เขื่อนประเทศไทย ….ไปให้พ้นเลข 7
มนตรี จันทวงศ์ โครงการฟื้นฟูนิเวศในภูมิภาคแม่น้ำโขง
20 พฤษภาคม 2557
เมื่อเกิดแผ่นดินไหวครั้งใด เราก็จะเคยชินกับการรายงานขนาดของความรุนแรงเป็นเท่านั้นหน่วยเท่านี้หน่วย ตามมาตราริคเตอร์ และในทันทีทันควันเช่นกัน หน่วยงานที่เป็นเจ้าของเขื่อนใหญ่ ๆ ทั้งหลายก็พร้อมใจกันออกมาประกาศว่า เขื่อนในความรับผิดชอบนั้นได้ถูกออกแบบให้รับกับแผ่นดินไหวได้ถึง 7 หน่วยตามมาตราริคเตอร์ ดังนั้นเชื่อมั่นว่าเขื่อนทุกเขื่อนมีความแข็งแรงมั่นคงปลอดภัย ฟังดูแล้วมันออกจะง่ายไปหรือเปล่า เพราะโดยปกติการออกแบบสร้างเขื่อน จะออกแบบให้รับกับแรงสั่นสะเทือนสูงสุดที่เดินทางมาบนผิวโลก ที่เดินทางมาถึงตัวเขื่อน[1] ซึ่งเป็นค่าที่คำนวณมาจากสมการที่มีตัวแปรสำคัญ คือ ขนาดของแผ่นดินไหว(หน่วยตามมาตราริคเตอร์), ระยะห่างจากจุดเหนือศูนย์กลางแผ่นดินไหว(กิโลเมตร) และระยะห่างจากจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหว(กิโลเมตร) โดยแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในแต่ละครั้ง จะส่งแรงสั่นสะเทือนมากระทำต่อเขื่อน แตกต่างกันไปตาม ขนาด และ ระยะทาง ดังนั้นการออกแบบสร้างเขื่อนให้รับกับแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหว จึงไม่ได้ผูกติดกับเฉพาะตัวเลข 7 หน่วยตามมาตราริคเตอร์เพียงปัจจัยเดียวเท่านั้น
กรณีของเขื่อนแม่สรวย ซึ่งตั้งอยู่ที่อำเภอแม่สรวย จังหวัดเชียงราย ภายหลังเกิดแผ่นดินไหวขนาด 6.3 หน่วยตามมาตราริคเตอร์ เมื่อช่วงเย็นของวันที่ 5 พฤษภาคม 2557 มีศูนย์กลางที่อำเภอพาน จังหวัดเชียงรายนั้น เขื่อนแม่สรวยมีระยะห่างจากจุดเหนือศูนย์กลางเป็นระยะทางประมาณ 16 กิโลเมตร ต่อมากรมชลประทานได้ยืนยันว่า เขื่อนแม่สรวยถูกออกแบบให้รองรับแผ่นดินไหวได้ถึง 7 หน่วยตามมาตราริคเตอร์ และจากการตรวจสอบเบื้องต้นด้วยสายตา โดยวิศวกรของกรมชลประทาน ยืนยันว่าโครงสร้างเขื่อนยังมั่นคง แข็งแรง ถึงแม้ว่าจะมีรอยแตกด้านข้างของตัวเขื่อน แต่เป็นรอยแตกเดิม และแผ่นดินไหวครั้งนี้ ไม่มีผลต่อรอยแตกเดิม และจะมีการตรวจสอบอย่างละเอียดต่อไป
