46 ความเห็นในกระทู้นี้

[halfmoon]

กระทู้รวบรวมคลิป ภาพ บทความ งานวิจัยเกี่ยวกับพลังน้ำ พฤติกรรมน้ำ มาไว้เพื่อรับรู้ เรียนรู้ เข้าใจธรรมชาติของน้ำครับ กรุณาเพิ่มเติม ขอบพระคุณ

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

เมืองที่มีสิ่งปลูกสร้างใหญ่ๆและจำนวนเยอะ หากน้ำหลากมาเร็ว อัตราการไหลสูง เมื่อเจอสิ่่งกีดขวางฉับพลัน น้ำมันจะเพิ่มความเร็ว เพื่อรักษาอัตราการไหลเท่าเดิม

[halfmoon]

กรณีนี้อาจจะคล้ายน้ำฉับพลันจากซึนามิ แต่ก็เป็นพฤติกรรมคล้ายกันครับ

[halfmoon]

หากเป็นกรณีน้ำมาอย่างฉับพลัน และเข้าในตัวอาคารได้ ทางเดินก็การเป็นอุโมงค์หรือท่อ

[halfmoon]

[halfmoon]

อันนี้น่ากลัว และส่วนมากคนมักจะคิดถึงภาพนี้หากพูดถึงเขื่อนแตก

[halfmoon]

ในอุโมงค์หรือสถานีรถไฟใต้ดิน

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

หากแตกหรือไหลหลากจากบนสถานี

[halfmoon]

ท่อที่อัดความดันน้ำไว้สูงมาก อาจจะเป็นเหตุ

[halfmoon]

ทางน้ำหลาก

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

[halfmoon]

ถนนเส้นนี้ก่อสร้างได้ดีมาก คันทางคุณสมบัติเทียบเท่าเขื่อนดิน

[halfmoon]

landslide

[halfmoon]

[halfmoon]

น้ำเป็นของเหลว และเป็นของไหล คือสามารถเคลื่อนที่เคลื่อนตำแหน่งได้โดยการไหลจากที่สูงไปที่ต่ำตามแรงโน้มถ่วงของโลก น้ำสามารถอยู่ในภาชนะหรือพื้นที่ที่มีขอบกั้นได้ รูปของน้ำจะเป็นไปตามภาชนะนั้นๆ หากไม่มีภาชนะหรือขอบกั้น น้ำก็จะไหลออกรอบทิศทางที่ต่ำกว่า หากโดยรอบต่ำเท่ากันหรือเสมอกันทั้งหมด น้ำก็จะเคลื่อที่ออกรอบด้านเหมือนๆกันเท่าๆกัน เว้นแต่จะมีสิ่งอื่นหรือแรงภายนอกอื่นๆมาทำให้เปลี่ยนแปลงไป

น้ำมีความหนาแน่นเท่ากับ 1 คือในปริมาตร 1 ลูกบาศก์เมตร หรือหากเป็นก้อนก็คล้ายถังน้ำขนาด กว้าง 1 เมตร ยาว 1 เมตร และสูง 1 เมตรนั่นเอง น้ำปริมาตร 1 ลูกบาศก์เมตรมีน้ำหนัก 1 เมตริกตัน ดังนั้นหากน้ำอยู่ในระดับดิน คือตั้งอยู่ในภาชนะใดก็ตามหรือขอบกั้นใดก็ตาม หากขอบนั้นสูงจากพื้นดิน 1 เมตร จุดใต้สุดติดพื้นดินจะมีแรงดันเท่ากับ 1 ตันต่อตารางเมตร หากสูงขึ้นไป 10 เมตร ก็จะมีแรงดันเท่ากับ 10 ตันต่อตารางเมตร ดังนั้นแรงดันของน้ำหากอยู่ในสภาพนิ่งหรือไม่มีการไหลตามความลาดเอียง แรงดันน้ำจะขึ้นอยู่กับความสูงของผิวน้ำ

การที่น้ำไหลออกด้านข้างเท่ากันในพื้นที่เรียบเสมอกันนั้น เป็นการต้านกันระหว่างแรงสองทิศทางโดยรอบเป็นวงกลมรัศมี แรงที่หนึ่งคือแรงตึงผิวของโมเลกุลน้ำเอง คือ H2O จะดึงกันไว้และเกาะตัวกันไว้ให้คงสภาพน้ำเหมือนน้ำบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิ 4 องศา แต่อะตอมของไฮดรอเจนกับอ๊อซิเจนมันน้อยมาก จึงสู้แรงดึงจากภายนอกไม่ได้ นั่นคือแรงที่สอง คือแรงโน้มถ่วงของโลก หรือที่เรามักคุ้นเคยกันคือค่า G นั่นเอง ค่า G มีค่าเท่ากับ 9.8 หรือส่วนมากประมาณเป็น 10 ที่เรามักใช้กันหรือประมาณกัน เมื่อแรงดึงโมเลกุลของน้ำน้อยกว่าแรงโน้มถ่วงในระดับเดียวกัน และอะตอมของของไฮดรอเจนและอ๊อกซิเจนยังไม่แปรสภาพหรือสถานะ คือไม่เย็นจัดหรือร้อนจัดกลายเป็นไอน้ำหรือสภาพอื่น คืออุณหภูมิยังเป็นปรกติอยู่ มันก็พยามคงสภาพและสถานะความเป็นโมเลกุลน้ำไว้ตลอด แต่แรงดึงดูดจากแรงโน้มถ่วงของโลกมากกว่าจึงดึงน้ำลงมาสูงระดับต่ำสุดของพื้นที่รองรับคือดิน โมเลกุลน้ำบนสุดที่ผิวน้ำก็ถูกดึงลงมาพร้อมๆกันจนเหลือเป็นแผ่นฟิลม์หรือบางกว่าอย่างที่เราเห็น หากพื้นที่รองรับไม่สามารถซึมผ่าได้ เราก็จะเห็นขอบน้ำเป็นโค้งมน นั่นคือการเกาะตัวของโมเลกุลน้ำที่อยู่ขอบนอกสุด หากพื้นที่รองรับสามารถซึมผ่านได้เราก็จะเห็นแค่รอยคราบน้ำและน้ำก็ถูกดึงลงไปในผิวโลกแล้ว การที่น้ำอยู่ที่ผิวดิน ขณะนั้นแรงดันและความดันน้ำเท่ากับ 0 เกิดจากแรงโน้มถ่วง แต่ความหนาแน่นของน้ำนั้นยังไม่เปลี่ยนไป เพียงแต่ในความจริงทั่วไปน้ำจะลงไปเป็นส่วนหนึ่งของดิน คือไปแทรกตัวในช่องว่างของเม็ดดิน ดินส่วนนั้นก็จะมีความหนาแน่เพิ่มขึ้นด้วย เช่น หากเดิมพื้นดินบริเวณนั้นเป็นทราย สมมติว่ามีความหนาแน่นเท่ากับ 3.8 ตันต่อหนึ่งลูกบาศก์เมตร และมีช่องว่างระหว่างเม็ดดิน 10% น้ำก็จะแทรกตัวเข้าไป ดินนั้นก็จะมีน้ำหึกหรือความหนาแน่นเพิ่มขึ้นเป็น 3.8 +(10% x ความหนาแน่นของน้ำคือ 1) = 3.9 หมายความว่า ดินนั้นจะมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น อีก 100 กิโลกรัม จาก 3800 กิโลกรัม เป็น 3900 กิโลกรัม และความหนาแน่นของดินนั้นก็จะกลายเป็น 3900 กิโลกรัม หรือ 1 ตันต่อลูกบาศก์เมตร อันนี้อย่างงครับ ที่ความหนาแน่นมันเพิ่มนั้น มันเพิ่มจากแรงดึงของโมเลกุลน้ำนั่นเอง โมเลกุลน้ำดึงมันไว้ให้เหนียวแน่นขึ้นกว่าเดิม ดังนั้นเราจะเห็นดินที่เปียก หนักกว่าเดิม และเหนียวแน่นกว่าเดิม สามารถปั้นหรือขึ้นรูปได้ แต่มาน้อยแล้วแต่ประเภทของดิน และเมื่อใดน้ำระเหยออก มันก็จะคงรูปนั้นไว้หลวมๆ

