พระอัจฉริยภาพด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี : ถ้ามีน้ำคนอยู่ได้ ถ้าไม่มีน้ำคนอยู่ไม่ได้ ไม่มีไฟฟ้าคนอยู่ได้ แต่ถ้ามีไฟฟ้าไม่มีน้ำคนอยู่ไม่ได้

พระอัจฉริยภาพด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี : ถ้ามีน้ำคนอยู่ได้ ถ้าไม่มีน้ำคนอยู่ไม่ได้ ไม่มีไฟฟ้าคนอยู่ได้ แต่ถ้ามีไฟฟ้าไม่มีน้ำคนอยู่ไม่ได้

โครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริเกี่ยวกับน้ำ

น้ำ ปัจจัยสำคัญหนึ่งในการดำรงชีวิต ทั้งเป็นไปเพื่ออยู่ และเพื่อทำการประกอบอาชีพต่างๆ โดยเฉพาะประเทศไทยที่เป็นประเทศเกษตรกรรม ซึ่งพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ทรงตระหนักถึงความสำคัญในการบริหารจัดการน้ำ จึงได้มีโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริเกี่ยวกับน้ำมากมายเกิดขึ้น ผู้เขียนจึงขอยกมาบางโครงการเพื่อให้ผู้สนใจได้มาศึกษา และเป็นจุดเริ่มต้นในการค้นคว้าหาความรู้เกี่ยวกับโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริของพระองค์ เพื่อนำมาประยุกต์ใช้ในการพัฒนาประเทศต่อไป

ปรากฏการณ์ฝน: ฝนเทียม ฝนหลวง

royal-rain-1

จากการที่พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ทรงเสด็จพระราชดำเนินไปช่วยเหลือพสกนิกรในทุกท้องถิ่น ไม่เว้นแม้ในถิ่นทุรกันดาร ทรงสังเกตเห็นว่าภาวะแห้งแล้งได้ทวีความรุนแรงขึ้นทุกปีโดยเฉพาะในฤดูเพาะปลูก และฝนไม่ตกต้องตามฤดูกาลอันเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของธรรมชาติอย่างรวดเร็ว ไปจนถึงการตัดไม้ทำลายป่า ตามเส้นทางที่พระราชดำเนินไปมีเมฆมากปกคลุมท้องฟ้า แต่ไม่มีฝนตกแต่อย่างใด จึงทรงมีพระราชดำริว่าน่าจะมีมาตราการทางวิทยาศาสตร์ ที่จะทำให้เมฆเหล่านั้นก่อตัวเป็นเมฆฝนได้

“…แต่มาเงยดูท้องฟ้า มีเมฆ ทำไมมีเมฆอย่างนี้ ทำไมจะดึงเมฆนี่ลงมาให้ได้
ก็เคยได้ยินเรื่องการทำฝน ก็มาปรารภกับคุณเทพฤทธิ์ ฝนทำได้มี มีหนังสือ เคยอ่านหนังสือทำได้…”

จึงศึกษาค้นคว้าผลงานวิจัยด้านวิชาเกี่ยวกับฝนเทียมของประเทศต่างๆ เช่น สหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย และอิสราเอล และทำตามปัจจัยที่ทำให้เกิดฝนคือ “ความร้อนชื้นปะทะความเย็น”มี 3 ขั้นตอน คือ

ขั้นตอนที่ 1 ก่อกวน เป็นการกระตุ้นให้เมฆรวมตัวเป็นกลุ่มแกน เพื่อใช้เป็น แกนกลางในการสร้างกลุ่มเมฆฝนในระยะต่อมา สารเคมีที่ใช้ ได้แก่ แคลเซียมคลอไรด์ แคลเซียมคาร์ไบด์ แคลเซียมออกไซด์ หรือสารผสมระหว่าง เกลือแกงกับสารยูเรีย หรือสารผสม

