มหาวิทยาลัยนเรศวร (มศว) มีผลงานวิจัยที่ใช้แบบจำลองทางชลศาสตร์ (Hydraulic Model) เพื่อบริหารจัดการน้ำในลุ่มน้ำยมอย่างกว้างขวาง โดยครอบคลุมทั้งการจำลองพื้นที่น้ำท่วม (Flood Modeling) และการประเมินผลกระทบจากโครงสร้างทางวิศวกรรม เช่น พนังกันน้ำ (Embankment/Dike) ดังนี้ครับ:
1. การใช้แบบจำลอง HEC-RAS และ 2D Modeling
ทีมนักวิจัยจากคณะวิศวกรรมศาสตร์และคณะเกษตรศาสตร์ฯ มศว ได้ประยุกต์ใช้ซอฟต์แวร์มาตรฐานสากลในการวิเคราะห์ลุ่มน้ำยม:
HEC-RAS (1D/2D): ใช้จำลองพฤติกรรมการไหลของน้ำในลำน้ำยมเพื่อประเมินความสามารถในการรองรับน้ำของตลิ่งและระบุพื้นที่เสี่ยงภัยน้ำท่วมในเขต จ.สุโขทัย และ จ.พิษณุโลก
การวิเคราะห์จุดสูงสุดของน้ำหลาก (Flood Peak): งานวิจัยโดย ผศ.ดร.วีรยุทธ ประทุมไชย และคณะ ได้ศึกษาการตอบสนองของน้ำหลากต่อการกระจายตัวของฝนในลุ่มน้ำยม เพื่อคาดการณ์ความรุนแรงของน้ำท่วมล่วงหน้า
2. การจำลองพนังกันน้ำและโครงสร้างป้องกัน (Embankment & Dike Simulation)
มหาวิทยาลัยมีการศึกษาผลกระทบของการสร้างโครงสร้างบังคับน้ำในพื้นที่ลุ่มน้ำยม:
การจำลองพนังกันน้ำ (Levee/Dike): มีการศึกษาเพื่อประเมินว่าการสร้างพนังกันน้ำในบางจุดของแม่น้ำยม ส่งผลให้ระดับน้ำในจุดอื่นสูงขึ้นหรือเปลี่ยนทิศทางการไหลอย่างไร เพื่อป้องกันผลกระทบย้อนกลับสู่ชุมชน
แบบจำลอง 3 มิติ (3D Flood Risk Map): ภาควิชาภูมิศาสตร์ มศว เคยร่วมมือกับ JICA พัฒนาแบบจำลองแผนที่ความเสี่ยงน้ำท่วมแบบ 3 มิติ เพื่อใช้สื่อสารกับชุมชนในพื้นที่ลุ่มน้ำยมและน่าน
3. พื้นที่ศึกษาสำคัญ: บางระกำโมเดล
งานวิจัยส่วนใหญ่เน้นไปที่ พื้นที่หน่วงน้ำบางระกำ (Bang Rakam Model) ซึ่งเป็นการใช้พื้นที่ลุ่มต่ำเป็นแก้มลิงธรรมชาติ:
มีการสร้างแบบจำลองเพื่อคำนวณปริมาตรน้ำที่สามารถกักเก็บได้ในทุ่งรับน้ำ และผลกระทบต่อระดับน้ำในแม่น้ำสายหลัก (แม่น้ำยมและแม่น้ำน่าน)
การจัดการน้ำใต้ดิน: การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างน้ำท่วมกับการเติมน้ำลงสู่ชั้นน้ำบาดาล เพื่อเปลี่ยนวิกฤตน้ำท่วมเป็นโอกาสในการสำรองน้ำไว้ใช้หน้าแล้ง
หน่วยงานและเครื่องมือสืบค้น
สถานวิจัยความเป็นเลิศทางวิชาการด้านทรัพยากรทางน้ำ (WRRC): เป็นหน่วยงานหลักที่ดูแลโครงการเหล่านี้
