โครงงานวศวกรรมชลประทาน

(02207499)

ท 22/2556

เรอง

การศกษาและออกแบบอาคารทอระบายปากคลองสงนา

Study and design of head Regulator

โดย

นางสาวชญาญพฐฐ สงหทอง

เสนอ

ภาควชาวศวกรรมชลประทาน

คณะวศวกรรมศาสตร กาแพงแสน

มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน นครปฐม 73140

เพอความสมบรณแหงปรญญาวศวกรรมศาสตรบณฑต (วศวกรรมโยธา-ชลประทาน)

พทธศกราช 2556  

I  

บทคดยอ เรอง : โดย : นางสาว ชญาญพฐฐ สงหทอง อาจารยทปรกษาโครงงาน :

.......................................................

(อ.ยทธนา ตาละลกษมณ) ........./.............../.........

โครงงานวศวกรรมนเปนการศกษาอาคารทอระบายปากคลองสงนา การดาเนนงานประกอบดวย

การนาขอมลทไดจากการสารวจคลองดานเหนอนาและทายนามาวเคราะหและนาคาเหลานนมาคานวณ

เพอใหมความปลอดภยของโครงสรางและนามาจดทาแบบจาลองดวยวสดทคลายคลงอาคารจรง เพอใหผ

ทไดศกษาวจยเลมนไดเขาใจถงโครงสรางของอาคารทอระบายปากคลองสงเปนอยางด

II  

III  

คานยม

ในการจดทาโครงงานวศวกรรมชลประทาน ผจดทาโครงงานขอขอบพระคณ อ.ยทธนา ตาละลกษมณ ทคอยใหคาปรกษาและแนะนาในการจดทาโครงงานวศวกรรมชลประทานจนประสบความสาเรจ

ขอขอบคณภาควชาวศวกรรมชลประทานทคอยใหความอนเคราะหสถานท และคอมพวเตอรในการนาเสนอความกาวหนาของโครงงาน จงทาใหการดาเนนงานของโครงงานสาเรจลลวงไดดวยด

สดทายน ประโยชนและคณความดทงหลายอนพงจะไดรบจากโครงงานวศวกรรมชนนผจดทาขอมอบใหแด บดาและมารดา ทใหการอบรมเลยงดมาดวยความรกอนยงใหญ คณาจารยทไดประสทธประสาทวชาความร ความสามารถตางๆ ใหแกผจดทา ตลอดจนผ มพระคณทกทาน จนประสบความสาเรจในการศกษา

ผจดทา นางสาว อรอนงค สงหทอง พฤษภาคม 2556

IV  

สารบญ

หนา

บทคดยอ I

Abstract II

คานยม III

สารบญภาพ VI

สารบญ ตาราง VIII

บทท 1 บทนา 1 1.1 ความเปนมาและทมาของปญหา 1

1.2 วตถประสงค 1

บทท 2 เอกสารและงานวจยทเกยวของ 2

2.1 องคประกอบสาคญโครงการชลประทาน 2 2.1.1 เขอนทดนา 2 2.1.2 ฝาย 2

2.1.3 อาคารประกอบของเขอนทดนา 3 2.1.4 ประตหรอทอปากคลองสง 3 2.1.5 ประตระบายทราย 4 2.1.6 บนไดปลา 4 2.1.7 เรอแพสญจร 4 2.1.8 เขอนเกบกกนา 4 2.2 อาคารทอระบายปากคลองสงนา 5 2.3 การออกแบบและใหแบบมาตรฐานทอสงนาเขานา 8

บทท 3 วธการดาเนนงานวจย 14

3.1 รายการคานวณทอระบายปากคลอง 14

3.2 อปกรณในการทาแบบจาลอง 20 3.3 ขนตอนวธการทาแบบจาลอง 21

V  

สารบญ (ตอ)

หนา

บทท 4 สรปและขอเสนอแนะ 23

สรป 23

ขอเสนอแนะ 23

เอกสารอางอง 24

VI  

สารบญภาพ หนา

ภาพท 1 อาคารทอระบายปากคลองสงนา 7 ภาพท 2 แปลนทอสงนาเขานาแบบตรง 10 ภาพท 3 ทอสงนาเขานาแบบทอตรง (รปตด ก-ก) 11

ภาพท4 ดาน outlet trasition 21 ภาพท5 ดาน inlet trasition 21 ภาพท6 ถนน 22 ภาพท7 ตกแตงหญาเทยม 22

VII  

สารบญ ตาราง หนา

ตารางท 1 มตฝายตางๆ ของอาคารทอระบายปากคลอง 19 ตารางท 2 มตตางๆ ของ inter transition 19 ตารางท 3 มตตางๆ ของ outlet transition 19 ตารางท 4 มตฝายตางๆ ของอาคารทอระบายปากคลองในมาตราสวน 1:30 19 ตารางท 5 มตตางๆ ของ inter transition ในมาตราสวน 1:30 19 ตารางท 6 มตตางๆ ของ outlet transition ในมาตราสวน 1:30 19

 

1

บทท 1

บทนา

1.1 ความเปนมาและทมาของปญหา

เนองจากการศกษาทางดานชลประทานในปจจบนนน พบวานสตยงขาดความรความเขาใจเกยวกบอาคารชลประทานทกาลงศกษาอย เพราะไมเหนอาคารจรง มแคการเรยนรจากในตารา หรอจากภาพถายเพยงอยางเดยว และในการนานสตไปดงาน หรอออกภาคสนามนนกไมสามารถเหนตวอาคารไดทงหมด เนองจากสวนประกอบของตวอาคารสวนใหญอยใตนา ดงนนในการสรางแบบจาลองอาคารชลประทานจงจาเปนอยางมากเพราะในแบบจาลองนนรวมองคประกอบตางๆทใชบรรยายถงลกษณะของตวอาคาร กระบวนการทางาน รปราง เพอชวยในการสรางเสรมจนตนาการ ความร ความเขาใจใหแกนสต นกศกษาหรอเจาหนาทหนวยงานอนๆ ตลอดจนประชาชนทสนใจ ไดเขาใจอาคารชลประทานไดอยางชดเจนยงขน

