พอหอมปาก
หอมคอเรื่องวิธีการสร้าง swale
ผมไม่อยากจะให้เข้าไปผิดกันไปว่าจะต้องใช้รถขุดในสร้าง swale เสมอ swale
เองมีหลายขนาด ถ้าไม่ใช่งานใหญ่เราขุดเองจะดีกว่า
ส่วนการคำนวนขนาดให้อดใจไปอ่านด้านล่าง ต้องคำนวนกันนิดหน่อย
ต้องขออภัยเพื่อนๆ ที่ไม่ชอบตัวเลข ก่อนอื่นเรามาดูกันว่า swale
ทำงานอย่างไร
คำว่า swale ที่ใช้ในกลุ่มเพอร์มาคัลเชอร์เป็นลักษณะพิเศษ ที่น่าจะเรียกว่า "Water-harvesting Permaculture Swale (ร่องดักน้ำแบบเพอร์มาคัลเชอร์) " มากกว่า เพราะว่ายังมี swale อีกหลายแบบ ซึ่งการก่อสร้าง Permaculture Swale แบบนี้ในประเทศอินเดียจะเรียกว่า CCT ย่อมาจาก Continuous Countour Trench (ร่องต่อเนื่องที่สร้างบนเส้นระดับ) แต่ไม่ว่าเรียกชื่อว่าอะไรหลักการทำงานก็จะเหมือนกัน ผมของเรียกตามที่กลุ่มเพอร์มาคัลเชอร์เรียกย่อๆ ว่า swale แล้วกันนะครับ
ใน มุมมองของเพอร์มาคัลเชอร์ swale เป็นองค์ประกอบชั่วคราวที่จะช่วยในดักเก็บน้ำเอาไว้ในที่ดินเพื่อนำมาใช้ งาน swale จะเหมาะสมสำหรับที่ดินที่มีความลาดชันเล็กน้อย ความชันไม่ควรเกิน 18 องศา (ถ้าเป็นที่ราบเรียบแบบที่นาควรจะใช้เทคนิคอื่นมากกว่า) โดยน้ำ Run off ที่ไหลจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำจะถูกดักไว้ด้วย swale น้ำในช่วงแรกจะถูกเก็บไว้ในร่องของ swale ถ้ามีปริมาณน้ำเยอะมาก ระดับน้ำก็จะค่อยๆ สูงขึ่นมา จนกระทั่งสูงกว่าระดับร่องก็จะถูกเนินดินด้านที่ต่ำกว่ากั้นน้ำไว้ เราต้องระมัดระวังว่าจะต้องสร้างทางน้ำล้น (spill way) ที่มีระดับน้ำต่ำกว่ายอดเนินอย่างน้อย 15 - 30 ซม. และความหนาของเนินควรจะยาวอย่างน้อย 4 เท่าของความสูงของเนิน (ดูรูประยะความหนาด้านล่าง) เช่น เนินดินของผมสูงประมาณ 25-30 ซม. ความหนาของเนินดินผมควรจะอย่างน้อย 1-1.2 เมตร แต่ผมสร้างไว้หนา 2 เมตรเพื่อความมั่นใจว่าเนินดินที่อยู่ด้านที่ต่ำกว่าจะไม่ถูกน้ำเซาะจนพัง
ถ้า เราไม่มีทางน้ำล้น แล้วฝนตกหนักกว่าที่เราออกแบบไว้ น้ำจะล้นข้ามคันดิน น้ำที่ไหลผ่านตรงผิวของคันดินจะค่อยๆ พัดพาดินออกไปทีละน้อยก่อน เมื่อน้ำไหลเป็นทางมากขึ้นก็จะเซาะคันดินเป็นร่องใหญ่มากขึ้นสร้างความเสีย หายให้กับคันดินได้มาก
การสร้างทางน้ำล้นสามารถทำด้านทั้งทำทางน้ำ ล้นด้านหน้า หรือทำทางน้ำล้นด้านข้าง แต่ถ้าเป็นไปได้ควรเอาก้อนหินมาวางเรียงเพื่อลดการกัดเซาะของน้ำที่ล้นเหนือ ระดับน้ำล้น (ถ้าเราออกแบบขนาด และระยะห่างระหว่าง swale ดีๆ น้ำจะไม่เคยล้น swale เลย)
ทางน้ำล้นด้านข้าง
ทางน้ำล้นด้านหน้า
เนื่อง จากในการสร้าง swale เราจะเน้นให้น้ำซึมลงดิน การดักน้ำที่เป็น Run off มาเก็บไว้ใน swale ทำให้เราไม่เสียน้ำออกไปนอกพื้นที่ น้ำในร่องก็จะค่อยๆ ซึมลงดินไป หากยังจำเรื่อง Deep Pipe Irrigation ในกระบวนท่าที่ 2 ได้ Swale ก็ทำคล้ายๆ Deep Pipe ขนาดใหญ่ น้ำที่เดิมจะเป็นน้ำ Run off จะถูกดักไว้ แล้วมาซึมเข้าดินชั้นล่างจากด้านข้างในร่องของ swale แทนที่จะไหลไปบนผิวดิน แล้วซึมจากด้านบนลงล่าง ด้วยวิธีการแแบบนี่เราก็จะเสียน้ำไปกับการระเหยน้อยกว่า
