แผ่นดินไหวทำให้เขื่อนแตก จริงหรือ? จะรับมืออย่างไร?

 

     แผ่นดินไหวเป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติที่ก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อชีวิต และทรัพย์สินของมนุษย์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ สิ่งหนึ่งที่หลายคนยังหวั่นเกรงนั่นคือผลกระทบจากภาวะ “เขื่อนแตก แต่เขื่อนมีโครงสร้างทางวิศวกรรมขนาดใหญ่จัดอยู่ในประเภทโครงสร้างที่มี โอกาสเกิดภัยพิบัติต่ำ คงไม่เป็นการดีนักหากเราจะวิตกกังวลจนเกินไป?!!

    “คนชอบมองกันว่า เขื่อนพังเป็นเหตุการณ์ที่น่ากลัว แต่ไม่มีใครมองว่า โอกาสที่จะพังมีมากน้อยแค่ไหน จึงเป็นจุดที่ทำให้เรากำลังทำการวิจัยว่าโอกาสที่แผ่นดินไหวรุนแรงที่จะทำ ให้เขื่อนพังมีเท่าใด ถือว่าเป็นเรื่องที่ยากมากแต่ก็จะทำ

    ผศ.ดร.สุทธิศักดิ์ ศรลัมพ์ หัวหน้าศูนย์วิจัยและพัฒนาวิศวกรรมปฐพีและฐานราก ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ให้เหตุผลในการทำงานวิจัยพร้อมให้ความรู้ว่า เขื่อนในประเทศไทยมีทั้งหมดกว่า 4,000 เขื่อน แบ่งเป็นเขื่อนขนาดใหญ่ กลางและเล็ก ส่วนใหญ่เป็นเขื่อนขนาดเล็ก แต่ขนาดกลางและใหญ่จะมีประมาณ 300 เขื่อน โดยเขื่อนที่มีขนาดใหญ่ เช่น เขื่อนศรีนครินทร์, เขื่อนป่าสักชลสิทธิ์, เขื่อนภูมิพล ฯลฯ

    ประเภทของเขื่อนแบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่ เขื่อนคอนกรีตและเขื่อนดินหรือหินถม ส่วนมากในประเทศไทยกว่า 95 เปอร์เซ็นต์เป็นเขื่อนดินหรือหินถม เนื่องจากหาวัสดุก่อสร้างง่ายและคงทน ส่วนเขื่อนที่สร้างด้วยคอนกรีต เช่น เขื่อนภูมิพล แม่มาว ท่าด่าน ขุนด่านปราการชล ถือว่ามีความคงทนเช่นกัน ทั้งนี้ไม่ว่าจะเป็นเขื่อนประเภทใด ความคงทนจะขึ้นอยู่กับการบำรุงรักษาที่ดี ตัวอย่างเขื่อนที่มีอายุมาก เช่น เขื่อนดินที่สร้างในสมัยพ่อขุนรามคำแหงที่ยังคงอยู่ได้จนถึงปัจจุบัน

    จากการวิจัยเขื่อนศรีนครินทร์ ซึ่งอยู่ในความรับผิดชอบของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย เป็นเขื่อนที่มีขนาดใหญ่และจุน้ำได้มากที่สุดในประเทศไทย สร้างขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2519-2521 กั้นแม่น้ำแควใหญ่บริเวณอำเภอศรีสวัสดิ์ จังหวัดกาญจนบุรี มีความจุของอ่างเก็บน้ำ 17,745 ล้านลูกบาศก์เมตร เมื่อเทียบกับเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ที่มีความจุ 785 ล้านลูกบาศก์เมตร ถือว่าต่างกันมาก สำหรับเขื่อนที่สูงที่สุดในโลกกำลังก่อสร้างอยู่ที่ประเทศโซเวียตเก่า ชื่อเขื่อน “โรกัน (ROGUN)  มีความสูงกว่า 300 เมตร หากนึกภาพไม่ออกให้มองความสูงของตึกใบหยกเพราะมีความสูงประมาณ 300 กว่าเมตรเช่นกัน สำหรับในประเทศไทยเขื่อนที่สูงที่สุดคือเขื่อนภูมิพล มีความสูง 154 เมตร 