กรุณีที่น้ำเข้าไปแทรกตัวในดินมากเกินกว่าสัดส่วน 1:1 หรือน้อยกว่านั้นตามแต่ประเภทและคุณสมบัติอื่นๆของดิน ดินก้อนนั้นหรือแผ่นนั้นก็จะไหลทันที เหตุที่ไหลก็คือ น้ำเข้าไปทำให้ความหนาแน่นของดินน้อยลง หากน้อยกว่าเดิมเกินครึงหนึ่งจากความหนาแน่นเดิม และหากดินนั้นไม่มีขอบกั้นหรืออยู่ในภาชนะเช่นอ่าง แรงโน้มถ่วงของโลกก็จะทำปฎิกริยาทันที คือเคลื่อนที่ออกด้านข้าง กระจายตัว หากมีความลาดไปทางใดทางหนึ่ง ดินและน้ำนั้นก็จะไหลไปในทิศทางนั้น จนกว่าจะไปชนของกั้นที่แข็งกว่า เช่นขอบหิน หรือสิ่งกีดขวางที่แข็งแรงอยู่ ตั้งอยู่ เช่นขอบหรือคันทางต่างๆ หรือเนินที่สูงกว่า นี่คือปรากฏการณ์ land slide นั้นเอง

[halfmoon]

ทำไมระดับน้ำที่อยู่ในที่เดียวกันหรือเชื่อมโยงถึงกัน จึงมีระดับเท่ากัน เช่นในสายยาง หรือท่อ หรืออุโมง หากเชื่อมต่อไหลถึงกันได้ระหว่างแอ่งน้ำหรือพื้นที่เก็บน้ำจึงเท่ากัน ที่เป็นอย่างนั้นเพราะน้ำกลายเป็นเนื้อเดียวกัน ดังนั้นผิวน้ำทุกที่ ที่น้ำไหลถึงกันเป็นเนื้อเดียวกัน ถูกดึงโดยแรงดึงดูดของโลกเท่ากันต่อระดับความตื้นลึกของแอ่งน้ำหรือพื้นที่เก็บน้ำนั้นๆนั่นเอง แรงดันที่ผิวน้ำทั้งหมดจึงเท่ากันคือ 0 ส่วนที่ระดับที่ต่ำจากผิวน้ำก็จะค่อยๆมากขึ้นตามความลึก สมมติว่าแอ่งที่หนึ่งลึก 5 เมตร แอ่งที่สองลึก 10 เมตร แอ่งที่สามลึก 20 เมตร แรงดันของน้ำที่ท้องน้ำหรือท้องแอ่งจะไม่เท่ากันคือ แอ่งที่หนึ่งจะมีแรงดัน 5 ตันต่อตารางเมตร แอ่งที่สอง 10 ตันต่อตารางเมตร และแอ่งที่สาม 20 ตันต่อตารางเมตร ดังนั้นหากปล่อยน้ำจากก้นแอ่งน้ำที่ต่ำสุดของแต่ละแอ่ง น้ำที่พรุงออกมาแรงดันจะไม่เท่ากัน คือแอ่งที่หนึ่งจะพุ่งได้ใกล้กว่า ตามด้วยสอง ส่วนสามไกลที่สุด เพราะมีแรงดันมากกว่านั่นเอง แต่ที่ผิวน้ำยังมีค่าเท่ากับ 0 เหมือนกันเหมือนเดิมทั้งสามแอ่ง

