โครงการธนาคารน้ำใต้ดิน

แหล่งน้ำตามธรรมชาติแบ่งออกเป็น แหล่งเก็บน้ำผิวดินซึ่งได้แก่ สระน้ำ บ่อน้ำ แม่น้ำลำคลองและอื่นๆ และแหล่งน้ำใต้ดิน น้ำฝนส่วนหนึ่งจะถูกหน่วงบนพื้นดินและซึมลงสู่แหล่งน้ำใต้ดิน ซึ่งส่วนมากจะระบายลงเก็บกักในแหล่งน้ำผิวดิน การเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจทำให้ความต้องการน้ำมากขึ้น แหล่งน้ำผิวดินไม่พอเพียงเนื่องจากมีปริมาตรจำกัดและลดลงจากตะกอน ไม่สามารถเพิ่มพื้นที่เก็บน้ำผิวดินเช่นเขื่อนได้เนื่องจากปัญหาสภาพแวดล้อม ปัจจุบันจึงต้องนำน้ำใต้ดินขึ้นมาใช้ เมื่อพื้นที่หน่วงน้ำถูกนำไปใช้ประโยชน์มากขึ้นการซึมน้ำลงใต้ดินลดลงทำให้ระดับน้ำใต้ดินลดลงตามไปด้วย

การซึมลงดินต้องใช้เวลา น้ำฝนส่วนใหญ่จะถูกระบายทิ้งจากพื้นที่ทำประโยชน์อย่างรวดเร็วทำให้พื้นที่สำหรับหน่วงน้ำฝนให้ซึมลงสู่แหล่งน้ำใต้ดินน้อยลง ปริมาณน้ำธรรมชาติที่สามารถใช้ได้จึงน้อยกว่าที่ควร โครงการธนาคารน้ำใต้ดินจึงช่วยเพิ่มปริมาตรการเก็บกักน้ำทำให้สามารถใช้น้ำจากธรรมชาติได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยลดปัญหาน้ำท่วมและน้ำแล้งซ้ำซาก ไม่กระทบกับการใช้ประโยชน์ที่ดิน

โครงการธนาคารน้ำใต้ดินมีประโยชน์ต่อความมั่นคงในเรื่องน้ำสำหรับประเทศทั้งในด้านการเกษตรและอุตสาหกรรม จึงเป็นโครงการที่ควรพัฒนาวิธีการเติมน้ำลงใต้ดินให้เหมาะสมทั้งเรื่องประสิทธิภาพ ราคาค่าก่อสร้างและบำรุงรักษาง่าย สามารถก่อสร้างได้เอง เพื่อส่งเสริมให้ธนาคารน้ำฯมีการใช้อย่างแพร่หลายเป็นประโยชน์สำหรับทั้งเจ้าของและส่วนรวม

น้ำผิวดินและน้ำใต้ดิน

น้ำใต้ดินหรือน้ำบาดาลเกิดจากการซึมของน้ำฝนผ่านชั้นดินลงสู่ชั้นใต้ดิน น้ำใต้ดินมีหลายชั้นตามลักษณะของชั้นดิน น้ำใต้ดินชั้นบนสุดพบว่ามีความสัมพันธ์กับแหล่งน้ำผิวดินและจะมีการไหลตามลักษณะภูมิประเทศ น้ำใต้ดินระดับตื้นเป็นน้ำจากผิวดินที่ปนเปื้อนจากสิ่งสกปรกผิวดินการซึมผ่านชั้นดินเป็นการกรองโดยธรรมชาติมีระยะการกรองน้อยจึงมีคุณภาพเป็นน้ำดิบสำหรับการเกษตร เมื่อซึมลึกลงไปจะผ่านการกรองโดยธรรมชาติมากขึ้นทำให้มีคุณภาพดีขึ้นเป็นน้ำบาดาลแต่ก็มีโอกาสที่จะละลายสารพิษปะปนจึงต้องมีการตรวจสอบคุณภาพเพิ่มเติมเมื่อจะใช้สำหรับการบริโภค

