วช. ชป. และ วว. ร่วมคิดค้นนวัตกรรมกำจัดวัชพืชใต้น้ำและวัสดุคอมพอสิต เพื่อประสิทธิภาพคลองส่งน้ำ เตรียมรับภัยแล้ง

วันที่ 22 มีนาคม 2566 สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม 

โดย ดร.วิภารัตน์ ดีอ่อง ผู้อำนวยการสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ ได้มอบหมายให้ คณะผู้ตรวจสอบทางวิชาการ นำโดย ดร.ขวัญฤดี โชติชนาทวีวงศ์ ประธานผู้ตรวจสอบทางวิชาการ กลุ่มเรื่องการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำ วช. พร้อมด้วย รศ. ดร.เกรียงศักดิ์ ศรีสุข ดร.สมชายใบม่วง นายธนา สุวัฑฒน และภารกิจการวิจัยและนวัตกรรมของประเทศด้านทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม พร้อมด้วยกลุ่มสารนิเทศและประชาสัมพันธ์ และสื่อมวลชน ลงพื้นที่ติดตามความก้าวหน้า

โดยมี นายจิรวัฒน์ ภูภาณุธาดา กรมชลประทาน (ชป.) เป็นหัวหน้าโครงการฯ และโครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาต้นแบบวัสดุคอมพอสิตสำเร็จรูป เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำคลองชลประทาน” โดยมี นายเจต พาณิชภักดี สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.) ณ จังหวัดนครปฐม

ดร.ขวัญฤดี โชติชนาทวีวงศ์ ประธานผู้ตรวจสอบทางวิชาการ วช. กล่าวว่า วช. ภายใต้กระทรวง อว. ได้ให้การสนับสนุนทุนวิจัยและนวัตกรรมแก่กรมชลประทานในการดำเนินโครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาเครื่องมือการกำจัดวัชพืชใต้น้ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบริหารจัดการน้ำในเขตพื้นที่ชลประทาน กรณีสาหร่ายหางกระรอก ดีปลีน้ำ สันตะวาใบพาย”โดยมี นายจิรวัฒน์ ภูภาณุธาดา แห่งโครงการส่งน้ำและบำรุงรักษากำแพงแสน ชป. เป็นหัวหน้าโครงการฯ และ

โครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาต้นแบบวัสดุคอมพอสิตสำเร็จรูป เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำคลองชลประทาน” โดยมี นายเจต พาณิชภักดี นักวิจัยอาวุโส แห่งศูนย์เชี่ยวชาญนวัตกรรมวัสดุ วว. 

ซึ่งทั้งสองโครงการฯ มีความสำคัญอย่างมากที่จะช่วยให้การบริหารจัดการน้ำของกรมชลประทานให้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ช่วยให้เกษตรกรผู้ใช้น้ำได้รับน้ำใช้ทำการเกษตรหรือใช้ในการอุปโภคบริโภคให้มีน้ำอย่างเพียงพอ ไม่ขาดแคลน และยังเป็นการปรับปรุงระบบการไหลของน้ำให้มีความคล่องตัวมากยิ่งขึ้น

ทั้งการนำนวัตกรรมไปช่วยกำจัดวัชพืชใต้น้ำต่าง ๆ ที่ขวางทางน้ำ อาทิ สาหร่ายหางกระรอก ดีปลีน้ำ หรือสันตะวาใบพาย หรือการนำวัสดุคอมพอสิตมาช่วยในการลดการรั่วซึมของน้ำในคลอง ทำให้คลองส่งน้ำสามารถเก็บน้ำและส่งน้ำได้สะดวกและเร็วยิ่งขึ้น ซึ่งในอนาคตก็จะมีการขยายผลโดยการนำองค์ความรู้ที่ได้ไปถ่ายทอดแก่เกษตรกรหรือผู้ใช้ประโยชน์ต่อไป
 

นายจิรวัฒน์ ภูภาณุธาดา แห่งโครงการส่งน้ำและบำรุงรักษากำแพงแสน ชป. กล่าวว่า ประเทศไทยกำลังเผชิญกับสถานการณ์ปัญหาภัยแล้งและมีแนวโน้มของการขาดแคลนน้ำมากขึ้นในอนาคต ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงกับทุกภาคส่วน

