ความรู้เบื้องต้นเรื่องเขื่อนและอ่างเก็บน้ำ

ความรู้เบื้องต้นเรื่องเขื่อนและอ่างเก็บน้ำ

ช่วงฤดูหน้าฝนอย่างนี้ทุกปีประเทศของเรามักมีข่าวเรื่องน้ำท่วมเสมอๆและเป็นหนักขึ้นทุกปี และทุกครั้งจะเป็นโอกาสให้คนไทยได้แสดงน้ำใจต่อกัน แต่จะดีมากแค่ไหนที่เหตุการณ์เหล่านั้นไม่ต้อ
เกิดแต่เราป้องกันล่วงหน้า หรืออย่างน้อยๆก็เตือนภัยไม่ให้ทรัพย์สินและชีวิตต้องสูญเสียไป

ที่จริงแล้วเรื่องเขื่อนและอ่างเก็บน้ำไม่ใช่เรื่องใหม่ มนุษย์เราเรียนรู้วิธีการปรับสภาพธรรมชาติให้เหมาะสมกับการดำรงชีวิตของเผ่าพันธุ์ของตนเองมานานแล้ว เราสามารถพบหลักฐานการสร้างเขื่อนได้ในอดีตเก่าถึงหลายพันปี และในประเทศไทยเองเราก็มีการสร้างอ่างเก็บน้ำ และเขื่อนกันมาหลายร้อยปีแล้ว และบางแห่งก็ยังถูกปรับปรุงให้ใช้ได้อยู่ครับ

พูดถึงเรื่องอ่างเก็บน้ำ ก็หมายถึงพื้นที่ที่ใช้เก็บน้ำ โดยมีเขื่อนไว้กั้นน้ำ และควบคุมการไหลเข้าออกของน้ำผ่านประตูควบคุม ทั้งนี้ชื่อเรียกของเขื่อนและอ่างเก็บน้ำอาจจะมีขื่อเรียกต่างๆกันไปขึ้นกับขนาด และชนิดของลำธารหรือสายน้ำได้ครับ แต่เนื่องจากบทความจองผมไม่มีวัตถุประสงค์จะมาอธิบายคำศัพท์กัน ดังนั้นจึงมีแค่อ่างเก็บน้ำ กับเขื่อนครับ

ดังนั้น function หรือหน้าที่ของอ่างเก็บน้ำและเขื่อนก็คือมันใช้ในการบริหารจัดการน้ำ ให้มีน้ำใช้ ช่วงที่ธรรมชาติมีน้ำน้อย และลดรวมถึงเก็บน้ำ ไม่ให้เกิดอุทกภัย ในช่วงที่น้ำเยอะเกินไป ส่วนเขื่อน ก็จะสามารถจัดการเก็บน้ำกั้นน้ำและปล่อยน้ำได้ตามต้อาการกล่าวคือควบคุมปริมาณน้ำในอ่างเก็บน้ำได้นั่นเอง

ผมขอเรียกรวมทำนบ ฝาย รวมกับเขื่อนเลยในบทความนี้นะครับ

โดยทั้งไปเขื่อนทำจากวัสดุที่หาได้ในบริเวณที่จะสร้างเขื่อน เพราะวิศวกรคงไม่ขนสัสดุกก่อสร้างไปจากที่ไกลๆเพื่อสร้างเขื่อนหรอก เราจึงพบกว่าเขื่อนส่วนมากที่สร้างในโลกนี้จึงเป็นเขื่อนดิน รวมถึงเขื่อนที่สร้างกันมานานแล้วในโลกและเขื่อนที่ใช้งานอยู่ปัจจุบันในไทยด้วยครับ