ที่สวนขี้ คร้านผมขุด swale 8 ร่อง ถ้าเติมน้ำเต็ม swale ได้จะใช้เวลา 3-5 วันในการซึมลงดินไปทั้งหมด หากคิดกันง่ายๆ ผลของการทำ swale ของผมก็ทำให้ฝนที่ตก 1 วัน แต่มีน้ำหล่อเลี้ยงต้นไม้ไปนาน 3-5 วันเลยทีเดียว น้ำที่ว่านี้ถ้าผมไม่ดักไว้มันก็จะไหลลงไปด้านล่าง หรือออกนอกที่ดินของผมไป แต่การที่ผมดักไว้ใน swale ทำให้ดินในที่ดินของผมได้น้ำมากขึ้นจากปริมาณฝนที่ตกเท่าเดิม
(จาก 8 ร่องที่ขุดผมทำแล้วมีห่วยอยู่ 1 swale ที่มีขี้เลนเยอะไป ทำให้น้ำใน swale ร่องนี้ยังไม่เคยแห้งสนิทมา 3 เดือนแล้ว ตอนเดือนธันวาคมนี้น้ำกำลังลดลงไปเหลือประมาณ 20 ซม. คาดว่าน่าจะแห้งสนิทได้ในเดือนมกราคม คงจะต้องมาซ่อมกันอีกที)
น้ำ ที่ซึมลงใต้ดินส่วนหนึ่งจะถูกเก็บไว้ใต้เนินดินคล้ายๆ กับเป็นเลนส์ของน้ำ เป็นเหตุให้พืชที่ปลูกใกล้ๆ เหนือดินจะงามเป็นพิเศษ เพราะได้น้ำเยอะกว่าปกติ น้ำที่เหลือจะค่อยๆ ไหลลงไปที่ต่ำกว่าด้วยความเร็วที่ช้ากว่าการไหลบนผิวดินมาก กว่าน้ำจะออกไปจากที่ดินของผมจะใช้เวลาหลายสัปดาห์ หลายเดือน ถึงหลายปีเลยทีเดียว (ยิ่งน้ำซึมลงไปลึกยิ่งใช้เวลาในการไหลนาน)
ตอน ผมขุด swale วันแรกก็มีเพื่อนบ้านถามว่าจะขุดร่องเลี้ยงปลาหรอ ฮ่าๆๆๆ ความจริงแล้วตรงกันข้ามกันคือ swale ที่ดีไม่ควรจะเก็บน้ำไว้เหนือดินได้นาน swale ที่เก็บน้ำได้กลับจะกลายเป็น swale ที่ต้องซ่อมบำรุงเพื่อให้น้ำสามารถซึมลงใต้ดินได้ดีขึ้น การซ่อมบำรุง swale ทำได้ด้วยการตักขี้เลนที่ก้นร่องขึ้นมา หรือขยายขนาด swale ให้ใหญ่ขึ้น
สาเหตุที่บอกว่าก่อนหน้านี้ว่า swale เป็นองค์ประกอบชั่วคราวก็ เพราะน้ำ Run off จะค่อยๆ พัดพาดิน และเศษต่างๆ มาทับถมใน swale ไปเรื่อยๆ จนกระทั่งเกิดการอุดตัน น้ำไม่ค่อยซึมลงดิน ถ้าขาดการซ่อมบำรุง และมีการสะสมมากหน่อยตะกอนก็จะถมจนกระทั่งร่องของ swale กลับมาเป็นดินทั้งหมดอีกครั้ง
อายุ ของ swale ขึ้นกับหลายปัจจัย เช่น ความชัน ชนิดของดิน ขนาดของ swale ปริมาณน้ำฝน และพืชที่ปลูก เป็นต้น แต่ก็มีการพบ swale ที่สร้างโดยมนุษย์มีอายุมากกว่า 200 ปี และก็ยังสามารถทำหน้าที่ของมันได้ดีอยู่
ความจุของ swale
ใน การออกแบบ swale เราจะต้องรู้ขนาดความจุของ swale ถ้าเรามองด้านข้างของ Swale จะเป็นเหมือนรูปด้านล่าง ในการคำนวนความจุของ swale เราจะต้องรู้ความลึก ความยาว และความกว้างของ swale
- ความลึก คือระยะในแนวดิ่งจากก้นของร่อง จนกระทั่งถึงระน้ำล้นออกจาก swale
- ความกว้าง คือระยะในแนวนอนที่ระดับน้ำล้น
- ความยาว คือระยะทางของ swale ที่เราขุดไปตามแนวเส้นระดับ