    หลังจากก่อสร้างเขื่อนศรีนครินทร์เสร็จและเริ่มกักเก็บน้ำ ได้เกิดแผ่นดินไหวขนาด 5.9 ริคเตอร์ ในวันที่ 22 เมษายน 2526 มีจุดศูนย์กลางห่างจากเขื่อนประมาณ 55 กิโลเมตร ผลการวิเคราะห์เชื่อว่า สาเหตุที่ทำให้แผ่นดินไหวเกิดจากน้ำหนักน้ำกดทับพื้นดิน เพิ่มขึ้นประกอบกับแรงดันน้ำทำให้แทรกตัวเข้าไประหว่างรอยเลื่อนของแผ่นดิน จึงมีการขยับตัวและเกิดแผ่นดินไหว ต่อมาได้เกิดแผ่นดินไหวอย่างต่อเนื่องที่บริเวณใกล้เคียงกัน แต่ค่อย ๆ มีความถี่และความรุนแรงลดลง เนื่องจากรอยเลื่อนบริเวณดังกล่าวได้ปรับสมดุลกับสภาพแรงดันของน้ำในอ่าง เก็บน้ำแล้ว 

    เหตุการณ์ดังกล่าว ทำให้ชาวบ้านในพื้นที่ตื่นตัวเรื่องแผ่นดินไหว เกรงจะเกิดเหตุภัยพิบัติ “เขื่อนแตก จึงมีการวิจัยความมั่นคงของเขื่อนศรีนครินทร์ต่อแรงกระทำแผ่นดินไหวร่วมกับ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยที่วิจัยเสร็จแล้ว ผศ.ดร.สุทธิศักดิ์ อธิบายขั้นตอนงานวิจัยไว้ว่า ได้ทำการตรวจสอบและสำรวจเขื่อนพร้อมทั้งสร้างแบบจำลองเขื่อนเพื่อใช้การสั่น สะเทือนรูปแบบต่าง ๆ จากเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่รุนแรง 35 เหตุการณ์ มีจำนวน 200 คลื่นแผ่นดินไหว โดยจำลองให้จุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวอยู่ห่างจากตัวเขื่อนในระยะต่าง ๆ กัน ปรากฏว่าเขื่อนเกิดการสั่น เคลื่อนตัวและขยับตัว โดยหากความเร่งในแนวราบเท่ากับ  1 g หรือการสั่นสะเทือนที่รุนแรงมาก ๆ อาจเกิดความเสียหายที่บริเวณสันเขื่อนด้านบน คือ รอยแตกร้าวที่มีโอกาสทำให้น้ำรั่วซึม แต่จะไม่ทำให้เขื่อนพังทลายในทีเดียว เนื่องจากโครงสร้างของเขื่อนเป็นวัสดุดิน จึงมีการยืดหยุ่น นอกจากนั้นที่สำคัญเขื่อนมีชั้นกรองน้ำ เรียกว่า ฟิลเตอร์ (Filter) ช่วยชะลอการไหลซึมและกรองดินหากมีดินไหลออกมา ดังนั้นรอยแตกจะไม่ขยายตัว  ทั้งนี้หากเขื่อนเริ่มรั่วจนกระทั่งเขื่อนแตกน่าจะใช้เวลาไม่ต่ำกว่า 3 ชั่วโมง ทำให้มีเวลาในการเตือนภัยและอพยพ

    โดยการไหลซึมที่ผิดปกติภายในตัวเขื่อน จะสามารถทราบได้จากเครื่องมือวัดแรงดันน้ำที่อยู่ภายในตัวเขื่อน จากการวิเคราะห์พบว่า เขื่อนศรีนครินทร์จะเกิดความเสียหายที่สันเขื่อนมากหากเกิดแผ่นดินไหวขนาด 7.5 ริคเตอร์ ที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ภายในระยะ 7 กิโลเมตรจากตัวเขื่อน แต่ถ้าจุดศูนย์กลางอยู่ที่ระยะห่างออกไป เช่น เกิน 50 กิโลเมตร ความเสียหายจะไม่เกิดขึ้นแน่นอน