ในการศกษานจะจดทาแบบจาลองอาคารทอระบายนาปากคลอง เนองจากในปจจบน เรามกใหความสาคญตออาคารหวงาน เชน เขอนกกเกบนา เขอนระบายนา หรอฝายทดนา ซงเปนอาคารขนาดใหญมการออกแบบ และกอสรางเปนอยางด แตในสวนอาคารชลประทานทเปนสวนทเลกลงมาเชน อาคารทอระบายนาปากคลองน ยงไมไดรบความสนใจหรอมการใหความรมากนกเพราะเปนสวนทเลกลงมาจากหวงาน ดงนนจงมการจดทาแบบจาลองนขนเพอศกษาถงความสาคญและโครงสรางตางๆของตวอาคารทสาคญๆเพอแสดงใหทราบถงโครงสรางแตละสวนของตวอาคารทอระบายปากคลองน

1.2 วตถประสงค

1. เพอจดทาแบบจาลองอาคารทอระบายนาปากคลองสงนา 2. เพอศกษาโครงสรางตวอาคารชลประทานและหลกการออกแบบอาคารทอระบายนาปากคลอง 3. เพอใชแบบจาลองเปนอปกรณประกอบการเรยนการสอนวชา การออกแบบคลองและอาคาร

สงนารวมถงวชาอนๆ ทเกยวของกบอาคารชลประทาน

2

บทท 2

เอกสารและงานวจยทเกยวของ

2.1 องคประกอบส าคญโครงการชลประทาน

องคประกอบส ำคญโครงกำรชลประทำน ไดแก หวงำนของโครงกำรชลประทำน ซ งประกอบดวยสงกอสรำงหรออำคำร ณ บรเวณแหลงน ำอนเปนตนน ำของโครงกำรชลประทำน เพอจดหำหรอเกบกกน ำใหมจ ำนวนเพยงพอกบควำมตองกำรของพนทชลประทำนทงหมด หรอเพอยกระดบน ำใหสงพอทจะสงตอไปยงพนทเพำะปลกไดอยำงทวถง อยำงใดอยำงหนง และนอกจำกนนยงรวมถงสงกอสรำงอำคำรตำงๆ ทสรำงอยในบรเวณหวงำนของโครงกำรชลประทำนเพอจดประสงคอนๆ อกดวย ดงจะไดกลำวถงรำยละเอยดเกยวกบสงกอสรำงทหวงำนของโครงกำรชลประทำนประเภทอำศยแรงโนมถวงของโลกซงนยมกอสรำงอยทวไป ทงของโครงกำรชลประทำนประเภททดน ำและโครงกำรชลประทำนประเภทเกบกกน ำพอเปนสงเขปตอไปน

2.1.1 เขอนทดน า เปนอำคำรทสรำงปดกนล ำน ำธรรมชำตทบรเวณตนน ำของโครงกำรชลประทำน เพอทดน ำใหมระดบสงจนสำมำรถสงไปตำมคลองสงน ำ สพนทเพำะปลกไดดวยแรงโนมถวงของโลก เขอนทดน ำสวนมำกจะสรำงอยทบรเวณซงมระดบพนทสงทสด โดยทเมอน ำถกทดอดจนถงและสงเขำคลองสงน ำไปแลว จะท ำใหน ำในคลองสงน ำมระดบสงกวำพนทชลประทำนสวนใหญทอยภำยในเขตโครงกำรนน ท ำใหพนทเพำะปลกในเขตโครงกำรไดรบน ำชลประทำนจำกคลองสงน ำอยำงทวถงเขอนทดน ำอำจมรปรำงอำคำรเปนแบบฝำย หรอเปนแบบเขอนระบำยน ำกได

2.1.2 ฝาย เปนอำคำรหรอสงกอสรำงทสรำงปดกนล ำน ำธรรมชำตเพอท ำหนำททดน ำ เมอเรำสรำงฝำยทล ำน ำ ซงจะใชเปนตนน ำของโครงกำรชลประทำน ฝำยจะท ำหนำทเปนอำคำรทดน ำหรอเขอนทดน ำประเภทหนง เพอทดน ำทไหลมำตำมล ำน ำใหมระดบสงจนน ำสำมำรถไหลเขำคลองสงน ำไดตำมปรมำณทตองกำรในฤดกำลเพำะปลก สวนน ำทเหลอจะไหลลนขำมสนฝำยไป ฝำยทกแหงจงจ ำเปนตองสรำงใหมควำมสงมำกพอ ส ำหรบทดน ำใหเขำคลองสงน ำได และจะตองมควำมยำวมำกพอทจะใหน ำทไหลมำในฤดน ำไหลหลำก ลนขำมสนฝำยไปไดอยำงปลอดภย โดยไมท ำใหเกดน ำทวมลนตลงทงสองฝงล ำน ำ และล ำน ำบรเวณดำนเหนอฝำยมำกเกนไปดวย โดยทวไปแลวฝำยจะเปนอำคำรทมขนำดสงไมมำกนก และมรปรำงคลำยสเหลยมคำงหม ฝำยทกอสรำงอำจมลกษณะชวครำว สรำงดวยกงไม ใบไม, ไมไผ, เสำไม, ทรำย และกรวด เปนตน หรอฝำยลกษณะถำวร ซงใชวสดทมควำมคงทนถำวร ไ ด แก ห น ซ เ มน ตคอนก รต ล วน และคอนก รต เส รม เหล ก เ ปน ตน เขอนระบำยน ำ เปนอำคำรทดน ำหรอเขอนทดน ำทตนน ำของโครงกำรชลประทำนอกประเภทหนง ซงสรำงปดกนล ำน ำธรรมชำตส ำหรบทดน ำทไหลมำใหมระดบสงจนสำมำรถสงเขำคลองสงน ำได ตำม