เพื่อความง่ายในการคำนวนเราจะประมาณการว่ารูปรอยตัดของ swale จะคล้ายกับรูปสามเหลี่ยมซึ่งมีสูตรคำนวนพื้นที่หน้าตัด
พื้นที่ = 1/2 x ความกว้าง x ความลึก
ความจุของ swale = 1/2 x ความกว้าง x ความลึก x ความยาว
ตัวอย่าง เช่น ขนาดของ swale ของผมจะมีความ กว้างประมาณ 1.5 เมตร ความลึก 1 เมตร ความยาว 50 เมตร ถ้าน้ำไม่ซึมลงดินเลย swale ของผมจะจุน้ำได้ประมาณ
ความจุ = 1/2 x 1.5 x 1 x 50 = 37.5 ลูกบาศก์เมตร หรือ 37,500 ลิตร
ถ้า ยังนึกภาพไม่ออกโอ่งซิเมนต์ (โอ่งแดง) ที่ชาวบ้านเอาไว้เก็บน้ำฝนขนาดใหญ่สุดจะมีความจุ 2,000 ลิตร swale 1 ร่องของผมจะจุน้ำได้เทียบเท่ากับโอ่งแดงประมาณ 18.75 ลูก ผมขุด swale ขนาดประมาณนี้ 8 ร่องก็จะจุน้ำได้เทียบเท่ากับโอ่งแดง 150 ลูก
ระยะห่างระหว่าง swale
เพื่อ ที่จะคำนวนระยะห่างระหว่าง swale เราจะต้องรู้ปริมาณน้ำฝนที่ตกในช่วงเวลาที่ฝนตกหนัก และรู้ค่าสัมประสิทธิ์ Run off ถ้าย้อนกลับไปอ่านตอนที่ 6.1 เรื่องวงจรของน้ำ เราเรียนศัพท์คำว่า impervious surface ซึ่งหมายถึงพื้นผิวที่น้ำไม่สามารถจะซึมผ่านลงไปได้ ยิ่งพื้นผิวมีความสามารถกั้นน้ำไม่ให้ซึมผ่านได้มากเท่าไหร่ปริมาณน้ำ Run off ก็มากเท่านั้น ค่าสัมประสิทธิ์ Run off ก็จะมากตาม ตัวอย่างเช่น ค่าสัมประสิทธิ์ Run off 0.85 หมายความว่า 85% ของปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาในพื้นที่นั้นจะกลายเป็นน้ำ Run off ไหลไปตามพื้นผิว อีก 15% จากสามารถซึมลงข้างล่างได้ แต่ในความเป็นจริงน้ำจะซึมผ่านวัสดุตอนที่มันแห้งได้มากกว่าวัสดุที่เปียก หมายความว่าในพื้นที่เดียวกัน ถ้าฝนตกน้อยก็จะมีค่าสัมประสิทธิ์ Run off น้อย ถ้าฝนตกหนักก็จะมีค่าสัมประสิทธิ์ Run off สูงตามไปด้วย ค่าสัมประสิทธิ์ Run off จึงมักจะเป็นช่วงขึ้นอยู่กับปริมาณฝน ตัวอย่างค่าสัมประสิทธิ์ Run off มีค่าดังนี้
- หลังคา : 085 - 0.95
- ทะเลทราย : 0.30 - 0.50
- ดินเปลือย : 0.35 - 0.55
- พื้นสนามหญ้า : 0.10 - 0.25
เวลา เรียนวิศวะ เขาสอนให้ออกแบบไว้สำหรับสถานะการณ์ที่เลวร้ายที่สุด เราจะพยายามออกแบบ swale ให้สามารถเก็บน้ำฝนในช่วงเวลาที่ฝนตกหนักที่สุด สำหรับค่าสัมประสิทธิ์ Run off นั้นผมกะจะปลูกพืชคลุมดินทั้งหมดจึงสามารถใช้ค่าสูงสุด 0.25 แต่เผื่อเหนียวก็จะใช้ค่า 0.35 เท่ากับค่าขั้นต่ำของดินเปลือย
ถ้า กลับไปดูหน้าที่ 6 จะพบว่าเดือนที่ฝนตกมากที่สุดในเพชรบุรีจะมีปริมาณน้ำฝน 263.8 มิลลิเมตร โดยมีจำนวนวันฝนตก 17 วัน หรือเฉลี่ยวันละ 15.5 มม. ผมก็เลยกะว่าวันที่ฝนตกหนักที่สุดที่เพชรบุรีจะมีฝนตกประมาณ 5 เท่าของค่าเฉลี่ยคือ 77.5 มม. ต่อวัน (หมายเหตุ ถ้าฝนตกเกิน 80 มม. ต่อวันที่ กทม. จะท่วมทั้งจังหวัด เนื่องจากระบบระบายน้ำของ กทม. รับได้ที่ค่าสูงสุด 80 มม. ) ถ้าปัดเศษขึ้นก็จะเป็น 80 มม. เท่ากับค่าของ กทม.
