วช. ชป. และ วว. ร่วมคิดค้นนวัตกรรมกำจัดวัชพืชใต้น้ำและวัสดุคอมพอสิต เพื่อประสิทธิภาพคลองส่งน้ำ เตรียมรับภัยแล้ง

สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม โดย ดร.วิภารัตน์ ดีอ่อง ผู้อำนวยการ สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ ได้มอบหมายให้ คณะผู้ตรวจสอบทางวิชาการ นำโดย ดร.ขวัญฤดี โชติชนาทวีวงศ์ ประธานผู้ตรวจสอบทางวิชาการ กลุ่มเรื่องการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำ วช. พร้อมด้วย รศ. ดร.เกรียงศักดิ์ ศรีสุข ดร.สมชายใบม่วง คุณธนา สุวัฑฒน และภารกิจการวิจัยและนวัตกรรมของประเทศด้านทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม พร้อมด้วยกลุ่มสารนิเทศและประชาสัมพันธ์ และสื่อมวลชน ลงพื้นที่ติดตามความก้าวหน้าโครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาเครื่องมือการกำจัดวัชพืชใต้น้ำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบริหารจัดการน้ำในเขตพื้นที่ชลประทาน กรณีสาหร่ายหางกระรอก ดีปลีน้ำ สันตะวาใบพาย” โดยมี คุณจิรวัฒน์ ภูภาณุธาดา กรมชลประทาน (ชป.) เป็นหัวหน้าโครงการฯ และโครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาต้นแบบวัสดุคอมพอสิตสำเร็จรูป เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำคลองชลประทาน” โดยมี คุณเจต พาณิชภักดี หัวหน้าโครงการวิจัย สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.) ณ จังหวัดนครปฐม เมื่อวันที่ 22 มีนาคม 2566

ดร.ขวัญฤดี โชติชนาทวีวงศ์ ประธานผู้ตรวจสอบทางวิชาการ วช. กล่าวว่า วช. ภายใต้กระทรวง อว. ได้ให้การสนับสนุนทุนวิจัยและนวัตกรรมแก่กรมชลประทาน ในการดำเนินโครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาเครื่องมือการกำจัดวัชพืชใต้น้ำ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบริหารจัดการน้ำในเขตพื้นที่ชลประทาน กรณีสาหร่ายหางกระรอก ดีปลีน้ำ สันตะวาใบพาย” โดยมี คุณจิรวัฒน์ ภูภาณุธาดา โครงการส่งน้ำและบำรุงรักษากำแพงแสน ชป. เป็นหัวหน้าโครงการฯ และโครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาต้นแบบวัสดุคอมพอสิตสำเร็จรูป เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำคลองชลประทาน” โดยมี คุณเจต พาณิชภักดี นักวิจัยอาวุโส ศูนย์เชี่ยวชาญนวัตกรรมวัสดุ วว. หัวหน้าโครงการวิจัย ซึ่งทั้งสองโครงการฯ มีความสำคัญอย่างมากที่จะช่วยให้การบริหารจัดการน้ำของกรมชลประทาน ให้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ช่วยให้เกษตรกรผู้ใช้น้ำได้รับน้ำใช้ทำการเกษตรหรือใช้ในการอุปโภคบริโภคให้มีน้ำอย่างเพียงพอ ไม่ขาดแคลน และยังเป็นการปรับปรุงระบบการไหลของน้ำให้มีความคล่องตัวมากยิ่งขึ้น ทั้งการนำนวัตกรรมไปช่วยกำจัดวัชพืชใต้น้ำต่าง ๆ ที่ขวางทางน้ำ อาทิ สาหร่ายหางกระรอก ดีปลีน้ำ หรือสันตะวาใบพาย หรือการนำวัสดุคอมพอสิตมาช่วยในการลดการรั่วซึมของน้ำในคลอง ทำให้คลองส่งน้ำสามารถเก็บน้ำและส่งน้ำได้สะดวกและเร็วยิ่งขึ้น ซึ่งในอนาคตก็จะมีการขยายผลโดยการนำองค์ความรู้ที่ได้ไปถ่ายทอดแก่เกษตรกรหรือผู้ใช้ประโยชน์ต่อไป

คุณจิรวัฒน์ ภูภาณุธาดา โครงการส่งน้ำและบำรุงรักษากำแพงแสน ชป. กล่าวว่า ประเทศไทยกำลังเผชิญกับสถานการณ์ปัญหาภัยแล้งและมีแนวโน้มของการขาดแคลนน้ำมากขึ้นในอนาคต ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงกับทุกภาคส่วน การจัดหาแหล่งน้ำและเพิ่มพื้นที่ชลประทานในภาคการเกษตร รวมถึงการบริหารจัดการน้ำเป็นยุทธศาสตร์หลักที่สำคัญของกรมชลประทาน ในการพัฒนาเพื่อเพิ่มพื้นที่ชลประทานของประเทศ การปรับปรุงประสิทธิภาพการบริหารจัดการน้ำ โดยใช้ระบบชลประทานที่ดี โครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาเครื่องมือการกำจัดวัชพืชใต้น้ำ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบริหารจัดการน้ำในเขตพื้นที่ชลประทาน กรณีสาหร่ายหางกระรอก ดีปลีน้ำ สันตะวาใบพาย” โดย ชป. ได้รับการสนับสนุนจาก วช. ในการคิดค้นและพัฒนาเครื่องมือกำจัดวัชพืชใต้น้ำ เนื่องจากการระบาดของวัชพืชในคลองเกิดการแพร่กระจายอย่างรวดเร็ว

ทางคณะผู้วิจัยจึงเกิดแนวคิดในการที่จะพัฒนารูปแบบการกำจัดวัชพืชที่เหมาะสม สามารถลดการใช้งบประมาณ ทำงานได้รวดเร็ว ลดเงื่อนไขและข้อจำกัดในการดำเนินงาน ทางคณะผู้วิจัยคิดค้นแบบเครื่องมือกำจัดวัชพืชใต้น้ำในคลองชลประทาน หรือ Weed Rake โดยในระยะแรกได้ทำการพัฒนาชุดคราดวัชพืชใต้น้ำ ซึ่งผลการทดสอบปรากฏว่า การกำจัดวัชพืชใต้น้ำมีประสิทธิภาพ การกำจัดวัชพืชใต้น้ำได้ร้อยละ 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 ซึ่งในอนาคตจะมีการขยายขอบเขตการทำงานของเครื่องกำจัดวัชพืช ให้สามารถกำจัดวัชพืชใต้น้ำในคลองที่มีขนาดใหญ่ขึ้นต่อไป

คุณเจต พาณิชภักดี วว. หัวหน้าโครงการวิจัย เรื่อง “การพัฒนาต้นแบบวัสดุคอมพอสิตสำเร็จรูป เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำคลองชลประทาน” กล่าวว่า สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.) ได้รับการสนับสนุนจาก วช. ในการดำเนินการพัฒนาต้นแบบวัสดุคอมพอสิตสำเร็จรูป เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำคลองชลประทาน ที่ผ่านมา น้ำชลประทานถูกลำเลียงไปตามคลองส่งน้ำและไหลลงสู่คลองระบายน้ำที่เป็นคลองดิน พบปัญหาการสูญเสียน้ำในระบบส่งน้ำ เนื่องจากการซึมของน้ำชลประทานผ่านวัสดุก่อสร้างคลองที่เป็นดิน คลองส่งน้ำที่ใช้งานเป็นระยะเวลานานจึงนิยมที่จะปรับปรุงด้วยการดาดคลองส่งน้ำด้วยคอนกรีต ซึ่งมีคุณสมบัติในการป้องกันการรั่วซึมของน้ำได้ แต่ปัญหาสำคัญที่มักจะเกิดขึ้นกับคลองส่งน้ำดาดด้วยคอนกรีตคือ การเกิดโพรงใต้แผ่นคอนกรีตจากการกัดเซาะของน้ำเป็นรูโพรง และปัญหาการรั่วซึมของน้ำผ่านคลองที่มีปริมาณมากกว่าการออกแบบ รวมทั้งการเจริญเติบโตของวัชพืชน้ำ ซึ่งเกิดจากดินบริเวณใต้ผนังดาดคอนกรีตเกิดการทรุดตัวจากการเลื่อนไหล ทำให้ผนังดาดคอนกรีตเกิดการแตกร้าว และเมื่อเกิดการกัดเซาะของวัสดุใต้แผ่นคอนกรีตแล้วจะพังทลายได้ในท้ายที่สุด ส่งผลให้เกิดการสูญเสียน้ำถึงร้อยละ 70 และไม่สามารถส่งน้ำไปถึงพื้นที่เพาะปลูกได้ตามเป้าหมาย

ในต่างประเทศได้มีการเพิ่มประสิทธิภาพการส่งน้ำ และลดการสูญเสียน้ำโดยการใช้แผ่นเมมเบรนจากวัสดุพอลิเมอร์สังเคราะห์ ในการส่งน้ำ ซึ่งพบว่า มีข้อดีคือ 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