เมื่อมีแรงดันไม่เท่ากัน ซึ่งผกผันตรงกับระดับความลึกของน้ำ หรือความสูงจากท้องน้ำถึงผิวน้ำ ดังนั้นอัตราการไหลจึงไม่เท่ากัน นั่นคืออัตราการไหลที่ปากท่อปากอุโมงค์น้ำที่ระดับก้นแอ่งหรือท้องน้ำแต่ละที่ แต่หากแอ่งน้ำทั้งสาม ต่อท่อลงไปในแนวดิ่งหรือทางลาดลงไปด้านล่างเหมือนกัน ท่อน้ำไปเท่าเสมอระดับกัน ณ ที่ใดที่หนึ่งด้านล่างที่ต่ำกว่า หรือเท่ากับอ่างที่ลึกที่สุดคือแอ่งที่สาม แรงดันที่ปากท่อของทั้งสามแอ่ง จะเท่ากันหมด และอัตราการไหลจากท่อของทั้งสามแอ่งที่เชื่อมต่อถึงกัน เพราะระดับผิวน้ำเท่ากันทั้งสามแอ่ง และมีค่าเท่ากัน คือ 0 และเป็นจุดเริ่มต้นการวัดแรงดันเสมอกัน นั่นเอง

ถึงแม้ว่าระดับก้นแอ่งทั้งสามจะไม่เท่ากัน แต่ระยะจากผิวน้ำถึงปากท่อเท่ากันที่ด้านล่าง เพราะการวัดระยะความลึกของน้ำเริ่มต้นที่ผิวน้ำ ไปถึงจุดต่ำสุดนั่นเอง จุดต่ำสุดของท้องน้ำแต่ละอ่างไม่เท่ากัน แรงดัน ณ จุดนั้นย่อมไม่เท่ากัน แต่หากต่อท่อออกจากก้นแอ่งแต่ละแอ่งลงไปปด้านล่าง และปากปลายท่ออยู่ในระดับเดียวกัน แรงดันจากแอ่งน้ำทั้งสามแอ่ง ณ ปากปลายท่อมีระยะความลึกจากผิวน้ำเท่ากัน แรงดันน้ำจึงเท่ากันนั่นเอง

[halfmoon]

ลักษณะการไหลและการเคลื่อนตัวของน้ำเป็นไปแบบใด น้ำเป็นของไหล บางคนอาจจะเข้าใจว่ามันไหลจากการเทน้ำจากที่สูงไปที่ต่ำ อันนี้ก็ถูก แต่ไม่ใช่การอธิบายลักษณะแรงหรือรูปแบบการเคลื่อนที่ น้ำเป็นของไหลที่เป็นลักษณะโมเมนตัม เหมือนลุกห้อยโมเมนตัมที่เราเคยเห็น ที่เคาะลูกหนึ่ง แล้วอีกลูกหนึ่งกระเด็นออกไปนั่นเอง น้ำก้เช่นกัน เพียงแต่สถานะของน้ำเป็นของเหลวเราจึงมองไม่เห็นเหมือนลูกบอลโมเมนตัม

สมมติว่าเราบีบน้ำในกระบอกสูบ หรือเข็มฉีดยา เรากดน้ำด้านท้าย แต่น้ำด้านปลายไหลออกนั่นเอง ดังนั้นเราออกแรงกดแค่ไหน น้ำก็จะออกไปเท่ากับแรงกดเท่านั้น อัตราการไหลก็เท่ากัน เช่นในเวลา 1 วินาที เรากดกระบอกฉีดยาได้ 100 ซีซี. น้ำที่ออกมาก้เท่ากับ 100 ซีซี.เท่ากันในเวลาที่เท่ากัน

แสดงว่ามีการถ่ายเทแรง หากเป็นการไหลในท่อหรือในกระบอก แรงและอัตราการไหลจะเท่ากัน คือจากต้นกำเนิดแรงดัน ไม่ว่าจะเป็นกระบอกเข็มฉีดยา หรือปั๊มสูบน้ำ หากเราสูบน้ำด้วยเครื่องสูบน้ำที่ให้อัตราการไหลได้ 1000 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที น้ำที่ไหลและออกมาจากปากท่อก็จะมีอัตราการไหลและความดันเท่ากัน ส่วนแรงดันนั้นก้ขึ้นอยู่กับหน้าตัดของต้นทางกับปลายทางเท่ากันหรือไม่ เช่น หากเครื่องสูบน้ำมีหน้าตัดทางออก 10" หากปลายท่อมีหน้าตัด 10 " เช่นกัน แรงดันก็เท่ากัน หากปลายท่อมีหน้าตัดน้อยกว่า สมมติว่า 5" แรงดันที่ปลายท่อจะมากกว่าที่ต้นทาง แต่ความดันจะเท่ากัน หากปลายท่อและปั๊มน้ำวางอยู่ระดับเดียวกัน เว้นแต่ท่อจะยกขึ้นหรือลาดลง อันนี้ต้องพิจารณาตามแรงโน้มถ่วงด้วย

หากสูบน้ำด้วยเครื่องสูบน้ำแล้วปล่อยให้ไหลไปกับรางเปิดหรือคลองน้ำหละ อัตราการไหลจะเท่ากันมั๊ย หากสมมติว่าอยู่ในระดับเดียวกัน ตอบได้ว่าไม่เท่ากัน ขึ้นอยู่กับหน้าตัดการไหล คือหน้าตัดคลอง คือความกว้างของตลองและความลึกของคลองนั่นเอง และนอกจากหน้าตัดการไหลแล้วยังมีเรื่องความเฉื่อยของแรงกระทำ ความเฉื่อยที่ถูกต้านจากการดึงตัวของโมเลกุลน้ำ แรงเสียดทางของผิวคลอง แรงโน้มถ่วงต่อน้ำในระดับเดียวกันต่อระยะทางที่ถูกดันออกไปด้วย ดังนั้นปลายทางกับต้นทางจะมีแรงดันและอัตราการไหลไม่เท่ากับหรือน้อยกว่าต้นทางครับ แม้ว่าลักษณะการไหลของน้ำในรางเปิดยังคงเป็นลักษณะโมเมนตัมอยู่ก็ตาม แต่แรงและอัตราการไหลของน้ำถูกขจัดออกไปด้วยแรงภายนอกตามที่อธิบายมา และแรงดึงจากโมเลกุลน้ำภายในตัวมันเองนั่นเอง แม้จะน้อยกว่าแรงภายนอกอื่นๆ และมันยังกระทำอยู่ครับ

[halfmoon]

