การศึกษาและพัฒนาอาคารวัดปริมาณน้ำ ที่มีระดับต่างคงที่ (CHO) (A Study and Development of Constant Head Orifice Structure) กัญญา อินทร์เกลี้ยง (Kanya Inkliang) ความเป็นมาของปัญหา อาคารวัดน้ำที่มีระดับต่างคงที่ (Constant Head Orifice, CHO) เป็นอาคารชลประทานหรือ อาคารบังคับน้ำปากคลองขนาดเล็กชนิดหนึ่งที่สร้างไว้ที่ปากคลองส่งน้ำขนาดเล็กหรือปากคูส่งน้ำ เพื่อทำหน้าที่ควบคุมและวัดปริมาณน้ำ โดยใช้หลักการของ Orifice ในการวัดน้ำ นอกจากนั้นยังสามารถ บังคับให้ปริมาณน้ำไหลผ่านอาคารในอัตราที่ต้องการคงที่แม้ระดับน้ำด้านเหนือน้ำในคลองส่งน้ำจะมี การเปลี่ยนแปลง โดยอาคาร CHO จะมีอยู่ 2 บาน บานแรกทำหน้าที่ควบคุมพื้นที่ของ Orifice บานที่สองซึ่งอยู่ทางท้ายน้ำของบานแรกทำหน้าที่ควบคุมความลึกของน้ำทางด้านท้ายของบานแรก ซึ่งบานท้ายน้ำนี้ใช้เพื่อรักษาความแตกต่างของระดับทั้งด้านเหนือน้ำกับท้ายน้ำของบาน Orifice เป็นอยู่อย่างคงที่ การควบคุมระดับต่างของบานที่คงที่นั้นต้องใช้เวลานานในการปรับระดับน้ำ และมีความยุ่งยากในการใช้งาน ผู้ควบคุมการเปิด-ปิดประตูน้ำปากคลอง (อาคาร CHO) ดังกล่าว ไม่สะดวกในการใช้งาน ดังนั้นจึงทำการศึกษาและพัฒนาอาคาร CHO ให้ใช้งานสะดวกใช้เวลา ในการปรับระดับน้ำน้อยให้คงที่ และทำให้ง่ายต่อการใช้งานยิ่งขึ้น วัตถุประสงค์ - เพื่อศึกษาและพัฒนาอาคารบังคับน้ำปากคลองชนิดอาคารวัดน้ำมีระดับต่างคงที่ (อาคาร CHO) สำหรับการกำหนดรูปแบบการนำไปใช้ในปากคลองส่งน้ำขนาดเล็กของงานชลประทานต่าง ๆ รูปที่ 1 แบบอาคารวัดน้ำ CHO การดำเนินงาน เก็บรวบรวมข้อมูล เอกสารเกี่ยวกับอาคารวัดน้ำ CHO และแบบมาตรฐานของอาคารวัดน้ำ CHO การจัดทำอาคารวัดน้ำ CHO ตามแบบมาตรฐาน ศึกษาทดลอง และพัฒนาอาคาร วัดน้ำCHO รูปที่ 2 อาคารวัดน้ำ CHO ผลการวิจัย 1. ความลึกน้ำด้านหน้าประตู Orifice Gate กรณีการไหลด้านท้าย Control Gate เป็นแบบอิสระ ( free flow) มีค่าอยู่ระหว่าง 0.39 – 1.22 ม. และ กรณีการไหลเป็นแบบจม (Submerged flow) ความลึกด้านหน้าประตู Orifice Gate อยู่ระหว่าง 0.39 – 1.34 ม. 2. ค่าสัมประสิทธิ์การไหล ( C ) ของประตู Orifice Gate มีค่าอยู่ระหว่าง 0.549 – 0.835 3. ขนาดช่องเปิดของประตู Orifice Gate ที่เหมาะสม ดังนี้ อัตราการไหล (Q) = 30 ลิตร/วินาที ขนาดของช่องเปิด LXD = 0.07 X 0.63 ม. มีค่า C= 0.627 อัตราการไหล (Q) = 60 ลิตร/วินาที