น้ำฝนรวมตัวกันไหลลงแหล่งน้ำผิวดินชะดินและวัสดุชีวภาพลงไปด้วย เกิดตะกอนในแหล่งน้ำทำให้ปริมาตรน้ำผิวดินจึงลดลงตามระยะเวลา น้ำในแหล่งน้ำผิวดินจะระเหยสู่อากาศเนื่องจากความร้อนจากแสงอาทิตย์ และซึมลงใต้ดินเมื่อระดับน้ำใต้ดินต่ำกว่าน้ำผิวดิน ในทางตรงกันข้ามน้ำใต้ดินจะซึมมาที่แหล่งน้ำผิวดินเมื่อระดับน้ำใต้ดินสูงกว่า ทำให้แหล่งน้ำผิวดินมีน้ำตลอดเวลา

              ปัจจุบันมีการใช้น้ำใต้ดินสำหรับการอุปโภคบริโภคทั้งในการเกษตรและอุตสาหกรรม พื้นที่หน่วงน้ำซึ่งเป็นกลไกสำคัญสำหรับการซึมน้ำลดลง การเติมน้ำใต้ดินโดยการซึมตามธรรมชาติไม่เพียงพอ ทำให้ระดับน้ำใต้ดินลดลง ปริมาณน้ำสำรองใต้ดินลดลง การเติมน้ำใต้ดินในระดับตื้นจึงมีความสำคัญ ช่วยให้มีน้ำเก็บใต้ดินในระดับตื้นสำหรับการเกษตรและมีน้ำซึมลงในระดับที่ลึกกว่าสำหรับน้ำบาดาลอีกด้วย

การซึมน้ำของดิน

โครงสร้างดินประกอบด้วยเม็ดดินและช่องว่างระหว่างเม็ดดิน ดินที่แห้งจะมีอากาศอยู่ในช่องวาง ตารางที่ 1.แสดงปริมาตรของช่องว่างในดินประเภทต่างๆซึ่งในดินแห้งจะมีปริมาตรอากาศในดินเท่ากับปริมาตรของช่องว่า การซึมน้ำคือการที่น้ำเข้าแทนที่อากาศในดิน อากาศจะถูกน้ำไล่ไปทางที่อากาศไหลได้สะดวกที่สุดตามธรรมชาติอาจเป็นที่ดินส่วนอื่นและ/หรือไหลย้อนทิศทางการซึมของน้ำ การซึมน้ำผ่านดินที่มีน้ำอิ่มตัว(percolation) ช่องว่างระหว่างเม็ดดินมีน้ำอยู่เต็ม น้ำจะซึมลงแนวดิ่งตามแรงดึงดูดของโลกหรือไปในแนวราบด้วยแรงคาปีรารี (capillary) ค่าการซึมน้ำของดินจากการทดสอบจะเป็นการซึมน้ำผ่านดินที่มีน้ำอิ่มตัว

ตารางที่ 1. ปริมาตรของช่องว่างในดินประเภทต่างๆ (เอกสารอ้างอิง 1.)

การซึมน้ำผ่านดินมีค่าแตกต่างตามลักษณะของดิน ขนาดเม็ดดินหยาบได้แก่กรวดและทราย (Gravel & Sand)มีการซึมน้ำดีกว่าเม็ดละเอียดซึ่งได้แก่ ดินเหนียวและดินทราย (Clay&Silt) โครงสร้างของดินตามการกระจายของเม็ด สำหรับดินเม็ดหยาบเป็นพวกที่เม็ดคละหลายขนาด (Well Graded) และเม็ดไม่คละมีเม็ดขนาดเดียวกันมากหรือขนาดเม็ดขาดช่วง (Poorly Grade) ปัจจัยอื่นๆ ที่กระทบกับการซึมน้ำได้แก่ความดันแตกต่างในทิศทางการซึมน้ำ ระดับน้ำใต้ดินซึ่งมีผลจากการซึมน้ำตามธรรมชาติ(เกี่ยวข้องกับปริมาณฝน การระบายน้ำของพื้นที่ และกูมิประเทศ) และอื่นๆ

การทดสอบค่าการซึมของดินในห้องปฏิบัติการจะมีมาตรฐานกำหนดตัวประกอบต่างๆในการทดสอบคงที่ ค่าการซึมที่ดีที่สุดจึงเป็นค่าที่ได้จากการทดสอบที่ตำแหน่งของบ่อซึ่งมีตัวประกอบในการเติมน้ำจริง ตารางที่ 2. แสดงค่าการซึมโดยประมาณจากประเภทของดินซึ่งสามารถใช้ในการประมาณการทำงานของบ่อเติมน้ำใต้

