ชลศาสตร์ของการชะล้างน้ำในคลองโดยน้ำขึ้นน้ำลง

Abstract

การศึกษาวิทยานิพนธ์นี้ มุ่งศึกษาพฤติกรรมชลศาสตร์ของคลองภายใต้อิทธิพลของน้ำขึ้นน้ำลง ทั้งกรณีคลองปลายตันและคลองปลายเปิด 2 ด้าน รวมทั้งพฤติกรรมชลศาสตร์ระบบการชะล้างน้ำโดยน้ำขึ้นน้ำลง โดยศึกษาแบบจำลองชลศาสตร์ ณ ห้องปฏิบัติการแบบจำลองชลศาสตร์และชายฝั่งทะเล ภาควิชาวิศวกรรมแหล่งน้ำ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย แบบจำลองชลศาสตร์ประกอบด้วย แบบจำลองทางน้ำ แบบจำลองแอ่งคลื่น (ทะเล) เครื่องกำเนิด คลื่นน้ำขึ้นน้ำลง เครื่องวัดความสูงคลื่น เครื่องวัดความเร็วกระแสน้ำ และทุ่นวัดความเร็ว แบบจำลองทางน้ำสร้างขึ้นด้วยพลาสติก ขนาด 0.15ม. x 0.20 ม. ยาว 22 ม. ซึ่งมีปลายทางสองด้านของแบบจำลองทางน้ำเชื่อมต่อกับแบบจำลองแอ่งคลื่น และมีประตูระบายน้ำติดตั้งเพื่อควบคุมการไหล ที่มีการผันแปรความสูงคลื่นในช่วง 0.30-1.20 ซม. และคาบน้ำขึ้นน้ำลงอยู่ในช่วง 160-500 วินาที จากผลการศึกษาทั้ง 24 ชุดการทดลอง พบว่าพฤติกรรมที่เกิดขึ้นในคลองปลายตันจะมีระยะการเคลื่อนที่ของอนุภาคน้ำมากที่สุดบริเวณปากคลอง และอัตราการเคลื่อนที่จะลดลงตามระยะทางจนเกือบไม่มีการเคลื่อนที่ของอนุภาคน้ำบริเวณปลายด้านปิด ในกรณีคลองปลาย 2 ด้านเชื่อมต่อกับทะเล พฤติกรรมที่เกิดขึ้นจะคล้ายกับคลองปลายตัน ต่างกันที่คลองที่มีปลาย 2 ด้าน จะเกิดสภาพน้ำนิ่งที่ระยะกึ่งกลางความยาวคลอง ซึ่งระยะการเคลื่อนที่ของอนุภาคน้ำทั้ง 2 กรณี ขึ้นอยู่กับระยะทางจากปากคลอง และความชันคลื่นเป็นหลัก สำหรับระบบชะล้างโดยน้ำขึ้นน้ำลง ที่อาศัยการเปิด-ปิดประตูระบายน้ำตามการขึ้นลงของระดับน้ำเพื่อให้มีการไหลแบบทิศทางเดียว ทำให้เกิดการหมุนเวียนของน้ำในคลองลงสู่ทะเล ซึ่งการเคลื่อนที่ของอนุภาคน้ำขึ้นอยู่กับจังหวะการเปิด-ปิดประตูระบายน้ำ นอกจากนี้ในการศึกษาได้เสนอความสัมพันธ์ของความเร็วทุ่นตามระยะทางในคลองในช่วงน้ำขึ้นน้ำลง เวลาเดินทางของอนุภาคน้ำ ความเร็วเฉลี่ย และอัตราการชะล้าง เพื่อนำไปเป็นแนวทางเบื้องต้นในการระบายน้ำและไล่น้ำเสียในคลองที่อยู่ภายใต้อิทธิพลของน้ำขึ้นน้ำลง โดยเฉพาะคลองที่มีปลายคลองเชื่อมต่อกับทะเล