การจัดหาแหล่งน้ำและเพิ่มพื้นที่ชลประทานในภาคการเกษตร รวมถึงการบริหารจัดการน้ำเป็นยุทธศาสตร์หลักที่สำคัญของกรมชลประทาน ในการพัฒนาเพื่อเพิ่มพื้นที่ชลประทานของประเทศ การปรับปรุงประสิทธิภาพการบริหารจัดการน้ำ โดยใช้ระบบชลประทานที่ดี โครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาเครื่องมือการกำจัดวัชพืชใต้น้ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบริหารจัดการน้ำในเขตพื้นที่ชลประทาน

กรณีสาหร่ายหางกระรอก ดีปลีน้ำ สันตะวาใบพาย” โดย ชป. ได้รับการสนับสนุนจาก วช. ในการคิดค้นและพัฒนาเครื่องมือกำจัดวัชพืชใต้น้ำ เนื่องจากการระบาดของวัชพืชในคลองเกิดการแพร่กระจายอย่างรวดเร็ว ทางคณะผู้วิจัยจึงเกิดแนวคิดในการที่จะพัฒนารูปแบบการกำจัดวัชที่เหมาะสม สามารถลดการใช้งบประมาณ ทำงานได้รวดเร็ว ลดเงื่อนไขและข้อจำกัดในการดำเนินงาน 

ทางคณะผู้วิจัยต้นแบบเครื่องมือกำจัดวัชพืชใต้น้ำในคลองชลประทาน หรือ Weed Rake 

โดยในระยะแรกได้ทำการพัฒนาชุดคราดวัชพืชใต้น้ำ ซึ่งผลการทดสอบปรากฏว่าการกำจัดวัชพืชใต้น้ำมีประสิทธิภาพการกำจัดวัชพืชใต้น้ำได้ร้อยละ 70 ขณะกำจัดวัชพืชใต้น้ำซี่ฟันของคราดจะกวนตะกอนดินขึ้นมาทำให้คลองสะอาดขึ้น ลดอัตราการเจริญเติบโตของเมล็ดวัชพืชใต้น้ำได้อีกด้วย

ในระยะที่ 2 ได้พัฒนาเครื่องมือที่มีใช้ในงานชลประทานมาดัดแปลงและประกอบใหม่เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งาน โดยในเบื้องต้นคณะผู้วิจัยได้พัฒนาต้นแบบเครื่องมือกำจัดวัชพืชใต้น้ำในคลองชลประทาน (Weed Rake-I) ออกมา 2 ลักษณะ ได้แก่ เครื่องมือกำจัดวัชพืชใต้น้ำชุดคราดรถเข็น ใช้กับก้นคลอง ขนาดกว้าง 0.50 – 1.0 เมตร และเครื่องมือกำจัดวัชพืชใต้น้ำชุดคราดรถสาลี่) ใช้กับก้นคลอง ขนาดกว้าง 1.0 – 2.0 เมตร 

ต่อมาคณะผู้วิจัยได้ดำเนินการพัฒนาเครื่องมือกำจัดวัชพืชใต้น้ำในคลองชลประทาน Weed Rake-II ด้วยการนำรถไถมาประยุกต์ใช้กับคราดขนาดความยาว 1 เมตร ทำให้มีประสิทธิภาพการทำงานที่ดีขึ้น อีกทั้งประหยัดงบประมาณไปได้มาก และยังสร้างความร่วมแรงร่วมใจกันของเกษตรกรผู้ใช้ประโยชน์ในการลงมือกำจัดวัชพืชใต้น้ำ ซึ่งในอนาคตจะมีการขยายขอบเขตการทำงานของเครื่องกำจัดวัชพืชให้สามารถกำจัดวัชพืชใน้น้ำในคลองที่มีขนาดใหญ่ขึ้นต่อไป

ด้านนายเจต พาณิชภักดี แห่ง วว. หัวหน้าโครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาต้นแบบวัสดุคอมพอสิตสำเร็จรูป เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำคลองชลประทาน” กล่าวว่า สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.) ได้รับการสนับสนุนจาก วช. ในการดำเนินการพัฒนาต้นแบบวัสดุคอมพอสิตสำเร็จรูป เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำคลองชลประทาน 

