Dam
คำแปล: เขื่อน
ความหมาย: เป็นสิ่งก่อสร้างขนาดใหญ่สำหรับกั้นทางน้ำธรรมชาติระหว่างหุบเขา หรือเนินสูง เพื่อใช้ในการเก็บกักน้ำและป้องกันอุทกภัยที่ไหลมามากในฤดูฝน รวมถึงการผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานน้ำ ส่วนบนของเขื่อนจะประกอบไปด้วยส่วนที่เรียกว่าทางน้ำล้น สำหรับให้น้ำที่สูงกว่าระดับที่ต้องการไหลผ่านมาที่ฝั่งปลายน้ำ มากกว่าครึ่งหนึ่งของแม่น้ำสายหลักทั่วโลกจะมีเขื่อนกั้นไว้เพื่อใช้ประโยชน์ในทางใดทางหนึ่ง
ประโยชน์ของเขื่อนที่สำคัญ
คือ เพื่อกักเก็บน้ำ โดยเก็บน้ำจากช่วงฤดูน้ำหลากและปล่อยน้ำใช้ในการเกษตรกรรม อุปโภคบริโภค
ในช่วงขาดแคลนน้ำ เขื่อนยังคงใช้สำหรับป้องกันน้ำท่วมฉับพลันในฤดูที่น้ำไหลหลาก โดยเขื่อนจะทำหน้าที่ชะลอความเร็วของน้ำ ให้น้ำไหลผ่านได้เฉพาะตามปริมาณที่เหมาะสม ในปัจจุบันเขื่อนมีหน้าที่หลักอีกด้านคือการผลิตกระแสไฟฟ้า โดยพลังงานไฟฟ้าส่วนหนึ่งในประเทศไทยมาจากการปั่นไฟจากเขื่อน นอกจากนี้เขื่อนบางแห่งใช้เป็นสถานที่ท่องเที่ยวและกิจกรรมนันทนาการต่าง ๆ เช่น การล่องเรือ หรือ การตกปลาอีกด้วย
เขื่อนเก็บกักน้ำที่สร้างกันโดยทั่วไป มีหลายประเภท หลายขนาดแตกต่างกัน เขื่อนเก็บกักน้ำขนาดใหญ่บางแห่ง อาจจะให้ประโยชน์ได้หลายด้าน เช่น การผลิตไฟฟ้า การชลประทาน การคมนาคม การบรรเทาอุทกภัย และการเพาะเลี้ยงปลา ในอ่างเก็บน้ำ เป็นต้น ซึ่งเรียกว่า "เขื่อนอเนกประสงค์" ได้แก่ เขื่อนภูมิพล ที่จังหวัดตาก เขื่อนสิริกิติ์ ที่จังหวัดอุตรดิตถ์ และ เขื่อนอุบลรัตน์ ที่จังหวัดขอนแก่น เป็นต้น สำหรับวัสดุที่จะใช้ในการก่อสร้างเขื่อนเก็บกักน้ำนั้น สามารถสร้างได้ด้วยวัสดุประเภทต่างๆ เช่น คอนกรีตล้วน คอนกรีตเสริมเหล็ก ดินและหินถมอัดแน่น เป็นต้น เขื่อนเก็บกักน้ำทุกแห่งที่สร้างขึ้น จะกำหนด หรือเลือกให้เป็นเขื่อนประเภทใดนั้น ส่วนใหญ่จะต้องพิจารณาให้เหมาะสมกับสภาพของฐานราก สภาพของภูมิประเทศ ที่เขื่อนนั้นตั้งอยู่ ตลอดจนชนิด และจำนวนของวัสดุที่จะมีให้ใช้ก่อสร้างได้ โดยเขื่อนจะต้องมีทั้งความมั่นคงแข็งแรง และมีราคาถูกที่สุด
ชนิดของเขื่อน
1.เขื่อนดินถมหรือเขื่อนดิน คือเขื่อนที่สร้างขึ้นโดยการนำเอาดินมาบดอัดให้แน่นด้วยเครื่องจักรกล หรือแรงคน เขื่อนดินมีลักษณะทึบน้ำ หรือน้ำซึมผ่านเขื่อนดินได้ยาก และมีความมั่นคงแข็งแรงเช่นเดียวกัน