น้ำหรือของเหลวที่มีน้ำหนักและความหนาแน่นไม่เท่ากัน หากไหลมารวมหรือผสมกันจะเป็นอย่างไร

กรณีเช่นนี้ต้องดูก่อนว่าเป็นน้ำจืดเหมือนกันหรือไม่ เช่น น้ำจืดใส กับน้ำจืดผสมโคลนดิน อันนี้น้ำจืดผสมโคลนดินมีน้ำหนักมากกว่าความหนาแน่นมากกว่า หากไหลมารวมกัน น้ำโคลนจะอยู่ข้างล่าง แต่พอผสมกันแล้วก็เป็นอันเดียวกัน คือน้ำโคลนก็จะใสขึ้น น้ำใสก็จะขุ่นขึ้น ก็คือกลายเป็นเนื้อเดียวกันในภายหลังและไหลไปตกตะกอนอีกต่อไปในที่หยุดนิ่ง หรือค่อยๆใสไปเรื่อยๆตลอดระยะทางหากไม่มีดินลงมาผสมอีกเช่นลำธารหิน แต่ถ้าเป็นคลองดิน ก็เจือจางลงน้อยมากจนกว่าจะไปถึงที่หยุดนิ่ง

กรณีที่เราเห็นแม่น้ำสองสี คือแม่น้ำสองสายไหลมารวมกัน สายหนึ่งมีโคลนดินผสมมากก็ขุ่นมาก อีกสายหนึ่งใส เมื่อมารวมกันเรามักจะเห็นเป็นขุ่นในที่สุด ส่วนมากเรามักจะเข้าใจว่า น้ำขุ่นมันอยู่ข้างบน จริงแล้วไม่ใช่ครับ น้ำขุ่นมันอยู่ข้างล่าง แต่น้ำที่อยู่ข้างบนมันใส เราเลยมองทะลุเห็นน้ำขุ่นที่อยู่ข้างล่างครับ

ในกรณีที่น้ำมีความหนาแน่นต่างกัน น้ำที่มีความหนาแน่นน้อยจะอยู่ข้างบน เช่นน้ำจากแม่น้ำไหลออกลงสู่ทะเล น้ำทะเลมีความหนาแน่นมากกว่าจะอยู่ข้างล่าง แต่ก็ไม่เสมอไป หากน้ำในแม่น้ำนั้นขุ่นและมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำทะเล น้ำจากแม่น้ำก็จะอยู่ข้างบน ส่วนน้ำทะเลจะอยู่ข้างล่าง แต่เมื่อออกไปสักระยะถูกคลื่นตีผสม คือน้ำทั้งสองผสมกัน แต่ไม่ได้ละลายเชื่อมกัน คือต่างก็รักษาคุณสมบัติและโมเลกุลของตัวเองเอาไว้ คือ น้ำจืด น้ำทะเล และตะกอนดินโคลน เมื่อทั้งสามได้ถูกฟอกผสมและแตกตัวแยกออกในกระบวนการเดียวกัน น้ำจืดก็จะลอยอยู่ผิวบน น้ำทะเลก็จะอยู่ระดับเดิม ส่วนโคลนดินก็จะตกตะกอนลงไปใต้ที่ท้องทะเลตามขอบอ่าวหรือขอบทะเล และถูกคลื่นซัดตีกลับมาเป็นตะกอนเลนตามหาดหรือชายฝัง อย่างที่เราเห็นเป็นชายเลน ส่วนน้ำจืดที่อยู่ผิวบนสุดนั้นก็จะถูกคลื่นฟอกผสมออกไปกลางทะเลแล้วตีย้อนกลับไปมาจนเป็นเนื้อเดียวกันในสถานะสารผสม คือไม่ละลายเป็นเนื้อเดียวกันโดยทันที เพราะอุณภูมิไม่สูงที่จะทำให้ละลายเป็นเนื้อเดียวกันได้โดยเร็ว แต่ที่สุดก็เป็นเนื้อเดียวกัน ในปากอ่าว ดังนั้นค่าความเค็มของน้ำทะเลที่ปากอ่าวกับกลางทะเลจึงแตกต่างกัน

[halfmoon]

กรณีน้ำทะเลหนุนเข้ามาในแม่น้ำหรือพื้นที่ต่ำกว่าทะเลจะเป็นอย่างไร หากในกรณีที่ไม่มีน้ำจืดหลากลงมามาก น้ำทะเลก็อยู่ล่าง น้ำจืดก็อยู่บน เพียงแต่แรงดันน้ำในสภาวะนั้นไม่มากนักหรืออยู่ในสภาพเอ่อท่วมกัน น้ำก็ผสมกัน เป็นน้ำกร่อย และเมื่อน้ำลง ดินที่ถูกท่วมก็มีคุณสมบัติเป็นดินกร่อยด้วย เพราะถูกเอ่อท่วมเป็นเวลานาน และด้วยในเนื้อดินเองในชั้นล่างๆก็ถูน้ำเค็มน้ำทะเลเข้ามาประสานในเนื้อดินอยู่แล้ว

หากน้ำทะเลหนุนในช่วงเวลาที่มีน้ำจืดหลากเข้ามามาก ด้วยแรงดันน้ำจืดที่มีอัตราการไหลสูง น้ำทะเลที่หนุนมาด้วยสภาพเอ่อหรือมีความเฉือยของการไหล ก็จะถูกน้ำจืดตีผสมเป็นเนื้อเดียวกัน และดันม้วนออกทะเล เฉพาะผิวน้ำ แต่ระดับน้ำทะเลเดิมยังหนุนสูงเท่าเดิม เพียงแต่ส่วนผิวน้ำมีน้ำจืดไปผสมและสูงขึ้นอีก หากในกรณีที่ปากน้ำมีความชันสูง น้ำจืดก็จะออกทะเลได้ดดยสะดวก แม้จะมีระดับเพิ่มสูงขึ้น แต่หากปากน้ำเป็นที่ราบลุ่มหรือมีความลาดมากกว่าความชัน หรือชั้นน้อย น้ำจืดและน้ำทะเลก็จะเอ่ออยู่ในสภาพนิ่งหรือเฉื่อย แรงดันน้ำจืดก็ลดลงและจะเท่ากับ 0 เมื่ออยู่ในระดับเดียวกันหรือท่วมทับกันแล้ว สภาพนี้เราจะเห็นได้ทุกปี คือช่วงน้ำทะเลหนุนสูง น้ำหลากก็มามาก นั่นก็คือช่วงลอยกระทง คือเดือนสิบสองนั่นเอง