ขั้นตอนที่ 2 เลี้ยงให้อ้วน ขั้นตอนนี้ใช้สารเคมี คือ เกลือแกง สารประกอบสูตร ท.1 สารยูเรีย สารแอมโมเนียไนเตรท น้ำแข็งแห้ง และอาจใช้สารแคลเซียมคลอไรด์ร่วมด้วยเพื่อเป็นการเพิ่มแกนเม็ดไอน้ำ (Nuclii) ให้กลุ่มเมฆฝน มีความหนาแน่นมากขึ้น

ขั้นตอนที่ 3 โจมตี สารเคมีที่ใช้ในขั้นตอนนี้เป็นสารเย็นจัด คือซิลเวอร์ไอโอได น้ำแข็งแห้ง เพื่อทำให้เกิดภาวะความไม่สมดุลมากที่สุด ซึ่งจะเกิดเป็นเม็ดน้ำ ที่มีขนาดใหญ่มาก และตกกลายเป็นฝนในที่สุด

เครื่องบิน BT 67 ปฏิบัติการตามแผนขึ้นโปรยสารเคมีเพื่อทำฝนเทียมสนับสนุนการเติมน้ำในอ่างเก็บน้ำของเขื่อนในพื้นที่ 5 จังหวัดอีสานตอนล่าง เมื่อวันที่ 17 มิ.ย. 2558
เครื่องบิน BT 67 ปฏิบัติการตามแผนขึ้นโปรยสารเคมีเพื่อทำฝนเทียมสนับสนุนการเติมน้ำในอ่างเก็บน้ำของเขื่อนในพื้นที่ 5 จังหวัดอีสานตอนล่าง เมื่อวันที่ 17 มิ.ย. 2558

จากทฤษฏีเริ่มแรก ทรงใช้เวลา 14 ปี ในการวิเคราะห์วิจัย ทบทวนเอกสาร รายงานผลการศึกษาและข้อมูลต่างๆ จนมั่นใจและสำเร็จ จึงได้ทดลองปฏิบัติการจริงในท้องฟ้าเป็นครั้งแรก เมื่อวันที่ 1-2 กรกฎาคม 2512

ด้วยความสำเร็จของการทดลอง ได้พัฒนามาเป็นโครงการฝนหลวง ในท้ายที่สุดจึงได้ตราพระราชกฤษฎีการก่อตั้งสำนักงานปฏิบัติการฝนหลวงขึ้นในปี พ.ศ. 2518 ในสังกัดกระทรวงเกษตรและสหกรณ์ เพื่อเป็นหน่วยงานรองรับโครงการพระราชดำริฝนหลวงต่อไป

อ้างอิง: กรมฝนหลวงและการบินเกษตรคณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏบุรีรัมย์, Wikipedia: ฝนหลวง, Thaigoodview

จากน้ำเสีย สู่น้ำดี: กังหันน้ำชัยพัฒนา

สภาพน้ำเน่าเสียที่ทวีความรุนแรงขึ้น การใช้วิธีธรรมชาติเช่นการใช้ผักตบชวา หรือพืชนำ้ต่างๆ ไม่อาจบรรเทาความเน่าเสียของน้ำอย่างมีประสิทธิภาพเท่าที่ควร พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชจึงมีพระราชดำริให้ประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศแบบประหยัดค่าใช้จ่าย ที่สามารถผลิตได้เองในประเทศ โดยได้แนวคิดจาก หลุก ซึ่งเป็นอุปกรณ์วิดน้ำเข้านาอันเป็นภูมิปัญญาชาวบ้านเป็นแนวคิดต้นแบบ และได้มีพระราชดำริให้มูลนิธิชัยพัฒนาดำเนินการวิจัยและพัฒนากังหันน้ำ จึงเป็นที่มาของชื่อ “กังหันน้ำชัยพัฒนา”