ที่ผ่านมา น้ำชลประทานถูกลำเลียงไปตามคลองส่งน้ำและไหลลงสู่คลองระบายน้ำที่เป็นคลองดิน พบปัญหาการสูญเสียน้ำในระบบส่งน้ำเนื่องจากการซึมของน้ำชลประทานผ่านวัสดุก่อสร้างคลองที่เป็นดิน คลองส่งน้ำที่ใช้งานเป็นระยะเวลานานจึงนิยมที่จะปรับปรุงด้วยการดาดคลองส่งน้ำด้วยคอนกรีต

ซึ่งมีคุณสมบัติในการป้องกันการรั่วซึมของน้ำได้ แต่ปัญหาสำคัญที่มักจะเกิดขึ้นกับคลองส่งน้ำดาดด้วยคอนกรีต คือ การเกิดโพรงใต้แผ่นคอนกรีตจากการกัดเซาะของน้ำเป็นรูโพรง และปัญหาการรั่วซึมของน้ำผ่านคลองที่มีปริมาณมากกว่าการออกแบบ รวมทั้งการเจริญเติบโตของวัชพืชน้ำ 

ซึ่งเกิดจากดินบริเวณใต้ผนังดาดคอนกรีตเกิดการทรุดตัวจากการเลื่อนไหล ทำให้ผนังดาดคอนกรีตเกิดการแตกร้าว และเมื่อเกิดการกัดเซาะของวัสดุใต้แผ่นคอนกรีตแล้วจะพังทลายได้ในท้ายที่สุด ส่งผลให้เกิดการสูญเสียน้ำถึงร้อยละ 70 และไม่สามารถส่งน้ำไปถึงพื้นที่เพาะปลูกได้ตามเป้าหมาย 

โดยในต่างประเทศได้มีการเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำ และลดการสูญเสียน้ำโดยการใช้แผ่นเมมเบรนจากวัสดุพอลิเมอร์สังเคราะห์ ในการส่งน้ำ ซึ่งพบว่ามีข้อดี คือ ติดตั้งง่าย ใช้เวลาน้อย และมีการสูญเสียน้ำในระหว่างการส่งน้ำที่น้อย ที่ผ่านมา วว. มีการพัฒนาชุดวัสดุป้องกันการกัดเซาะจากวัสดุทางธรรมชาติ สำหรับใช้งานปูทับหน้าตลิ่งเพื่อป้องกันการกัดเซาะของน้ำ ประกอบด้วย ชั้นป้องกัน ทำหน้าที่รับแรงอัดหรือแรงเฉือนที่เกิดจากการไหลของกระแสน้ำ และป้องกันเศษหินหรือกรวดที่พัดมากับกระแสน้ำที่จะทำให้ชั้นเมมเบรนเกิดความเสียหายได้ 

โดยวัสดุชั้นป้องกันมีผิวเรียบ มีความต้านทานแรงอัดมากกว่า 150 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร และถูกออกแบบให้สามารถร้อยสลิงได้ ซึ่งจะถูกนำมาวางทับบนชั้นเมมเบรนทำหน้าที่กักเก็บผิวดินไม่ให้ถูกชะออกจากบริเวณแนวตลิ่งและป้องกันการซึมผ่านของน้ำ 

นอกจากนั้น โครงสร้างชุดวัสดุคอมพอสิต เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำ เป็นโครงสร้างสำเร็จรูปที่พร้อมติดตั้งได้ทันที และยังสามารถปรับสภาพหรือปรับระดับตามพื้นผิวได้เล็กน้อย เมื่อมีการทรุดของดินบริเวณที่ถูกปูทับ เนื่องจากชั้นป้องกันของชุดวัสดุคอมพอสิต มีโครงสร้างที่ประกอบด้วยบล็อกที่มีความแข็งแรงขนาดเล็ก ที่เกี่ยวร้อยด้วยเส้นเสริมแรงภายใน ทำให้สามารถปรับระดับตัวได้เล็กน้อย เมื่อดินเกิดการทรุดตัว 

ในขณะที่ชั้นเมมเบรนของชุดวัสดุคอมพอสิต ที่วางใต้ชั้นป้องกัน มีระยะยืดตัวมากกว่าร้อยละ 40 เมื่อได้รับแรงภายนอกมากระทำ ทำให้สามารถปรับระดับตัวได้เช่นกัน ซึ่งแตกต่างจากการดาดคอนกรีตที่เป็นโครงสร้างแบบแผ่นแข็งและวางบนดิน ซึ่งจะสามารถลดการเกิดปัญหาการพังทลายของโครงสร้างและการรั่วซึมของน้ำได้เป็นอย่างดี