คลังปัญญา มหาวิทยาลัยนเรศวร (NU Intellectual Repository): ท่านสามารถสืบค้นรายงานวิจัยฉบับเต็มได้โดยใช้คำค้น "ลุ่มน้ำยม", "แบบจำลองคณิตศาสตร์", หรือ "HEC-RAS"
มหาวิทยาลัยนเรศวร (มศว) มีงานวิจัยที่ครอบคลุมตั้งแต่มิติด้านตะกอน การกัดเซาะตลิ่ง ไปจนถึงความมั่นคงของโครงสร้างป้องกันตลิ่งในลุ่มน้ำยม โดยมีรายละเอียดที่น่าสนใจดังนี้ครับ:
1. งานวิจัยด้านตะกอนและการเปลี่ยนสภาพลำน้ำ (Sediment & Geomorphology)
การศึกษาตะกอนในลุ่มน้ำยม: มีงานวิจัยที่ระบุว่าลุ่มน้ำยมมีแนวโน้มของปริมาณน้ำท่าและปริมาณตะกอน (Sediment Load) เพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งแตกต่างจากลุ่มน้ำปิงและน่านที่มีเขื่อนขนาดใหญ่คอยดักตะกอน
การเปลี่ยนทิศทางของลำน้ำ: ภาควิชาภูมิศาสตร์มีการใช้ข้อมูลภาพถ่ายทางอากาศย้อนหลังกว่า 70 ปี เพื่อศึกษาการเคลื่อนตัวของทางน้ำโค้งตวัด (Meander Evolution) ในลุ่มน้ำยมตอนบน ซึ่งช่วยในการทำนายจุดเสี่ยงที่จะเกิดการกัดเซาะในอนาคต
2. การกัดเซาะและความมั่นคงของตลิ่ง (Riverbank Erosion & Stability)
กลไกการพังทลาย: งานวิจัยวิเคราะห์ว่าการกัดเซาะบริเวณตีนตลิ่ง (Bank Toe Erosion) และการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำอย่างรวดเร็ว (Rapid Drawdown) เป็นปัจจัยหลักที่ทำให้ตลิ่งแม่น้ำยมเสียเสถียรภาพและพังทลายลง
การใช้แบบจำลองวิเคราะห์: นักวิจัย มศว ประยุกต์ใช้แบบจำลอง เช่น BSTEM (Bank-Stability and Toe-Erosion Model) เพื่อคำนวณค่าปัจจัยส่วนปลอดภัย (Factor of Safety) ของตลิ่งในสภาพดินประเภทต่างๆ
3. เสถียรภาพของคันกั้นน้ำ (Levee & Embankment Stability)
การทดสอบวัสดุและโครงสร้าง: มีการศึกษาคุณสมบัติทางวิศวกรรมของดินที่นำมาใช้ทำคันกั้นน้ำในพื้นที่ภาคเหนือตอนล่าง โดยเน้นไปที่ความสามารถในการต้านทานการกัดเซาะและความมั่นคงภายใต้แรงดันน้ำมหาศาลในช่วงน้ำหลาก
นวัตกรรมป้องกันตลิ่ง: งานวิจัยบางส่วนเสนอการใช้โครงสร้างรูปแบบพิเศษ เช่น T-shaped dike เพื่อลดความเร็วและพลังงานจลน์ของกระแสหลาก (Turbulent Kinetic Energy) ซึ่งช่วยลดแรงปะทะที่กระทำต่อคันกั้นน้ำและตลิ่งได้โดยตรง
สรุปผู้เชี่ยวชาญหลัก: งานวิจัยส่วนใหญ่อยู่ภายใต้การดูแลของ สถานวิจัยความเป็นเลิศทางวิชาการด้านทรัพยากรทางน้ำ (WRRC) คณะวิศวกรรมศาสตร์ และคณะเกษตรศาสตร์ฯ มศว
