ජල හා විදුලි ප්‍රශ්නවලට සරළ විසඳුමක්‌

ශ්‍රී ලංකාව යනු රටේ මැද පෙදෙස කඳුවැටි සහිතව ක්‍රමයෙන් මුහුද දෙසට බෑවුම් වන භූ විෂමතා සහිත භූමි ප්‍රදේශයකි. රටේ ප්‍රධාන ජල මූල බොහොමයක්‌ ආරම්භ වන්නේ මෙම මධ්‍ය කඳුකරයෙන් වන අතර ඒවා ක්‍රමයෙන් පෝෂණය වෙමින් බෑවුම් ඔස්‌සේ මුහුද කරා ගලා යයි. එහෙත් මධ්‍ය කඳුකරයේ සිට රටේ ප්‍රත්‍යන්ත මුහුදු සීමාව තෙක්‌ අරියම බැලුවහොත් දිගටම ඒකාකාර බෑවුමක්‌ නොපවතී. මධ්‍ය කඳුකරයට පහළින් ඒ වටා තවත් කඳු පන්තීන් පවතී. මෙම හේතුව නිසා මධ්‍ය කඳුකරයෙන් පටන් ගන්නා ජල පහරවල් අරිය වූ මාර්ග ඔස්‌සේ මුහුද කරා ගලා නොබසී. හමුවන කඳුගැට මගහැර පහත් බෑවුම් ඔස්‌සේ ගලා යැමට සිදුවන නිසා කඳුගැටවලින් ඔබ්බෙහි වූ ප්‍රදේශවලට මෙම ජලය ලැබීම වළකි.

මධ්‍ය කඳුකරයේ සිට මුහුද දක්‌වා භූ විෂමතා දක්‌වන හරස්‌ කඩක්‌ රූපයේ දැක්‌වේ. මධ්‍ය කඳුකරයෙන් ගලා බසිනා ගංගාවේ ජලය කුඩා කඳු ගැටයෙන් ඔබ්බෙහි පිහිටි භූමි ප්‍රදේශයට මේ නිසා අහිමි වන ආකාරය රූපයෙන් දක්‌වා ඇත. (රූපය 01) මේ අනුව පැහැදිලි වනුයේ රූපයෙන් දක්‌වා ඇති ප්‍රදේශයට ගංගා ජලය නොලැබීමට හේතු වන්නේ, ගංගාවට (ජලයට) කඳු වැටි ඉහළට තරණය කර ගලා යැමට නොහැකි වීමයි. තර්කයක්‌ ආකාරයට සලකා බැලුව හොත් යම් ආකාරයකින් ජලයට කඳු ඉහළට නැගීමේ හැකියාවක්‌ ලබා දිය හැකිනම් ඉහත ප්‍රදේශවලට ගංගා ජලය ලබා දිය හැකි විය යුතුය. තර්කය කෙසේ වෙතත් ප්‍රායෝගිකව ජලය කන්දක්‌ ඉහළට ගැලීමට සැලැස්‌විය හැකිද? පිළිතුර හැකිය යන්නයි. ජලය සාමාන්‍යයෙන් ඉහළට ගලන්නේ නැති නමුත් එසේ ගලන අවස්‌ථා නැත්තේ නොවේ. එවැනි සංසිද්ධීන් අප සියලු දෙනාම පාහේ දැක ඇතත් අවධානයෙන් නිරීක්‍ෂණය කර ඇත්නම් ඒ කීප දෙනකු පමණි. ඔබ නිවසේ අලංකාරය සඳහා තබා ගන්නා මාළු ටැංකියක ජලය ඉවත් කරන්නේ කෙසේදැයි සලකා බලන්න. මාළු ටැංකියට කෙලවරක්‌ දැමූ රබර් හෝ ප්ලාස්‌ටික්‌ නළයක්‌ අනෙක්‌ කෙළවරින් උරා අත්හළ විට මාළු ටැංකියේ ජලය හිස්‌වන තෙක්‌ නළය තුළින් ජලය ඉවතට ගලා යයි.