3

ปรมำณทตองกำรในฤดกำลเพำะปลกเชนเดยวกบฝำย แตเขอนระบำยน ำจะระบำยน ำผำนเขอนไปไดตำมปรมำณทก ำหนด โดยไมยอมใหน ำไหลลนขำมเหมอนฝำย และเมอเวลำน ำหลำกมำเตมทในฤดฝน เขอนระบำยน ำนยงสำมำรถระบำยน ำใหผำนไปไดทนท เขอนระบำยน ำสรำงดวยคอนกรตเสรมเหลก มลกษณะเปนชอง ๆ ส ำหรบใหน ำไหลผำนตวเขอนไปไดโดยตลอด ควำมยำวของเขอนแบงดวยตอมอ เขอนระบำยน ำแตละแหงจะมจ ำนวนกชอง และกวำงชองละเทำไรนนยอมแลวแตปรมำณน ำสงสดทมมำในล ำน ำ ซงจะตองไหลผำนไปไดอยำงปลอดภยโดยไมลนขำมเขอน และไมท ำใหระดบน ำดำนหนำของเขอนทวมพนทสองฝงล ำน ำมำกเกนไปดวยเชนกน ทชองระบำยน ำของเขอนทกชองจะมบำนประตตดตงไวระหวำงตอมอ ประตทกบำนสำมำรถยกขน และหยอนลงไดทกระดบตำมตองกำร เมอไมตองกำรใหน ำไหลผำนเขอนกหยอนบำนประตลงปดสนททพนธรณของเขอนได และเมอตองกำรระบำยน ำผำนเขอนกยกบำนประตขนจำกพนธรณเขอน ใหน ำไหลลอดบำนประตไป ในกรณทมน ำไหลมำมำกและตองกำรระบำยน ำผำนเขอนเตมท กสำมำรถยกบำนประตทกบำนใหสงขนพนระดบน ำได บำนประตของเขอนระบำยน ำสวนมำกท ำดวยเหลกมรปรำงตำง ๆ กน เชน บำนรปสเหลยมตงตรง และบำนสเหลยมรปโคง เขอนระบำยน ำทส ำคญ ไดแก เขอนพระรำม 6 จงหวดพระนครศรอยธยำ เขอนเจำพระยำ จงหวดชยนำท เขอนวชรำลงกรณ จงหวดกำญจนบร และเขอนนเรศวร จงหวดพษณโลก เปนตน

2.1.3 อาคารประกอบของเขอนทดน า (สำรำนกรมไทยส ำหรบเยำวชนฯ เลมท 7 พ.ศ 2525) นอกจำกฝำยหรอเขอนระบำยน ำซงสรำงขนส ำหรบทดน ำใหมระดบสงตำมทตองกำรแลวทบรเวณตนน ำของโครงกำรชลประทำน หรอทบรเวณใกลเคยงกบเขอนทดน ำยงจะตองสรำงอำคำรซงเปนอำคำรประกอบอน ๆ อกตำมควำมจ ำเปนเพอใหมกำรทดน ำและกำรสงน ำเปนไปอยำงสมบรณ อำคำรทส ำคญมดงตอไปน

2.1.4 ประตหรอทอปากคลองสงน า ทบรเวณปำกคลองสงน ำซงรบน ำจำกแหลงน ำหนำเขอนทดน ำทกแหงตองมอำคำรส ำหรบควบคมจ ำนวนน ำทจะใหไหลเขำคลองสงน ำตำมทตองกำร คลองสงน ำทมขนำดใหญอำจจะสรำงเปนอำคำรทมรปรำงคลำยกบเขอนระบำยน ำ แตมขนำดเลกกวำ สวนคลองสงน ำทมขนำดเลกอำจจะสรำงเปนอำคำรแบบทอ และมบำนประตตดตงไวทปำกทำงเขำทอส ำหรบใชควบคมปรมำณน ำดวยเชนกน

4

2.1.5 ประตระบายทราย ปกตแลวจะสรำงควบคไปกบ เขอนทดน ำประเภทฝำยโดยมชองระบำยน ำลกลงไปจนถงระดบน ำทองน ำธรรมชำตส ำหรบระบำยตะกอนทรำยทบรเวณหนำประตหรอทอปำกคลองสงน ำ และบรเวณดำนหนำของฝำยบำงสวนทงไปทำงดำนทำยฝำยเพอปองกนไมใหตะกอนไหลเขำไปตกจมในคลองสงน ำจนตนเขน

2.1.6 บนไดปลา เปนรองน ำขนำดเลกซงสรำงไวทบรเวณปลำยฝำยหรอเขอนระบำยน ำดำนใดดำนหนง มลกษณะเปนบอขงน ำทมควำมลำดเอยงและเปนขนบนได โดยปำกทำงเขำจะลดระดบใหต ำกวำระดบน ำทตองกำรทดอดเลกนอย เมอน ำถกทดอดจนถงระดบทตองกำรแลวจะมน ำไหลไปตำมรองน ำ ซงจะมน ำขงอยเปนแองและไหลตกเปนขนบนไดเตย ๆ ท ำใหปลำสำมำรถวำยทวนน ำจำกทำงดำนฝำยหรอเขอนระบำยน ำไตบนไดทมน ำไหลตลอดเวลำนนขนไปทำงดำนหนำได