งานวิจัยทางด้านวิศวกรรมปฐพี (Geotechnical) ของมหาวิทยาลัยนเรศวร ในพื้นที่ลุ่มน้ำยมและพิษณุโลก เน้นการศึกษาคุณสมบัติของดินและการพังทลายของตลิ่งเพื่อวางแผนป้องกันน้ำท่วม ดังนี้ครับ:
ข้อมูลทางวิศวกรรมปฐพีในพื้นที่ (Geotechnical Insights)
ลักษณะชั้นดิน (Soil Stratigraphy): พื้นที่ราบลุ่มแม่น้ำยมและน่านในเขตจังหวัดพิษณุโลกและพิจิตร ส่วนใหญ่เป็นดินตะกอนลุ่มน้ำ (Alluvial Deposits) ประกอบด้วยชั้นดินเหนียว (Clay) และดินทรายแป้ง (Silty Sand) สลับกัน งานวิจัยระบุว่าชั้นดินในบางพื้นที่พบชั้นดินที่มีอินทรียวัตถุสูงฝังตัวอยู่ลึกประมาณ 0.8–1.3 เมตร
การทดสอบเสถียรภาพของตลิ่งและคันกั้นน้ำ (Slope Stability Analysis):
ปัจจัยการวิเคราะห์: มีการศึกษาโดยใช้แบบจำลอง Geo-Slope และ Plaxis เพื่อหาค่าส่วนปลอดภัย (Safety Factor) ของคันกั้นน้ำ พบว่าแรงดันน้ำในช่องว่างระหว่างเม็ดดิน (Pore Water Pressure) และการลดระดับน้ำอย่างรวดเร็ว (Rapid Drawdown) เป็นปัจจัยวิกฤตที่ทำให้คันกั้นน้ำพังทลาย
การกัดเซาะตลิ่ง: ในพื้นที่จังหวัดพิษณุโลก มีการศึกษาปัญหาการกัดเซาะตลิ่งแม่น้ำน่านที่ทำลายกำแพงเมืองเก่า โดยผลการศึกษาเสนอให้ใช้ กำแพงชีทไพล์แบบยืดหยุ่น (Flexible Sheet-pile Wall) เพื่อความมั่นคงและปรับปรุงภูมิทัศน์
การวิเคราะห์น้ำล้นตลิ่ง (Overtopping): มีการใช้แบบจำลองทางชลศาสตร์ร่วมกับข้อมูลดินเพื่อประเมินความเสี่ยงน้ำท่วมในพื้นที่ บางระกำโมเดล โดยระบุว่าปัจจัยด้านการแทรกซึมของน้ำในดิน (Soil Water Infiltration) มีผลต่อระดับความรุนแรงของภัยพิบัติ
ผลงานและผู้เชี่ยวชาญที่เกี่ยวข้อง
ผศ.ดร.กรกฎ นุสิทธิ์: ผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมปฐพีที่ทำการวิจัยเรื่อง "การออกแบบระบบป้องกันน้ำท่วมและการกัดเซาะตลิ่งในเขตโบราณสถานพิษณุโลก"
รศ.ดร.สมบัติ ชื่นชูกลิ่น: มีผลงานวิจัยเกี่ยวกับการศึกษาพฤติกรรมการไหลและการแทรกซึมของน้ำในพื้นที่ราบลุ่มน้ำยม จังหวัดพิจิตร เพื่อประเมินการเติมน้ำใต้ดินธรรมชาติ
งานวิจัยด้านวิศวกรรมปฐพี (Geotechnical) ของ มหาวิทยาลัยนเรศวร (มศว) ในพื้นที่ลุ่มน้ำยมและจังหวัดพิษณุโลก มุ่งเน้นการวิเคราะห์เสถียรภาพของโครงสร้างคันกั้นน้ำและการจัดการพื้นที่น้ำท่วมซ้ำซาก โดยมีรายละเอียดเชิงเทคนิคดังนี้:
1. ลักษณะชั้นดินลุ่มน้ำยม (Soil Stratigraphy & Profile)
