Issuu on Google+

การใช้ถงุ ทรายเพื่อป้ องกันนํ้าท่วม โดย รศ. ดร. อมร พิมานมาศ สถาบันเทคโนโลยีนานาชาติสริ นิ ธร มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ประธานคณะอนุกรรมการสาขาวิศวกรรมโครงสร้างและสะพาน วสท.

สวัสดีครับ เพือ่ นๆวิศวกรทุกท่าน ขณะนี้ทกุ ท่านคงจะทราบดีอยูแ่ ล้วว่าประเทศของเรากําลัง ประสบภัยพิบตั นิ ้ําท่วมหนักหนาสาหัสเหลือเกิน แม้ผมจะไม่ใช่ผเู้ ชีย่ วชาญเรือ่ งนํ้าแต่คดิ ว่า น่าจะเผยแพร่ ความรูเ้ กีย่ วกับเรือ่ งการป้องกันนํ้าท่วมไปบ้างเผือ่ จะได้เป็ นประโยชน์แก่เพือ่ นๆวิศวกร ในการทีจ่ ะให้คาํ แนะนํา หรือเผยแพร่ให้แก่คนทีเ่ รารูจ้ กั ตลอดจนประชาชนทัวไปตามโอกาสสมควร ่ เผอิญผมได้มโี อกาสอ่านบทความที่ น่าสนใจเรือ่ ง Sandbagging for flood protection โดย Kenneth Hellevang จาก North Dakota State University ผมเห็นว่าบทความนี้น่าจะมีประโยชน์จงึ นํามาเรียบเรียงเป็ นภาษาไทย พร้อมทัง้ เพิม่ เติมบางส่วน เข้าไปหวังว่าคงจะเป็ นประโยชน์แก่เพือ่ นวิศวกรบ้างไม่มากก็น้อย ในปจั จุบนั เราจะเห็นมีการนําถุงทรายมาทําคันหรือกําแพงกันนํ้ากันมาก บางครัง้ ก็ทาํ ถูกทําผิด เกิดการ รัวซึ ่ มของนํ้า หรือ แม้กระทังอาจทํ ่ าให้คนั ถุงทรายเกิดพังทลายลงไปหากทําไม่ถูกต้อง ผมเลยจะนําเรือ่ งการใช้ ถุงทรายเพือ่ ป้องกันนํ้าท่วมมาเขียนเล่าสูก่ นั ฟงั ในแบบสัน้ ๆ เป็ นข้อๆดังนี้ และถือโอกาสแทรกหลักทาง วิศวกรรมไปด้วยเลย (เอาตามทีผ่ มเข้าใจนะครับ) 1. รูปร่างของคันกันนํ้าทีท่ าํ จากถุงทราย คันกันนํ้าอาศัยหลักการของแรงเสียดทานทีผ่ วิ ล่างเพือ่ ต้านแรงดันนํ้าทีม่ ากระทํา ดังนัน้ รูปร่างของคัน จะต้องมีเสถียรภาพต่อการต้านแรงดันนํ้าด้านข้าง โดยฐานต้องมีความกว้างสองถึงสามเท่าของความสูง เพือ่ จะ ได้มพี น้ื ทีฐ่ านทีส่ มั ผัสกับพืน้ ดินมากๆ จะได้ตา้ นทานการเลื่อนไถล (Sliding) และการไม่พลิกควํ่า (Overturning) ได้ดี นอกจากนี้ถุงทรายต้องมีจาํ นวนมากพอเพือ่ จะทําให้เกิดนํ้าหนักกดลงมากๆ จะได้ไม่เลือ่ น ไถลได้งา่ ย และพืน้ ด้านล่างทีส่ มั ผัสกับดินจะต้องทําความสะอาดผิวสัมผัสไม่ให้มคี ราบดิน หรือ คราบนํ้ามันซึง่ จะทําให้พน้ื ลืน่ และทําให้คา่ สัมประสิทธิ ์แรงเสียดทานตํ่า ส่วนความสูงของกําแพงถุงทรายก็ควรจะสูงกว่าระดับ นํ้าทีค่ าดคะเนไว้สกั 1 ฟุตหรือ 30 ซม. เพือ่ กันการกระฉอกของนํ้า ในบางพืน้ ทีอ่ าจจะพอคะเนระดับนํ้าได้ เนื่องจากเคยประสบนํ้าท่วมมาก่อน แต่บางพืน้ ทีอ่ าจจะไม่ทราบเลย และไม่แน่ใจว่าหน่วยงานต่างๆ ได้มขี อ้ มูล ตรงนี้หรือไม่ แต่ในต่างประเทศจะมีแผนทีเ่ สีย่ งภัยนํ้าท่วม (Flood hazard map) ซึง่ จะให้ทราบค่าคะเนความสูง นํ้าท่วมในแต่ละพืน้ ทีไ่ ด้ ตรงนี้หน่วยงานทีเ่ กีย่ วข้องหากมีขอ้ มูลดังกล่า ว ควรจะนํามาเผยแพร่ แต่หากยังไม่ม ี ก็อาจจะต้องรวบรวมข้อมูลการเกิดนํ้าท่วมตลอดจนจัดทําแผนทีเ่ สีย่ งภัยขึน้ มาใช้ในอนาคตต่อไป