คำชี้แจงของกรมชลประทานยังไม่สามารถตอบคำถามได้ทั้งหมดว่า เขื่อนแม่สรวยอยู่ในสภาพมั่นคง แข็งแรงสมบูรณ์ 100 เปอร์เซ็นต์หรือไม่ เพราะเป็นการแถลงที่ยังไม่ได้มีการตรวจสอบอย่างละเอียด เนื่องจากสภาพของเขื่อนแม่สรวยบางส่วนมีรอยแตกร้าวและเอียงอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งเกิดขึ้นก่อนที่จะมีเหตุการณ์แผ่นดินไหวในครั้งนี้เสียอีก ดังนั้นคำถามเบื้องต้นคือ แรงสั่นสะเทือนที่กระทำต่อตัวเขื่อนมีค่าเป็นเท่าไหร่, เขื่อนถูกออกแบบให้รับกับแรงสั่นสะเทือนได้สูงสุดเท่าไหร่, การติดตามความมั่นคงปลอดภัยของเขื่อนแม่สรวยมีการดำเนินการอย่างไร และรอยแตกร้าวที่มีปรากฏเดิมเกิดขึ้นได้อย่างไร และจะสร้างความเสียหายอย่างไรต่อโครงสร้างของเขื่อนแม่สรวยในระยะยาว
คำถามแรกที่ว่า แรงสั่นสะเทือนหรืออัตราเร่งบนพื้นผิวโลก ที่มากระทำต่อเขื่อนมีค่าเป็นเท่าไหร่นั้น จากข้อมูลแผ่นดินไหวระหว่างวันที่ 5 – 11 พฤษภาคม 2557 และเกิดอาฟเตอร์ช็อค (After shock) ที่มีความรุนแรงมากกว่า 5 หน่วยตามมาตราริคเตอร์ อีกหลายครั้งในเขตอำเภอแม่สรวย โดยการเกิดแผ่นดินไหวครั้งแรกขนาด 6.3 หน่วยตามมาตราริคเตอร์นั้น มีระยะห่างจากจุดเหนือศูนย์กลางประมาณ 16 กิโลเมตร และอาฟเตอร์ช็อคที่มีขนาดมากกว่า 5 หน่วยตามมาตราริคเตอร์อีก 3 ครั้ง (รายละเอียดตามตารางที่ 1)
ตารางที่ 1 ระยะห่างจากจุดเหนือศูนย์กลางแผ่นดินไหวถึงเขื่อนแม่สรวย
|
วันที่
(พค. 2557) |
เวลา
|
ละติจูด
(เหนือ) |
ลองติจูด
(ตะวันออก) |
ขนาด
(หน่วยตามมาตราริคเตอร์) |
ความลึก
(กิโลเมตร) |
ศูนย์กลาง
(จ.เชียงราย) |
ระยะจากจุดเหนือศูนย์กลางแผ่นดินไหว ถึง เขื่อนแม่สรวย (กิโลเมตร)* |
|
5 |
18:08:42 |
19.685 |
99.687 |
6.3 |
7 |
อ.พาน |
16 |
|
5** |
19:06:19 |
19.7 |
99.62 |
5.1 |
5 |
อ.แม่สรวย |
9 |
|
6** |
6:04:55 |
19.7 |
99.62 |
5.2 |
7 |
อ.แม่สรวย |
9 |
|
6** |
7:58:19 |
19.7 |
99.53 |
5.6 |
2 |
อ.แม่สรวย |
2.25 |
หมายเหตุ
ที่มา: http://www.seismology.tmd.go.th/inside_2excel.php?begin=2014-05-04 17:00:00&end=2014-05-11 16:59:59
* การคำนวณระยะทางโดยโปรแกรม Google map, ** After shock
ในการคำนวณหาค่าอัตราเร่งบนพื้นผิวโลกนั้น คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัย เกษตรศาสตร์ ได้ศึกษาและประมาณค่าอัตราเร่งบนพื้นผิวโลกไว้ โดยในรัศมีจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวระยะทาง 25 กิโลเมตร จะมีค่าอัตราเร่งบนพื้นผิวโลก เท่ากับ 0.11 g (รายละเอียดตามตารางที่ 2)
ตารางที่ 2 เปรียบเทียบระหว่างระยะทางจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวกับค่าอัตราเร่งบนพื้นผิวโลก
|
ระยะทางจากศูนย์กลางแผ่นดินไหว (กิโลเมตร) |
ค่าอัตราเร่งบนพื้นผิวโลก (g) |
|
10 |
0.27 |
|
25 |
0.11 |
|
50 |
