खालचे तोंड चिखलात बुडवून ठेवले म्हणजे नळीच्या आत शिरणाऱ्या पाण्याबरोबर चिखलही आत जातो व तो पंपातून जाऊन निष्कासन नळामधून बाहेर  पडतो. हा चिखल साठविण्यासाठी जहाजातच एखादी टाकी बसवितात किंवा तो चिखल एकदम तरंगत्या नळामधून लांब अंतरावर पाठवितात. या प्रकारच्या यंत्रात चोषण नळीच्या खालच्या तोंडाजवळ निरनिराळ्या प्रकारच्या चाळण्या व गाळ खरडणारे कर्तक बसविता येतात. कर्तक फिरविण्यासाठी विद्युत्‌ चलित्र वापरावे लागते. चाळण्यांच्या उपयोगाने मोठे खडे चोषण नळीत शिरत नाहीत. हा पंप पाण्याच्या पातळीच्या  खाली ठेवला म्हणजे चोषण नळीची उंची कमी होते व पंपाची क्षमता वाढते. यंत्राने दर तासाला ४ ते ५ हजार टन चिखल बाहेर काढता येतो व पाण्याची खोली ३० मी. असेपर्यंत पंप चांगले काम करू शकतो.

संदर्भ : 1. Cornick, H. F. Dock and Harbour Engineering, 2.Vols., London, 1958-59. 

           2. Dekker, P. M. Dredging and Dredging Appliances, New York, 1950.

गोखले, ल. दा. ओक, वा. रा.

“