ระยะเผื่อ 30 ซม. ระดับนํ้าที่คาดคะเน

W H

แรงดันนํ้า f = µW B = 2H-3H

2. ไม่ควรกองถุงทรายพิงผนังกําแพงอาคาร เพราะแรงดันนํ้าอาจถ่ายเข้าสูก่ าํ แพงและทําให้กาํ แพง เสียหายได้ เพราะต้องไม่ลมื ว่าแรงดันนํ้าทีเ่ กิดขึน้ จะไม่ใช่แรงดันนํ้าแบบสถิต (Hydrostatic pressure) แต่จะ เป็ นแรงดันนํ้าแบบพลศาสตร์ (Hydrodynamic pressure) เนื่องจากนํ้าทีแ่ รงและมาเร็วอาจจะมาปะทะกองถุง ทรายแบบตรงๆด้วยแรงดันทีส่ งู มากกว่าแรงดันสถิต สูตรหรือสมการทีใ่ ช้ในการคํานวณแรงดันทัง้ สองต่างกัน ดังนี้ p static = γ w h p dynamic =

เมือ่

1 C d ρv 2 A 2

C d คือสัมประสิทธ์แรงลาก

(Drag coefficient) สําหรับกําแพงใช้คา่ เท่ากับ 1.5 v เป็ นความเร็วกระแสนํ้า และ A คือพืน้ ทีท่ น่ี ้ําปะทะกําแพง

3. หากมีบริเวณพืน้ ทีม่ ากพอควรทําพืน้ ทีก่ นั ชนระหว่างแนวกําแพงถุงทรายกับตัวอาคาร (อย่างน้อย ั ๊ ้าไว้ในพืน้ ทีก่ นั ชนนี้ เผือ่ ไว้กรณีทเ่ี กิดการรัวซึ ประมาณ 2.5 เมตรขึน้ ไป) แล้วเตรียมปมนํ ่ มจะได้สบู นํ้าออกไปได้ และหากเป็ นไปได้ ในกรณีทม่ี พี น้ื ทีม่ ากพอ ถ้าจะทําคันสองชัน้ ก็ยง่ิ ดี จะช่วยลดความเสีย่ งจากนํ้าท่วมลงได้อกี มาก 4. จํานวนถุงทรายทีต่ อ้ งการขึน้ อยูก่ บั ขนาดของถุงทราย ความสูง และความกว้างของคันถุงทราย อาจ ประมาณคร่าวๆโดยดูจากภาพข้างล่าง ซึง่ เป็ นกรณีทก่ี องถุงทรายให้มอี ตั ราส่วนความกว้างฐานเท่ากับสองเท่า ของความสูง (B = 2H) ดังรูป


การประมาณจํานวนถุงทรายอาจสรุปเป็ นตารางดังนี้ (ต่อความยาว 1 เมตร) ความสูง (H), ฟุต กรณี B = 2H กรณี B = 3H 1 20 20 2 56 70 3 100 150 4 180 260 5 300 425 ตารางข้างต้นมีสมมุตฐิ านว่าถุงทรายทีเ่ มือ่ ใส่ทรายแล้วนําไปวาง มีขนาดประมาณ กว้าง 25 ซม. ยาว 35 ซม. และสูง 10-12.5 ซม. (ไม่เท่ากับขนาดถุงทรายเปล่าเนื่องจากไม่ได้บรรจุทรายจนเต็ม) หากใช้ถุงทราย ขนาดอืน่ จํานวนถุงทรายทีต่ อ้ งการจะเปลีย่ นไป จะต้องปรับจํานวนตามความเหมาะสม 5. หากต้องการให้กองถุงทรายสูงเกิน 5 ฟุตขึน้ ไป ควรขุดร่องขนาดกว้าง 2 ถุงทราย สูง 1 ถุงทรายเพือ่ เพิม่ การยึดเกาะกับพืน้ ดินดังรูป อันนี้เสมือนทําเป็ นเดือยยึดกําแพงเข้ากับพืน้ ได้ดยี งิ่ ขึน้

