แรงดันน้ำ ใต้ดิน กรณีปกติ กรณีน้ำท่วม

            บทความนี้เขียนเพื่ออธิบายหลักการของแรงดันน้ำ ในกรณีที่เพื่อนๆ ของผมได้คุยกันในช่วงน้ำท่วม ผมจะกล่าวถึงทฤษฏีปกติที่วิศวกรรมโยธาต้องเรียนเพื่อให้เข้าใจเรื่องแรง และพฤติกรรมของแรงดันน้ำในกรณีต่าง ๆ ที่เพื่อน ๆ ประยุกต์ใช้กันครับ
            1.    กรณีที่บ้านของเรามีน้ำท่วมอยู่โดยรอบ แต่น้ำไม่ได้เข้าไปในตัวบ้าน ทำให้ทุกช่องที่น้ำจะดันเข้ามาได้ ก็จะซึม หรือพุ่งออกมา เช่น ท่อระบายน้ำในห้องน้ำ
            -     มีเพื่อนคนหนึ่งถามถึง การที่เราจะนำท่อ pvc หรือ ท่ออื่นๆ ไปสวมที่ท่อระบายน้ำ   น้ำจะสูงขึ้นมาในท่อ จนเท่ากับระดับน้ำรอบๆบ้าน   ด้วยวิธีนี้จะสามารถ ทำให้น้ำไม่สามารถไหลเข้าบ้านได้ แต่.......  วิธีนี้ไม่สามารถลดแรงดันน้ำได้นะครับ  แรงดันน้ำที่อยู่ใต้พื้นบ้านของเรา ยังคงเท่าเดิม
            -     แล้วแรงดันใต้พื้นบ้านมันเท่าไหร่หล่ะ?     ตอบ   มันก็เท่ากับ  ความสูงของน้ำ x ความหนาแน่นของน้ำ = แรงลอยตัว (สมมติ ปกติพื้นบ้านหนา 10 ซม. น้ำด้านนอกสูงกว่าพื้นบ้าน 30 ซม.  รวมเป็นความสูงน้ำ 40 ซม.  ก็จะมีแรงลอยตัวเท่ากับ 400 กก ต่อ ตารางเมตร)  
            -     อ้าว  แล้วพื้นบ้านจะพังไหม? ถ้าสมมติว่าพื้นแข็งแรงปกติ ไม่มีจุดรั่วของน้ำ  พื้นบ้านคนปกติ หนาประมาณ 10 ซม.  จะหนักประมาณ 240 กก ต่อ ตารางเมตร ดังนั้น จะมีน้ำหนัก ดันพื้นในทิศขึ้นฟ้า อยู่อีก 400-240 = 160 กก ต่อ ตารางเมตร ด้วยแรงระดับนี้ ก็น่าเป็นห่วงพื้นบ้านอยู่เหมือนกัน ถ้าพื้นบ้านเสริมเหล็กบน เหมือนๆ เท่าๆ กับเหล็กล่าง ก็น่าจะไม่มีปัญหา เนื่องจากโมเมนต์ลบกลับด้าน ถ้าเท่าๆ กับการใช้งานปกติ น่าจะทำให้รับได้ประมาณ 240+150=390 กก ต่อ ตารางเมตร    ถ้าตามสมมติฐานนี้ บ้านเพื่อน ๆจะ รับน้ำในระดับความสูงจากพื้นบ้านได้ประมาณ 53 ซม เท่านั้นนะครับ
            -     แล้วถ้าน้ำด้านนอกสูงเกิน 50 ซม จะทำไง?   เนื่องจากเรากันน้ำไว้ได้อยู่  แต่พื้นจะเริ่มมีปัญหาแล้ว แนะนำให้เอาของต่างๆ ที่มีน้ำหนัก มาวางไว้กลางพื้นบ้าน โดยให้คิดว่า น้ำที่สูงขึ้นมาทุก ๆ 10 ซม. ที่เลยจาก 50 ซม.แรกแล้ว  จะทำให้มีแรงดันเพิ่ม 100 กก.ต่อ ตร.ม.  เพื่อน ๆก็ดูพื้นที่ในบ้าน แล้วคูณด้วย 100 กก. ทุก 10 ซม. จาก 50 ซม.แรก ที่ยังไม่ต้องใส่น้ำหนัก
            -     จริง ก่อนที่น้ำจะสูง ย้ายปลั้ก ย้ายของก่อนนะครับแล้วอยากสู้ก็ตามนี้     แต่ถ้าน้ำสูงเลย    50 ซม.จากพื้นบ้านด้านนอกแล้ว และไม่มีน้ำหนักจะวางที่พื้นบ้านแล้ว  ให้เลิกทำได้เลยครับปล่อยให้น้ำเข้ามาเถอะ ไม่คุ้มแล้วครับ   (เดี๋ยวพื้นแตกจากแรงลอยตัว หรือมีน้ำพุขึ้นกลางบ้าน ต้องมาซ่อมกันทีหลังน้ำลดอีก)