ตารางที่ 2. ค่าการซึมน้ำของดินประเภทต่างๆ

การซึมน้ำทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของลักษณะดินอาจเกิดการทรุดตัวเคลื่อนตัวของดินถ้าน้ำมากกว่าจุดอิ่มตัว ซึ่งจะมีผลต่อความแข็งแรงฐานรากและกระทบกับโครงสร้างทั้งใต้ดินและเหนือดิน เช่น งานอุโมงค์ เขื่อนถมดิน การถมฝั่ง และอื่นๆ สำหรับการเก็บน้ำใต้ดินในพื้นที่เกษตรกรรมซึ่งไม่มีการก่อสร้างและไม่มีผลกระทบกับความแข็งแรงของโครงสร้างที่มีเสาเข็มลึกถึงระดับดินดาน

แผ่นใยสังเคราะห์ Geotextileหรือ Geofabric

          คือสิ่งทอที่ผลิตจากเส้นใยสังเคราะห์ เช่น โพลีโพรพิลีน (Polypropylene, PP) หรือโพลีเอสเตอร์ (Polyester, PET) มีความทนทานและความยืดหยุ่นสูง สามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ใช้ในงานก่อสร้างเพื่อการปรับปรุงคุณสมบัติของดินและเพิ่มความแข็งแรงให้กับโครงสร้างพื้นฐาน ขนาดของรูทำให้น้ำผ่านแผ่นได้ ดินอีกด้านหนึ่งของแผ่นจะมีน้ำไม่เกินกว่าจุดอิ่มตัว เมื่อดินไม่ไหลจึงช่วยรักษาความแข็งแรงของดินไว้ ในด้านการกรองจะใช้แผ่นใยสังเคราะห์คั่นระหว่างชนิดวัสดุกรองเพื่อช่วยให้ทรายกรองและหินกรองมีการทำงานได้ทนนานไม่อุดตันเนื่องจากกันไม่ให้ดินผ่านเข้าไปอุดตัน

              แผ่นใยสังเคราะห์มี 2แบบ ได้แก่แบบถัก(woven)ซึ่งถักเส้นใยขัดกันเหมือนผ้าและแบบไม่ถัก(non-woven)ซึ่งอาจใช้ความร้อนทำให้เส้นใยติดกันหรือใช้เข็มกดทำให้เส้นใยขัดติดกัน แผ่นใยสังเคราะห์แบบถักมีราคาสูงกว่าแบบไม่ถัก ตัวอย่างแผ่นใยสังเคราะห์มีขนาดรูไม่เกิน 120ไมครอน (0.12มม.) รวม 90%ของรูทั้งหมด (O₉₀) ดินทรายมีขนาด 2 มม.ถึง 2 ไมครอน เม็ดดินที่มีขนาดเล็กกว่ารูจึงสามารถผ่านแผ่นใยสังเคราะห์ได้ แต่เม็ดดินขนาดนั้นจะมีผลต่อความแข็งแรงของดินน้อย แผ่นใยสังเคราะห์บางชนิดมีความดันตกของน้ำผ่านแผ่น 25-40มม. จึงใช้กับงานที่มีน้ำตื้นตั้งแต่ 50มม.ขึ้นไป

ตารางที่ 3. เปรียบเทียบแผ่นใยสังเคราะห์แบบถักและไม่ถัก(เอกสารอ้างอิง 2.)