0.04 |
|
100 |
0.01 |
ที่มา: หน่วยวิจัยธรณีวิศวกรรมแผ่นดินไหว ศูนย์วิจัยและพัฒนาวิศวกรรมและฐานราก ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ http://www.gerd.eng.ku.ac.th/News/2014_May/EQ_Thailand_6.3M.pdf
โดยสรุปนั้น แรงสั่นสะเทือนที่มีค่าเป็นอัตราเร่งบนผิวโลก ที่เขื่อนแม่สรวยมีค่าเท่ากับ 0.11 g อย่างไรก็ตามปัจจุบันกรมชลประทานได้ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดค่าความเร่ง (Accelerograph) ที่เขื่อนแม่สรวย ซึ่งสามารถวัดขนาดของแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวที่มาถึงตัวเขื่อนได้ อุปกรณ์ดังกล่าวมีการตรวจวัดและแสดงผลแบบทันที (real time) แต่จนถึงวันนี้กรมชลประทานก็มิได้แสดงผลการตรวจวัดแรงสั่นสะเทือนต่อสาธารณะ[2] โดยเฉพาะกับชุมชนที่อยู่ท้ายเขื่อนเพื่อสร้างความมั่นใจแต่ประการใด
คำถามที่สอง เขื่อนแม่สรวยถูกออกแบบให้รับกับแรงสั่นสะเทือนได้สูงสุดเท่าไหร่ ในประเด็นนี้กรมชลประทานเองก็ควรแถลงให้ชัดเจน เนื่องจากเขื่อนแม่สรวยมีโครงสร้างทั้งที่เป็นเขื่อนดิน, ตัวเขื่อนคอนกรีตบดอัด และสันเขื่อนคอนกรีตบดอัด ซึ่งมีการออกแบบให้รับแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวสูงสุดได้ไม่เท่ากัน โดยดูได้จากรายงานฉบับสุดท้าย รายงานการศึกษาผลกระทบสิ่งแวดล้อม โครงการอ่างเก็บน้ำแม่สรวย[3] ได้ระบุการออกแบบค่าความเร่งเพื่อรับแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหว ในส่วนของการวิเคราะห์เสถียรภาพของตัวเขื่อนคอนกรีตบดอัด (Central RCC Block) และเขื่อนดิน (Embankment) ใช้ค่าความเร่งสูงสุดของการสั่นสะเทือนเท่ากับ 0.1 g (หน้า 3 – 162) และในส่วนของการวิเคราะห์เสถียรภาพของสันเขื่อนคอนกรีตบดอัด (RCC Crest Structures) ใช้ค่าความเร่งสูงสุดของการสั่นสะเทือนเท่ากับ 0.2 g (หน้า 3 – 162) ดังนั้นจึงอาจสรุปในเบื้องต้นได้ว่าเขื่อนแม่สรวย มีการออกแบบให้รับแรงสั่นสะเทือนที่มีความเร่ง 0.1 – 0.2 g
คำถามที่สาม กรมชลประทานได้ดำเนินการตรวจสภาพความปลอดภัยของเขื่อนอย่างไร คำถามนี้ยังคงต้องการคำอธิบายอย่างชัดเจนเช่นกัน เพื่อให้ชุมชนที่อยู่ท้ายน้ำได้มีความมั่นใจในมาตรการตรวจสอบเขื่อนแม่สรวยของกรมชลประทาน เช่น กรมชลประทานควรมีการรายงานการทำงานของอุปกรณ์ ตรวจสอบพฤติกรรมเขื่อนแบบ ประชาชนสามารถเข้าถึงได้แบบ real time ที่ระบุไว้ในรายงานฉบับสุดท้าย รายงานการศึกษาผลกระทบสิ่งแวดล้อม โครงการอ่างเก็บน้ำแม่สรวย โดยระบุการติดตั้งอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อตรวจสอบพฤติกรรมเขื่อน โดยอ้างอิงจากแบบก่อสร้างเขื่อน ซึ่งได้แสดงไว้ในตารางที่ 3 โดยกรมชลประทานสามารถสร้างเครือข่ายการตรวจสอบข้อมูลจากอุปกรณ์ต่าง ๆ นี้ร่วมกันกับชุมชนที่อยู่ท้ายน้ำได้