2.1.7 ประตเรอแพสญจร ในล ำน ำทเปนทำงคมนำคมดวยนน จ ำเปนจะตองสรำงอำคำรส ำหรบใหเรอและแพซงผำนไปมำได โดยสรำงไวทำงดำนใดดำนหนงตดกบเขอนทดน ำหรอในบรเวณทเหมำะสมใกล ๆ กบตวเขอน ประตเรอแพสญจรนนอกจำกจะสรำงคกบเขอนทดน ำแลว ยงจะตองสรำงคกบอำคำรทดน ำของคลองสงน ำขนำดใหญซงใชเปนทำงคมนำคมดวยเสมอ ประตเรอแพสญจรนอำจเรยกกนทวไปอกอยำงหนง “ประตน ำ”

2.1.8 เขอนเกบกกน า เขอนเกบกกน ำ เปนเขอนทสรำงปดกนล ำน ำธรรมชำตระหวำงหบเขำหรอเนนสง เพอกกกนน ำทมไหลมำมำกในฤดฝนเกบไวทำงดำนเหนอเขอน ท ำใหเกดเปนอำงเกบน ำขนำดตำง ๆ ซงน ำทเกบไวนจะน ำออกมำทำงอำคำรทตวเขอนไดทกเวลำทตองกำร โดยอำจระบำยลงไปตำมล ำน ำใหกบเขอนทดน ำทสรำงอยทำงตอนลำง หรออำจสงเขำคลองสงน ำส ำหรบโครงกำรชลประทำนทมคลองสงน ำรบน ำจำกเขอนเกบกกน ำนนโดยตรง เขอนเกบกกน ำจะตองสรำงทำงบรเวณดำนเหนอของโครงกำรชลประทำนเสมอ ท ำเลทเหมำะสมส ำหรบกำรสรำงเขอนเกบกกน ำมกจะมเนนสง หรอเนนเขำสองขำงล ำน ำอยใกลกนมำกทสด ซงขนำดควำมสงของเขอนจะก ำหนดตำมปรมำตรของน ำทตองกำรจะเกบกกไว โดยจะตองพจำรณำใหเหมำะสมกบปรมำณน ำเฉลยทงป ทไหลลงมำตำมล ำน ำ รวมทงปรมำณน ำทพนทเพำะปลกทงหมดในเขตโครงกำรชลประทำนนนจะตองกำรใชแตละปดวย เขอนเกบกกน ำสำมำรถสรำงไดดวยวสดประเภทตำงๆ เชน คอนกรตลวน คอนกรตเสรมเหลก ดน และหน ซงน ำมำถมแลวบดอดใหแนน เปนตน เขอนเกบกกน ำทสรำงขนทกแหงจะก ำหนดหรอเลอกกอสรำงดวยวสดอะไรบำง จะตองพจำรณำใหเหมำะสมกบสภำพฐำนรำกและสภำพภมประเทศทเขอนนนตงอย ตลอดจนชนดและจ ำนวนของวสดทมใหใชกอสรำงได โดยเขอนจะตองมทงควำมมนคงแขงแรงและมรำคำถกทสด เขอนเกบกกน ำเพอกำรชลประทำนไดท ำกำรกอสรำงไวใน

5

ภำคตำง ๆ ทวประเทศ เชน เขอนภมพล จงหวดตำก เขอนสรกต จงหวดอตรดตถ เขอนแกงกระจำน จงหวดเพชรบร เขอนล ำพระเพลง จงหวดนครรำชสมำ และเขอนน ำอน จงหวดสกลนคร เปนตน

2.2 อาคารทอระบายปากคลองสงน า (Head Regulator)

เปนอำคำรควบคมปรมำณน ำไหลเขำปำกคลองสงน ำทกสำยใหไดปรมำณตำมทตองกำร ซงอำคำรนมรปแบบดงแสดงใน รปท 1 ตวอำคำรประกอบดวยสวนส ำคญ 3 สวน คอ

1) สวนแรกเปนปำกทำงน ำไหลเขำ (Inlet Transition) จะมบำนระบำยแบบ Slide Gate ไวส ำหรบควบคมกำรปด-เปด ใหน ำไหลผำนไดมำกนอยตำมปรมำณทตองกำร

2) สวนทสองเปนทอคอนกรตเสรมเหลก จะเปนทอกลมหรอทอสเหลยม

3) สวนทสำมเปนทำงน ำไหลผำนออก (Outlet Transition) ตอจำกทำยทอ

อตรำกำรไหลของน ำทใชในกำรออกแบบ ก ำหนดใหเทำกบอตรำกำรไหลสงสดในคลองสงน ำนน และเพมขนอก 10%

ในกำรค ำนวณกำรออกแบบทำงชลศำสตรของอำคำรทอระบำยปำกคลองสงน ำ มเกณฑกำรค ำนวณดงตอไปน 1. สตรน าไหลผานทอ

ในกำรก ำหนดขนำดทอใชเกณฑควำมเรวของน ำทไหลผำนทอไมเกน 1.50 ม./วนำท โดยใชสตร ดงน ……………………………………….(1) D ………………………………………..(2) เมอ V = ควำมเรวของน ำทไหลผำนทอ, ม./วนำท Q = อตรำกำรไหลของน ำ, ม3/วนำท A = พนทหนำตดทอ, ม2 C = discharge coefficient ΔH = ควำมแตกตำงของระดบน ำดำนเหนอน ำกบดำนทำยน ำ

เนองจำกปำกทำงเขำ Inlet Transition มลกษณะเปนแบบ Rectangular Suppressed Weir ดงนนสตรทใชในกำรค ำนวณอตรำกำรไหลของน ำผำน Inlet Transition เพอเขำทอ คอ

V = √2g∆H

Q = AV

6

ภาพท

1 อำคำรทอระบำยปำกคลองสงน ำ

7

…………………………………..(3)

เมอ Q = ปรมำณน ำ, ม3/วนำท C = 1.71 L = ควำมยำวของสวนทน ำไหลขำมหรอไหลผำน, ม. H = ควำมลกน ำเหนอระดบสนทน ำไหลขำม, ม.