ค่าการซึมน้ำของแผ่นใยสังเคราะห์แบบไม่ถักทั่วไปประมาณ 600ลิตร/ตรม.วินาที (6.0 E-4 ม./วินาที)เมื่อความดันน้ำ 50มม.ซึ่งมากกว่าค่าการซึมน้ำตินทรายและดินเหนียว (ตารางที่ 1.) เมื่อใช้สำหรับการเติมน้ำใต้ดินในระดับตื้น(ความลึกน้อยกว่า/เท่ากับ 15ม.) ถ้าระดับที่เติมเป็นดินทรายและดินเหนียวการซึมน้ำจะขึ้นกับค่าการซึมน้ำของดิน แต่ถ้าเป็นกรวด/ทรายค่าการซึมน้ำถูกจำกัดด้วยค่าการซึมน้ำของแผ่นใยสังเคราะห์ซึ่งเมื่อมีความลึกของน้ำกดลงมาค่าการซึมน้ำผ่านแผ่นใยสังเคราะห์จะมากยิ่งขึ้น

              การเติมน้ำใต้ดินในระดับตื้นน้ำจะซึมผ่านจากด้านหนึ่งของแผ่นใยสังเคราะห์ลงดินโดยมีความดันน้ำกดถึงดินบางประเภทจะมีขนาดเล็กกว่ารูของแผ่นใยสังเคราะห์ก็จะย้อนผ่านมาด้านน้ำไม่ได้ทำให้ดินไม่อุดแผ่นใยสังเคราะห์

ความเป็นมาของโครงการ

            จุดประสงค์ของการเติมน้ำใต้ดินระดับตื้นคือเพื่อเพิ่มปริมาณน้ำสำรองไว้ใต้ดินซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำธรรมชาติโดยลดการระบายทิ้งและลดปัญหาน้ำท่วม น้ำที่เก็บสามารถนำมาใช้เป็นน้ำดิบสำหรับการเกษตรและอุตสาหกรรม และเพื่อให้ซึมลึกลงไปผ่านการบำบัดโดยธรรมชาติเติมน้ำให้น้ำใต้ดินระดับลึกหรือน้ำบาดาลซึ่งมีคุณภาพดีขึ้นสำหรับการบริโภค ระดับตื้นหมายถึงลึกจากผิวดิน 12-15ม. เนื่องจากเมื่อความลีกเกิน 15 ม. ต้องขออนุญาตตามพระราชบัญญัติน้ำบาดาล ดินในระดับที่เติมน้ำควรเป็น กรวดหรือทราย  และไม่มีน้ำใต้ดินเพื่อให้ซึมน้ำได้เร็วเท่ากับน้ำที่อยู่ในพื้นที่

โครงการธนาคารน้ำไม่ใช่โครงการใหม่ “คู่มือการก่อสร้างและบำรุงรักษาระบบเติมน้ำใต้ดินระดับตื้น” [อ้างอิง 1.] นำเสนอวิธีการเตรียมพื้นที่รองรับน้ำสำหรับรวบรวมน้ำให้กับระบบเติมน้ำใต้ดินระดับตื้นเป็นต้นแบบให้ผู้สนใจนำไปใช้ ส่วนที่สำคัญคือการเตรียมพื้นที่รองรับและรวบรวมน้ำ และบ่อเติมน้ำ ในบทความนี้มีจุดประสงค์เพื่อพัฒนาเฉพาะบ่อเติมน้ำเท่านั้นซึ่งจากคู่มือฯไว้ 2 แบบดังต่อไปนี้

บ่อเติมน้ำใต้ดินระดับตื้นแบบที่ 1. เป็นแบบบ่อน้ำวงคอนกรีตเพื่อใช้เติมน้ำใต้ดินระดับตื้นตามรูปที่ 1. ขุดฝังบ่อวงคอนกรีต 1.2 ม. มีความลึก 12-15 ม. แล้วจึงฝังบ่อวงคอนกรีต 2.2 ม.ลึกทั้งทั้งสิ้น 1.4 ม. เพื่อใช้เป็นบ่อกรองน้ำ เทปูนพื้นบ่อนอกเพื่อกันน้ำซึมผ่านก้นบ่อ ที่ก้นบ่อนอกใส่ท่อพีวีซีเซาะร่องวางนอนทะลุบ่อในเพื่อรับน้ำจากบ่อกรองลงเติมบ่อใน บ่อกรองใส่วัสดุกรองได้แก่ทรายกรวดขนาดต่างๆ ถ่านและใช้มุ้งไนล่อนหรือ geotextile เป็นระยะเพื่อกันสิ่งสกปรกที่มากับน้ำตามรูป แต่งรอบบ่อกรองให้มีความลาดเอียงเพื่อดักสิ่งที่มากับน้ำและให้น้ำเข้าบ่อกรองด้านบน บ่อในจะสูงกว่าระดับดินตามรูปปิตฝาบ่อและมีช่องฝาทองเหลืองเพื่อตรวจสอบระดับน้ำ

รูปที่ 1. บ่อเติมน้ำใต้ดินระดับตื้นแบบที่ 1. (เอกสารอ้างอิง 3.)

