เขื่อน

เขื่อน : เป็นสิ่งก่อสร้างขนาดใหญ่สำหรับกั้นทางน้ำ เพื่อใช้ในการเก็บกักน้ำและป้องกันอุทกภัย รวมถึงผลิตกระแสไฟฟ้า ส่วนบนของเขื่อนจะประกอบไปด้วยส่วนที่เรียกว่าทางน้ำล้น สำหรับให้น้ำที่สูงกว่าระดับที่ต้องการไหลผ่านมาที่ฝั่งปลายน้ำ มากกว่าครึ่งหนึ่งของแม่น้ำสายหลักทั่วโลกจะมีเขื่อนกั้นไว้เพื่อใช้ประโยชน์ในทางใดทางหนึ่ง

ชนิดของเขื่อน : จะจำแนกตามชนิดของวัสดุก่อสร้าง เช่น เขื่อนหิน เขื่อนดิน เขื่อนคอนกรีตเขื่อนคอนกรีตบดอัด หรือเขื่อนไม้เขื่อนหิน คือเขื่อนชนิดวัสดุถม (Embankment Dam) ประเภทหนึ่ง อาจเรียกว่า เขื่อนหินถม หรือเขื่อนหินทิ้ง ปรกติจะต้องมีแกนเป็นวัสดุทึบน้ำ คือดินเหนียว

ประเภทของเขื่อนหิน

1. เขื่อนหินทิ้งแกนดินเหนียว

2. แกนดินเหนียวแบบแกนกลาง

3. แกนดินเหนียวแบบแกนเฉียง

4. แกนดินเหนียวแบบปิดด้านเหนือน้ำ

5. เขื่อนหินทิ้งแกนผนังบาง

6. เขื่อนหินทิ้งดาดหน้าด้วยคอนกรีต

ข้อดีของเขื่อนหินทิ้ง

1. เหมาะสำหรับพื้นที่ซึ่งมีสภาพฐานรากไม่ดี
2. เหมาะสำหรับบริเวณที่มีแหล่งดินน้อย
3. ก่อสร้างได้เร็ว

ข้อพิจารณาสำหรับหินที่ใช้ในการก่อสร้าง
1. แหล่งหิน
2. คุณสมบัติความคงทนของหิน
3. กำลังของหิน



เขื่อนดิน คือเขื่อนที่ก่อสร้างด้วยการถมดินบดอัดแน่น มีวัสดุหลักเป็นดินประเภททึบน้ำ

ประเภทของเขื่อนดิน

เขื่อนดินมี 2 ประเภท คือ

เขื่อนดินประเภทเนื้อเดียว (Homogeneous Earth Dam) เป็นเขื่อนซึ่งก่อสร้างด้วยดินเหนียว ซึ่งเป็นดินประเภททึบน้ำ ปิดทับด้านเหนือน้ำด้วยหินทิ้ง หรือหินเรียง เพื่อป้องกันการกัดเซาะจากคลื่น ด้านท้ายน้ำมักจะปลูกหญ้าป้องกันการพังทลายของดิน

เขื่อนดินประเภทแบ่งโซน (Zoned-Earth Dam) ตัวเขื่อนจะแบ่งโครงสร้างเขื่อนเป็นโซน โดยแกนกลางของเขื่อนจะเป็นชั้นดินเหนียวทึบน้ำ มีชั้นกรองเป็นวัสดุประเภทกรวดหรือทราย ชั้นถัดจากแกนเขื่อนจะเป็นดินประเภทกึ่งทึบน้ำ และปิดทับด้านเหนือน้ำด้วยหินทิ้ง หรือหินเรียง เพื่อป้องกันการกัดเซาะจากคลื่น เช่นเดียวกับเขื่อนดินประเภทเนื้อเดียว

หลักการออกแบบเขื่อน

ในการออกแบบเขื่อนจะต้องพิจารณารายละเอียดดังต่อไปนี้ คือ

1. เสถียรภาพของตัวเขื่อน

2. แรงแบกทานของชั้นหินฐานราก
3. การควบคุมการรั่วซึมของน้ำ
4. ความสูงเผื่อของสันเขื่อน
5. การป้องกันและควบคุมการกัดเซาะจากคลื่น
6. การจัดการวัสดุ

ขั้นตอนในการออกแบบเขื่อน
การออกแบบเขื่อนมีขั้นตอนโดยสังเขป ดังนี้

1. ศึกษา สังเกตการณ์ รวบรวมข้อมูล เช่นสภาพฐานราก แหล่งวัสดุ น้ำหนักที่กระทำ

2. เลือกประเภทของเขื่อน
3. วิเคราะห์การรั่วซึมของน้ำ และออกแบบชั้นกรอง
4. วิเคราะห์เสถียรภาพของตัวเขื่อน
5. วิเคราะห์การทรุดตัวและการเคลื่อนตัว
6. ออกแบบหน้าตัดเขื่อนขั้นสุดท้าย
7. พิจารณาอุปกรณ์ตรวจวัดพฤติกรรมของเขื่อนเพื่อความปลอดภัย
8. จัดทำแบบขั้นสุดท้ายและข้อกำหนดทางเทคนิค



เขื่อนคอนกรีต เป็นเขื่อนเก็บกักน้ำซึ่งก่อสร้างด้วยวัสดุคอนกรีต

ประเภทของเขื่อนคอนกรีต

เขื่อนคอนกรีตแบบถ่วงน้ำหนัก (Gravity dam) บางครั้งจะเรียกว่าแบบฐานแผ่ เขื่อนประเภทนี้จะอาศัยน้ำหนักของตัวเขื่อนถ่ายน้ำหนักลงชั้นฐานราก ฐานรากของเขื่อนประเภทนี้จะต้องเป็นชั้นหินที่สามารถรับน้ำหนักได้ดี เนื่องจากตัวเขื่อนจะมีขนาดใหญ่มาก - ตัวอย่างของเขื่อนประเภทนี้ในประเทศไทย คือเขื่อนแม่มาว และเขื่อนกิ่วลม

เขื่อนคอนกรีตแบบโค้ง (Arch dam) เขื่อนประเภทนี้จะมีลักษณะเป็นรูปโค้ง อาจเป็นแบบโค้งทางเดียว (โค้งในแนวราบ) หรือโค้งสองทาง (โค้งในแนวราบและแนวดิ่ง) ตัวเขื่อนจะมีลักษณะบาง เนื่องจากพฤติกรรมการรับแรงของโค้ง (Arch) จะสามารถรับแรงได้ดี น้ำหนักจากตัวเขื่อนและแรงกระทำจากน้ำจะถูกถ่ายไปยังจุดรองรับทั้ง 2 ข้างของเขื่อนแล้วถ่ายน้ำหนักลงสู่ชั้นหินฐานราก - ตัวอย่างของเขื่อนประเภทนี้ในประเทศไทย คือเขื่อนภูมิพล

เขื่อนคอนกรีตแบบค้ำยัน หรือแบบครีบ (Buttress dam) เขื่อนประเภทนี้จะมีลักษณะเป็นรูปแผ่นคอนกรีตและมีค้ำยันด้านหลัง

เขื่อนไม้ เป็นสิ่งก่อสร้างขวางลำน้ำเพื่อวัตถุประสงค์ในการกันน้ำ ปรกติจะใช้เป็นผนังกั้นน้ำชั่วคราวในการก่อสร้างอาคารในลำน้ำ เช่นประตูระบายน้ำ หรือประตูเรือสัญจร ฯลฯ อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันมักไม่นิยมใช้ โดยจะใช้เข็มพืดเหล็กแทน