2. ความลกของระดบน าทวมเหนอปากทอ หรอ เหนอชองเปดของบาน (Submergence) - ดำนเหนอน ำ (Upstream) จะตองไมนอยกวำ 1.78HVP+ 0.08 ม. - ดำนทำยน ำ (Down Stream) จะตองไมนอยกวำ 0.05 ม. และไมมำกกวำ D/6

(D = เทำกบควำมสงของทอหรอเสนผำนศนยกลำงทอ) เมอ HVP = Velocity Head ในทอ

3. Total Head Loss ของอาคารค านวณไดจากสตรตอไปน

HL = 0.78 HVP + Sf x Lc + 0.70 (HVP – HVCD) ……….………….(4)

เมอ HL = Total Head Loss, ม. HVP = Velocity Head ในทอ, ม. Sf = Friction Slope = 4/3R2v2n n = 0.014 Lc = ควำมยำวทอ, ม. HVCD= Velocity Head ของน ำในคลองดำนทำย, ม.

Q = CLH3/2

8

2.3 การออกแบบและใชแบบมาตรฐานทอสงน าเขานา

การออกแบบทอสงน าเขานาแบบทอตรง ขอมลทตองการ

• อตรำกำรไหลในคสงน ำ Q

• ระดบน ำสงสดในคลองสงน ำ ร.น.ส. 1

• ระดบน ำเกบกกในคลองสงน ำ ร.น.ก.

• ระดบกนคลอง ระดบ “1”

• ระดบชำนคลอง ระดบ “3”

• ระดบหลงคนคลอง ระดบ “6”

• ระดบดนธรรมชำต ระดบดนเดม

• ควำมกวำงกนคลอง bU

• ควำมลกของน ำในคลอง dU

• ควำมสงของขอบคอนกรต HCU

• ควำมสงของคนคอลง HU

• ควำมกวำงของชำนคลองฝงซำยหรอขวำ BL หรอ BR

• ควำมกวำงของหลงคนคลองฝงซำยหรอขวำ TL หรอ TR

เงอนไขกำรเลอกใชทอสงน ำเขำนำแบบทอตรง เหมอนกบของทอระบำยน ำปำกคลองสงน ำแบบทอตรง และขนตอนกำรออกแบบโดยใชแบบมำตรฐำนมดงตอไปน 1. วเครำะหหำปรมำณกำรไหลทตองสงใหพนทแฉกสงน ำ, Q

2. ก ำหนดใชขนำดทอ, D โดยพจำรณำจำกตำรำงในแบบมำตรฐำน

3. หำควำมเรวน ำในทอ, VP = Q/A ซงไมเกน 1.50 เมตร/วนำท 4. หำเฮดควำมเรวของน ำในทอ, หรอ HVP 2gV2

P

9

ภาพท

2 แปลนทอสงน ำเข

ำนำแบบ

ตรง

10

ภาพท

3 ทอสงน ำเข

ำนำแบบ

ทอตรง (รปตด ก

-ก)

11

5. หำ Friction Slope ในทอ, Sf

Sf = n2V2p/R4/3 ………………………………..(5) Sf = n2V2p/0.1575D4/3 กรณทอเปนวงกลม ……..(6)

6. ก ำหนดใช B1, B2, t1 และ t2 จำกตำรำง

7. หำ HA เพอใชก ำหนดระดบ “2” (ระดบสนปำกทำง Inlet) โดยก ำหนดให Cutoff ดำน Inlet เปน

เสมอนฝำยสเหลยมแบบไมบบขำง (Suppressed Rectangular Weir)

Q = CLH3/2 ………………………………..………..(5)

Q = 1.71B1HA3/2 ……………………………………..(6)

8. ค ำนวณหำระดบ “4” (ระดบพน Inlet) จำกน ำทวมปำกทอ

ระดบ “4” = ร.น.ก. (หรอใช ร.น.ส.1) – (1.78HVP + 0.08) – D – 0.10 ……...(7)

9. ค ำนวณหำระดบ “4” จำกดนทบหลงทอไมนอยกวำ 0.90 ม.

ระดบ “4” = ระดบ “6” – 0.90 – ควำมหนำทอ – D - 0.10 .………………(8)

10. เลอกใชคำระดบ “4” ทต ำกวำระหวำงขอ 8 และขอ 9 อำจจะตองมกำรปรบระดบ “4” ใหนอยลง อก เพอใหไดผลตำงระหวำงระดบ “4” และ ระดบ “3” เปนตวเลขทเหมำะสมในทำงปฏบต

11. ค ำนวณระดบ “2” สงสด

ระดบ “2” สงสด = ร.น.ก. – HA ……………………………………………..(9)

12

12. คำของระดบ “2” ต ำสดเทำกบคำของระดบ “1” หรอระดบพนคลองดำนหนำอำคำร

13. เลอกใชคำของระดบ “2” ระหวำงขอ 11 และขอ 12 ซงอำจจะเลอกใชระดบ “2” เทำกบระดบ “4”

กได

14. ค ำนวณหำ LU, LTU และ LC

LU = 0.5bu + 1.5 (ระดบ “2” – ระดบ “1”) …………………………...…….(10)

LTU = 1.5 (ระดบ “3” – ระดบ “2”) .……………………………………........(11)

LC (โดยประมำณ) = Bm + 3.0 (ระดบ “6”) – 1.5 (ระดบ “3”) + TL หรอ TR - 1.5 (ระดบ “7”) + 0.5 (Min.) …...…..(12)