ปริมาณน้ำฝนที่ตกในพื้นระหว่าง swale = ปริมาณน้ำฝน x ระยะห่างระหว่าง swale x ความยาวของ swale
ปริมาณน้ำ Run off = ค่าสัมประสิทธิ์ Run off x ปริมาณน้ำฝน x ระยะห่างระหว่าง swale x ความยาวของ swale
ปริมาณความจุของ swale = 1/2 x ความกว้าง x ความลึก x ความยาวของ swale
ดังนั้นระยะห่างระหว่าง swale สูงสุดเพื่อที่จะรองรับปริมาณน้ำฝน Run off ตอนพายุเข้า
ระยะห่างระหว่าง swale สูงสุด = 1/2 x ความกว้าง x ความลึก / ปริมาณน้ำฝน / ค่าสัมประสิทธิ์ Run off
จาก ตัวอย่างข้อมูลของ swale ของสวนขี้คร้าน ระยะห่างระหว่าง swale = 1/2 x 1.5 x 1 / (80/1000) / 0.35 = 26.8 เมตร ผมจึงเลือกขุด swale ด้วยระยะห่าง 10 - 20 เมตร
ในกรณีที่เราเลือกขุด swale ขนาดเล็กลง ก็จะต้องมีระยะห่างระหว่าง swale น้อยลงด้วย ในตัวอย่างการคำนวนของผมนั้น ผมเผื่อค่าเลวร้ายที่สุดหลายอย่าง เช่น
- ปกติน้ำในร่องของ swale จะมีการซึมลงในดินด้วย แต่ในการคำนวนเราสมมุติว่าน้ำไม่ได้ซึมลงดินเลย
- ผมเผื่อปริมาณน้ำฝนสูงสุดถึง 5 เท่าที่ 80 มม. ต่อวัน ทั้งๆ ที่ปี 2555 มีวันที่ฝนตกมากที่สุดยังไม่ถึง 30 มม. เลย
- ผมเลือกใช้ระยะห่างระหว่าง swale น้อยกว่าค่าสูงสุดที่คำนวนได้
- ที่สวนขี้คร้านผมทิ้งให้วัชพืช และต้นไม้คลุมเต็มพื้นที่น่าจะใช้ค่าสัมประสิทธิ์ Run off 0.25 แต่ผมเลือกใช้ค่าสัมประสิทธิ์ Run off ของดินเปลือย
ถ้าเพื่อนๆ จะไม่เผื่อเยอะขนาดผมก็จะสามารถใช้ระยะห่างระหว่าง swale 20 เมตรโดยใช้ขนาด swale ที่เล็กกว่าของผม ส่วนตัวแล้วผมคิดว่าระยะห่างประมาณ 10-15 เมตร จะปลูกต้นไม้ได้ประมาณ 2-3 แถวในระหว่าง swale น่าจะดีกว่าการทิ้งระยะห่างระหว่าง swale ให้มากเกินไป (ถ้าเป็นระยะ 15 เมตร อ.ตั้ม กับ ทิดโส คงบอกว่าปลูกต้นไม้ได้ประมาณ 10-15 แถว ฮ่าๆๆๆ)
ข้อควรระวัง หาก เพื่อนๆ ยังจำคำถามของคุณ Nine เรื่องดินเค็มได้ หนึ่งในสาเหตุของปัญหาดินเค็มเกิดจากระดับน้ำใต้ดิน (ของน้ำที่เค็ม) ที่สูงเกินไป เมื่อน้ำที่ผิวดินแห้งไป น้ำเค็มที่อยู่ในดินจะถูกแรง Capillary ยกให้น้ำเค็มสูงขึ้นมาที่ผิวดิน เมื่อน้ำระเหยไปก็จะกลายเป็นคราบเกลือที่ผิวดิน swale จะไปเพิ่มระดับน้ำใต้ดิน ดังนั้นถ้าเราสร้าง swale ในพื้นที่ดินเค็มจะต้องระมัดระวังเลือกขุด swale ที่ตื้น และมีระยะห่างระหว่าง swale น้อยจะดีกว่า เพราะหลีกเลี่ยงการไปละลายเกลือในชั้นใต้ดิน และทำให้เกิดการแพร่ระบาดของดินเค็ม พร้อมทั้งใช้ mulch ห่มดินเพื่อรักษาความชื้น ลดการใช้น้ำเค็มมาใช้รดต้นไม้ และปลูกพืชทนเค็มเพื่อช่วยดูดซับเกลือออกจากดิน การทดลองทำแบบนี้พื้นที่ดินเค็มจัดใน Dead Sea Valley ประเทศจอร์เดน ได้ผลดีมาก ดินบริเวณ swale มีความเค็มลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับก่อนเริ่มโครงการ