ข้อสังเกตุ

-            มุ้งไนลอนเป็นใยสังเคราะห์ประเภทหนึ่งที่หาได้ง่าย แต่ความแข็งแรงยังต้องตรวจสอบสภาพจากบ่อที่ใช้อยู่ปัจจุบันเพื่อเป็นการยืนยันเรื่องอายุการใช้งาน

-            พื้นที่ซึมน้ำลงบ่อกรองจากด้านบนคือพื้นที่วงแหวนระหว่างวงคอนกรีตนอกและใน=Pi/4x(2.2^2-1.2^2)=2.67ตรม.

-            ค่าการซึมน้ำของทรายและกรวดสูงกว่าค่าการซึมของมุ้งไนลอนการซึมน้ำจากบ่อกรองลงบ่อเติมจึงถูกจำกัดที่มุ้งไนลอน การซึมน้ำผ่านบ่อกรองสูงสุดคือค่าการซึมสูงสุดของแผ่นใยสังเคราะห์แบบไม่ถัก 8.21E-04 ม/วินาที

-            น้ำจากบ่อกรองลงบ่อซึมสูงสุด=8.21E-04x2.67x1000=2.19ลิตร/วินาที น้ำจะไหลไม่เต็มท่อ

-            พื้นที่ซึมน้ำลงดินคือพื้นที่หน้าตัดของวงคอนกรีตใน=Pi()/4x1.2^2=1.13ตรม.

-            ดินที่ปลายบ่อซึมน้ำเป็นดินทรายค่าการซึมน้ำด้านสูง=1E-04ม./วินาที อัตราการซึม =1E-04x1.13x1000=0.11ลิตร/วินาที ซึ่งน้อยกว่าน้ำที่เข้าบ่อระดับน้ำในบ่อซึมจะสูงขึ้นจนทำให้มีความดันกดให้การซึมน้ำเพิ่มจนเท่ากับน้ำที่เติมลงมา

-            ดินที่ปลายบ่อซึมน้ำเป็นทรายค่าการซึมน้ำด้านสูง=0.1ม./วินาที อัตราการซึม =0.1x1.13x1000=113ลิตร/วินาที ซึ่งมากกว่าน้ำที่เข้าบ่อ การซึมน้ำจึงไม่ทำให้น้ำค้างในบ่อซึม

-            การซึมน้ำที่ก้นบ่อทำให้อากาศในช่องว่างของดินถูกดันกลับเข้ามาที่บ่อซึมลอยขึ้นย้อนผ่านบ่อกรองออกสู่บรรยากาศถ้าไม่เจาะรูอากาศที่ด้านบนของบ่อซึมอากาศไหลย้อนจะขัดขวางการไหลของน้ำเข้าท่อพีวีซีทำให้การไหลลดลง

บ่อเติมน้ำใต้ดินระดับตื้นแบบที่ 2. ตามรูปที่ 2. ใช้วงคอนกรีต 2.2 ม. สำหรับรับน้ำผิวดินและกรองขั้นต้นก่อนลงวงคอนกรีต 1.2 ม. ซึ่งบรรจุกรวดแม่น้ำและหินย่อยพื่อกรองและเก็บน้ำลงใปลึก 12-15 ม. ติดตั้งท่อพีวีซี 6 นิ้วกลางวงคอนกรีตสูงเหนือระดับพื้นดินเพื่อใช้ระบายอากาศที่ถูกไล่จากการซึมน้ำ ทำให้ความดันในท่อพีวีซีเท่ากับความดันบรรยากาศตลอดเวลา ปลายท่อพีวีซีสูงกว่าระดับพื้นไม่ให้น้ำลงท่อ ปลายท่อด้านล่างเซาะร่องเพื่อให้อากาศที่ถูกน้ำไล่เข้าภายในท่อได้ ใช้มุ้งไนลอนตามในรูปเพื่อป้องไม่ให้ดินเข้าในระบบแต่ยอมให้น้ำผ่านได้ แต่งรอบบ่อกรองให้มีความลาดเอียงเพื่อดักสิ่งที่มากับน้ำและให้น้ำเข้าบ่อกรองด้านบน บ่อในจะสูงกว่าระดับดินตามรูปปิตฝาบ่อและมีช่องฝาทองเหลืองเพื่อตรวจสอบระดับน้ำ

รูปที่ 2. บ่อเติมน้ำใต้ดินระดับตื้นแบบที่ 2. (เอกสารอ้างอิง 3.)