องค์ประกอบดิน: พื้นที่น้ำท่วมแม่น้ำยมและพิษณุโลกประกอบด้วยดินตะกอนลุ่มน้ำ (Alluvial Deposits) ที่มีชั้นดินเหนียว (Clay) และดินทรายแป้ง (Silty Sand) สลับกัน
ชั้นดินชั้นลึก: จากการสำรวจพบชั้นดินที่มีอินทรียวัตถุสูง (Buried carbon-rich horizon) อยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 0.8 - 1.3 เมตร ทั่วชั้นดินลุ่มน้ำ ซึ่งมีผลต่อพฤติกรรมการรับน้ำหนักและการแทรกซึมของน้ำ
โครงสร้างทางธรณี: ในระดับแอ่งพิษณุโลก มีรอยเลื่อนปกติระดับลึกที่แบ่งพื้นที่ตอนเหนือและตอนใต้ (ใกล้ละติจูด 16°50′N) ซึ่งส่งผลต่อความหนาของชั้นตะกอนและการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาในพื้นที่
2. การวิเคราะห์เสถียรภาพคันกั้นน้ำ (Embankment & Slope Stability)
ปัจจัยวิกฤต: งานวิจัยระบุว่า แรงดันน้ำในช่องว่างดิน (Pore Water Pressure) และ การลดระดับน้ำอย่างรวดเร็ว (Rapid Drawdown) เป็นปัจจัยหลักที่ทำให้คันกั้นน้ำในลุ่มน้ำยมและน่านเสียเสถียรภาพ
ค่าส่วนปลอดภัย (Safety Factor): ในสภาวะดินแห้ง คันกั้นน้ำอาจมีค่าส่วนปลอดภัยสูงถึง 2.45 แต่เมื่อเกิดน้ำท่วมขังจนดินอิ่มตัว (Saturated condition) ค่า FS จะลดลงเหลือระดับวิกฤตที่ประมาณ 1.1
เครื่องมือจำลอง: ทีมนักวิจัยใช้ซอฟต์แวร์ Geo-Slope (SLOPE/W) และ Plaxis เพื่อจำลองกระบวนการพังทลายของคันกั้นน้ำ (Failure mechanism) โดยพบว่าส่วนบนมักเกิดรอยแตก (Crack) ส่วนกลางเกิดการเฉือน (Shear) และส่วนล่างพังทลายจากการถูกบีบอัด (Extrusion)
3. งานวิจัยและการประยุกต์ใช้ในพื้นที่
การออกแบบโครงสร้างป้องกัน: มีการศึกษาการออกแบบระบบป้องกันน้ำท่วมตามลำน้ำน่านในพิษณุโลก เพื่อลดผลกระทบจากการกัดเซาะที่ทำลายโบราณสถานและทางหลวง
การแทรกซึมของน้ำ (Infiltration): งานวิจัยโดย รศ.ดร.สมบัติ ชื่นชูกลิ่น วิเคราะห์ว่าดินประเภท ML (Silt) ในพื้นที่ลุ่มน้ำยมช่วยให้เกิดการแทรกซึมน้ำได้ดี ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการเติมน้ำใต้ดินธรรมชาติในโครงการ บางระกำโมเดล
คุณสามารถสืบค้นรายงานฉบับเต็มได้ที่ NU Intellectual Repository (NUIR) ของมหาวิทยาลัยนเรศวร
คุณต้องการทราบ พารามิเตอร์ทางวิศวกรรมปฐพี (เช่น ค่า Cohesion หรือ Friction angle) สำหรับใช้ในแบบจำลอง หรือสนใจ เทคนิคการเสริมความแข็งแรงดิน ในพื้นที่ลุ่มน้ำยมเพิ่มเติมไหมครับ?