(ซ้าย) อุปกรณ์วิดน้ำเข้านาที่เรียกว่า หลุก (ขวา) กังหันน้ำชัยพัฒนา
(ซ้าย) อุปกรณ์วิดน้ำเข้านาที่เรียกว่า หลุก (ขวา) กังหันน้ำชัยพัฒนา

เมื่อวันที่ 24 ธันวาคม พ.ศ. 2531 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้พระราชทานรูปแบบและพระราชดำริ เรื่องการแก้ไขปัญหาน้ำเสีย โดยการเติมออกซิเจนในน้ำ มีสาระสำคัญ คือ การเติมอากาศลงในน้ำเสีย มี 2 วิธี

วิธีที่ 1 ใช้อากาศอัดเข้าไปตามท่อเป่าลงไปใต้ผิวน้ำแบบกระจายฟอง

วิธีที่ 2 น่าจะกระทำได้โดยกังหันวิดน้ำ วิดตักขึ้นไปบนผิวน้ำ แล้วปล่อยให้ตกลงไปยังผิวน้ำตามเดิม โดยที่กังหันน้ำดังกล่าวจะหมุนช้า ด้วยกำลังของมอเตอร์ไฟฟ้า ขนาดเล็กไม่เกิน 2 แรงม้า หรืออาจจะใช้พลังน้ำไหลก็ได้

จากนั้นจึงได้เริ่มสร้างเครื่องต้นแบบในปีพ.ศ. 2532 แล้วนำไปติดตั้งยังพื้นที่ทดลองเพื่อแก้ปัญหาไปพร้อมๆ กัน โดยมีการใช้งานทั้งในรูปแบบที่ติดตั้งอยู่กับที่และใช้ในรูปแบบเคลื่อนที่

กังหันชัยพัฒนา ต้นแบบ
กังหันชัยพัฒนา ต้นแบบ

กังหันน้ำชัยพัฒนาใช้ระยะเวลาศึกษา และค้นคว้าอยู่ 4-5 ปี จนเลขาธิการมูลนิธิชัยพัฒนาได้รับพระราชทานพระบรมราชานุญาตให้ยื่นขอรับสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 2 มิ.ย.2535 นับว่าเป็น สิทธิบัตรในพระปรมาภิไธยของพระมหากษัตริย์พระองค์แรกของไทย และได้ถือว่าวันที่ 2 ก.พ.ของทุกปีเป็น “วันนักประดิษฐ์” นับแต่นั้นเป็นต้นมา นอกจากนี้ยังได้รับรางวัลเหรียญทองจาก The Belgian Chamber of Inventor องค์กรทางด้านนวัตกรรมที่เก่าแก่ของเบลเยียม ภายในงาน “Brussels Eureka 2000” ซึ่งเป็นงานแสดงสิ่งประดิษฐ์ใหม่ของโลกวิทยาศาสตร์ ณ กรุงบรัสเซลส์ ประเทศเบลเยียมอีกด้วย

chaipattana-3

อ้างอิง: มูลนิธิชัยพัฒนา, Thaigoodview

บรรเทาอุทกภัยอาศัยแรงโน้มถ่วง: โครงการแก้มลิง

น้ำท่วม เป็นปัญหาสำคัญอีกอย่างหนึ่งของประเทศไทยไม่แพ้ภัยแล้ง โดยเฉพาะในกรุงเทพมหานครซึ่งมีลักษณะเป็นพื้นที่ต่ำ ทำให้การระบายน้ำออกจากพื้นที่เป็นไปอย่างล่าช้า เมื่อถึงฤดูน้ำหลาก กรุงเทพมหานครและปริมณฑลจึงเกิดน้ำท่วมขังเป็นระยะเวลานาน

พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช จึงได้พระราชทานแนวพระราชดำริในการระบบบริหารจัดการน้ำ “แก้มลิง” ขึ้น ว่า