สมมติว่าน้ำทะเลมันหนุนขึ้นมาสูงกว่าระดับน้ำทะเลปานกลาง 2 เมตร หากพื้นที่ราบลุ่มมีระดับพื้นดินสูงกว่าระดับน้ำทะเล 1.5 เมตร น้ำทะเลก็จะสูงท่วม ผิวดินขึ้นมา 50 เซนติมเตร และหากมีน้ำหลากท่าจากแม่น้ำไหลมารวมเช่นแม่น้ำเจ้าพระยา หากไหลมาสูงกว่าระดับคันขอบแม่น้ำ 20 เซนติเมตร ระดับน้ำในตอนนั้นก็จะสูงกว่าพื้นผิวดิน 70 เซนติเมตรในบริเวณลุ่มน้ำและที่ต่ำเชื่อมต่อกัน และหากกว่าในช่วงนั้นมีน้ำหลากหรือน้ำเอ่อทุ่งมาด้วย สูง 80 เซนติเมตร น้ำก้จะเอ่อท่วมในสภาพเฉื่อยสูงจากพื้นผิวดินเป็น 150 เซนติเมตร

แล้วน้ำมันจะลดเมื่อไหร่ น้ำท่าจะหยุดไหลหรือเฉื่อยเมื่อมาถึงระดับน้ำทะเล น้ำหลากจะหยุดไหลหรือเฉือยเมื่อมาถึงระดับน้ำทะเล แรงดันน้ำจืดที่ลงมาก็เท่ากับ 0 ที่ผิวทะเล ที่เหลือก็เป็นเรื่องของน้ำทะเล มันก็จะลงของมันเองตามรอบเดือนรอบปี คือน้ำขึ้นน้ำลงนั่นเอง เพียงแต่ระดับความสูงนั้นมันอาจจะมากกว่าระดับน้ำทะเล ความสูงของน้ำจืดที่มาผสมนั้นมันก้จะค่อยๆเอื่อยลงไปเรื่อยๆเพราะแรงดันของมันเฉื่อยลงแล้วจนจะเท่ากับ 0 ถึงดันเท่าไหร่ก็ยังมีผิวน้ำทะเลหนุนไว้อยู่เหมือนเดิม

[Sittitat]

ดูวีดีโอแล้วอ่านหมดแล้วเข้าใจขึ้นครับ

[halfmoon]

ช่วยเพิ่มเติมด้วยนะครับ หากพบเห็นบทความที่น่าสนใจก็เอามารวมๆกันไว้ หากมีข้อบกพร่องก็ชี้บอกด้วยครับ จะได้แก้ไขให้ถูกต้อง

[halfmoon]

น้ำในภาชนะ เช่นกาละมัง ขัน ถังน้ำ สระว่ายน้ำ รวมไปถึงเมืองที่อยู่ในแอ่งหรือมีทำนบล้อมรอบ หากมีน้ำล้อมรอบสูงขึ้นมาครึ่งขอบภาชนะ และภาชนะนั้นรั่วหรือมีท่อเปิดออกข้างนอก น้ำก็จะไหลเข้าไปในภาชนะนั้นและทำให้ระดับผิวน้ำภายในกับภายนอกเท่ากันเสมอ

กรณีเช่นนี้ หากมีเมืองหรือชุมชนที่ลุ่มปากน้ำติดทะเล หรือติดทะเลสาบ น้ำจากทะเลหรือทะเลสาบหากหนุนสูงขึ้น น้ำก็จะเข้ามาทางระบายน้ำอย่างอิสระ ดังนั้นเมืองหรือชุมชนต่างๆจึงต้องมีประตูน้ำ เพื่อป้องกันน้ำจากภายนอกเข้ามาจนท่วมระดับของระบบระบายน้ำจากครัวเรือโดนเฉลี่ยต่ำสุด หมายถึงอาจจะมีครัวเรือนที่ต้องจมหรืออาจจะจมหรือน้ำท่วมถึงระดับของระบบระบายได้ไม่เกิน 5% และ 5% (แล้วแต่เมือง)นั้นต้องไม่รวมอยู่ที่เดียวในลักษณะเป็นพื้นที่หน่วงน้ำ ดังนั้นเราจะเห็นกฎหมายผังเมืองมีข้อห้ามระดับการถมดิน เพื่อไม่ให้ต่างฝ่ายต่างถม สุดท้ายอาจจะมีที่ที่ใดที่หนึ่งกลายเป็นแอ่ง หรือพื้นที่หน่วงน้ำ

พื้นที่หน่วงน้ำ มีไว้หน่วงน้ำฝนเอาไว้ในช่วงเวลาฝนตกต่อเนื่องสามารถเก็บไว้ได้เท่ากับปริมาณน้ำฝนสูงสุดในรอบปีของพื้นที่นั้นๆ ข้อมูลอยู่กรมอุทกศาสตร์กองทัพเรือ(บางนา) ทำไมต้องมีพื้นที่หรือบ่อหน่วงน้ำ ก็เพื่อเผื่อไว้ 2 กรณี หนึ่งกรณีน้ำหนุนและต้องปิดประตูน้ำ สองกรณีปรกติที่ต้องให้ชุมชนในพื้นที่รอบปิดหนึ่งๆเก็บกักน้ำฝนไว้ให้เต็มบ่อซะก่อน ก่อนที่จะระบายออกสู่ระบบระบายสาธารณะ หากไม่มีระบบหน่วงน้ำกระจายไว้ทั่วเมือง น้ำก็จะอัดท่วมท่อและถนนพร้อมๆ และมันก็จะเกิดการไหลที่ผิวดินไปหาจุดที่ต่ำสุด คือพื้นที่ที่เป็นแอ่งจากการถมที่แข่งกันตามข้างบนครับ และขยะที่ผิวดินตามพื้นที่ต่างๆก็จะไหลหลากไปด้วย และจะไปอุดตันที่ระบบระบายสาธารณะด้วย