คำว่า swale ที่ใช้ในกลุ่มเพอร์มาคัลเชอร์เป็นลักษณะพิเศษ ที่น่าจะเรียกว่า "Water-harvesting Permaculture Swale (ร่องดักน้ำแบบเพอร์มาคัลเชอร์) " มากกว่า เพราะว่ายังมี swale อีกหลายแบบ ซึ่งการก่อสร้าง Permaculture Swale แบบนี้ในประเทศอินเดียจะเรียกว่า CCT ย่อมาจาก Continuous Countour Trench (ร่องต่อเนื่องที่สร้างบนเส้นระดับ) แต่ไม่ว่าเรียกชื่อว่าอะไรหลักการทำงานก็จะเหมือนกัน ผมของเรียกตามที่กลุ่มเพอร์มาคัลเชอร์เรียกย่อๆ ว่า swale แล้วกันนะครับ
ใน มุมมองของเพอร์มาคัลเชอร์ swale เป็นองค์ประกอบชั่วคราวที่จะช่วยในดักเก็บน้ำเอาไว้ในที่ดินเพื่อนำมาใช้ งาน swale จะเหมาะสมสำหรับที่ดินที่มีความลาดชันเล็กน้อย ความชันไม่ควรเกิน 18 องศา (ถ้าเป็นที่ราบเรียบแบบที่นาควรจะใช้เทคนิคอื่นมากกว่า) โดยน้ำ Run off ที่ไหลจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำจะถูกดักไว้ด้วย swale น้ำในช่วงแรกจะถูกเก็บไว้ในร่องของ swale ถ้ามีปริมาณน้ำเยอะมาก ระดับน้ำก็จะค่อยๆ สูงขึ่นมา จนกระทั่งสูงกว่าระดับร่องก็จะถูกเนินดินด้านที่ต่ำกว่ากั้นน้ำไว้ เราต้องระมัดระวังว่าจะต้องสร้างทางน้ำล้น (spill way) ที่มีระดับน้ำต่ำกว่ายอดเนินอย่างน้อย 15 - 30 ซม. และความหนาของเนินควรจะยาวอย่างน้อย 4 เท่าของความสูงของเนิน (ดูรูประยะความหนาด้านล่าง) เช่น เนินดินของผมสูงประมาณ 25-30 ซม. ความหนาของเนินดินผมควรจะอย่างน้อย 1-1.2 เมตร แต่ผมสร้างไว้หนา 2 เมตรเพื่อความมั่นใจว่าเนินดินที่อยู่ด้านที่ต่ำกว่าจะไม่ถูกน้ำเซาะจนพัง
ถ้า เราไม่มีทางน้ำล้น แล้วฝนตกหนักกว่าที่เราออกแบบไว้ น้ำจะล้นข้ามคันดิน น้ำที่ไหลผ่านตรงผิวของคันดินจะค่อยๆ พัดพาดินออกไปทีละน้อยก่อน เมื่อน้ำไหลเป็นทางมากขึ้นก็จะเซาะคันดินเป็นร่องใหญ่มากขึ้นสร้างความเสีย หายให้กับคันดินได้มาก
การสร้างทางน้ำล้นสามารถทำด้านทั้งทำทางน้ำ ล้นด้านหน้า หรือทำทางน้ำล้นด้านข้าง แต่ถ้าเป็นไปได้ควรเอาก้อนหินมาวางเรียงเพื่อลดการกัดเซาะของน้ำที่ล้นเหนือ ระดับน้ำล้น (ถ้าเราออกแบบขนาด และระยะห่างระหว่าง swale ดีๆ น้ำจะไม่เคยล้น swale เลย)
ทางน้ำล้นด้านข้าง
ทางน้ำล้นด้านหน้า
เนื่อง จากในการสร้าง swale เราจะเน้นให้น้ำซึมลงดิน การดักน้ำที่เป็น Run off มาเก็บไว้ใน swale ทำให้เราไม่เสียน้ำออกไปนอกพื้นที่ น้ำในร่องก็จะค่อยๆ ซึมลงดินไป หากยังจำเรื่อง Deep Pipe Irrigation ในกระบวนท่าที่ 2 ได้ Swale ก็ทำคล้ายๆ Deep Pipe ขนาดใหญ่ น้ำที่เดิมจะเป็นน้ำ Run off จะถูกดักไว้ แล้วมาซึมเข้าดินชั้นล่างจากด้านข้างในร่องของ swale แทนที่จะไหลไปบนผิวดิน แล้วซึมจากด้านบนลงล่าง ด้วยวิธีการแแบบนี่เราก็จะเสียน้ำไปกับการระเหยน้อยกว่า
