วช. ผนึก วว. คิดค้นวัสดุคอมโพสิต เพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำในคลองชลประทาน

วช. หนุน วว. ใช้วัสดุคอมโพสิต เพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำในคลอง

     วันที่ 22 มีนาคม 2566 สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม โดยคณะผู้ทรงคุณวุฒิ วช. พร้อมสื่อมวลชน ลงพื้นที่ติดตามความก้าวหน้าโครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาต้นแบบวัสดุคอมพอสิตสำเร็จรูป เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำคลองชลประทาน” ดำเนินการโดย นายเจต พาณิชภักดี นักวิจัยอาวุโส และคณะ แห่งศูนย์เชี่ยวชาญนวัตกรรมวัสดุ สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.) ณ โครงการส่งน้ำและบำรุงรักษากำแพงแสน จังหวัดนครปฐม

     นายเจต พาณิชภักดี หัวหน้าโครงการฯ กล่าวว่า สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.) ได้รับการสนับสนุนจาก วช. ในการดำเนินโครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาต้นแบบวัสดุคอมพอสิตสำเร็จรูป เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำคลองชลประทาน” ที่ผ่านมา น้ำชลประทานถูกลำเลียงไปตามคลองส่งน้ำและไหลลงสู่คลองระบายน้ำที่เป็นคลองดิน พบปัญหาการสูญเสียน้ำในระบบส่งน้ำเนื่องจากการซึมของน้ำชลประทานผ่านวัสดุก่อสร้างคลองที่เป็นดิน คลองส่งน้ำที่ใช้งานเป็นระยะเวลานานจึงนิยมที่จะปรับปรุงด้วยการดาดคลองส่งน้ำด้วยคอนกรีต ซึ่งมีคุณสมบัติในการปองกันการรั่วซึมของน้ำได้เป็นอย่างดี แต่ปัญหาสำคัญที่มักจะเกิดขึ้นกับคลองส่งน้ำดาดด้วยคอนกรีต คือ การเกิดโพรงใต้แผ่นคอนกรีตจากการกัดเซาะของน้ำเป็นรูโพรง และปัญหาการรั่วซึมของน้ำผ่านคลองที่มีปริมาณมากกว่าการออกแบบ รวมทั้งการเจริญเติบโตของวัชพืชน้ำ ซึ่งเกิดจากดินบริเวณใต้ผนังดาดคอนกรีตเกิดการทรุดตัวจากการเลื่อนไหล ทำให้ผนังดาดคอนกรีตเกิดการแตกร้าว และเมื่อเกิดการกัดเซาะของวัสดุใต้แผ่นคอนกรีตแล้วจะพังทลายได้ในท้ายที่สุด ส่งผลให้เกิดการสูญเสียน้ำถึงร้อยละ 70 และไม่สามารถส่งน้ำไปถึงพื้นที่เพาะปลูกได้ตามเป้าหมาย โดยในต่างประเทศได้มีการเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำ และลดการสูญเสียน้ำโดยการใช้แผ่นเมมเบรนจากวัสดุพอลิเมอร์สังเคราะห์ ในการส่งน้ำ ซึ่งพบว่ามีข้อดี คือ ติดตั้งง่าย ใช้เวลาน้อย และมีการสูญเสียน้ำในระหว่างการส่งน้ำที่น้อย และพบว่าเพิ่มความสามารถในการส่งน้ำได้มากขึ้นกว่าร้อยละ 30

     ที่ผ่านมา วว. มีการพัฒนาชุดวัสดุป้องกันการกัดเซาะจากวัสดุทางธรรมชาติ สำหรับใช้งานปูทับหน้าตลิ่งเพื่อป้องกันการกัดเซาะของน้ำ โดยประกอบด้วย 2 ส่วนที่สำคัญ คือ ชั้นป้องกัน ทำหน้าที่รับแรงอัดหรือแรงเฉือนที่เกิดจากการไหลของกระแสน้ำ และป้องกันเศษหินหรือกรวดที่พัดมากับกระแสน้ำที่จะทำให้ชั้นเมมเบรนเกิดความเสียหายได้ โดยวัสดุชั้นป้องกันมีผิวเรียบ มีความต้านทานแรงอัดมากกว่า 150 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร และถูกออกแบบให้สามารถร้อยสลิงได้ ซึ่งจะถูกนำมาวางทับบนชั้นเมมเบรน (Membrane layer) ซึ่งทำหน้าที่กักเก็บผิวดินไม่ให้ถูกชะออกจากบริเวณแนวตลิ่งและป้องกันการซึมผ่านของน้ำโดยวัสดุชั้นเมมเบรน มีความต้านทานแรงดึงมากกว่า 17 กิโลนิวตันต่อเมตร นอกจากนั้น โครงสร้างชุดวัสดุคอมพอสิต เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำ เป็นโครงสร้างสำเร็จรูปที่พร้อมติดตั้งได้ทันที และยังสามารถปรับสภาพหรือปรับระดับตามพื้นผิวได้เล็กน้อย เมื่อมีการทรุดของดินบริเวณที่ถูกปูทับ เนื่องจากชั้นป้องกันของชุดวัสดุคอมพอสิต มีโครงสร้างที่ประกอบด้วยบล็อกที่มีความแข็งแรงขนาดเล็ก ที่เกี่ยวร้อยด้วยเส้นเสริมแรงภายใน ทำให้สามารถปรับระดับตัวได้เล็กน้อย เมื่อดินเกิดการทรุดตัว ในขณะที่ชั้นเมมเบรนของชุดวัสดุคอมพอสิต ที่วางใต้ชั้นป้องกัน มีระยะยืดตัวมากกว่าร้อยละ 40 เมื่อได้รับแรงภายนอกมากระทำ ทำให้สามารถปรับระดับตัวได้เช่นกัน ซึ่งแตกต่างจากการดาดคอนกรีตที่เป็นโครงสร้างแบบแผ่นแข็งและวางบนดิน ซึ่งจะสามารถลดการเกิดปัญหาการพังทลายของโครงสร้างและการรั่วซึมของน้ำได้เป็นอย่างดี