ที่มา: https://powerplant2.wordpress.com
ประเภทของเขื่อนดิน
- เขื่อนดินประเภทเนื้อเดียว (Homogeneous Earth Dam) เป็นเขื่อนซึ่งก่อสร้างด้วยดินเหนียว ซึ่งเป็นดินประเภททึบน้ำ ปิดทับด้านเหนือน้ำด้วยหินทิ้ง หรือหินเรียง เพื่อป้องกันการกัดเซาะจากคลื่น ด้านท้ายน้ำมักจะปลูกหญ้าป้องกันการพังทลายของดิน
- เขื่อนดินประเภทแบ่งโซน (Zoned-Earth Dam) ตัวเขื่อนจะแบ่งโครงสร้างเขื่อนเป็นโซน โดยแกนกลางของเขื่อนจะเป็นชั้นดินเหนียวทึบน้ำ มีชั้นกรองเป็นวัสดุประเภทกรวดหรือทราย ชั้นถัดจากแกนเขื่อนจะเป็นดินประเภทกึ่งทึบน้ำ และปิดทับด้านเหนือน้ำด้วยหินทิ้ง หรือหินเรียง เพื่อป้องกันการกัดเซาะจากคลื่น เช่นเดียวกับเขื่อนดินประเภทเนื้อเดียว
2.เขื่อนหินถม หรือ เขื่อนหินทิ้ง มีรูปร่างเหมือนเขื่อนดินถมบดอัดแน่น แต่เขื่อนหินถมจะสร้างด้วยหินระเบิดเป็นก้อนขนาดเล็กขนาดใหญ่ นำมาบดอัดแน่นเป็นเปลือกนอกหุ้มแกนดินทึบน้ำบดอัดแน่น (ดินเหนียว) ไว้ทั้งสองด้านเนื่องจากวัสดุที่ใช้ประกอบด้วยหินขนาดต่างๆ ตลอดจนกรวด ทรายมีปริมาณมากกว่าดินทึบน้ำจึงเรียกว่าเขื่อนหินถม
ประเภทของเขื่อนหิน
- เขื่อนหินทิ้ง แกนดินเหนียว แบบแกนกลางแกนดินเหนียว, แบบแกนเฉียงแกนดินเหนียว, แบบปิดด้านเหนือน้ำ
- เขื่อนหินทิ้งแกนผนังบาง
- เขื่อนหินทิ้งดาดหน้าด้วยคอนกรีต
3.เขื่อนคอนกรีต เขื่อนที่สร้างด้วยคอนกรีตแบบต้านแรงดันของน้ำด้วยน้ำหนัก เขื่อนที่สร้างขึ้นเป็นแนวตรงขวางลำน้ำระหว่างหุบเขา มีรูปร่างคล้ายรูปสามเหลี่ยม ที่มีฐานของเขื่อนกว้างไปตามลำน้ำ เขื่อนประเภทนี้จะต้องอาศัยน้ำหนักของตัวเขื่อนที่กดลงบนฐานรากในแนวดิ่ง สำหรับต้านแรงดันที่เกิดจากน้ำซึ่งเก็บน้ำทางเหนือเขื่อน ไม่ให้เขื่อนล้มหรือเลื่อนถอยไป
ที่มา: http://kromchol.rid.go.th/, http://thai.tourismthailand.org/, https://powerplant2.wordpress.com
ประเภทของเขื่อนคอนกรีต
- เขื่อนคอนกรีตแบบถ่วงน้ำหนัก (Gravity dam) บางครั้งจะเรียกว่าแบบฐานแผ่ เขื่อนประเภทนี้จะอาศัยน้ำหนักของตัวเขื่อนถ่ายน้ำหนักลงชั้นฐานราก ฐานรากของเขื่อนประเภทนี้จะต้องเป็นชั้นหินที่สามารถรับน้ำหนักได้ดี เนื่องจากตัวเขื่อนจะมีขนาดใหญ่มาก ตัวอย่างของเขื่อนประเภทนี้ในประเทศไทย คือเขื่อนแม่มาว และเขื่อนกิ่วลม