ที่สวนขี้ คร้านผมขุด swale 8 ร่อง ถ้าเติมน้ำเต็ม swale ได้จะใช้เวลา 3-5 วันในการซึมลงดินไปทั้งหมด หากคิดกันง่ายๆ ผลของการทำ swale ของผมก็ทำให้ฝนที่ตก 1 วัน แต่มีน้ำหล่อเลี้ยงต้นไม้ไปนาน 3-5 วันเลยทีเดียว น้ำที่ว่านี้ถ้าผมไม่ดักไว้มันก็จะไหลลงไปด้านล่าง หรือออกนอกที่ดินของผมไป แต่การที่ผมดักไว้ใน swale ทำให้ดินในที่ดินของผมได้น้ำมากขึ้นจากปริมาณฝนที่ตกเท่าเดิม
(จาก 8 ร่องที่ขุดผมทำแล้วมีห่วยอยู่ 1 swale ที่มีขี้เลนเยอะไป ทำให้น้ำใน swale ร่องนี้ยังไม่เคยแห้งสนิทมา 3 เดือนแล้ว ตอนเดือนธันวาคมนี้น้ำกำลังลดลงไปเหลือประมาณ 20 ซม. คาดว่าน่าจะแห้งสนิทได้ในเดือนมกราคม คงจะต้องมาซ่อมกันอีกที)
น้ำ ที่ซึมลงใต้ดินส่วนหนึ่งจะถูกเก็บไว้ใต้เนินดินคล้ายๆ กับเป็นเลนส์ของน้ำ เป็นเหตุให้พืชที่ปลูกใกล้ๆ เหนือดินจะงามเป็นพิเศษ เพราะได้น้ำเยอะกว่าปกติ น้ำที่เหลือจะค่อยๆ ไหลลงไปที่ต่ำกว่าด้วยความเร็วที่ช้ากว่าการไหลบนผิวดินมาก กว่าน้ำจะออกไปจากที่ดินของผมจะใช้เวลาหลายสัปดาห์ หลายเดือน ถึงหลายปีเลยทีเดียว (ยิ่งน้ำซึมลงไปลึกยิ่งใช้เวลาในการไหลนาน)
ตอน ผมขุด swale วันแรกก็มีเพื่อนบ้านถามว่าจะขุดร่องเลี้ยงปลาหรอ ฮ่าๆๆๆ ความจริงแล้วตรงกันข้ามกันคือ swale ที่ดีไม่ควรจะเก็บน้ำไว้เหนือดินได้นาน swale ที่เก็บน้ำได้กลับจะกลายเป็น swale ที่ต้องซ่อมบำรุงเพื่อให้น้ำสามารถซึมลงใต้ดินได้ดีขึ้น การซ่อมบำรุง swale ทำได้ด้วยการตักขี้เลนที่ก้นร่องขึ้นมา หรือขยายขนาด swale ให้ใหญ่ขึ้น
สาเหตุที่บอกว่าก่อนหน้านี้ว่า swale เป็นองค์ประกอบชั่วคราวก็ เพราะน้ำ Run off จะค่อยๆ พัดพาดิน และเศษต่างๆ มาทับถมใน swale ไปเรื่อยๆ จนกระทั่งเกิดการอุดตัน น้ำไม่ค่อยซึมลงดิน ถ้าขาดการซ่อมบำรุง และมีการสะสมมากหน่อยตะกอนก็จะถมจนกระทั่งร่องของ swale กลับมาเป็นดินทั้งหมดอีกครั้ง
อายุ ของ swale ขึ้นกับหลายปัจจัย เช่น ความชัน ชนิดของดิน ขนาดของ swale ปริมาณน้ำฝน และพืชที่ปลูก เป็นต้น แต่ก็มีการพบ swale ที่สร้างโดยมนุษย์มีอายุมากกว่า 200 ปี และก็ยังสามารถทำหน้าที่ของมันได้ดีอยู่
ความจุของ swale
ใน การออกแบบ swale เราจะต้องรู้ขนาดความจุของ swale ถ้าเรามองด้านข้างของ Swale จะเป็นเหมือนรูปด้านล่าง ในการคำนวนความจุของ swale เราจะต้องรู้ความลึก ความยาว และความกว้างของ swale
- ความลึก คือระยะในแนวดิ่งจากก้นของร่อง จนกระทั่งถึงระน้ำล้นออกจาก swale
- ความกว้าง คือระยะในแนวนอนที่ระดับน้ำล้น
- ความยาว คือระยะทางของ swale ที่เราขุดไปตามแนวเส้นระดับ
เพื่อความง่ายในการคำนวนเราจะประมาณการว่ารูปรอยตัดของ swale จะคล้ายกับรูปสามเหลี่ยมซึ่งมีสูตรคำนวนพื้นที่หน้าตัด