“ลิง โดยทั่วไปถ้าเราส่งกล้วยให้ ลิงจะรีบปอกแล้วเอาเข้าปากเคี้ยวแล้วเอาไปเก็บไว้ที่แก้มลิงจะเอากล้วยเข้า ไปไว้ที่กระพุ้งแก้มได้เกือบทั้งหวี โดยเอาไปไว้ที่แก้มก่อนแล้วจึงนำมาเคี้ยวบริโภคและกลืนกินเข้าไปภายหลัง”

เปรียบเทียบได้การขุดคลองต่างๆ เพื่อชักน้ำให้ไหลมารวมกัน เก็บไว้เป็นบ่อพักน้ำอันเปรียบได้กับแก้มลิง แล้วจึงระบายน้ำลงทะเลเมื่อปริมาณน้ำทะเลลดลง โดยมีลักษณะและวิธีการของโครงการแก้มลิงดังนี้

แผนภาพแสดงแนวพระราชดำริแก้มลิง
แผนภาพแสดงแนวพระราชดำริแก้มลิง
  1. ดำเนินการระบายน้ำออกจากพื้นที่ตอนบนให้ไหลไปตามคลอง พักน้ำขนาดใหญ่ที่บริเวณชายทะเล ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นบ่อเก็บน้ำขนาดใหญ่ หรือ “แก้มลิง” ต่อไป
  2. เมื่อระดับน้ำทะเลลดต่ำลงกว่าระดับน้ำในคลอง ก็ทำการระบายน้ำจากคลองดังกล่าวออกทางประตูระบายน้ำ โดยอาศัยแรงโน้มถ่วงของโลก
  3. สูบน้ำออกจากคลองที่ทำหน้าที่แก้มลิงนี้ ให้ระบายออกในระดับต่ำที่สุดออกสู่ทะเล เพื่อจะได้ทำให้น้ำตอนบนค่อยๆ ไหลมาเองตลอดเวลาส่งผลให้ปริมาณน้ำท่วมพื้นที่ลดน้อยลง
  4. เมื่อระดับน้ำทะเลสูงกว่าระดับน้ำในลำคลองให้ทำการปิดประตูระบายน้ำ เพื่อป้องกันมิให้น้ำย้อนกลับ

จากหลักการข้างต้น จึงมีจากการใช้ลำคลองหนองบึงธรรมชาติ หรือพื้นที่ว่างเปล่า มาใช้เป็นบ่อพักน้ำแหล่งน้ำที่จะนำน้ำเข้าบ่อพักและระบายน้ำออกจากบ่อพักน้ำตามความเหมาะสมของแต่ละพื้นที่ มีโครงการแก้มลิงขนาดเล็ก กลาง และใหญ่

“ทุ่งทะเลหลวง” โครงการแก้มลิงเพื่อแก้ปัญหาน้ำท่วมและน้ำแล้ง ในจังหวัดสุโขทัย
“ทุ่งทะเลหลวง” โครงการแก้มลิงเพื่อแก้ปัญหาน้ำท่วมและน้ำแล้ง ในจังหวัดสุโขทัย

ผลการดำเนินการศึกษาและพิจารณากำหนดรูปแบบของโครงการแล้วสามารถแบ่งออกได้เป็น โครงการแก้มลิงฝั่งตะวันออกและฝั่งตะวันตกของแม่น้ำเจ้าพระยา รวมไปถึงคลองต่างๆ มีทีทางน้ำเชื่อมต่อกับทะเล ได้แก่ โครงการแก้มลิงแม่น้ำท่าจีนตอนล่าง โครงการแก้มลิงคลองมหาชัย-คลองสนามชัย และโครงการแก้มลิงคลองสุนัขหอน ซึ่งโครงการทั้งหมดต้องทำงานประสานกันเพื่อการระบายน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด

โครงการแก้มลิงที่อยู่ในพื้นที่เอกชนจะเรียกว่า “แก้มลิงเอกชน” ส่วนที่อยู่ในพื้นที่ของราชการและรัฐวิสาหกิจจะเรียกว่า “แก้มลิงสาธารณะ” ซึ่งนอกจากจะมีความสามารถให้การบรรเทาอุทกภัยแล้ว ยังสามารถกักเก็บน้ำไว้ใช้ในการทำการเกษตรและประโยชน์ต่างๆ ได้อีกด้วย