    อย่างไรก็ตาม จากงานวิจัยนี้ ทำให้เราทราบว่า หากเกิดเหตุภัยพิบัติ เราจะมีเวลาในการอพยพ เคลื่อนย้ายหนีจำนวนเท่าใด ที่สำคัญคือระบบการเตือนภัย เช่น สัญญาณเตือนภัยหรือการเตรียมความพร้อมของตัวชาวบ้านเองว่ามีสติมากน้อยเพียง ใด เหมือนกับเหตุการณ์เขื่อนแตกที่ประเทศสหรัฐอเมริกา เมื่อปี ค.ศ. 1971 มีผู้จับเวลาตั้งแต่เริ่มรั่วจนเขื่อนแตกพบว่า ใช้เวลาประมาณ 5 ชั่วโมง ทำให้มีผู้เสียชีวิตเพียงแค่ 14 คน ทั้ง ๆ ที่เป็นภัยพิบัติที่ใหญ่แต่มีเวลามากในการเตือนภัยและอพยพ ทั้งนี้ การก่อสร้างเขื่อนในปัจจุบันของประเทศไทย ส่วนหนึ่งมาจากการเรียนรู้ข้อมูลเขื่อนในอดีตของต่างประเทศ จึงโชคดีที่เกิดข้อผิดพลาดน้อยและมีความปลอดภัย

    โดยเพื่อความปลอดภัยของเขื่อน จึงได้มีการติดตั้งเครื่องมือตรวจพฤติกรรมของเขื่อนไว้ในจุดที่สำคัญ เช่น เครื่องมือวัดแรงดันน้ำ ทำให้ทราบพฤติกรรมของเขื่อนตลอดเวลา ขณะเดียวกันแผนในการบำรุงรักษาเขื่อนนั้นก็สำคัญ ซึ่งแบ่งได้เป็น 2 มิติ

   1.เจ้าของเขื่อน คือรัฐบาล วิสาหกิจ ต้องทำหน้าที่ในการดูแลบำรุงรักษาเขื่อน ในการตรวจวัดรวมทั้งวิเคราะห์พฤติกรรมเขื่อนว่า มีเกณฑ์ในด้านความปลอดภัยหรือไม่และมีการเตรียมแผนการเตือนภัย การอพยพที่ชัดเจน ซึ่งมีหลายหน่วยงานต้องประสานกัน นอกเหนือจากเจ้าหน้าที่ตรวจทุกวันแล้วยังต้องมีการตรวจเช็คโดยผู้เชี่ยวชาญ อีกด้วย ในช่วงแรกที่มีการสร้างเขื่อนควรตรวจให้ถี่ประมาณปีละ 2 ครั้ง แต่สำหรับเขื่อนที่สร้างนานแล้ว ควรตรวจประมาณ 2 ปีต่อ 1 ครั้ง ช่วยสร้างความปลอดภัยได้มาก เนื่องจากจะเห็นสิ่งผิดปกติของเขื่อนได้ชัดเจน

   2.ประชาชนไม่ควรตื่นตระหนก แต่ควรทำความเข้าใจว่า ความจริงแล้ว เขื่อนได้รับการดูแลจากวิศวกร อยู่แล้ว และเหตุการณ์เขื่อนแตกเกิดขึ้นไม่ง่ายนัก ต้องใช้เวลาในการที่จะทำให้รั่วหรือแตก ซึ่งประชาชนพึงทราบไว้ว่า เรามีสิทธิที่จะทราบความปลอดภัยของเขื่อน หรือสัญญาณเตือนภัย หรือแผนการอพยพ ได้ที่เจ้าของเขื่อน ถือเป็นเรื่องที่ดีถ้าเราจะเตรียมตัวรับมือไว้ก่อน

    ดังนั้น การเกิดแผ่นดินไหวจึงไม่สามารถทำให้เขื่อนแตกได้ในทันที อย่างที่เราเข้าใจและหวั่นกลัวกัน จึงต้องเปลี่ยนมุมมองหรือความคิดเสียใหม่ รวมทั้งตั้งสติเตรียมพร้อมรับมือในอนาคต.