พื้นที่ = 1/2 x ความกว้าง x ความลึก
ความจุของ swale = 1/2 x ความกว้าง x ความลึก x ความยาว
ตัวอย่าง เช่น ขนาดของ swale ของผมจะมีความ กว้างประมาณ 1.5 เมตร ความลึก 1 เมตร ความยาว 50 เมตร ถ้าน้ำไม่ซึมลงดินเลย swale ของผมจะจุน้ำได้ประมาณ
ความจุ = 1/2 x 1.5 x 1 x 50 = 37.5 ลูกบาศก์เมตร หรือ 37,500 ลิตร
ถ้า ยังนึกภาพไม่ออกโอ่งซิเมนต์ (โอ่งแดง) ที่ชาวบ้านเอาไว้เก็บน้ำฝนขนาดใหญ่สุดจะมีความจุ 2,000 ลิตร swale 1 ร่องของผมจะจุน้ำได้เทียบเท่ากับโอ่งแดงประมาณ 18.75 ลูก ผมขุด swale ขนาดประมาณนี้ 8 ร่องก็จะจุน้ำได้เทียบเท่ากับโอ่งแดง 150 ลูก
ระยะห่างระหว่าง swale
เพื่อ ที่จะคำนวนระยะห่างระหว่าง swale เราจะต้องรู้ปริมาณน้ำฝนที่ตกในช่วงเวลาที่ฝนตกหนัก และรู้ค่าสัมประสิทธิ์ Run off ถ้าย้อนกลับไปอ่านตอนที่ 6.1 เรื่องวงจรของน้ำ เราเรียนศัพท์คำว่า impervious surface ซึ่งหมายถึงพื้นผิวที่น้ำไม่สามารถจะซึมผ่านลงไปได้ ยิ่งพื้นผิวมีความสามารถกั้นน้ำไม่ให้ซึมผ่านได้มากเท่าไหร่ปริมาณน้ำ Run off ก็มากเท่านั้น ค่าสัมประสิทธิ์ Run off ก็จะมากตาม ตัวอย่างเช่น ค่าสัมประสิทธิ์ Run off 0.85 หมายความว่า 85% ของปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาในพื้นที่นั้นจะกลายเป็นน้ำ Run off ไหลไปตามพื้นผิว อีก 15% จากสามารถซึมลงข้างล่างได้ แต่ในความเป็นจริงน้ำจะซึมผ่านวัสดุตอนที่มันแห้งได้มากกว่าวัสดุที่เปียก หมายความว่าในพื้นที่เดียวกัน ถ้าฝนตกน้อยก็จะมีค่าสัมประสิทธิ์ Run off น้อย ถ้าฝนตกหนักก็จะมีค่าสัมประสิทธิ์ Run off สูงตามไปด้วย ค่าสัมประสิทธิ์ Run off จึงมักจะเป็นช่วงขึ้นอยู่กับปริมาณฝน ตัวอย่างค่าสัมประสิทธิ์ Run off มีค่าดังนี้
- หลังคา : 085 - 0.95
- ทะเลทราย : 0.30 - 0.50
- ดินเปลือย : 0.35 - 0.55
- พื้นสนามหญ้า : 0.10 - 0.25
เวลา เรียนวิศวะ เขาสอนให้ออกแบบไว้สำหรับสถานะการณ์ที่เลวร้ายที่สุด เราจะพยายามออกแบบ swale ให้สามารถเก็บน้ำฝนในช่วงเวลาที่ฝนตกหนักที่สุด สำหรับค่าสัมประสิทธิ์ Run off นั้นผมกะจะปลูกพืชคลุมดินทั้งหมดจึงสามารถใช้ค่าสูงสุด 0.25 แต่เผื่อเหนียวก็จะใช้ค่า 0.35 เท่ากับค่าขั้นต่ำของดินเปลือย
ถ้า กลับไปดูหน้าที่ 6 จะพบว่าเดือนที่ฝนตกมากที่สุดในเพชรบุรีจะมีปริมาณน้ำฝน 263.8 มิลลิเมตร โดยมีจำนวนวันฝนตก 17 วัน หรือเฉลี่ยวันละ 15.5 มม. ผมก็เลยกะว่าวันที่ฝนตกหนักที่สุดที่เพชรบุรีจะมีฝนตกประมาณ 5 เท่าของค่าเฉลี่ยคือ 77.5 มม. ต่อวัน (หมายเหตุ ถ้าฝนตกเกิน 80 มม. ต่อวันที่ กทม. จะท่วมทั้งจังหวัด เนื่องจากระบบระบายน้ำของ กทม. รับได้ที่ค่าสูงสุด 80 มม. ) ถ้าปัดเศษขึ้นก็จะเป็น 80 มม. เท่ากับค่าของ กทม.