ข้อสังเกตุ

-      พื้นที่น้ำซึมลงบ่อกรองคือพื้นที่วงแหวนระหว่างวงคอนกรีตนอกและท่อพีวีซี=Pi/4x(2.2^2-0.15^2)=3.78ตรม.

-      การซึมน้ำเข้าบ่อกรองสูงสุดคือค่าการซึมสูงสุดของแผ่นใยสังเคราะห์แบบไม่ถัก 8.21E-04 ม/วินาที

-      น้ำซึมลงบ่อกรองสูงสุด=8.21E-04x3.78x1000=3.10ลิตร/วินาที

-      พื้นที่น้ำลงบ่อซึมคือพื้นที่วงแหวนระหว่างวงคอนกรีตในและท่อพีวีซี=Pi/4x(1.2^2-0.15^2)=1.11ตรม.

-      น้ำจากบ่อกรองลงบ่อซึมสูงสุด=8.21E-04x1.11x1000=0.91ลิตร/วินาที ระดับน้ำในบ่อกรองจะสูงขึ้นทำให้มีความดันกดให้การซึมน้ำเพิ่มจนเท่ากับน้ำที่เติมลงมา

-      ดินที่ปลายบ่อซึมน้ำเป็นดินทรายค่าการซึมน้ำด้านสูง=1E-04ม./วินาที อัตราการซึม =1E-04x1.11x1000=0.01ลิตร/วินาที ซึ่งน้อยกว่าน้ำที่เข้าบ่อระดับน้ำในบ่อซึมจะสูงขึ้นจนทำให้มีความดันกดให้การซึมน้ำเพิ่มจนเท่ากับน้ำที่เติมลงมา

-      ดินที่ปลายบ่อซึมน้ำเป็นทรายค่าการซึมน้ำด้านสูง=0.1ม./วินาที อัตราการซึม =0.1x1.11x1000=110ลิตร/วินาที ซึ่งมากกว่าน้ำที่เข้าบ่อ การซึมน้ำจึงไม่ทำให้น้ำค้างในบ่อซึม

-      การซึมน้ำที่ก้นบ่อทำให้อากาศในช่องว่างของดินถูกดันเข้าท่อพีวีซีมาที่บ่อซึมลอยสู่บรรยากาศที่รูด้านบนของท่อพีวีซี

การรวบรวมน้ำ เพื่อส่งน้ำให้บ่อเติมน้ำฯ ระดับดินรอบบ่อจะต้องอยู่ในระดับที่สามารถรวบรวมน้ำฝนมาลงบ่อหรืออยู่ใกล้แหล่งน้ำผิวดิน ซึ่งต้องเสียค่าใช้จ่ายในการเตรียมระดับหน้าดินหรือทำสระเพื่อเก็บน้ำและถ้าจะเติมน้ำจากแม่น้ำลำคลองต้องใช้เครื่องสูบน้ำซึ่งต้องใช้พลังงาน การรวบรวมน้ำที่มีค่าใช้จ่ายน้อยควรอยู่ในพื้นที่ลุ่มที่น้ำไหลมาเองได้เมื่อฝนตก พื้นที่น้ำท่วมน้ำหลาก พื้นที่แก้มลิง

รูปที่ 3. บ่อเติมน้ำใต้ดินระดับตื้นรับน้ำฝนจากหลังคา(เอกสารอ้างอิง 3.)