8 พฤติกรรมของเขื่อน ที่อาจนำไปสู่ภัยพิบัติจากเหตุแผ่นดินไหว

     ผศ.ดร.สุทธิ ศักดิ์ ศรลัมพ์ หัวหน้าศูนย์วิจัยและพัฒนาวิศวกรรมปฐพีและฐานราก ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ได้สรุปพฤติกรรมของระบบเขื่อนที่อาจนำไปสู่ภัยพิบัติได้ 8 พฤติกรรมดังนี้

    1. การเคลื่อนตัวของรอยเลื่อนในแนวดิ่งใกล้ตัวเขื่อน อาจก่อให้เกิดการยุบตัวของแผ่นดิน ส่งผลให้ระดับเขื่อนลดลงต่ำกว่าระดับน้ำในอ่าง กรณีนี้เกิดได้ยาก

    2. การเคลื่อนตัวของรอยเลื่อนใต้ฐานเขื่อน สาเหตุนี้สามารถป้องกันได้ตั้งแต่ขั้นสำรวจ 

    3. การเกิดคลื่นน้ำในอ่างเก็บน้ำเนื่องจากแรงสั่นสะเทือน คลื่นจะวิ่งเข้ากระแทกสันเขื่อน ก่อให้เกิดความเสียหายต่อตัวเขื่อน

    4. การเกิดดินถล่มรอบอ่างเก็บน้ำจากแรงแผ่นดินไหว ทำให้เกิดน้ำล้นข้ามสันเขื่อน เนื่องจากดินไหลลงมาแทนที่น้ำในอ่างพร้อม ๆ กัน ซึ่งเหตุการณ์แผ่นดินไหวเป็นตัวกระตุ้นที่ดีก่อให้เกิดเหตุการณ์นี้

    5. การเกิดภัยพิบัติของอาคารบังคับน้ำ ทำให้น้ำไม่สามารถระบายออกได้ มีผลมากในช่วงที่มีน้ำหลากเข้าเขื่อนในช่วงฤดูฝนหรืออุทกภัย ซึ่งแผ่นดินไหวอาจทำให้ระบบติดขัดไม่สามารถเปิดได้

    6. การสูญเสียกำลังของดินตัวเขื่อนหรือฐานราก เป็นปรากฏการณ์ที่ดินทรายหรือกรวดอิ่มตัวด้วยน้ำ เกิดการสูญเสียกำลังเนื่องจากแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว

    7. การยุบตัวและเคลื่อนด้านข้างเนื่องจากแรงสั่นสะเทือนก่อให้เกิดรอยแตกในแนว ขนานกับสันเขื่อน ลักษณะความเสียหายข้อนี้เกิดขึ้นบ่อยที่สุด ความเสียหายมักจะไม่รุนแรงถึงขั้นพังทลายแต่ก่อให้เกิดรอยแตกในแนวขนานกับ แกนเขื่อนหรือบางกรณีอาจเกิดแนวขวางก็ได้

    8. การไหลซึมของน้ำผ่านตัวเขื่อนตามรอยแตกตามขวาง เมื่อเกิดการสั่นสะเทือนจะเกิดรอยแตกทำให้แรงดันน้ำขยายรอยแตกหรือกัดเซาะ เม็ดดินในตัวเขื่อนก่อให้เกิดการรั่วในที่สุด การออกแบบฟิลเตอร์ที่มีความหนาจะช่วยลดความเสี่ยงที่น้ำจะไหลทะลุตัวเขื่อน ได้ สาเหตุในข้อ 1 ถึง 6 เป็นกรณีที่เกิดขึ้นยากโดยเฉพาะในประเทศไทย สาเหตุที่ 7 และ 8 สามารถพบได้หากเกิดแผ่นดินไหวที่รุนแรงต่อตัวเขื่อน.

ที่มา  :  http://www.ce.eng.ku.ac.th/news34.html

หนังสือพิมพ์เดลินิวส์ วันที่ 31 สิงหาคม 2552