ปริมาณน้ำฝนที่ตกในพื้นระหว่าง swale = ปริมาณน้ำฝน x ระยะห่างระหว่าง swale x ความยาวของ swale
ปริมาณน้ำ Run off = ค่าสัมประสิทธิ์ Run off x ปริมาณน้ำฝน x ระยะห่างระหว่าง swale x ความยาวของ swale
ปริมาณความจุของ swale = 1/2 x ความกว้าง x ความลึก x ความยาวของ swale
ดังนั้นระยะห่างระหว่าง swale สูงสุดเพื่อที่จะรองรับปริมาณน้ำฝน Run off ตอนพายุเข้า
ระยะห่างระหว่าง swale สูงสุด = 1/2 x ความกว้าง x ความลึก / ปริมาณน้ำฝน / ค่าสัมประสิทธิ์ Run off
จาก ตัวอย่างข้อมูลของ swale ของสวนขี้คร้าน ระยะห่างระหว่าง swale = 1/2 x 1.5 x 1 / (80/1000) / 0.35 = 26.8 เมตร ผมจึงเลือกขุด swale ด้วยระยะห่าง 10 - 20 เมตร
ในกรณีที่เราเลือกขุด swale ขนาดเล็กลง ก็จะต้องมีระยะห่างระหว่าง swale น้อยลงด้วย ในตัวอย่างการคำนวนของผมนั้น ผมเผื่อค่าเลวร้ายที่สุดหลายอย่าง เช่น
- ปกติน้ำในร่องของ swale จะมีการซึมลงในดินด้วย แต่ในการคำนวนเราสมมุติว่าน้ำไม่ได้ซึมลงดินเลย
- ผมเผื่อปริมาณน้ำฝนสูงสุดถึง 5 เท่าที่ 80 มม. ต่อวัน ทั้งๆ ที่ปี 2555 มีวันที่ฝนตกมากที่สุดยังไม่ถึง 30 มม. เลย
- ผมเลือกใช้ระยะห่างระหว่าง swale น้อยกว่าค่าสูงสุดที่คำนวนได้
- ที่สวนขี้คร้านผมทิ้งให้วัชพืช และต้นไม้คลุมเต็มพื้นที่น่าจะใช้ค่าสัมประสิทธิ์ Run off 0.25 แต่ผมเลือกใช้ค่าสัมประสิทธิ์ Run off ของดินเปลือย
ถ้าเพื่อนๆ จะไม่เผื่อเยอะขนาดผมก็จะสามารถใช้ระยะห่างระหว่าง swale 20 เมตรโดยใช้ขนาด swale ที่เล็กกว่าของผม ส่วนตัวแล้วผมคิดว่าระยะห่างประมาณ 10-15 เมตร จะปลูกต้นไม้ได้ประมาณ 2-3 แถวในระหว่าง swale น่าจะดีกว่าการทิ้งระยะห่างระหว่าง swale ให้มากเกินไป (ถ้าเป็นระยะ 15 เมตร อ.ตั้ม กับ ทิดโส คงบอกว่าปลูกต้นไม้ได้ประมาณ 10-15 แถว ฮ่าๆๆๆ)
ข้อควรระวัง หาก เพื่อนๆ ยังจำคำถามของคุณ Nine เรื่องดินเค็มได้ หนึ่งในสาเหตุของปัญหาดินเค็มเกิดจากระดับน้ำใต้ดิน (ของน้ำที่เค็ม) ที่สูงเกินไป เมื่อน้ำที่ผิวดินแห้งไป น้ำเค็มที่อยู่ในดินจะถูกแรง Capillary ยกให้น้ำเค็มสูงขึ้นมาที่ผิวดิน เมื่อน้ำระเหยไปก็จะกลายเป็นคราบเกลือที่ผิวดิน swale จะไปเพิ่มระดับน้ำใต้ดิน ดังนั้นถ้าเราสร้าง swale ในพื้นที่ดินเค็มจะต้องระมัดระวังเลือกขุด swale ที่ตื้น และมีระยะห่างระหว่าง swale น้อยจะดีกว่า เพราะหลีกเลี่ยงการไปละลายเกลือในชั้นใต้ดิน และทำให้เกิดการแพร่ระบาดของดินเค็ม พร้อมทั้งใช้ mulch ห่มดินเพื่อรักษาความชื้น ลดการใช้น้ำเค็มมาใช้รดต้นไม้ และปลูกพืชทนเค็มเพื่อช่วยดูดซับเกลือออกจากดิน การทดลองทำแบบนี้พื้นที่ดินเค็มจัดใน Dead Sea Valley ประเทศจอร์เดน ได้ผลดีมาก ดินบริเวณ swale มีความเค็มลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับก่อนเริ่มโครงการ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น