รูปที่ 3.เป็นการใช้รางน้ำฝนจากหลังคาต่อน้ำฝนลงบ่อเติมน้ำฯแบบที่ 1. เนื่องจากมีสิ่งสกปรกติดค้างอยู่บนหลังคา ท่อน้ำจากรางน้ำฝนจึงติดตั้งวาวล์เพื่อทิ้งน้ำฝนในช่วงแรกเพื่อทำความสะอาดหลังคาจนแน่ใจว่าไม่มีสิ่งสกปรกแล้วจึงปิดวาวล์ระบายน้ำทิ้งและเปิดวาวล์ปล่อยน้ำฝนเข้าบ่อเติมน้ำใต้ดิน เมื่อฝนหยุดจึงปิดวาวล์น้ำฝนลงบ่อเพื่อป้องกันสิ่งสกปรก

นำเสนอการปรับปรุงบ่อเติมน้ำใต้ดินระดับตื้น

              การปรับปรุงบ่อเติมน้ำจาก“คู่มือการก่อสร้างและบำรุงรักษาระบบเติมน้ำใต้ดินระดับตื้น”ที่อธิบายข้างต้นมีจุดประสงค์เพื่อลดราคาของบ่อลงเพื่อเป็นทางเลือกสำหรับการก่อสร้างและช่วยให้สามารถสร้างบ่อได้มากขึ้น โดยสามารถซึมน้ำได้ใกล้เคียงกัน บ่อกรองใช้วงคอนกรีต 2.2ม. และใช้ท่อพีวีซี 6นิ้วแทนบ่อซึม รูปแบบของบ่อแสดงใว้ในรูปที่ 4.

รูปที่ 4. นำเสนอบ่อเติมน้ำใต้ดินระดับตื้นแบบใหม่

ข้อสังเกตุ

-            น้ำซึมจากด้านบนของบ่อกรอง Pi/4x2.2^2x8.21E-04x1000=3.12ลิตร/วินาที น้ำจะไหลขอบท่อ ส่วนกลางท่อเป็นช่องสำหรับอากาศที่ระบายขึ้นด้านบน

-            พื้นที่ซึมน้ำที่ปลายท่อพีวีซี =PI/4x(150/1000)^2=0.018ตรม. พื้นที่เปิดด้านข้าง =PI()*150/1000*2*0.052=0.067ตรม.(ท่อพีวีซีเซาะร่องท่อน้ำไทยมีพื้นที่เปิด 5.2%ของพื้นที่)

-            พื้นที่การซึมรวม=0.018+0.049=0.067ตรม.

-            ดินที่ปลายท่อพีวีซีเป็นดินทรายค่าการซึมน้ำด้านสูง=1E-04ม./วินาที อัตราการซึม =1E-04x0.067x1000=0.067ลิตร/วินาที ซึ่งน้อยกว่าน้ำที่เข้าท่อระดับน้ำในท่อซึมจะสูงขึ้นจนทำให้มีความดันกดให้การซึมน้ำเพิ่มจนเท่ากับน้ำที่เติมลงมา

-            ดินที่ปลายบ่อซึมน้ำเป็นทรายค่าการซึมน้ำด้านสูง=0.1ม./วินาที อัตราการซึม =0.1x0.067x1000=6.7ลิตร/วินาที ซึ่งมากกว่าน้ำที่เข้าท่อ การซึมน้ำจึงไม่ทำให้น้ำค้างในท่อ

-            การซึมน้ำที่ปลายท่อทำให้อากาศในช่องว่างของดินถูกดันกลับเข้ามาที่บ่อซึมลอยย้อนผ่านท่อและบ่อกรองออกสู่บรรยากาศ การที่อากาศไหลย้อนบ่อกรองทำให้น้ำเข้าบ่อกรองลดลง

พื้นที่รับน้ำผิวดิน

              เมื่อฝนตกสะสม 100มม./วัน(100ลิตร/ตรม./วัน) บ่อเติมน้ำแบบใหม่มีอัตราการเติมน้ำได้ 3.12ลิตร/วินาที(269,568ลิตร/วัน) บ่อเติมน้ำจึงสามารถระบายน้ำในพื้นที่ได้=269,568/100=2695ตรม.(1.68ไร่) การสร้างเพื่อระบายน้ำจากหลังคาจึงไม่คุ้ม