อ้างอิง: มูลนิธิชัยพัฒนา, เรารักพระเจ้าอยู่หัว.com

กำแพงกั้นน้ำอรรถประโยชน์: เขื่อนป่าสักชลสิทธิ์

ปัญหาขาดแคลนน้ำในหน้าแล้งและในภาวะน้ำหลากก็เกิดอุทกภัย เป็นปัญหาสำคัญอันหนึ่งของประเทศเนื่องจากประเทศไทยเป็นประเทศที่มีประชาชนทำเกษตรกรรมกันอยู่มาก การบริหารจัดการน้ำจึงมีความสำคัญเพื่อเศรษกิจของประเทศ

pasak-1

เนื่องจากในลุ่มแม่น้ำป่าสักเกิดอุทกภัยบ่อยครั้งในฤดูน้ำหลาก และขาดแคลนน้ำในฤดูร้อน พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช จึงมีพระราชดำริให้มีการศึกษาและพัฒนาลุ่มน้ำป่าสักอย่างจริงจัง จากนั้นกรมชลประทานได้สนองแนวพระราชดำริของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ในการสร้าง “เขื่อนป่าสักชลสิทธิ์” ซึ่งหมายถึง เขื่อนแม่น้ำป่าสักที่เก็บกักน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขึ้นเมื่อวันที่ 2 ธันวาคม 2537 ใช้เวลาในการก่อสร้างเขื่อนเป็นเวลา 5 ปี

เขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ เป็นเขื่อนดินชนิดแกนดินเหนียว มีความยาว 4,860 เมตร สูง 36.50 เมตร มีอาคารระบายน้ำ 3 อาคาร คือ

  1. อาคารระบายน้ำล้น
  2. อาคารท่อบายน้ำลงลำน้ำเดิม
  3. อาคารท่อระบายน้ำฉุกเฉิน

ภาพขณะสร้างเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์

แม้จะมีผลกระทบในด้านสิ่งแวดล้อมและผลกระทบต่อประชาชนที่อยู่เหนือเขื่อน แต่หน่วยงานราชการและผู้เกี่ยวข้องได้ร่วมมือกันให้ความร่วมมือให้ความช่วยเหลือในการสร้างสาธารณูปโภค รวมไปถึงวัด โรงเรียน และสถานีอนามัย สถานีตำรวจ ทดแทนของเดิมให้กับพื้นที่ชุมชนใหม่ และยังมีการส่งเสริมพัฒนาอาชีพให้อีกด้วย

ประโยชน์เขื่อนป่าสักชลสิทธิ์มีมากมาย ตั้งแต่เป็นแหล่งน้ำเพื่ออุตสาหกรรมและการเกษตร เป็นแหล่งประมงน้ำจืดขนาดใหญ่ เป็นแหล่งน้ำสำหรับอุปโภคบริโภคในเขตกรุงเทพมหานคร ช่วยป้องกันอุทกภัย ไปจนถึงเป็นสถานที่ท่องเที่ยวอีกแห่งหนึ่งในจังหวัดสระบุรี

อ้างอิง: เว็บไซต์เขื่อนป่าสักชลสิทธิ์, Wikipedia: เขื่อนป่าสักชลสิทธิ์, เรารักพระเจ้าอยู่หัว.com

