การใช้กันชนคาพิวลารีสำหรับควบคุมการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของน้ำใต้ดินเค็มในดิน

บทคัดย่อ

กระบวนการคาพิวลารีเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดปัญหาดินเค็มในการนำความเค็มจากน้ำใต้ตินที่มีความเค็มสู่ชั้นผิวดิน แรงคาพิวลารีในชั้นดินไม่อิ่มตัวด้วยน้ำ ทำให้น้ำใต้ดินเค็มเคลื่อนที่ในแนวดิ่งสู่ผิวดิน และเมื่อมีกระบวนการระเหยบนผิวดิน มากระตุ้นจึงทำให้เกิดการสะสมของความเค็มและเกิดคราบเกลือบริเวณผิวดิน  ทำให้ส่งผลเสียต่อคุณภาพดิน ส่งกระทบต่อหลายภาคส่วนในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศไทย ปัญหาดินเค็มคลอบคลุมพื้นที่มากกว่า 11.5 ล้านไร่ หรือร้อยละ 18 ของพื้นที่ ส่งผลให้ผลผลิตทางการเกษตรในพื้นที่ดังกล่าวลดลง นอกจากนี้พื้นที่อีกกว่า 3 แสนไร่ถูกทิ้งร้างไม่สามารถทำกิจกรรมที่เป็นประโยชน์ต่าง ๆ ได้  โดยเฉพาะอย่างยิ่งทางภาคเกษตรกรรม หรือแม้กระทั้งงานทางด้านวิศวกรรมโยธา ดังนั้น เพื่อเป็นแนวทางในการฟื้นฟูพื้นที่ที่ได้ผลกระทบจากปัญหาดินเค็ม งานวิจัยนี้จึงศึกษาเกลือที่ละลายแทรกอยู่ในช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างอนุภาคของดิน ที่มีการแตกตัวเพื่อแลกประจุบวก เป็นผลให้ดินเกิดการกระจายตัว และเกิดการไฮเดรชันขึ้น ทำให้การก่อสร้างบนชั้นดินเค็มหรือมีการขุดดินในพื้นที่ดินเค็มไปใช้ในงานทางวิศวกรรมโยธา จำเป็นต้องทำการปรับปรุงคุณสมบัติทางวิศวกรรมของดินให้ดีขึ้น ซึ่งการปรับปรุงคุณสมบัติของดินมีหลายวิธี ซึงแต่ละวิธีจะถูกออกแบบภายใต้เงื่อนไขของชนิดดินและกำลังรับแรงอัดที่ต้องการ แต่การป้องกันการเคลื่อนที่ของไม่ให้น้ำใต้ดินเค็มด้วยการใช้กันชนคาพิวลารีในห้องปฏิบัติการผ่านแบบจำลองการ 1 มิติ  ถูกนำขึ้นมาบนผิวดินหรืออยู่ในระดับตื้นจนมีผลกระทบต่อโครงสร้างเป็นวิธีที่ถูกศึกษาเพิ่มเติม วิธีการแทรกวัสดุเพื่อเป็นกันชนในชั้นดินเพื่อลดการเคลื่อนที่ของน้ำใต้ดินเค็มไปยังผิวดินถูกออกแบบในห้องปฏิบัติการ โดยการจำลองชั้นดินในห้องปฏิบัติการด้วยการบดอัดดินตัวอย่างลงในท่อทรงกระบอกหลอดอะครีลิคใสขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 15 ซม. การทดสอบแบ่งออกเป็น 2 การทดสอบ ได้แก่ 1) การทดสอบแบบที่ไม่มีกันชนแทรกในชั้นดิน และ 2)  ใช้กรวดขนาด 2.38 มม. - 4.75 มม. หนา 5 ซม. เป็นกันชน ระดับน้ำใต้ดินเค็มในระหว่างการทดสอบถูกควบคุมไว้คงที่ที่ระดับ 70 ซม. จากผิวดิน ความเข้มข้นของสารละลายเกลือโซเดียมคลอไลด์ 2 กรัมต่อลิตร และติดตั้งเครื่องมือวัดความชื้นไว้ 5 ตำแหน่งของหลอดตัวอย่าง จากผลการทดสอบกำหนดระดับน้ำใต้ดินคงที่ 70 ซม. จากผิวดิน และมีความเข้มที่ 2% ชั้นกันชนแทรกอยู่ที่ระดับ 20 ซม. จากผิวดิน ได้เปรียบเทียบวัสดุกันชน 4 ชนิดคือ แผ่นใยสังเคราะห์ กรวดเล็ก กรวดใหญ่ และทราย พบว่า ความชื้นของจากน้ำใต้ดินเค็มภายใต้กระบวนการคาพิวลารีสามารถเคลื่อนที่ขึ้นถึงผิวดินสำหรับการทดสอบที่ไม่มีกันชน สูงได้ถึงชั้นกันชนโดยไม่สามารถเคลื่อนที่ถึงผิวดินได้แต่ความชื้นดังกล่าวไม่สามารถเคลื่อนที่ถึงผิวดินได้ในการทดสอบที่มีกันชน เนื่องจากโพรงของวัสดุที่ใช้ทำกันชนมีขนาดใหญ่กว่าดินตัวอย่าง แรงคาพิวลารีในชั้นกันชนจึงมีค่าต่ำไม่สามารถดึงความชื้นขึ้นทะลุผ่านชั้นดังกล่าวได้  ดังนั้นการแก้ปัญหาการแพร่กระจายของดินเค็มโดยการแทรกชั้นกันชนจึงเป็นวิธีหนึ่งที่สามารถใช้สำหรับการป้องกันความเค็มขึ้นมาสู่ผิวดิน