โดย Bm = ควำมกวำงของชำนคลองดำนหนำอำคำร

15. หำ Hu = ระดบ “3” – ระดบ “4” + 0.10 ………..…………………………...(13)

16. ค ำนวณหำกำรสญเสยเฮดทงหมด

HL = Entrance Loss + Friction Loss + Exit Loss = 0.78 HVP + SfLC + 1.0 HVP …………………...(14)

17. หำ ร.น.ส.2 = ร.น.ก. - HL ……………………………………………………(15)

18. หำ ร.น.ส.2 = ระดบดนเดม + 0.30 ……………………………………………(16)

19. เลอกใช ร.น.ส.2 คำต ำสด ระหวำงขอ 17 และขอ 18 …………………………………(17)

20. ค ำนวณระดบ “5” จำกควำมลกน ำทวมปำกทอ

ระดบ “5” = ร.น.ส.2 - D - 0.05 …………………………………………….(18)

21. ค ำนวณหำระดบ “5” จำกระดบ “4”

ระดบ “5” = ระดบ “4” + 0.10 ……………………………………………...(19)

กรณนแนวทอไมมควำมลำดเท ถำแนวทอมควำมลำดเทใหพจำรณำคำควำมลำดเทดวย

13

22. ค ำนวณหำระดบ “5” จำกคำ HHD ต ำสด

ระดบ “5” = ร.น.ส.2 + 0.20 – 0.65 – D …………………………….……..(20)

23. พจำรณำเลอกใชคำระดบ “5” ต ำสด ระหวำงขอ 20, ขอ 21 และ ขอ 22

24. หำ ระดบ 7 = ร.น.ส.2 + Freeboard ……………………………………………(21)

25. หำ HHD = ระดบ “7”– ระดบ “5” …………………………………………………(22)

ถำ HHD ไมใชตวเลขทเหมำะสม ใหท ำกำรปรบคำแลวหำคำของ ระดบ “5” ใหม

26. หำคำ LTD = 1.5 HHD ………………………………………………………………(23)

27. ค ำนวณหำขนำดคสงน ำเพอหำควำมลกน ำในค (dd) และควำมกวำงของค (bd) โดยปกตใช

ควำมลำดเทตลง ของค 1:1

28. หำ ระดบ “9” = ร.น.ส.2 – dd …………………………………………………….(24)

29. หำ ระดบ “9” = ระดบ “8” ………………………………………………………..(25)

30. หำควำมยำว L1=6 (ระดบ “8” – ระดบ “5”) ……………………………………………….(26)

แลวใหพจำรณำปรบคำเพอใหไดคำทเหมำะสม

14

บทท 3

วธการด าเนนงานวจย

3.1 รายการค านวณอาคารทอระบายปากคลอง

ขอมลคลองสงน า U/S D/S อตรำกำรไหล (Q) = 4.3 0.401 m3/s ควำมกวำงกนคลอง (bu) = 2.00 0.60 m. ควำมลกน ำ (d) = 1.5 0.60 m. Side slope (z) = 1.5 1.5 Slope (LS) = 1:8000 1:5000 Coefficient of Friction (n) = 0.015 0.015 ควำมกวำงชำนคลอง (bm) = 1.00 1.00 m. ควำมกวำงคนคลองฝงซำย (TL) = 2.00 1.00 m. ควำมกวำงคนคลองฝงขวำ (TR) = 6.00 4.00 m. ควำมหนำคลองดำด (tc) = 0.06 0.05 m. ควำมสงของขอบดำด (Hc) = 1.75 0.75 m. ควำมสงคนคลองฝงซำยหรอฝงขวำ (H/HR) = 2.15 1.05 m. FSL. = +102.036 +101.000 ม.(รทก) ระดบกนคลอง (ร.1) = +100.536 +100.400 ม.(รทก) ระดบหลงคนฝงซำยหรอฝงขวำ (ร.10) = +102.686 +101.450 ม.(รทก) ระดบน ำเกบกก (RWL.) = +102.289 ม.(รทก) ระดบดนเดม (NGL.) = +100.536 ม.(รทก)

15

การหาขนาดทอ

ก ำหนดใหควำมเรวสงสดของน ำในทอ (Va) = 1.50 m2/s พนทหนำตดทอทตองกำร (Ar) [Q/ Va] = 0.267 m2 ขนำดทอทตองกำร = 0.583 m. เลอกขนำดทอ = 0.60 m. เลอกใชทอ (D) 1 = 0.60 m. ควำมหนำของทอ (t) = 0.10 m.

พนทหนำตดจรง (Ap) [ D2/4] = 0.283 m2 ดงนน Ap> Ar ควำมเรวจรง (Vp) [Q/ Ap] = 1.418 m/s hVP [V2/2g] = 0.103 m. R [D/4] = 0.150 m. การหาระดบและมตตางๆ ของดาน inlet

ควำมสงของน ำทวมทอดำนเหนอน ำ (Smu) = [1.78 hVP + 0.08] = 0.262 m. ***ใช 0.270 m. ร.6 [RWL. – Smu + D + 0.1] = +101.266 ม.(รทก.) หรอถำใหควำมสงของดนทบหลงทอ = 0.90 m. ดงนน ร.6 = ร.10 – (0.90 + t + D) – 0.15 ***เลอกใช ร.6 = +100.936 ม.(รทก.)