แล้วทำไมต้องทำด้วย ไม่ทำไม่ได้รึ เหตุอีกประการหนึ่งที่ต้องทำพื้นที่หรือบ่อหน่วงน้ำในแต่ละชุมชนก็คือ ต้องการแยกน้ำที่ได้รับมาจากฝนในแต่ละพื้นที่ ออกจากพื้นที่สาธารณะเช่นถนน คลอง สมมติหมู่บ้านสำเริง มีพื้นที่ 100 ไร่ มีบ้านอยู่ 300 หลัง หมู่บ้านสำเริงต้องเก็บน้ำฝนที่ตกลงมาในหมู่บ้านตัวเองพื้นที่ 100 ไร่ไว้ก่อน อย่างน้อย 1 ชั่วโมงสูงสุดในรอบปี หากหนึ่งชั่วโมงฝนตกสูงสุดในรอบปีของพื้นที่นั้น 30 มิลลิเมตร ก็เอา 30/1,000 = 0.03 เมตร พื้นที่ 100 ไร่ x 1,600 = 160,000 ตารางเมตร หมู่บ้านนี้ต้องมีความจุบ่อเท่ากับ 0.03 x 160,000 = 4,800 ลูกบาศก์เมตร หากต้องขุดบ่อให้ลึก 2.00 เมตร ดังนั้นต้องใช้พื้นที่เท่ากับ4,800/2.00 = 2,400 ตารางเมตร หากจะคำนวณเป็นไร่ก็เอา 1,600 ไปหาร ได้ 2,400/1,600 = 1.5 ไร่ และน้ำจำนวน 4,800 ลูกบาศก์เมตรนี้ ต้องถูกแยกโดยให้ชลอการปล่อยออกมา โดยจะให้น้ำจากพื้นที่สาธารณะลงไปในท่อและระบายไปก่อน หลังจากนั้นจึงให้น้ำจากชุมชนไหลตามลงไป

หากฝนตกมากกว่าหนึ่งชั่วโมงหละ อันนี้มันก็สุดวิสัย แต่มันก็ได้ไหลไปตามลำดับแล้ว แต่ในความจริงในรอบปี ฝนจะตกนานเกินหนึ่งชั่วโมงมีไม่กี่วัน

[halfmoon]

[halfmoon]

การไหล อัตราการไหล ความลาดชัน และแรงดันท่อ

น้ำเป็นของเหลวที่ไหลได้ง่าย ในอุณหภูมิปรกติ คือตั้งแต่ 4 องศาขึ้นไป โดยหากตั้งแต่ -4 องศาน้ำจะเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็งหรือที่เราเรียกว่าน้ำแข็ง สถานะนี้น้ำไม่สามารถไหลได้ แต่ลื่น เลื่อน เคลื่อนที่ได้ เป็นไปในลักษณะโมเมนตัมเหมือนกันคล้ายกับลูกตุ้มโมเมนตัม หากเป็นก้อนกลมก็จะคล้ายมาก การเคลื่อนที่นั้นต้องมีแรงภายนอกมากระทำ เช่น ประการแรกแรงโน้มถ่วงของโลก แรงโน้มถ่วงของโลกจะกระทำให้วัตถุเคลื่อนที่ได้ก็ต่อเมื่อพื้นที่รองรับวัตถุนั้นๆเป็นทางลาดและชัน หมายถึงอย่างน้อยต้องลาดเอียง หากชันมากก็เคลื่อนที่เร็วขึ้น นอกจากแรงโน้มถ่วงของโลกแล้ว น้ำแข็งจะเคลื่อนที่ได้ต้องมีแรงผลักจากภายนอก เช่น น้ำแข็งไส คือผลัก ไส ให้มันเลื่อน มันจะเคลื่อนที่ และจะหยุดเมื่อหมดแรง หมดแรงหมายถึงแรงตรงข้ามกันขจัดกันเองจนเท่ากับ 0 คือหากผลักบนพื้นราบ แรงผลักจะหมดไปด้วย หนึ่งน้ำหนักของก้อนน้ำแข็งนั้นๆ หมายถึงมวลของน้ำแข็งคูณด้วยค่า G หน่วยเป็นกิโลกรัม สองระยะทางไกลที่สุดที่แรงภายนอกกระทำต่อน้ำแข็งหรือผลักน้ำแข็ง แรงนี้จะถูกหักล้างจากแรงเสียดทาน เมื่อเริ่มหักล้างกันก้อนน้ำแข็งก็จะชะลอความเร็วลง ณ ขณะนี้ก้อนน้ำแข็งจะเริ่มเคลื่อนที่ด้วยความเฉื่อยหรือแรงเฉื่อยของก้อนน้ำแข็ง และก็จะหยุดการเคลื่อนที่เมื่อผลการขจัดหักล้างแรงทั้งหมดเท่ากับ 0

[halfmoon]

หากน้ำเดือดกลายสถานะไปไอแล้ว มันจะไหลอย่างไร หากน้ำมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจนเลยจุดเดือดคือ 100 องศาเซลเซียส น้ำก็กลายเป็นไอ นั่นหมายความว่าโมเลกุลของน้ำหนาแน่นน้อยลง หรือเบาบาง เมื่อความหนาแน่นน้อยของจะระเหยไปในอากาศ โดยส่วนมาเราจะเห็นละอองไอฟุ้งขึ้นจากผิวน้ำเดือด ที่ฟุ้งพุ่งขึ้นเกิดจากแรงดันของอากาศที่แตกต่างฉับพลัน จึงเกิดการเคลื่อนที่เร็วฉับพลัน พุ่งขึ้น หลังจากพุ่งแล้วก็จะเริ่มก่อตัวจับตัวตกลงมาเป็นเม็ดน้ำหยดน้ำ หรือหากฟุ่งไปชนวัตถุอื่นที่กั้นขวางทางพุ่ง เราก็มักจะเห็นหยดน้ำเกาะอยู่และหยดลงมา เช่น ฝาหม้อต้ม