ขนาดของช่องเปิด LXD = 0.125 X 0.63 ม. มีค่า C= 0.702 อัตราการไหล (Q) = 80 ลิตร/วินาที ขนาดของช่องเปิด LXD = 0.16 X 0.63 ม. มีค่า C= 0.688 อัตราการไหล (Q) = 150 ลิตร/วินาที ขนาดของช่องเปิด LXD = 0.16 X 1.26 ม. มีค่า C= 0.686 อัตราการไหล (Q) = 180 ลิตร/วินาที ขนาดของช่องเปิด LXD = 0.18 X 1.26 ม. มีค่า C= 0.731 อัตราการไหล (Q) = 210 ลิตร/วินาที ขนาดของช่องเปิด LXD = 0.22 X 1.26 ม. มีค่า C= 0.698 4. การพัฒนาอาคารวัดน้ำ CHO ได้พิจารณาจากค่าสัมประสิทธิ์การไหล ( C ) ของประตู Orifice Gate พื้นที่หน้าตัด ความลึกน้ำด้านหน้าของอาคารกรณีการไหลท้ายน้ำอิสระและแบบจม และค่า L/D ได้อาคารที่พัฒนา 1) ช่องเปิดของประตู Orifice Gate ที่เหมาะสม อัตราการไหล (Q) = 30 ลิตร/วินาที ขนาดของช่องเปิด LXD = 0.16 X 0.30 ม. มีค่า C = 0.576 อัตราการไหล (Q) = 60 ลิตร/วินาที ขนาดของช่องเปิด LXD = 0.20 X 0.45 ม. มีค่า C = 0.614 อัตราการไหล (Q) = 120 ลิตร/วินาที ขนาดของช่องเปิด LXD = 0.32 X 0.60 ม. มีค่า C = 0.564 อัตราการไหล (Q) = 150 ลิตร/วินาที ขนาดของช่องเปิด LXD = 0.35 X 0.70 ม. มีค่า C = 0.686 อัตราการไหล (Q) = 180 ลิตร/วินาที ขนาดของช่องเปิด LXD = 0.39 X 0.70 ม. มีค่า C = 0.608 อัตราการไหล (Q) = 210 ลิตร/วินาที ขนาดของช่องเปิด LXD = 0.44X 0.70 ม. มีค่า C= 0.628 2) ข้อจำกัดของการใช้งานอาคารวัดน้ำ CHO คือ ขนาดช่องบานประตู Orifice Gate อัตราการไหลผ่าน ความลึกด้านหน้าประตูและการปรับบาน Control gate กรณีการไหลด้านท้ายบานเป็นแบบอิสระ หรือแบบจมใต้ผิวน้ำ รูปที่ 3 การทดลองอาคารวัดน้ำ CHO สรุปผลการวิจัย จากการศึกษาอาคารวัดน้ำ CHO เป็นอาคารชลประทานขนาดเล็ก ควบคุมและวัดปริมาณน้ำได้ตามต้องการโดยบังคับบานประตู 2 บาน ให้มีระดับน้ำต่างคงที่ การพัฒนาและปรับปรุงโดยให้มีการบังคับบานเพียงบานเดียวและให้ระดับน้ำต่างคงที่สามารถควบคุมน้ำได้ตามต้องการทำให้สะดวก รวดเร็วกว่าอาคารเดิม ข้อเสนอแนะ/การนำไปใช้ประโยชน์ 1. สำนักออกแบบวิศวกรรมและสถาปัตยกรรมสามารถนำเอาสัดส่วนรูปร่างของอาคารวัดน้ำ CHO ไปกำหนดรูปแบบมาตรฐานของอาคารวัดน้ำ CHO ทำให้การควบคุมและวัดปริมาณน้ำได้สะดวก รวดเร็วกว่าอาคารเดิม 2. วิศวกรมีความเชื่อมั่นในการออกแบบเนื่องจากมีข้อมูลผลการทดลองสนับสนุน 3. ได้องค์ความรู้เกี่ยวกับอาคารวัดน้ำ CHO สำนักวิจัยและพัฒนา