- เขื่อนคอนกรีตแบบโค้ง (Arch dam) เขื่อนประเภทนี้จะมีลักษณะเป็นรูปโค้ง อาจเป็นแบบโค้งทางเดียว (โค้งในแนวราบ) หรือโค้งสองทาง (โค้งในแนวราบและแนวดิ่ง) ตัวเขื่อนจะมีลักษณะบาง เนื่องจากพฤติกรรมการรับแรงของโค้ง (Arch) จะสามารถรับแรงได้ดี น้ำหนักจากตัวเขื่อนและแรงกระทำจากน้ำจะถูกถ่ายไปยังจุดรองรับทั้ง 2 ข้างของเขื่อนแล้วถ่ายน้ำหนักลงสู่ชั้นหินฐานราก ตัวอย่างของเขื่อนประเภทนี้ในประเทศไทย คือเขื่อนภูมิพล
- เขื่อนคอนกรีตแบบค้ำยัน หรือแบบครีบ (Buttress dam) เขื่อนประเภทนี้จะมีลักษณะเป็นรูปแผ่นคอนกรีตและมีค้ำยันด้านหลัง
หลักการออกแบบเขื่อน
ในการออกแบบเขื่อนจะต้องพิจารณารายละเอียดดังต่อไปนี้ คือ
- เสถียรภาพของตัวเขื่อน
- แรงแบกทานของชั้นหินฐานราก
- การควบคุมการรั่วซึมของน้ำ
- ความสูงเผื่อของสันเขื่อน
- การป้องกันและควบคุมการกัดเซาะจากคลื่น
- การจัดการวัสดุ
ขั้นตอนในการออกแบบเขื่อน
การออกแบบเขื่อนมีขั้นตอนโดยสังเขป ดังนี้
- ศึกษา สังเกตการณ์ รวบรวมข้อมูล เช่นสภาพฐานราก แหล่งวัสดุ น้ำหนักที่กระทำ
- เลือกประเภทของเขื่อน
- วิเคราะห์การรั่วซึมของน้ำ และออกแบบชั้นกรอง
- วิเคราะห์เสถียรภาพของตัวเขื่อน
- วิเคราะห์การทรุดตัวและการเคลื่อนตัว
- ออกแบบหน้าตัดเขื่อนขั้นสุดท้าย
- พิจารณาอุปกรณ์ตรวจวัดพฤติกรรมของเขื่อนเพื่อความปลอดภัย
- จัดทำแบบขั้นสุดท้ายและข้อกำหนดทางเทคนิค
Bibliography
chm-thai.onep.go.th. (NA). อ่างเก็บน้ำ/เขื่อน. Retrieved from http://chm-thai.onep.go.th: http://goo.gl/qh0ArX
kmcenter.rid.go.th. (NA). เขื่อน. Retrieved from http://kmcenter.rid.go.th: http://goo.gl/nHnuJl
namkamproject.com. (NA). เขื่อน คืออะไร. Retrieved from http://www.namkamproject.com: http://goo.gl/E8efjO
wikipedia.org. (2015, December 14). เขื่อน. Retrieved from https://th.wikipedia.org: https://goo.gl/83Uc4l
kanchanapisek.or.th. (NA).เขื่อนกักเก็บน้ำ. Retrieved from http://kanchanapisek.or.th/: http://goo.gl/a3d6sp
pirun.ku.ac.th. (NA).ความสำคัญของเขื่อน. Retrieved from http://pirun.ku.ac.th/: http://pirun.ku.ac.th/~b521010136/important.html
powerplant2.wordpress.com. (NA).ชนิดของเขื่อน. Retrieved from https://powerplant2.wordpress.com: https://goo.gl/UDkHyr