6. การใส่ทรายในถุงให้ใส่เลยครึง่ ถุงไปเล็กน้อยแล้วผูกถุงใกล้ปลายบน เพือ่ ให้ทรายเคลื่อนตัวอยูภ่ ายใน ถุงได้งา่ ย ซึง่ จะทําให้ทรายไหลไปอุดช่องว่างๆต่างได้ดี หากใส่ทรายมากเกินไป หรือ ผูกถุงในระดับทีต่ ่าํ เกินไป


จะยึดหรือบังคับจนทรายเคลื่อนทีไ่ ปมาไม่ได้ ทําให้ไม่สามารถเคลื่อนไปอุดช่องว่างได้ จึงมีโอกาสเกิดการรัวซึ ่ ม ได้งา่ ย

7. การกองถุงทรายในแถวเดียวกันให้วางส่วนทีม่ ที รายของถุงหนึ่งบนส่วนทีไ่ ม่มที รายของถุงก่อนหน้าไป เรือ่ ยๆ การวางในแถวอืน่ หรือชัน้ ถัดไปให้วางให้เหลื่อมกันประมาณครึง่ ถุงเหมือนเราก่ออิฐเพือ่ หลีกเลีย่ งการ สร้างรอยต่อในแนวเดียวกันระหว่างแถวหรือระหว่างชัน้ ของถุงทราย เมือ่ วางแต่ละถุงแต่ละแนวให้ขน้ึ ไปเหยียบ คล้ายการบดอัดเพือ่ ให้เกิดความแน่น จะได้ไม่มชี อ่ งว่างให้น้ํารัวซึ ่ มออกไป และ ช่วยเพิม่ ความแข็งแรงให้แก่ กองถุงทรายอีกด้วย นอกจากนี้ถุงทรายควรจะวางให้ขนานกับทิศทางการไหลของกระแสนํ้าเพือ่ ลดแรง กระแทกของนํ้า

8. ใช้ผา้ ใบหรือผ้าพลาสติกทําการกันซึมให้แก่กาํ แพงถุงทราย โดยวางผ้าพลาสติกหรือผ้าใบคลุมถุงทราย ให้เลยออกจากฐานทัง้ สองด้านออกไปอย่างน้อย 30 ซม. แต่หา้ มวางใต้ฐานเด็ดขาดเพราะจะทําให้ความฝืด ลดลง จากนัน้ ให้นําถุงทรายวางบนผ้าพลาสติกเพือ่ เป็ นนํ้าหนักกดกันผ้าพลาสติกเลือ่ นไถลออกจากกําแพงถุง ทราย ผ้าพลาสติกควรจะมีความหนาพอ ไม่ขาดหรือเปื่ อยง่าย การวางผ้าพลาสติกควรวางอย่างหย่อนๆ ไม่ ต้องขึงจนตึงเพราะแรงดันนํ้าจะช่วยดันให้ผา้ พลาสติกแนบกับตัวกําแพงได้เอง หากขึงจนตึงอาจทําให้ผา้ พลาสติกขาดได้งา่ ยเนื่องจากการขึงเหมือนเป็ นการออกแรงดึงแก่ผา้ ดังนัน้ เมือ่ เจอแรงดันนํ้าจะทําให้ขาดหรือ เป็ นรูได้งา่ ย จึงต้องระวังให้ดี


ครับ ผมหวังว่าเอกสารนี้จะพอมีประโยชน์บา้ ง หากมีขอ้ ผิดพลาดประการใดในบทความนี้ ผมขอน้อมรับแต่ ผูเ้ ดียว ท้ายสุดนี้ผมหวังเป็ นอย่างยิง่ ว่าประเทศของเราจะพ้นภัยพิบตั จิ ากนํ้าท่วมครัง้ นี้โดยเร็ว สวัสดี อ้างอิ ง 1. Kenneth Hellevang , Sandbagging for flood protection 2. มยผ. 1312-51 มาตรฐานการออกแบบโครงสร้างอาคารอพยพในเขตเสีย่ งภัยระดับสึนามิปานกลาง


การใช้ถุงทรายเพื่อป้องกันน้ำท่วม