แล้วหากเลยระยะพุ่งไปแล้วไอน้ำมันจะเคลื่อนที่หรือไหลไปได้อย่างไร ในอากาศ การที่ไอน้ำจะไหลหรือลอยไปในอากาศได้ก็ด้วยอุณหภูมิเป็นตัวกำหนด การไหลหรือลอยไปของไอน้ำจะเกิดขึ้นได้อย่างเห็นชัดเจนเมื่อมีอุณหภูมิแตกต่างกัน 20 องศาเซลเซียสขึ้นไป แต่หากเมื่อใดอุณหภูมิของไอน้ำลดลงทำให้มีความแตกต่างจากอากาศทั่วไปน้อยกว่า 20 องศา ไอน้ำก็จะเริ่มก่อตัวคืนสถานะเป็นน้ำในรูปของเหลวเหมือนเดิม คือเริ่มเป็นหยดน้ำร่วงลงมา

เราได้ประโยชน์อย่างใดอะไรบ้างจากไอน้ำ อย่างง่ายที่มองเห็นและนำปรากฏการณ์นี้มาใช้ได้ง่ายและใช้กันบ่อย คือการกลั่นน้ำ คือเอาน้ำที่มีในธรรมชาติทั่วไป มาต้ม ให้เกิดไอน้ำ แล้วให้ไอน้ำพุ่งออกมาชนอะไรก็ได้ เราก็จะได้น้ำบริสุทธิ์ ส่วนสารประกอบและสารละลายเดิมที่มีอยู่ ก็จะถูกแยกออกไปสองทาง ทางหนึ่งสารประกอบ ก็จะอยู่ในหม้อต้มเดิม ส่วนสารละลายก็อาจจะตามไปกับไอน้ำ เราก็หาอย่างอื่นมาสกัดหรับดักจับ กักสารนั้นไว้ โดยหาอะไรก็ได้ที่เป็นตัวทำปฏิกริยาหรือดึงเอาธาตุเหล่านั้นออกไปจากกระบวนการไหลหรือเคลื่อนที่ของไอน้ำ สารละลายนั้นๆก้จะตกลงมาก่อน ปลายทางก็จะเหลือแต่น้ำบริสุทธิ์

ประโยชน์ในด้านพลังงานกล เราก็นำเอาไอน้ำดันผ่านท่อให้ไหลผ่านกังหันแล้วให้กังหันไปปั้นไฟฟ้า คือหากมีอุณหภูมิแตกต่างกัน 20 องศาขึ้นไป ไอน้ำจะวิ่งไปหาจุดที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่า เพื่อคืนสภาพไปเป็นน้ำเหมือนเดิม เราก็เอาปรากฏการณ์นี้มาทำประโยชน์ทางพลังงานกล คือให้ไอน้ำมันไหลตัดผ่านกังหัน กังหันก็จะหมุนไปปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้านั่นเอง

[halfmoon]

การไหลของน้ำกับการขวางกั้นทางน้ำ น้ำโดยธรรมชาติจะไหลจากผิวดินหรือภาชนะที่สูงกว่าลงสู่ที่ต่ำ หากอยู่ในระนาบเดียวกันก็ต้องใช้พลังงานกลหรือกลวิธีอื่นๆมากดดันมาฉุดมาวิดกวัก ทั้งในระบบเปิดคือราง และระบบปิดคือท่อ แต่ไม่ว่าจะแบบไหน น้ำมีความดันอยู่ในตัวเอง มากน้อยขึ้นอยู่กับความสูงของผิวน้ำ หรือความลึกจากผิวน้ำลงถึงพื้นน้ำ หากมีช่องไหลออกหรือเคลื่อนที่เมื่อไหร่ก็จะเกิดแรงดันทันที ความดันและแรงดันต่างกัน ความดันคือค่าของความหนาแน่นของน้ำต่อระดับความสูงของผิวน้ำถึงพื้นน้ำในสภาพที่นิ่ง คือไม่ไหล แต่แรงดันน้ำจะเกิดขึ้นเมื่อมีการไหลเท่านั้น เมื่อมีแรงดันระบายออกไปเรื่อยๆ ความดันน้ำก็จะค่อยๆลดลง ทั้งจากอ่างภาชนะและในลำน้ำที่ไหลไป จนถึงผิวน้ำใหม่ล่างสุดหรือผิวดินภาชนะรองรับล่างสุดจนกลายเป็นศูนย์เมื่อน้ำแบนราบ เช่นกันเมื่อน้ำแบนราบและหยุดนิ่งแล้วแรงดันก็หมดไปด้วยเช่นกัน

การไหลของน้ำจะมีอัตราการไหลเสมอ หมายถึงปริมาตรน้ำที่ไหลออกมาจากที่กักเก็บ ต่อความเร็วในการไหล ก็คือต่อเวลาเป็นวินาทีนั่นเอง ไม่ว่าจะเป็นการไหลเปิดคือไหลตามราง หรือไหลปิด คือไหลในท่อ อะไรบ้างที่เป็นตัวแปรสำคัญอีกในการไหลหรืออัตราการไหล อย่างที่มองเห็นชัดก็มีความลาดเอียงในพื้นที่การไหล เช่นความลาดเอียงของภูมิประเทศ คลอง ท่อ อีกอย่างหนึ่งคือหน้าตัดการไหล หน้าตัดการไหลก็คือขนาดความกว้างลึกของคลอง ขนาดความกว้างใหญ่ของท่อ