ตัวอย่างการบริหารจัดการน้ำ: อ่างเก็บน้ำคลองลัดโพธิ์

ในอดีตคลองลัดโพธิ์เป็นคลองลัดแนวเหนือ-ใต้ของคุ้งน้ำของแม่น้ำเจ้าพระยา ในอำเภอพระประแดง จังหวัดสมุทรปราการ ซึ่งมีสภาพตื้นเขิน พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชจึงมีพระราชดำริให้พัฒนาคลองลัดโพธิ์ขึ้น เพื่อหน่วงน้ำทะเลไม่ให้ขึ้นลัดเลาะไปตามแนวแม่น้ำเจ้าพระยาที่คดโค้ง หรือเรียกหลักการนี้ว่า “การเบี่ยงน้ำ (Division)” ป้องกันอุทกภัยในตัวเมืองกรุงเทพมหานคร เกิดเป็นโครงการปรับปรุงคลองลัดโพธิ์ อันเนื่องมาจากพระราชดำริขึ้นเมื่อ 13 พฤจิกายน 2545

ladpho-3

พระองค์ทรงมีพระราชดำรัสถึงคลองลัดโพธิ์เมื่อวันที่ 4 ธันวาคม พ.ศ. 2549 ว่าเป็นสถานที่ตัวอย่างของการบริหารจัดการน้ำ ที่ต้องการความรู้เรื่องเกี่ยวกับเวลาน้ำขึ้นน้ำลง หากบริหารจัดการให้ถูกต้องจะสามารถแก้ปัญหาน้ำท่วมได้ โดยอยู่ภายใต้การดูแลของหน่วยงานหลัก 3 หน่วยงานคือ กรมชลประทาน กรุงเทพมหานคร และคณะกรรมการพิเศษเพื่อประสานงานโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริ (กปร.)

วัตถุประสงค์ของโครงการตามเว็บไซต์ของกรมชลประทาน คือ

  1. ช่วยให้น้ำในแม่น้ำเจ้าพระยาใหลลัดลงทะเลได้สะดวกและรวดเร็วขึ้น
  2. ช่วยแก้ไขปัญหาน้ำท่วมบริเวณกรุงเทพมหานครและปริมรฑล ซึ่งสามารถช่วยลดระดับน้ำท่วมสูงสุด 5-6 เซนติเมตร และ ลดระยะเวลาน้ำท่วมลงได้ 1-2 วัน
ประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์
ประตูระบายน้ำคลองลัดโพธิ์

นอกจากจะช่วยบรรเทาอุทกภัยแล้ว พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชได้มีพระราชดำริให้ศึกษาการใช้พลังงานน้ำที่ระบายผ่านคลองให้เกิดประโยชน์ กรมชลประทานและมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ จึงร่วมกันประดิษฐ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานจลน์ และชุดสำเร็จของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานจลน์ขึ้น รวมทั้งยื่นขอจดสิทธิบัตรงานทั้ง 2 ชิ้น ในพระปรมาภิไธย อีกด้วย

อ้างอิง: กรมชลประทาน, OK Nation Blog, Wikipedia: คลองลัดโพธิ์, เรารักพระเจ้าอยู่หัว.com

ยังมีโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริเกี่ยวกับน้ำอีกมากที่ไม่ได้พูดถึงในบทความนี้ ซึ่งทั้งหมดล้วนแต่มีพระราชดำริขึ้นเพื่อบรรเทาทุกข์ บำรุงสุขของพสกนิกรชาวไทยโดยแท้จริง ดังพระราชดำรัสที่ว่า

…หลักสำคัญว่าต้องมีน้ำบริโภค น้ำใช้ น้ำเพื่อการเพาะปลูก เพราะว่าชีวิตอยู่ที่นั่น ถ้ามีน้ำคนอยู่ได้ ถ้าไม่มีน้ำคนอยู่ไม่ได้ ไม่มีไฟฟ้าคนอยู่ได้ แต่ถ้ามีไฟฟ้าไม่มีน้ำคนอยู่ไม่ได้…

ด้วยสำนึกในพระมหากรุณาธิคุณ

เขียนโดย

Nattakorn Leardthanapaichit

นิสิตภาควิชาเทคโนโลยีทางภาพและการพิมพ์ กำลังสนุกกับการพบปะผู้คน ชื่นชอบการถ่ายรูปเป็นพิเศษ
   
Tags: , , , , , , , , , , , ,