16

สมมตใหทางน าเขาเปน Rectangular Suppressed Weir (C=1.705)

จำกตำรำงแสดงมตของ Inlet Transition เลอกแบบ 4 ควำมกวำงของ Inlet Transition ท Headwall (BB) = 0.90 m. ควำมสงของน ำเหนอสนฝำยต ำสด Hcrt= [Q/C× BB]2/3 = 0.409 m. ระดบสนฝำย (ร.5) [RWL- Hcrt ] = +101.877 ระดบ “1” OK. เลอกใช ระดบสนฝำย (ร.5) = +101.800 LTU = 1.5(U/S FSL + 0.05 – ร.5) + 1.00 = 1.43 m. เลอกใช ควำมยำวของ Inlet transition (LTU) = 1.50 m. มมฝำยของก ำแพงขำง Inlet Transition = 1:8 ดงนน BA = BB + 2(LTU - 1.00)/8 = 1.03 m. Used = 1.05 m. LU = bu /2 + 1.5(ร.5 – ร.1) = 2.90 m. HHU = (ร.2 – ร.6) + 0.15 = 1.50 m. Used HHU = 1.50 m. ควำมสงของ Cutoff (h1 และ h2) = 0.60 m. การหาระดบและมตตางๆ ของ Outlet Transition and Long-Throathed Flume

จำกตำรำงแสดงมตตำงๆ ของ Long-Throathed Flume เลอก Flume ชนดท = M 0.90 B2 = 0.90 m. Y1 = 19.96 cm. = 0.20 m. B1 = 90 cm. = 0.90 m. L = 60 cm. = 0.60 m. S = 20 cm. = 0.20 m. L1 = 60 cm. = 0.60 m. DA = S + Y1 = 0.400 m. A = (B1 + 1.5DA)DA = 0.599 m. P = B1 + 131/2DA = 2.341 m. VA = Q/A = 0.699 m/s hva = VA

2/2g = 0.023 m.

17

*** DA = A/(B1 + 2zDA) ; Z = 1.5 = 0.400 (Hydraulic depth) = 0.285 m. ตรวจสอบ Froude number, Fr = VA/(g×DA)1/2 < 0.60 OK HCA = DA + Freeboard = 0.550 m. LA = 20Y1(min) = 3.992 m. เลอกใช LA = 4.00 m. SA = (nVA/R2/3)2

n = 0.014 = 0.00054 ควำมยำวของ staff gage = 1.8(HCA – S) = 0.63 m. Used = 0.70 m. ตรวจสอบ Head Loss ของอาคาร

ควำมกวำงหลงคนดำนทสงน ำ = 2.00 m. ควำมยำวทอโดยประมำณ bu/2 + 1.5×(ร.1 – ร.10) + bm – LU – LTU + (TL or TR) + 2×(ร.10 – ร.4) + 1.00 (min) = 6.90 m. ***ดงนน ใชควำมยำวทอ (LC) = 7.00 m.

1. Entrance Loss (he) [0.78hVP] = 0.07996 m. 2. Friction Loss (hf) [(nVP/RP

2/3)2LC] = 0.03463 m. 3. Exit Loss (hx) [0.7hVP – hVA] = 0.05578 m. Total Head Loss (HL) = he + hf + hx = 0.17037 m. ดงนน ระดบ รนส.(FSL) = RWL - HL = +102.116 ม.(รทก.) ระดบน ำดำนทำยน ำ (D/S FSL) = ระดบ รนส.(FSL) – 0.2Y1 = +102.076 ม.(รทก.) > D/S FSL ทออกแบบ ร.9 = FSL - DA = +101.716 ม.(รทก.) ร.8 = ร.9 + SALA = +101.718 ม.(รทก.) ควำมสงของน ำทวมทอดำนทำยน ำ (Smd) ไมนอยกวำ “3” (‘Design of Small Canal Structures’ page 149)

ร.7 = FSL – (D + Smd) = +101.366 ม.(รทก.)

18

ร.7 สงกวำระดบทอดำนหนำ ดงนน ให ร.7 = ร.6 + 0.15 – 0.0005LC = +101.083 ม.(รทก.)

HHD = D + A : โดยท A = 0.45 for D < 0.80 และ A = 0.50 for D 0.80 ; ดงนน HHD = 1.05 m. หรอ HHD = (ร.8 – ร.7) + HCA + 0.10 = 1.00 m. เลอกใช HHD = 1.05 m. ควำมยำวทออยำงนอย 1.5×(ร.1 – ร.10) + bm – LU – LTU + (TL or TR ) + 2×(ร.10 – ร.7 – HHD) + 1.00 (min) = 3.37 m. นอยกวำทสมมตไว OK

LTD = (1.5HCA + B1/2 – 0.5D)/tan22.5˚ = 2.354 m. หรอ LTD = 6(ร.8 – ร.7) = 2.12 m. เลอกใช LTD = 2.40 m. LD = 10(ร.9 – ร.3) = 13.16 m. หรอ LD = 5(bd – B1) = -1.50 m. เลอกใช LD = 13.20 m. ต ำแหนง Outlet (LT) = LU + LTU + LC + LTD + LA + 2.00 + L1 + L + LD = 34.2 m. ดงนน ร.3 ทแทจรง = ร.3 – LT/(LS) = +100.399 ม.(รทก.) ร.4 ทแทจรง = ร.3 ทแทจรง – HCD = +101.143 ม.(รทก.) ระดบ รนส. ทำยน ำทแทจรง = ร.3 ทแทจรง + dd = +100.933 ม.(รทก.) = 0.15 m. = 0.20 m.

ตรวจสอบ Weight creep ratio

Total Head (H) [U/S FSL – ร.8] = 0.318 m. = 2h1 + t1 + 2h2 + t2 + 0.65 - 0.15 PV +0.65 = 3.900 m. Ph = [(LTU + LC + LTD)/3] = 3.633 m. CW [(PV + Ph)/H] = 23.7 m. > 5 ไมตองใส Collar

19

ตารางท 1 มตตำงๆของอำคำรทอระบำยปำกคลอง

ขนำดทอ (D) ควำมหนำของทอ (t) (LC) HHD LTD

0.6 m. 0.1 m. 7 m. 1.05 m. 2.4 m.

