การไหลของตะกอนผ่านฝายหยัก

Abstract

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์คือการหาประสิทธิภาพการระบายตะกอนผ่านฝายหยักที่มีการปรับปรุงรูปแบบหน้าฝาย และลักษณะการเปลี่ยนแปลงท้องน้ำ โดยพิจารณาผลที่เกิดขึ้นเนื่องจากการกำหนดปัจจัยที่สำคัญสามประการคือ สภาพไหลของน้ำ อัตราการนำพาตะกอน และรูปแบบของฝาย การศึกษานี้ใช้แบบจำลองชลศาสตร์กายภาพ ประกอบด้วยรางน้ำสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาด กว้าง 0.6 ม. ยาว 18.0 ม. สูง 0.75 ม. เครื่องโรยทราย ระบบหมุนเวียนน้ำ และแบบจำลองฝายหยัก ณ ห้องปฏิบัติการแบบจำลองชลศาสตร์และชายฝั่งทะเล ภาควิชาวิศวกรรมแหล่งน้ำ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย มีการทดลองทั้งหมด 21 ชุดการทดลอง โดยพิจารณาสภาพการไหลที่มีอัตราการนำพาตะกอนแตกต่างกัน 7 ค่าในช่วง 24-30 ลิตรต่อวินาที และฝายหยักรูปแปลนสี่เหลี่ยมคางหมูสูง 0.1 เมตร 3 รูปแบบได้แก่ แบบ A เป็นรูปแบบที่มีผนังของฝายตั้งตรง และไม่มีอาคารด้านหน้าตัวฝาย แบบ B เป็นรูปแบบที่มีความลาดชันของผนังตัวฝาย และไม่มีอาคารด้านหน้าตัวฝาย และแบบ C เป็นรูปแบบที่มีความลาดชันเฉพาะด้านหน้าตัวฝายและมีการยกระดับพื้นหน้าฝายเป็นระยะครึ่งหนึ่งของความสูงฝาย จากผลการทดลองพบว่า การปรับปรุงรูปแบบของหน้าฝายของฝายหยักจากแบบ A ไปสู่แบบ B และ C นั้น ทำให้ประสิทธิภาพการไหลผ่านฝายเปลี่ยนแปลงไป ค่าสัมประสิทธิ์การไหล (C[subscript d]) ของฝายทั้ง 3 แบบอยู่ในช่วง 0.45-0.65 โดยความสัมพันธ์ระหว่างค่าสัมประสิทธิ์การไหล (C[subscript d]) กับอัตราส่วนของเฮดรวมเหนือสันฝายต่อความสูงฝาย (H[subscript t]/P) มีลักษณะแปรผกผันเหมือนกันทั้ง 3 รูปแบบฝาย คือค่า C[subscript d] มีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อค่า H[subscript t]/P ลดลง โดยฝาย A มีค่า H[subscript t]/P อยู่ระหว่าง 0.4-0.6 ค่า C[subscript d] มีค่าอยู่ระหว่าง 0.5-0.65 ส่วนค่า H[subscript t]/P และค่า C[subscript d] ของฝาย B และฝาย C มีค่าอยู่ระหว่าง 0.5-0.65 และ 0.45-0.55 เหมือนกัน ค่า C[subscript d] ของฝาย B และ C มีค่ามากกว่าฝาย A ในช่วงของค่า H[subscript t]/P เพิ่มขึ้นจาก 0.65 ขึ้นไป ในขณะที่เมื่อค่า H[subscript t]/P ลดลงจากค่า 0.65 ลงไป ค่า C[subscript d] มีค่าน้อยกว่า ส่วนประสิทธิภาพการระบายตะกอนผ่านฝายของฝาย C หลังจากท้องน้ำเข้าสู่สมดุล มีค่ามากกว่าฝาย A และ B ประมาณ 5%