ตารางที่ 3 การติดตั้งอุปกรณ์เพื่อติดตามตรวจสอบพฤติกรรมเขื่อนแม่สรวย
|
อุปกรณ์ที่ติดตั้ง (ตามแบบก่อสร้าง) |
วัตถุประสงค์ของการติดตั้งอุปกรณ์ |
จำนวน |
|
เครื่องวัดแรงดันน้ำ (Piezometer) |
เพื่อตรวจสอบการรั่วซึมของน้ำและวัดแรงดันน้ำยกตัว (Uplift Pressure) ใต้เขื่อนคอนกรีตบดอัด และเพื่อวัดแรงดันน้ำในหลุมที่เจาะระบายน้ำ (Deainage Holes) บริเวณด้านเหนือน้ำ (Heel) ของเขื่อนคอนกรีตบดอัด |
16 |
|
เครื่องวัดแรงดันน้ำ (Piezometer) |
เพื่อตรวจสอบการรั่วซึมของน้ำผ่านตัวทำนบดินและใตเขื่อนดินทั้งสองข้าง และหลุมเจาะสังเกตการณ์ (Observation wells) บริเวณท้ายเขื่อนดิน (Downstream Toe) |
49 |
|
Seepage Flow Meter Chamber |
วัดแรงดันน้ำและอัตราการรั่วซึมของน้ำผ่านตัวทำนบดินและมวลหินฐานราก |
2 |
|
Relief Well |
หลุมเจาะเพื่อระบายแรงดันน้ำที่อาจเพิ่มขึ้น ในกรณีที่มีการเพิ่มหรือลดระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำเหนือเขื่อนอย่างรวดเร็ว |
10 |
|
Pore Pressure Cell |
วัดแรงดันน้ำในมวลหินฐานราก |
4 |
|
Joint meter |
เครื่องวัดการเคลื่อนตัวของเขื่อนคอนกรีตบดอัด |
6 |
|
Pendulum Equipment |
วัดการทรุดตัวของฐานราก บริเวณใต้เขื่อนคอนกรีตบดอัด |
2 |
|
Thermocouples |
วัดอุณหภูมิของตัวเขื่อนคอนกรีต |
17 |
|
Surface Monument |
วัดการทรุดตัวของทำนบดิน |
26 |
|
Inclinometer |
วัดการเคลื่อนตัวของทำนบดิน |
4 |
สรุป
เขื่อนแม่สรวยซึ่งตั้งอยู่ห่างจากศูนย์กลางแผ่นดินไหวประมาณ 16 กิโลเมตร จึงได้รับแรงกระทำจากแผ่นดินไหวในระดับ 0.11 g ในการเกิดครั้งแรก ซึ่งเป็นการรับแรงสั่นสะเทือนของเขื่อนที่ออกแบบไว้สูงสุดต่อตัวเขื่อนคอนกรีตบดอัดและเขื่อนดิน จากนั้นยังได้รับแรงกระทำในระดับสูงต่อเนื่องอีกอย่างน้อย 3 ครั้งในวันที่ 5 และ 6 พฤษภาคม อย่างไรก็ตามยังไม่มีการคำนวณแรงกระทำจากแผ่นดินไหวของการเกิดอาฟเตอร์ช็อค โดยเฉพาะการเกิดแผ่นดินไหว 5.6 หน่วยตามมาตราริคเตอร์ในเช้าวันที่ 6 พฤษภาคม ซึ่งมีศูนย์กลางเกิดห่างจากสันเขื่อนแม่สรวยไปทางทิศเหนือมีระยะเพียง 2.25 กิโลเมตร และมีความลึกเพียง 2 กิโลเมตรเท่านั้น ดังภาพข้างล่างนี้