ตารางท 2 มตตำง ๆ ของ inlet trasition

(LTU) BA LU HHU ควำมสงของ Cutoff (h1 & h2) 1.5 m. 1.05 m. 2.9 m. 1.5 m. 0.6 m.

ตารางท 3 มตตำง ๆ ของ Outlet Transition & Long-Throathed Flume

HCA LA SA DA Y1 B1 L S L1 0.55 m. 4.00 m. 0.00054 0.285 m. 0.20 m. 0.90 m. 0.60 m. 0.2 m. 0.60 m.

ตารางท 4 มตตำงๆของอำคำรทอระบำยปำกคลองในมำตรำสวน 1:30

ขนำดทอ (D) ควำมหนำของทอ (t) (LC) HHD LTD

2 cm. 0.33 cm. 23.33 cm. 3.5 cm. 8 cm.

ตารางท 5 มตตำง ๆ ของ inlet trasitionในมำตรำสวน 1:30

(LTU) BA LU HHU ควำมสงของ Cutoff (h1 & h2) 5 cm. 3.5 cm. 9.67 cm. 5 cm. 2 cm.

ตารางท 6 มตตำง ๆ ของ Outlet Transition & Long-Throathed Flume ในมำตรำสวน 1:30

HCA LA SA DA Y1 B1 L S L1 1.83 cm. 13 cm. 0.00054 0.95 cm. 0.67 cm. 3 cm. 2 cm. 0.67cm. 2 cm.

20

3.2 อปกรณในการท าแบบจ าลอง

1) ไมบลซำ ใชท ำสวนคลองดำด 2) ปนปลำสเตอร ใชท ำสวนดนทอยบรเวณคอลง 3) หนมดเลก ใชท ำสวนหนกอ 4) หญำเทยม ใชในกำรตกแตงเพอควำมสมจรง 5) กระดำษทรำย ใชท ำพนถนน 6) โฟม สวนผสมในดน 7) คตเตอร 8) กรรไกร 9) กำวรอน 10) สอะครรค 11) ไมบรรทด 12) ทอพวซ ใชท ำทอลอด 13) แผนอลมเนยม ใชท ำประตระบำยน ำ

21

3.3 ขนตอนการท าแบบจ าลอง

1. ตดไมบลซำใหไดขนำดเทำกบคอนกรตทใชดำดคลองในมำตรำสวน 1:30 ทงดำน inlet และ outletเพอน ำมำประกอบกนใหเปนคลองดำดและสวนของ inlet transition

2. น ำทอพวซขนำดตำมตำรำงมำตดใหไดควำมยำวในมำตรำสวน 1:30 แลวท ำมำผำครงเพอใหเหนสวนประกอบดำนในของทอ แลวน ำไปตอกบสวนของคลองทงสองฝง

3. เมอประกอบไมสวนคลองดำดทงดำน inlet transition และ outlet transition แลว ใหผสมปนปลำสเตอรกบน ำแลวน ำมำเทใสสวนทเปนดนของตวคลอง

ภาพท 4 ดำน outlet trasition

4. น ำหนขนำดเลกมำใสสวนดำนบนของดำน inlet transition ดงภำพ

ภาพท 5 ดำน inlet trasition

22

5. น ำไมตำมควำมหนำของถนนมำวำงตอจำกสวนของหนกอแลวน ำกระดำษทรำยมำตดเพอใหมควำมคลำยคลงถนนมำกขนแลวทำถเสนแบงเลนของถนน

ภาพท 6 ถนน

6. ทำสสวนคลองและดนและน ำหญำเทยมมำตกแตง

ภาพท 7 ตกแตงหญำเทยม

7. ใสประตปำกคลองดำน inlet กเปนอนเสรจเรยบรอย

23

บทท 4

สรปและขอเสนอแนะ

4.1 สรปอภปรายผล

ขนตอนกำรท ำนนตองพจำรณำตงแตขอมลตำมขอก ำหนดตำงๆทใชในกำรค ำนวณโดยขอมลในกำรออกแบบนไดจำกกำรส ำรวจคลองสำยใหญและคลองซอยเพอน ำมำพจำรณำหำขนำดคลองในสวนตำงแลวน ำมำเทยบกบแบบมำตรฐำนของทอระบำยปำกคลอง เมอน ำขอมลตำงๆมำออกแบบตำมเงอนไขทก ำหนดกจะทรำบขนำดคลองแลวน ำมำเทยบในอตรำสวนทพอเหมำะในกำรท ำแบบจ ำลองน 4.2 ขอเสนอแนะ

ในกำรท ำแบบจ ำลองเมอเรำน ำแผนไมมำวำงในแบบจ ำลองแลวอำจจะไมไดขนำดหรอควำมชนตำมแบบมำตรฐำนผท ำจงควรระมดระวงและตรวจใหละเอยดกอนจะตดลงไปในแบบจ ำลองเพรำะถำตดลงไปแลวขนำดและควำมชนทไมถกตองอำจจะท ำใหแบบจ ำลองผดเพยนไปได และคำทไดจำกกำรค ำนวณเมอน ำมำเทยบเปนอตรำสวนควรตรวจสอบใหถถวน มฉะนนอำจท ำใหขนำดของโมเดลไมถกตอง

24

เอกสารอางอง

สนต ทองพ ำนก, 2533, กำรวดน ำชลประทำน.ภำควชำวศวกรรมชลประทำน วศวกรรมศำสตร คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร นครปฐม. http://irre.ku.ac.th/HomepageDoc/BooksOnline/Santi/02207421/02207421Ru.pdf และเอกสารประกอบการสอน วชา02207421 สารานกรมไทย, 2525,สารานกรมไทยส าหรบเยาวชน (เลมท 7 บทท 7) http://irrigation.rid.go.th/rid16/oe16/ridhistory6.html