เขื่อนที่สร้างจากวัสดุธรรมชาติอื่นๆก็เช่นเขื่อนหิน ส่วนเขื่อนที่เป็นคอนกรีตก็มี อย่างเช่นเขื่อนภูมิพลที่จังหวัดตากในประเทศไทยไงครับ ข้อดีของเขื่อนดินก็คือมีราคาที่ถูกกว่าเขื่อนคอนกรีตเยอะ แต่ข้อเสียคือใช้เวลาก่อสร้างนานกว่า เพราะต้องใช้เวลาบดอัดเป็นชั้นๆ ทำให้ไม่สามารถก่อสร้างได้ในเวลาฤดูฝน ส่วนเขื่อนคอนกรีตสามารถสร้างได้รวดเร็ว แต่ราคาก่อสร้างก็สูงกว่า เหตุผลที่สร้างเขื่อนคอนกรีตโดยมากก็จะเป็นกรณีที่เขื่อนนั้นมีการผลิตกระแสไฟฟ้า การสร้างเสร็จได้เร็วย่อมหมายถึงการจ่ายไฟได้เร็วและคืนทุนได้เร็วกว่าครับ ส่วนความแข็งแรงของเขื่อนทั้งสองแบบนี้ก็ไม่แตกต่างกันขึ้นกับการบำรุงรักษา และการใช้งานด้วยครับ

ในส่วนการเสียหายของเขื่อนหรือการพัง การแตก ที่เรียกว่าเขื่อนแตก เราสามารถเข้าใจได้ง่ายๆดังนี้ครับ

ความเสียหายของเขื่อน แบ่งง่ายๆสองแบบคือ

หนึ่ง เขื่อนเสียหายเล็กน้อย เช่นมีรูรั่ว มีรอย crack รอยแตก ซึ่งปกติเขื่อนเกือบทุกเขื่อนมีความเสียหายแบบนี้อยู่เสมอครับ แต่ก็ยังสามารถใช้งานต่อไปได้เพราะยังควบคุมการไหลเข้าและออกของน้ำได้

สอง คือ เขื่อนไม่สามารถกักเก็บน้ำไว้ได้ เขื่อนเสียหายมาก ไม่ function แล้ว อย่างนี้ควรเรียกว่าเขื่อนแตก เขื่อนพังนั่นแหละครับ ไม่ต้องแตกดังโพล๊ะเหมือนตุ่มหรอก ก็เรียกว่าเขื่อนแตกได้แล้วละครับ  ซึ่งถ้าเขื่อนพัง ก็จะเกิดความเสียหายกับพื้นที่ใต้เขื่อนเพราะเก็บน้ำไว้ไม่ได้แล้วนั่นเองครับ ส่วนการที่ไม่สามารถเก็บน้ำไว้ได้แล้วก็อาจเกิดจากการที่มีปริมาณน้ำมากกว่าที่ออกแบบเอาไว้ ก็จะควบคุมน้ำไหลเข้าออกไม่ได้ เกิดน้ำล้นข้าม หรือเกิดจากเหตุภัยพิบัติเช่นแผ่นดินไหวก็เป็นได้ที่ทำให้ตัวเขื่อนหรือฐานเขื่อนมีความเสียหายครับ

เขื่อนไม่เหมือนโครงสร้างทางวิศวกรรมอย่างอื่นที่จะมีโอกาสวิบัติเมื่อใช้งานไปนานแล้วแต่เขื่อนมีโอกาสวิบัติสูงในช่วงแรกๆของอายุการใช้งาน ดังนั้นจึงมีการใส่น้ำให้เต็มเพื่อทดสอบในช่วงห้าปีแรก

ในส่วนการบริหาจัดการเขื่อนที่ดีก็ต้องมีการบำรุงรักษา มีแผนปฎิบัติการฉุกเฉิน  เช่น EAP Emergency Action plan และแผนเตรียมพร้อม EPP Emergency Preparedness Plan มีการซักซ้อมแผนเหล่านั้นครับ

อ้อ สำหรับเขื่อนและอ่างเก็บน้ำในไทยที่มีอยู่หลายพันเขื่อนและอ่างเก็บน้ำในปัจจุบัน ส่วนใหญ่ยังไม่มีแผนจัดการกับเหตุการณ์เหล่านี้อย่างเป็นรูปธรรมครับ ซึ่งควรจัดเตรียมขึ้นมา ดีกว่ามาอธิบายทีหลังว่าเขื่อนแตกหรือไม่แตกครับ