งานวิจัยของ มหาวิทยาลัยนเรศวร (มศว) และเครือข่ายวิจัยในไทย เริ่มขยับจากการใช้โครงสร้างคอนกรีตแบบเดิม (Hard Engineering) ไปสู่แนวทาง Hybrid และ Nature-based Solutions (NbS) เพื่อรับมือกับความท้าทายจาก Climate Change ในลุ่มน้ำยมและลุ่มน้ำใกล้เคียง โดยมีประเด็นที่น่าสนใจดังนี้ครับ:
1. Hybrid Flood Protection & Green Levee
การผสมผสานโครงสร้าง: มีการศึกษาการใช้ คันกั้นน้ำแบบเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม (Green Levee) โดยการปลูกพืชรากลึกร่วมกับการใช้โครงสร้างวิศวกรรมปฐพี เพื่อเพิ่มเสถียรภาพหน้าดินและลดการกัดเซาะตลิ่ง แทนการใช้กำแพงกันดินคอนกรีตเพียงอย่างเดียว
Managed Realignment: ในพื้นที่ลุ่มน้ำยม มีแนวคิดการขยับคันกั้นน้ำออกไปจากตลิ่ง (Setback Levee) เพื่อเพิ่มพื้นที่ให้น้ำหลาก (Floodplain) และลดแรงดันน้ำที่กระทำต่อคันกั้นน้ำ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของงานวิจัยด้านการปรับตัวต่อสภาพภูมิอากาศ
2. Multi-functional Flood Embankment
บางระกำโมเดล: ถือเป็นงานวิจัยเชิงพื้นที่ (Area-based) ที่โดดเด่นที่สุดของ มศว โดยเปลี่ยนคันกั้นน้ำและพื้นที่ลุ่มต่ำให้เป็น "พื้นที่หน่วงน้ำอเนกประสงค์" ที่ไม่ได้มีไว้แค่ป้องกันน้ำท่วม แต่ยังใช้เป็นพื้นที่ประมง แหล่งเก็บน้ำเพื่อการเกษตรหน้าแล้ง และเส้นทางสัญจร
Eco-Hydraulics: มีการศึกษาผลกระทบของโครงสร้างป้องกันน้ำท่วมต่อระบบนิเวศลำน้ำ (River connectivity) เพื่อให้โครงสร้างที่สร้างขึ้นไม่ทำลายวงจรชีวิตสัตว์น้ำและวิถีชุมชนลุ่มน้ำยม
3. Climate Resilient River Corridor
Urban-Rural Linkage: งานวิจัยภายใต้ สถานวิจัยความเป็นเลิศด้านทรัพยากรทางน้ำ (WRRC) มุ่งเน้นการออกแบบแนวระเบียงแม่น้ำ (River Corridor) ให้มีความยืดหยุ่น (Resilience) โดยใช้แบบจำลองคณิตศาสตร์พยากรณ์ฉากทัศน์ (Scenarios) ในอีก 20-50 ปีข้างหน้า เพื่อออกแบบความสูงและตำแหน่งของคันกั้นน้ำให้รองรับปริมาณฝนที่รุนแรงขึ้น
Community-based Adaptation: งานวิจัยของ มศว มักดึงชุมชนเข้ามาส่วนร่วมในการนิยาม "ความเปราะบาง" เพื่อให้มาตรการป้องกันน้ำท่วมทางวิศวกรรมสอดคล้องกับวิถีชีวิตจริงของคนลุ่มน้ำยม
แหล่งข้อมูลเพื่อการต่อยอด
หากคุณต้องการข้อมูลเชิงลึกในระดับนโยบายและการวิจัยร่วมนานาชาติ สามารถดูได้ที่ สำนักงานทรัพยากรน้ำแห่งชาติ (สทนช.) หรือติดตามผลงานของ รศ.ศรินทร์ทิพย์ แทนธานี และ รศ.ดร.สมบัติ ชื่นชูกลิ่น ซึ่งเป็นแกนนำหลักในงานวิจัยแนวนี้ของมหาวิทยาลัยครับ
คุณต้องการให้ช่วยเจาะลึกเรื่อง พืชที่เหมาะกับการทำ Green Levee ในไทย หรือตัวอย่าง การออกแบบ Multi-functional Levee ในต่างประเทศเพื่อเปรียบเทียบไหมครับ?