            -       แต่ถ้าใคร อยากสู้ต่อ  ก็มีวิธีลดแรงดันน้ำ โดยใช้เขื่อน(อาจเป็นรั้วบ้าน) และเครื่องสูบน้ำ แล้วทำตามรูปเลย (ผมคัดลอกรูปจาก http://www.sanfrancisquito.org/watershed/threats/flows/index.htm ขี้เกียจจะวาดครับ  เอารูปของคนอื่นไปดูแทนครับ)  หลักการคือ  กั้นเขื่อนรอบๆ บ้าน แล้ว  ทำคลองรอบๆ เขื่อน หรือ บ่อน้ำ รอบๆ บ้าน แล้วสูบน้ำออก    ทำแบบนี้  แรงดันน้ำจะลดลงครับ  เคยทำที่บ้านตัวเองแล้ว แต่ไม่อยากจ่ายค่าไฟ ก็เลยเลิก หลักการนี้เหมือนสนามบินสุวรรณภูมิมั้ยล่ะครับ  มีคันดินรอบ ต่อมาเป็นคลองรอบ การที่แรงดันน้ำใต้ดินจะทำให้สนามบินแตกร้าว ผมจึงคิดว่าเป็นไปยากมาก ๆ ที่น้ำจะท่วมสุวรรณภูมิครับ เพราะเค้าออกแบบรับมือกับเรื่องนี้ไว้ดีแล้ว

           -        รูปต่อไป เป็นการป้องกันระดับน้ำใต้ดิน อย่างดี สำหรับผุ้มีทุนถึง (ผมคัดลอกมาจาก http://hostedweb.cfaes.ohio-state.edu/usdasdru/WRSIS/watertablemgtoptions.htm ) จริง ๆ ท่อที่เห็น ก็ใช้กับระบบร่องสวนก็ได้นะครับ  วิธีนี้ไม่ได้แนะนำให้คนปกติทำนะครับ เพราะมันเหมาะกับสถานที่สำคัญและเงินถึง (555 หมู่บ้านของผมก็ทำวิธีนี้ ขนาดเงินไม่ค่อยจะถึงชึ่นชมจริงๆ)  ด้านนอกหมู่บ้านน้ำท่วมสูงเป็นเมตร ในบ้านยังใช้ส้วมได้ กดน้ำยังลงอยู่เลย       อธิบายเรื่องในหมู่บ้าน มีระบบคลอง และระบบน้ำเสีย   หัวหน้าหมู่บ้านก็สูบน้ำจากระบบน้ำเสียออกไปนอกคันกันน้ำหมู่บ้าน (หมู่บ้านเก่งสุดยอด แต่ตัวผมออกนอกหมู่บ้านเป็นเดือนแล้ว เพราะปอดแหกกลัวเขื่อนคันดินพัง)
          -         เรื่องคันดิน กระสอบทราย   มันจะอยู่ทนหรือเปล่า จริงๆ พวกเราวิศวกรโยธาได้เรียนแล้วล่ะครับ ดินเหนียวกันน้ำได้   ทรายกันน้ำไม่ได้    ทรายใส่กระสอบกันน้ำได้ น้ำหนักดี  ดินเหนียวโดนน้ำนานๆ ก็เสียวอยู่   ส่วนกระสอบทรายถ้ากระสอบไม่ดีมันอาจจะเปื่อยและพังในที่สุด ทรายมันก็จะไหลไปตามน้ำ ถ้าจะให้แนะนำในเรื่องการทำคันดินต้องวิเคราะห์เสถียรภาพของคันดินก่อน    เอาเป็นว่าเพื่อนๆครับ slope ของคันดินต้องไม่น้อยกว่า 1:1 นะครับ แต่มีหลายคนแนะนำ 1:3 (เช่น สูง 1 ม. ฐานกว้าง 3 ม.) แล้วจะไปหาดินมาพอไหม  ถ้าหาได้ก็ทำไป  หาไม่ได้ก็ 1:1 ครับ