මෙම ක්‍රියාවළිය සඳහා භාවිතකර ඇති AඊC නළය පිළිබඳ සළකා බලන්න. (රූපය 02) මෙම නළය තුළින් A සිට ඊ හරහා C ඔස්‌සේ ජලය පිටතට ගලා යයි. මෙහිදී A සිට ඊ තෙක්‌ ජලය ගලා යනුයේ ඉහළට බව ඔබට පෙනී යනු ඇත. දැන් ජලය ඉහළට ගෙන යැමේ ක්‍රමයක්‌ අප විසින් සොයාගනු ලැබ ඇත. මෙම සංසිද්ධිය විද්‍යාවේ දී සයිµනය (Sසචයදබසබට) ලෙස සඳහන් වේ. මෙම ක්‍රමය ගංගා ජලය ගෙන යැම සඳහා යොදාගත හොත් කුඩා කඳු පන්ති පසුකොට අවශ්‍ය ප්‍රදේශ කරා ජලය ගෙනයා හැකි වනු ඇත. කළ යුතු එකම වෙනස්‌කම වන්නේ ජලය ගෙනයැම සඳහා ඇළ මාර්ග වෙනුවට නළ මාර්ග යොදා ගත් යුතු වීමයි. පරිවාරක කඳු පන්තිවලට වඩා උසින් පිහිටි මධ්‍ය කඳු ප්‍රදේශයේ තැනකින් නළයට ජලය ලබා ගත යුතුය.

එහෙත් දැන් පැන නගින ප්‍රශ්නය වනුයේ නළයක්‌ තුළින් ගඟක ගලන මහා ජල පරිමාවක්‌ ගෙන යා හැකි ද යන්නය. අතීතයේ ලේනකු වළිගයෙන් මුහුද හිස්‌ කිරීමට ගත් උත්සාහය නිතැතින්ම ඔබට සිහිපත් වනු නොඅනුමානය. එහෙත් සත්‍යය ප්‍රබන්ධයට වඩා විශ්මිතය. අරය සෙන්ටිමීටර් 40 වන නළයක්‌ මගින් ලංකාවේ වැඩිම ජලධාරිතාවක්‌ සහිත ගංගාව වන කළු ගඟෙහි ගලන ජලයෙන් පහෙන් එකක්‌ පමණ ගෙන යා හැකියයි කිව හොත් ඔබ පුදුමයට පත්වනු ඇත. නමුත් එය සත්‍යයකි.

දැන් ලංකාවේ ප්‍රධාන ගංගා පද්ධතිය පිළිබඳව සළකා බලමු. අප රට ප්‍රධාන ගංගා සියල්ල වාහේ ආරම්භ වනුයේ මධ්‍යම කඳුකරයෙන් වන අතර, මධ්‍ය කඳුකරය මුහුදු මට්‌ටමේ සිට මීටර් 2000 ක්‌ පමණ උසවේ. උදාහරණයක්‌ ලෙස සමනල කන්දේ උස මීටර 2243 ක්‌ වේ. මධ්‍ය කඳුකරයෙන් ආරම්භ වන ප්‍රධාන ජල පහරවල් මීටර් 1000 ක්‌ පමණ පහළට ගලා බැස්‌සායින් පසු සැළකිය යුතු ජල ධාරිතාවක්‌ එකතු කර ගෙන සිටිනු ඇත. උදාහරණයක්‌ ලෙස මුහුදු මට්‌ටමේ සිට මීටර් 700 ක්‌ උසින් පිහිටි ස්‌ථානයකින් නළයක්‌ මගින් ජලය ලබාගෙන මීටර් 200 ක්‌ උසක පිහිටි ස්‌ථානයක්‌ කරා මීටර් 500 ක්‌ පහළට ගෙන එන්නේ යෑයි සළකමු. මෙවැනි අවස්‌ථාවක තත්පරයකට ඝණ මීටර් 50 ක ජල ධාරිතාවක්‌ ගෙන ඒම සඳහා අවශ්‍ය වන්නේ ඉහත සඳහන් කළ පරිදි සෙන්ටි මීටර් 40 ක අරය සහිත නළයක්‌ පමණි. එනම් කළු ගගෙන් පහෙන් එකක්‌ ඉතා විශාල නොවූ නළයක්‌ හරහා දිවයිනේ කැමැති ප්‍රදේශයකට ගෙනයා හැකිය. මෙමගින් වියළි ප්‍රදේශ වල ජල හිඟය පහසුවෙන් මග හරවා ගත හැකිය. තරමක්‌ විශාල තනි නළය වෙනුවට කුඩා නල කිහිපයක්‌ වුවද යොදා ගත හැකියි.