เรามักจะเห็นเสมอหากรูระบายน้ำกว้าง น้ำก็ไหลออกมาได้มาก หากเล็กก้ไหลออกได้น้อย ในเวลาที่เท่ากัน แล้วเราจะทำอย่างไรหากจะให้รูที่เล็กใหญ่ต่างกันมีอัตราการไหลเท่ากันได้ คือรูเล็กก็ไหลออกมาได้เท่ากันกับรูใหญ่ในเวลาเท่ากัน มีอย่างหนึ่งคือการเพิ่มแรงดันให้น้ำนั่นเอง แรงดันที่มักนำมาใช้กับน้ำส่วนมากคือปั๊มน้ำ หากน้ำไหลช้าเอื้อย เราก็นำปั๊มมาช่วยดัน แล้วแรงดันน้ำมีหน่วยเป็นอย่างไร แบบง่ายๆที่เคยได้ยินบ่อยๆคือ บาร์ แล้วแรงดันน้ำหนึ่งบาร์คืออะไรอย่างไร แรงดันน้ำหนึ่งบาร์หมายถึงแรงดันที่ทำให้น้ำไหลขึ้นสูงได้ 10 เมตร เรามักจะเห็นตัวเลขที่เขียนอยู่ข้างปั๊มน้ำเสมอว่า กี่บาร์ หากเขียนว่า 2.5 บาร์ หมาความว่าเครื่องสูบน้ำเครื่องนี้สามารถสูบน้ำด้วยท่อในขนาดเท่ากับติดมากับตัวปั๊มได้สูง 25 เมตร นั่นเอง

การเพิ่มแรงดันทำให้น้ำที่มีหน้าตัดการไหลใหญ่เล็กไม่เท่ากัน สามารถมีอัตราการไหลเท่ากันได้อย่างไร สมมติว่า ท่อใหญ่ไหลได้ 10 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาทีและมีแรงดันที่ปากทางออกเท่ากับ 1 บาร์ ท่อเล็กไหลได้ 2 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที หากจะให้ไหลได้เท่ากันในหนึ่งวินาที เราต้องหาปั๊มที่มีแรงดัน 5 เท่า หรือหากเป็นการไหลในระนาบเดียวกันก็คือหาปั๊มที่มีแรงดัน 5 บาร์นั่นเองมาช่วยสูบ น้ำก็จะพุ่งออกมาเร็วและไกล ทำให้อัตราการไหลเท่ากันคือ 10 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที (เป็นตัวอย่างสมมติครับ)

แล้วหากแรงดัน อัตราการไหล ไปชนอุปสรรค์ขวางทางการไหลหละ จะเป็นอย่างไร หากเป็นการไหลในรางหรือระบบเปิดหรือคลอง หากไปชนกับวัตถุขวางกัน หากไม่เต็มหน้าตัดการไหล น้ำก็จะแหวกออกด้านข้างและไหลต่อไปในอัตราการไหลเท่าเดิม หากวัตถุนั้นเต็มหน้าตัดการไหลหละเช่น ฝายกั้น น้ำก็จะไหลขึ้นท่วมคันฝายนั้นจนล้นและไหลผ่านในอัตราการไหลเท่าเดิม เรามักจะเห็นฝายน้ำล้น ที่หลังฝายน้ำล้น น้ำจะมีความเร็วมากกว่าน้ำในคลองที่ไหลมา เป็นลักษณะการหลากไปตามแรงและความเร็วที่เพิ่มขึ้น และเมื่อข้ามสันฝายนั้นได้ความเร็วก้จะลดลงและมีอัตราการไหลเท่าเดิม

ในกรีที่ฝายแตกหละ ฝายนั้นก้จะกลายเป็นอุปสรรค์หรือวัตถุกั้นขวางที่ไม่เต็มหน้าตัดการไหล คือน้อยกว่าหรือเล็กลง น้ำก็จะไหลแหวกด้วยอัตราการไหลเท่าเดิมแต่ความเร็วเพิ่มขึ้น ความเร็วที่เพิ่มขึ้นนี่แหละคือการเพิ่มเขาแรงดันน้ำ หากมากขึ้นก็จะทำให้วัตถุขวางกั้นนั้นถูกพัดหรือแตกไปในที่สุด อย่างที่เราเคยเห็นนั่นเอง

อุปสรรค์การไหลและแรงที่เพิ่มขึ้น เราเอาประโยชน์จากปรากฏการณ์นี้ได้อย่างไรบ้าง หากเป็นการไหลระบบเปิดเราก็เอามาสร้างกังหันวิดน้ำได้ คือเอาแรงดันของน้ำผลักกระบวยน้ำและกระบวยน้ำนั้นก็ตักน้ำไปด้วย เมื่อหมุนไปกระบวยก็เอียงเทน้ำลงมา หากเราหันกระบวยไปในทิศทางหรือระดับที่สูงกว่า เราก็สามารถทดน้ำขึ้นไปอยู่ในท้องนาหรือพื้นที่ ที่สูงกว่าได้ หากเป็นในท่อหละ อย่างง่ายๆที่เราเห็นประจำทุกวันก็คือฝักบัวที่เราอาบน้ำนั่นเอง เรากันน้ำจากการไหลในท่อไว้โดยยอมให้ผ่านได้แต่เป็นรูเล็กๆหลายๆรู น้ำที่ผ่านด้วยอัตราการไหลเท่ากัน คือน้ำในท่อธรรมดาที่ไหลอยู่จะไหลออกหรือไหลไปโดยมีอัตราการไหลเท่ากัน ดังนั้นน้ำที่ผ่านฝักบัวจึงพุ่งไกลและแรงดันแต่ละรูมากกว่าอยู่ในท่อ เพราะรูเล็กแรงดันจึงเพิ่มขึ้น

[halfmoon]

เดียวนี้มีคนเริ่มแตกตื่นเรื่องน้ำมาตามท่อ

[halfmoon]

อาจารย์คนเก่ง ม.ลาดกระบัง จากค่าย nation พึ่งเบิกตาเห็นน้อยไหลในท่อ พูดเป็นต่อยหอย เห็นแล้วค่อยพูด ไม่ใช่ปัญญาชน เป็นเซียนไก่ก็ไม่ได้

[halfmoon]

ตอนนี้น้ำเริ่มเข้าสู่ระบบท่อระบายทั่วกรุงเทพฯแล้ว หลังจากนี้ต่อไประดับน้ำทั้งกรุงเทพฯจะขึ้นลงพร้อมกันเป็นระยะๆ แล้วจะงงเป็นไก่ตากแตกมากขึ้น

[halfmoon]

วันนี้น้ำขึ้นกันยกใหญ่ แต่คนกรุงเทพตกใจตื่น