ดังนั้นประเด็นการออกแบบให้เขื่อนรองรับแผ่นดินไหวได้ 7 หน่วยตามมาตราริคเตอร์ อาจจะไม่ใช่สาระสำคัญอีกต่อไป เพราะการออกแบบให้เขื่อนสามารถรองรับการสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวนั้น จะคำนวณออกแบบมาในความสามารถทนต่อค่าอัตราเร่งสูงสุดของการสั่นสะเทือนบนพื้นผิวโลก
แรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวของวันที่ 5 พฤษภาคมขนาด 0.11 g นั้น ถือว่าเป็นแรงสั่นสะเทือนที่มีความรุนแรงมาก การที่เขื่อนแม่สรวยต้องรับแรงสั่นสะเทือนในอัตราที่สูงมากเช่นนี้ และไม่ได้เกิดปัญหาในลักษณะเขื่อนพิบัติตามมา แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างเขื่อนโดยรวมยังคงมีความแข็งแรง อย่างไรก็ตามมีความจำเป็นอย่างยิ่งยวดเช่นกัน ที่จะต้องมีการติดตามตรวจสอบอย่างละเอียดเชิงโครงสร้างอย่างต่อเนื่อง รวมทั้งการตรวจสอบรอยแตกร้าว รอยทรุดเอียง ซึ่งปรากฏอยู่ทั่วไปที่เขื่อนแม่สรวย ว่าเกิดขึ้นได้อย่างไรเช่นกัน
คำถามต่อความมั่นคงปลอดภัยในระยะยาวของเขื่อนแม่สรวย และการสร้างระบบเตือนภัยที่มีประสิทธิภาพสูงสุด จะยังคงเป็นคำถามที่อยู่ในใจโดยเฉพาะกับประชาชนที่อาศัยอยู่ใต้เขื่อน ถึงวันนี้เมื่อเกิดเหตุแผ่นดินไหว กรมชลประทานไม่ควรท่องแต่เลข 7 เพียงประการเดียว[4] เพื่อยืนยันในความปลอดภัยของเขื่อน หากแต่ควรต้องเปิดบทบาทของตนเองในการสร้างกระบวนการที่โปร่งใส มีส่วนร่วมกันกับชุมชนและสังคมอย่างจริงจัง ในการสร้างกลไกเพื่อร่วมกันตรวจสอบ ดูแลความปลอดภัยของเขื่อนแม่สรวย และพัฒนาระบบเตือนภัยในพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพร่วมกัน เพื่อให้ชุมชนท้ายเขื่อนสามารถอยู่ร่วมกับเขื่อนแม่สรวยได้อย่างอุ่นใจและปลอดภัย เนื่องจากประชาชนต้องอาศัยอยู่ที่นี่ตลอดไป ขณะที่เขื่อนแม่สรวยก็จะมีอายุนับถอยหลังไปเรื่อย ๆ หากเขื่อนมีอายุ 100 ปี วันนี้ก็นับถอยหลังไปแล้ว 15 ปี.
[1] หรือค่าอัตราเร่งสูงสุดบนพื้นผิวโลก (มีหน่วยเทียบเป็นเปอร์เซ็นต์ของแรงโน้มถ่วงของโลก หรือค่า g)
[2] กรมชลประทานจะเผยแพร่รายงานการตรวจวัดแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหว สามารถเข้าดูได้จากลิงค์ http://kromchol.rid.go.th/survey/Earthquake/PDF%20file%20Earthquake/
[3] โดย บริษัท พรี ดีเวลลอปเมนท์ คอนซัลแตนท์ จำกัด (กรกฎาคม 2546)
[4] หมายถึงเขื่อนสามารถรับแผ่นดินไหวขนาด 7 หน่วยตามมาตราริคเตอร์ได้
author