මේ ආකාරයෙන් ගෙන එනු ලබන ජලය තවත් මහඟු කාර්යයක්‌ සඳහා යොදා ගත හැකිය. එනම් රටට අත්‍යාවශ්‍ය විදුලිය නිපදවීම සඳහාය. මෙරටට අවශ්‍ය විදුලි බලයෙන් 60% කට වැඩි ප්‍රමාණයක්‌ තවමත් නිපදවෙන්නේ ඩීසල්, දැවි තෙල් හා ගල් අඟුරු වැනි ආනයනික පොසිල ඉන්ධන දහනයෙනි. මේ සඳහා වැයවෙන විදේශ විනිම ධනස්‌කන්ධය වසරකට ඩොලර් බිලියන ගණනක්‌ වනු නොඅනුමානය. තවද මෙම ඉන්ධන දහනය හේතු කොට ගෙන වායු ගෝලය ඇතුළු පරිසරයට සිදුවන විනාශය අති විශාලය. ලොව ඇති පොසිල ඉන්ධන ක්‍රමයෙන් ක්‍ෂය වෙමින් යන නිසා ඉදිරියේදී ඉන්ධන මිල තව තවත් ඉහළ යැම නොවැලැක්‌විය හැකිවනු ඇති අතරම වසර 50 ක පමණ ඉදිරි කාලයේ දී මෙම ඉන්ධන පෘථිවියෙන් අවසන් වන නිසා බලශක්‌ති උත්පාදනය සඳහා විකල්ප බලශක්‌ති ප්‍රභවයන් සොයා ගැනීම අනිවාර්ය කාර්යයක්‌ වනු ඇත. මා විසින් යෝජනා කරන ලද සරළ තාක්‍ෂණික වෙනස්‌කම වන නළ මගින් ගෙන එනු ලබන ජලය මෙම ප්‍රශ්න සියල්ලටම යම් සහනදායී පිළිතුරක්‌ සපයනු ඇත. ගලා යන ජලය පුනර්ජනනීය බලශක්‌ති ප්‍රභවයක්‌ වන අතරම පොසිල ඉන්ධන මෙන් කිසිදු අපද්‍රව්‍යයක්‌ පරිසරයට මුදා නොහරී.

නැවත අප සෙන්ටිමීටර 40 ක අරය සහිත නළයෙන් මීටර් 500 ක්‌ පහළට ගෙන එන ජලය පිළිබඳ සළකා බලමු. නළය දිගේ ගලා බසින ජල කඳ එහි අවසන් කෙළවරදී තත්පරයට මීටර් 90 ක පමණ වේගයකින් නළයෙන් ඉවතට ගලා යනු ඇත. මෙය පැයට කිලෝ මීටර්වලින් නම් 320 අගයක්‌ වනු ඇත. සාමාන්‍ය මෝටර් රථයක වේගය හා මෙය සස¹ බැලුවහොත් ජල පහරේ වේගය මෝටර් රථයේ වේගය මෙන් 5 ගුණයක්‌ පමණ වන බව පෙනෙනු ඇත. මෙම වේගවත් ජල පහර යොදා ටර්බයිනයක්‌ භ්‍රමණය වීමට සැලැස්‌වුව හොත් ඉන් ලබා ගත හැකි විද්යුත් ශක්‌ති ප්‍රමාණය මෙගා වොට්‌ (ඵඋ) 200 පමණ වනු ඇත. මෙගා වොට්‌ 200 කට වඩා විදුලි බලයක්‌ නිපදවනුයේ කොත්මලේ හා වික්‌ටෝරියා විදුලි බලාගාර පමණි. ඉහත සඳහන් තනි ටර්බයිනය වෙනුවට නළ මාර්ගයේ තැන් කිහිපයක විදුලි බලාගාර පිහිටු වීමද සිදු කළ හැකිය. එසේ කිරීමෙන් පාලනය කරගත නොහැකි පැයට කිලෝ මීටර් 320 ක වේගයක්‌ සහිත ජලයෙන් ක්‍රියාකරන නළයේ කෙළවර බලාගාරයේ දී ජලය හැසිරවීමේ අපහසුතා වැළැක්‌වෙනු ඇත.