เมื่อดินปลายท่อเป็นดินทรายสามารถซึมน้ำได้0.067ลิตร/วินาที(5788ลิตร/วัน) เป็นพื้นที่ระบายน้ำฝน= 5788/100 =57.88ตรม. สามารถใช้รับน้ำจากหลังคาได้แต่ต้องมีการรวบรวมน้ำรอการซึมและต้องลดขนาดบ่อกรองเพื่อลดค่าก่อสร้าง ระดับดินปลายท่ออาจเป็นดินทรายได้ แต่ถ้าหลังคาใหญ่กว่านี้ควรให้ระดับดินปลายท่ออาจเป็นกรวดหรือทราย

ค่าน้ำฝนสะสม/วันหมายความว่าในช่วงเวลาหนึ่งจะตกมากกว่าค่าสะสมจึงต้องเตรียมการเก็บน้ำไว้สำหรับการเติม วิธีที่ประหยัดที่สุดคือการเตรียมให้เป็นพื้นที่น้ำรอระบาย

ส่งท้าย

              ด้านน้ำเข้าบ่อแบบที่ 1. อัตราการซึมน้ำของบ่อกรองจะถูกจำกัดด้วยพื้นที่ภาคตัดวงแหวนระหว่างบ่อกรองและบ่อซึมและค่าการซึมน้ำของแผ่นใยสังเคราะห์ และสำหรับบ่อแบบที่ 2. อัตราการซึมน้ำจะถูกจำกัดด้วยพึ้นที่ของบ่อซึม และการซึมน้ำของแผ่นใยสังเคราะห์ บ่อแบบใหม่สามารถนำน้ำเข้าบ่อเติมได้มากกว่าทั้ง 2แบบ การซึมขึ้นกับประเภทของดินระดับปลายท่อ ความลึกของท่อจึงต้องให้ปลายท่ออยู่ในชั้นทรายหรือชั้นกรวดซึ่งสามารถรองรับน้ำที่ผ่านการกรองลงมาได้เท่านั้น แต่ไม่ควรลึกกว่า 15ม.เพื่อให้ไม่ต้องขออนุญาตตามพระราชบัญญัติน้ำบาดาล

              บ่อซึมไม่จำเป็นต้องใหญ่เนื่องจากมีอัตราการไหลของน้ำลงมาน้อย ทำให้สามารถใช้ท่อพีวีซีขนาด6นิ้วแทนบ่อซึมได้และด้วยอัตราการไหลลงมานี้น้ำจะไหลเกาะขอบท่อทำให้ส่วนกลางของท่อสามารถใช้เป็นทางระบายอากาศได้เนื่องจากปริมาตรอากาศที่ระบายออกจากดินนี้เป็นประมาตรของอากาศในดินที่ถูกน้ำแทนที่จึงเท่ากับปริมาตรน้ำที่ซึมลงไป

จำนวนบ่อต้องเหมาะสมกับพื้นที่รับน้ำผิวดิน ซึ่งขั้นต้นคือต้องรองรับน้ำฝนและซึมลงดินได้ใน 1วัน ในวันที่ฝนไม่ตกก็สามารถซึมน้ำจากนอกพื้นที่ซึ่งเป็นการช่วยลดปัญหาจากอุทกภัยโดยรวมและทำให้มีน้ำใต้ดินสำหรับใช้ในการอุปโภคบริโภคในฤดูแล้ง สำหรับในเมืองถ้ากำหนดให้สิ่งก่อส้างทั้งหลายต้องมีบ่อเติมน้ำใต้ดินระดับตื้นก็จะข่วยลดการระบายน้ำในที่สาธารณะและลดปัญหาน้ำรอระบาย

เอกสารอ้างอิง

1.        Bryan Joes, How to Calculate Volume of Voids in Soil? – Essential Engineering Formula:-

https://gardenerbible.com/how-to-calculate-volume-of-voids-in-soil/

2.        How Much Does Cost of Geofabric, https://www.bpmgeotextile.com/how-much-does-cost-of-geofabric/

3.        คู่มือการก่อสร้างและบำรุงรักษาระบบเติมน้ำใต้ดินระดับตื้น, สำนักอนุรักษ์และฟื้นฟูทรัพยากรน้ำบาดาล และกรมทรัพยากรน้ำบาดาล กระทรวงทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม