เขื่อนคอนกรีต
เขื่อนดิน
อาคารประกอบของเขื่อนเก็บกักน้ำ
คลองส่งน้ำ
เขื่อนคอนกรีต


[ ขยายดูภาพใหญ่ ]

เขื่อนเก็บกักน้ำที่สร้างด้วยคอนกรีต ส่วนใหญ่จะสร้างด้วยคอนกรีตล้วนซึ่งแบ่งออกได้ ๒ประเภท ดัง ต่อไปนี้

ประเภทที่หนึ่ง เป็นเขื่อนที่สร้างขึ้นเป็นแนวตรงหรือโค้งเล็กน้อยขวางลำน้ำระหว่างหุบเขา มี รูปร่างคล้ายรูปสามเหลี่ยมที่มีฐานของเขื่อนกว้างไปตามลำน้ำ เขื่อนประเภทนี้จะต้องอาศัยน้ำหนักของ ตัวเขื่อนที่กดลงบนฐานรากในแนวดิ่ง สำหรับต้านแรงดันที่เกิดจากน้ำซึ่งเก็บกักทางด้านเหนือเขื่อน ไม่ ให้เขื่อนล้มหรือเลื่อนถอยไป

ส่วนอีกประเภทหนึ่ง คือเขื่อนที่มีรูปโค้งเป็นส่วนของวงกลมสร้างขวางลำน้ำระหว่างหุบเขา โดย ที่ปลายเขื่อนทั้งสองจะฝังแน่นไว้กับบริเวณลาดเขาทั้งสองข้าง เขื่อนที่โค้งเป็นส่วนของวงกลมนี้จะ สามารถรับแรงดันของน้ำที่กระทำกับตัวเขื่อนได้เป็นอย่างดี ทั้งนี้เพราะคอนกรีตทุกส่วนของตัวเขื่อน สามารถรับแรงกดได้เต็มที่ตามแนวโค้ง แล้วถ่ายแรงดันส่วนใหญ่ที่เกิดจากน้ำไปให้ลาดเขาที่ปลายเขื่อน สองข้างนั้นรับไว้อีกต่อหนึ่งเขื่อนประเภทนี้จึงไม่ต้องอาศัยน้ำหนักของเขื่อนเป็นหลัก ทำให้เขื่อน มีลักษณะบาง และสร้างได้อย่างประหยัดสำหรับเขื่อนที่มีความสูงมาก

ทำเลที่จะสามารถสร้างเป็นเขื่อนคอนกรีตได้ จำเป็นต้องมีฐานรากเป็นหินที่แข็งแรง ทั้งนี้เพื่อให้ สามารถรับน้ำหนักของตัวเขื่อนและแรงดันของน้ำทั้งหมดไว้ได้ โดยที่ฐานรากจะต้องไม่ยุบตัวจนเป็นเหตุให้ เกิดอันตรายแก่ตัวเขื่อนและนอกจากนี้ทำเลซึ่งจะสร้างเป็นเขื่อนรูปโค้งได้นั้น ที่บริเวณลาดเขาซึ่ง รับปลายเขื่อนทั้งสองข้างจะต้องเป็นหินที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษด้วย

อนึ่ง สำหรับที่จะเลือกเขื่อนเป็นประเภทใดนั้น จะต้องมีการวิเคราะห์และพิจารณาอย่างละเอียด ให้เหมาะสมกับสภาพภูมิประเทศและสภาพของฐานรากว่าเขื่อนลักษณะใดจะมีราคาถูกและสร้างได้มั่งคงแข็งแรง กว่ากัน โดยทั่วไปแล้ว สำหรับเขื่อนรูปโค้งแม้จะใช้คอนกรีตจำนวนน้อยกว่า แต่ก็มีความเหมาะสมที่จะ สร้างในทำเลที่เป็นหุบเขาแคบและลึกเท่านั้น ส่วนเขื่อนประเภทต้านแรงดันน้ำด้วยน้ำหนักจะสร้างได้ดี ทั้งในภูมิประเทศที่เป็นหุบเขาไม่ว่าจะแคบหรือกว้าง ตลอดจนทำเลที่สภาพฐานรากไม่มั่นคงแข็งแรงพอ ที่จะสร้างเขื่อนรูปโค้งอีกด้วย
เขื่อนดิน

[ ขยายดูภาพใหญ่ ]
เป็นเขื่อนที่สร้างขึ้นโดยการนำเอาดินมาบดอัดให้แน่นด้วยเครื่องจักรกลหรือแรงคน เขื่อนดินจะมี ลักษณะทึบน้ำหรือน้ำซึมผ่านเขื่อนได้ยาก และมีความมั่งคงแข็งแรงเช่นเดียวกับเขื่อนคอนกรีต

เรานิยมสร้างเขื่อนดินเป็นเขื่อนเก็บกักน้ำ เพราะสามารถสร้างบนฐานรากได้เกือกทุกประเภท ไม่ ว่าฐานรากนั้นจะเป็นหิน เป็นกรวด ทราย หรือเป็นดินที่ไม่เหมาะสำหรับเขื่อนคอนกรีต เขื่อนดินส่วน มากจะมีราคาถูกเพราะใช้วัสดุก่อสร้างที่มีอยู่ในบริเวณที่สร้างเขื่อนและบริเวณใกล้เคียงเป็นส่วนใหญ่ ดังนั้นจึงไม่ต้องขนส่งวัสดุก่อสร้างมาจากที่อื่นมากเหมือนกับการสร้างเขื่อนคอนกรีต

เขื่อนดินบางแห่งสร้างด้วยดินที่มีลักษณะค่อนข้างเหมือนกันทั้งเขื่อน โดยใช้ดินที่มีดินเหนียว ผสมอยู่ด้วย เพื่อให้ตัวเขื่อนมีความทึบน้ำหรือน้ำซึมผ่านได้ยาก แต่มีเขื่อนดินบางแห่งไม่ใช้ดินชนิด เดียวกันสร้าง จะสร้างด้วยดินทึบน้ำที่มีดินเหนียวผสมไว้ตรงกลาง แล้วหุ้มทับด้วยทราย กรวด และหิน ขนาดเล็กใหญ่ ให้เป็นเปลือกหุ้มอยู่ด้านนอกทั้งสองด้าน เพื่อทำให้น้ำที่เพิ่มน้ำหนักให้กับเขื่อนและ ป้องกันดินส่วนตรงกลางไว้การจะเลือกสร้างเขื่อนด้วยดินและวัสดุประเภทใดนั้น ต้องขึ้นอยู่กับการ วิเคราะห์ในด้านวิศวกรรมเกี่ยวกับความมั่นคงแข็งแรงตลอดจนปริมาณและชนิดของวัสดุที่จะมีให้ใช้บริเวณ นั้นเป็นหลักสำคัญ

ในการวางโครงการและการออกแบบเขื่อนดิน มีหลักเกณฑ์ทางด้านวิศวกรรมที่ใช้ยึดเป็นแนวปฏิบัติ คือ เขื่อนจะต้องมีความปลอดภัย จากการที่น้ำไม่สามารถล้นข้ามสันเขื่อนได้โดยการจัดสร้างอาคารระบายน้ำ ล้นไว้ที่เขื่อนหรือที่บริเวณใกล้เคียง ให้มีสามารถในการระบายน้ำได้มากเพียงพอ สำหรับควบคุมระดับน้ำ ในอ่างเก็บน้ำไม่ให้สูงจนล้นข้ามสันเขื่อน ตัวเขื่อนจะต้องมีความลาดเทของลาดเขื่อนทั้งสองด้านที่ มั่นคงแข็งแรง โดยไม่เลื่อนลง ทั้งในระยะที่เพิ่มสร้างเสร็จใหม่ ๆ ยังไม่ได้เก็บกักน้ำ ในระหว่าง เก็บกักน้ำไว้สูงเต็มที่ และในระหว่างที่น้ำในอ่างเก็บน้ำลดระดับลงอย่างรวดเร็วด้วย
อาคารประกอบของเขื่อนเก็บกักน้ำ


[ ขยายดูภาพใหญ่ ]

ที่เขื่อนเก็บกักน้ำทุกแห่งจะต้องสร้างอาคารประกอบไว้เพื่อให้ทำหน้าที่ควบคุมระดับน้ำในอ่างเก็บ น้ำไม่ให้สูงจนล้มข้ามสันเขื่อน เพื่อระบายน้ำออกจากอ่างเก็บน้ำเข้าสู่คลองส่งน้ำที่เชื่อมกับตัว เขื่อนโดยตรง และนอกจากนี้บางแห่งอาจจะมีอาคารระบายน้ำลงสู่ลำน้ำอีกด้วย ดังต่อไปนี้

ก. อาคารระบายน้ำล้น สำหรับควบคุมระดับน้ำในอ่างเก็บน้ำไม่ให้สูงจนล้นข้ามสันเขื่อน เมื่อ น้ำในอ่างเก็บน้ำถูกเก็บน้ำไว้ถึงระดับที่ต้องการแล้ว หากว่ายังมีฝนตกหรือมีน้ำไหลลงมาอีก ก็จะถูก ระบายทิ้งไปทางด้านท้ายเขื่อนผ่านอาคารระบายน้ำล้นนี้ อาคารระบายน้ำล้นดังกล่าวจึงจำเป็นจะต้อง สร้างควบคู่ไปกับเขื่อนเก็บน้ำทุกแห่ง ไม่ว่าจะเป็นเขื่อนดินหรือเขื่อนคอนกรีต

ข. ท่อปากคลองส่งน้ำ ในกรณีที่ต้องส่งน้ำจากอ่างเก็บน้ำเข้าคลองส่งน้ำโดยตรง จะต้องสร้าง อาคารที่ตัวเขื่อนเพื่อนำน้ำผ่านเขื่อนไปยังคลองส่งน้ำ ลักษณะของอาคารจะเป็นท่อคอนกรีตเสริมเหล็ก หรือท่อเหล็กสร้างผ่านตัวเขื่อน โดยปลายท่อด้านหน้าเขื่อนซึ่งรังน้ำเข้าจะอยู่ที่ระดับน้ำต่ำสุดที่ ต้องการระบายออกไปจากอ่างเก็บน้ำ และที่บริเวณปากทางเข้านี้จะติดตั้งบานประตูสำหรับควบคุมน้ำไว้ ส่วนปลายท่อด้านท้ายเขื่อนจะอยู่ในแนวต่ำกว่าปากทางน้ำเข้าด้านหน้าเขื่อนเล็กน้อย และเชื่อมกับอ่าง รับน้ำสำหรับกำจัดพลังงานที่เกิดจากน้ำไหล ให้หมดไปเสียก่อน แล้วจึงไหลเข้าคลองส่งน้ำซึ่งเชื่อม ต่อกับอ่างรับน้ำนั้นสำหรับอ่างเก็บน้ำที่มีความลึกมากและต้องสร้างท่อปากคลองส่งน้ำที่มีขนาดใหญ่ มักจะนิยมติดตั้งบานประตูบังคับน้ำแบบรับแรงดันน้ำสูงไว้ที่ปลายท่อ โดยเปิดและปิดด้วยระบบไฮดรอลิก ตามความเหมาะสม

ค. ท่อระบายน้ำลงลำน้ำท้ายเขื่อน และท่อระบายน้ำไปหมุนกังหัน ท่อระบายน้ำจากอ่างเก็บน้ำนอก เหนือจากท่อปากคลองส่งน้ำ จะสร้างไว้ที่เขื่อนเก็บกักน้ำซึ่งต้องการระบายน้ำลงสู่ลำน้ำเพื่อการ ชลประทานโดยเขื่อนทดน้ำที่สร้างอยู่ทางตอนล่างหรือเพื่อระบายน้ำไปหมุนกังหันเพื่อการผลิตพลังงาน ไฟฟ้า

อาคารท่อระบายน้ำลงลำน้ำท้ายเขื่อน ส่วนใหญ่จะมีลักษณะคล้ายกับท่อปากคลองส่งน้ำ เพียงแต่ปลายท่อจะ พุ่งดิ่งลงไปในแนวต่ำจนเกือบถึงท้องลำน้ำเท่านั้น
คลองส่งน้ำ


[ ขยายดูภาพใหญ่ ]

เป็นทางน้ำสำหรับนำน้ำจากแหล่งน้ำซึ่งเป็นต้นน้ำของโครงการชลประทานไปยังพื้นที่เพาะปลูก น้ำจาก แหล่งน้ำจะกระจายไปยังพื้นที่เพาะปลูก น้ำจากแหล่งน้ำจะกระจายไปยังพื้นที่เพาะปลูกได้ทั่วถึงด้วย คลองต่างๆ ที่มีในเขตโครงการชลประทานนั้น คลองส่งน้ำแต่ละสายจะมีขนาดใหญ่หรือเล็ก ยาวหรือสั้น ย่อมขึ้นอยู่กับขนาดของพื้นที่เพาะปลูกที่คลองสายนั้น ๆ ควบคุมอยู่และจำนวนคลองส่งน้ำทั้งหมดจะขึ้น อยู่กับขนาดของพื้นที่ชลประทานในเขตโครงการนั้นด้วย

คลองส่งน้ำ ที่เริ่มต้นจากแหล่งน้ำที่ต้นน้ำของโครงการชลประทาน เรียกว่า คลองส่งน้ำสายใหญ่ คลองส่งน้ำสายใหญ่เป็นคลองสำหรับนำน้ำไปใช้ในเขตโครงการทั้งหมด จึงมีขนาดใหญ่กว่าคลองส่งน้ำสาย อื่น โครงการชลประทานแห่งหนึ่ง ๆ อาจมีคลองส่งน้ำสายใหญ่ได้หลายสาย ทั้งนี้ย่อมแล้วแต่ขนาดและขอบ เขตาของโครงการที่กำหนดไว้ ในกรณีที่จะส่งน้ำผ่านเขื่อนเก็บกักน้ำเข้าคลองส่งน้ำโดยตรง คลองส่ง น้ำสายใหญ่จะสร้างต่อจากปลายท่อปากคลองส่งน้ำท้ายเขื่อนเก็บกักน้ำ สำหรับโครงการเขื่อนทดน้ำจะสร้าง คลองส่งน้ำสายใหญ่ต่อจากบริเวณท้ายประตูหรือท่อปากคลองส่งน้ำซึ่งสร้างอยู่หน้าเขื่อนทดน้ำออกไป

คลองส่งน้ำที่สร้างแยกจากคลองส่งน้ำสายใหญ่จะมีขนาดเล็กลงมา เรียกว่า คลองซอย ทำหน้าที่นำ น้ำส่งไปยังพื้นที่เพาะปลูกบริเวณสองฝั่งของคลองนั้น คลองส่งน้ำสายใหญ่อาจมีคลองซอยแยกออกไปได้ หลายสายตามความเหมาะสม

คลองส่งน้ำที่สร้างแยกจากคลองซอย จะมีขนาดเล็กลงไปอีกเรียกว่าคลองแยกซอย การมีคลองแยกซอยเพิ่ม ขึ้น จะทำให้ส่งน้ำได้แพร่กระจายทั่วทั้งเขตโครงการดีขึ้น ซึ่งคลองซอยสายหนึ่งอาจมีคลองแยกซอยได้ หลายสาย และที่คลองแยกซอยอาจมีคลองส่งน้ำขนาดเล็กๆ เป็นคลองแยกซอยแยกออกไปอีกก็ได้

คลองส่งน้ำทุกสาย ไม่ว่าจะเป็นคลองส่งน้ำสายใหญ่ คลองซอย หรือคลองแยกซอย จะมีแนวคลองไปตามพื้น ที่สูงที่สุดของบริเวณที่จะส่งน้ำให้เสมอ เพื่อที่ว่าเมื่อส่งน้ำออกจากคลองแล้ว น้ำจะได้ไหลลงสู่ ที่ต่ำได้สะดวกและทั่วถึงคลองส่งน้ำสายใหญ่เป็นคลองส่งน้ำสายประธานจึงมีแนวลัดเลาะไปตามชายเนิน ส่วน คลองซอยและคลองแยกซอยจะมีแนวไปตามสันเนิน ทำให้คลองซอย และคลองแยกซอยทุกสายสามารถส่งน้ำให้พื้นที่ ทั่วไปส่วนใหญ่ได้ ซึ่งจำนวนพื้นที่ส่งน้ำทั้งหมดของโครงการชลประทาน จะเป็นผลรวมของพื้นที่ส่งน้ำ จากคลองซอยและคลองแยกซอยทั้งหมดกับพื้นที่ส่งน้ำจากคลองส่งน้ำสายใหญ่คลองส่งน้ำที่สร้างผ่านพื้นที่ ดินซึ่งน้ำร่วนซึมได้น้อย จะสร้างเป็นคลองดินธรรมดาเพราะมีราคาถูก แต่ถ้าสร้างในภูมิประเทศที่มี ดินเป็นดินปนทรายจะทำให้มีน้ำรั่วซึ่มสูญหายไปจากคลองมาก จำเป็นต้องหาวิธีการป้องกันไม่ให้มีน้ำ สูญหายไปจากคลอง เช่น ดาดคลองด้วยคอนกรีต เป็นต้น