වර්තමානයේ යොදා ගැනෙන විදුලි බලය නිපදවීමේ කාක්‍ෂණ ක්‍රමය ප්‍රධාන හේතු දෙකක්‌ නිසා අධික වියදම් සහිත වේ. මෙම තාක්‍ෂණ ක්‍රමයේදී විශාල ජලාශයන් තැනීමට සිදුවන අතර ඒ සඳහා අති විශාල වියදමක්‌ දැරීමට සිදුවේ. තව ද මෙම ජලාශවලට යටවන ඉඩම් ප්‍රමාණයේ වටිනාකම අති විශාලය.

අප විසින් යෝජනා කරන තාක්‍ෂණය භාවිත කිරීමේදී ජලාශ තැනීමක්‌ අවශ්‍ය නොවන නිසා මෙම වියදම් දෙකම නතර වේ. එකම වියදම වන්නේ නල සඳහා සහ ඒවා එලීම සඳහා වන වියදම පමණි. පහත ආකාරයේ සරල උපක්‍රමයක්‌ මගින් ජලාශයක අවශ්‍යතාව රහිතව නළ ඔස්‌සේ ජලය ගෙන හා හැකිය.

ජලය ගෙනයැම සඳහා ඇළ මාර්ග වෙනුවට නළ යොදා ගැනීම යන සුළු තාක්‍ෂණික වෙනස්‌කම් මගින් කළ හැකි ප්‍රාතිහාර්යයක්‌ ඉහත විස්‌තර කළෙමු. එහෙත් කළ හැකි දේ තවත් අපමණය. පහත අවස්‌ථාවන් පිළිබඳව සලකා බලමු.

1. සම්ප්‍රදායික ජල විදුලි උත්පාදන අවස්‌ථාවක්‌ පිළිබඳව සලකා බලමු.

ජලය භාවිතයෙන් කෙරෙන විදුලිය නිෂ්පාදනයේදී කෙරෙනුයේ ඉහළ ස්‌ථානයක ඇති ජලයේ ගබඩා වී ඇති විභව ශක්‌තිය විද්Hqත් ශක්‌තිය බවට පරිවර්තනය කර ගැනීමයි. ජලාශයක ඉහළ ජල මට්‌ටමේ සිට සිරස්‌ ලෙස ය දුරක්‌ පහළින් පිහිටුවා ඇති ටර්බයිනයක්‌ මගින් නිපදවිය හැකි විදුලි ක්‍ෂමතාවය ආසන්න වශනේ පගටගය වේ. මෙහි ප යන ටර්බයිනය වෙත තත්පරයකදී පැමිණෙන ජලයේ ස්‌කණ්‌ධය වන අතර ට යනු ගුරුත්වජත්වරණයයි. E (විදුලි ක්‍ෂමතාව) = පගටගයග යන සූත්‍රයේ ය යන්න (එනම් ජලාශයේ සිට විදුලි බලාගාරයට ඇති සිරස්‌ උස) යම් කාරයකින් වැඩිකර ගත හැකි නම් ජලාශයෙන් පිටවන එකම ජල ප්‍රමාණයකින් නිපදවාගත හැකි විදුලිය ප්‍රමාණය වැඩිකර ගත හැකිය. උදාහරණයක්‌ ලෙස පවතින සිරස්‌ උස මෙන් දෙගුණයක සිරස්‌ උසක්‌ වනසේ වඩා පහළින් විදුලි බලාගාරය පිහිටුවිය හැකි නම් ජලාශයෙන් පිටවන යම් ජල ප්‍රමාණයකින් දැනට නිපදවෙන විදුලිය ප්‍රමාණය මෙන් දෙගුණයක විදුලිය ප්‍රමාණයක්‌ උත්පාදනය කරගත හැකි වනු ඇත.

එහෙත් වර්තමාන තාක්‍ෂණ ක්‍රම වේදයේදී මෙය සිදු නොකෙරෙන්නේ මන් ද? හේතුව වන්නේ ජලාශයට සෘජු ලෙස පහළින් සෘජු නළ පමණක්‌ යොදාගෙන ජලය ගෙන යැමට වඩා පහසු ස්‌ථානයක විදුලි බලාගාර පිහිටු වීමයි. එහෙත් විදුලි බලාගාරයක්‌ ජලාශයකට සෘජු ලෙස පහළින් පිහිටුවීම අත්‍යාවශ්‍යම කරුණක්‌ නොවේ. ජලාශයක සිට නැම්ම සහිත නළ යොදා ගැනීමෙන් කන්දේ වෙනත් පැත්තක වුවද පිහිටි වඩා පහළ ස්‌ථානයකට ජලය ගෙනයා හැකිය.(රූපය 03)

මෙම මූල ධර්මය දැනට පිහිටුවා ඇති විදුලි බලාගාර පද්ධතිවල ධාරිතාව ඉහළ නැංවීමට ද යොදාගත හැකිය, මෙහිදී විදුලිය නිපදවීමෙන් පසු ටර්බයිනයෙන් පිටතට එන ජලය නැවත නළයක්‌ තුළින් පහළට ගලා යන්නට සලස්‌වා එම ජලය තවත් ටර්බයිනයක්‌ කර කැවීමට භාවිත කළ හැකිය. මෙමගින් එකම ජලයෙන් බලාගාර කිහිපයක්‌ ක්‍රියා කරවා වැඩි විදුලිය ප්‍රමාණයක්‌ නිපදවා ගත හැකිය.

2. ගඟක විනාශ වී යන ශක්‌තිය විදුලිය බවට හැරවීම

මධ්‍ය කඳුකරයේ මීටර් 100 ක උසකින් ගැලීම අරඹන තත්ත්පරයකදී ගලායන ඝන මීටර් 75 ක ජල ප්‍රමාණයක්‌ පිළිබඳව සළකා බලන්න.

මෙම ජල ප්‍රමාණයේ අඩංගු විභව ශක්‌ති ප්‍රමාණය = ජූල් 75ං1000ං10ං1000 (J) වේ.

= මෙගා ජූල් 750 (ඵJ) වේ.

එනම් මෙම ජලය කොටසේ ඇති විභව ශක්‌තිය විදුලියට හරවා ගත හොත් මෙගා වොට්‌ (ඵඋ) 750 ක විදුලි ප්‍රමාණයක්‌ නිපදවා ගත හැකි වේ. එහෙත් විදුලි උත්පාදනයට ප්‍රයෝජනයට නොගෙන ගලායන මෙම විභව ශක්‌ති ප්‍රමාණය නිරන්තරයෙන් අපතේ යයි.

ගංගාවක්‌ ගලා යන විට එහි අඩංගු විභව ශක්‌තිය නිරන්තරයෙන් චාලක ශක්‌තිය බවට පරිවර්තනය වීම සිදුවේ. ගලායන ජලය ගං පතුල, ගං ඉවුරු හා ගල්පර ආදියේ ගැටීම හා ඇදීයැම හේතුවෙන් චාලක ශක්‌තිය බවට පරිවර්තනය වූ ජලයේ තිබූ මෙම විභව ශක්‌තිය තාපය බවට පරිවර්තනය වී ප්‍රයෝජනයට ගත නොහැකි සේ අපතේ යයි. ගඟක්‌ ඔස්‌සේ සිදුවන මෙම චාලක ශක්‌ති හානිය වලක්‌වා ගත හැකි නම් ඉහතදී ද විස්‌තර කර ඇති පරිදි ජලයේ එම චාලක ශක්‌තිය විද්යුත් ශක්‌තිය බවට පරිවර්තනය කරගත හැකිය. ගඟක තැන් තැන් වලින් නැවත නැවතත් ජලය ලබාගෙන ගඟක්‌ ඔස්‌සේ මෙසේ ජල විදුලි බලාගාර සෑහෙන ප්‍රමාණයක්‌ ස්‌ථාපිත කළ හැකිය.

පී. සෙනරත් යාපා, ඇඹුල්දෙණිය, නුගේගොඩ.
http://www.divaina.com/2014/03/11/feature03.html