ตัวอย่างการออกแบบระบบน้ำ (สปริงเกลอร์ POP UP)

     @ ตัวอย่างการออกแบบระบบน้ำสวนหย่อมนี้ จะพาทุกท่านไปดูขั้นตอนในการออกแบบระบบน้ำสวนหย่อมหรือสนามหญ้า

    

     @ ในกระบวนการการออกแบบระบบน้ำนั้น มีขั้นตอนที่เหมือนกันทั้งหมด ทั้งระบบมินิสปริงเกลอร์ สปริงเกลอร์ สปริงเกลอร์ POP UP และระบบน้ำหยด จะแตกต่างกันไปบ้างตามรายละเอียดของงาน แต่โดยหลักใหญ่ใจความแล้วเหมือนกัน

 

     @ ตัวอย่างที่นำมาให้ดูเป็นระบบน้ำแบบสปริงเกลอร์ POP UP ซึ่งมีความยุ่งยากกว่าการออกแบบระบบน้ำสำหรับพืชผักหรือพืชไร่ ซึ่งผมคงจะนำมาลงให้ดูในโอกาสต่อไป

 

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

 

ที่ผ่านมาเห็นว่าหลายๆท่านประสบปัญหาในการเลือกขนาดท่อส่งน้ำให้เหมาะสมกับระบบน้ำของตัวเอง

วันนี้ผมเลยถือโอกาสนำวิธีการหาแบบง่ายๆ มาให้ดูครับ

การหาขนาดท่อ ขนาดปั๊ม หรือการออกแบบระบบน้ำ ดูจะเป็นปัญหาของเกษตรกรไทยเป็นอย่างมาก จากการลงพื้นที่พบว่าต้องทำกันอย่างตามมีตามเกิด ทำจากประสบการณ์ ทำจากการถามคนอื่น ซึ่งมีทั้งที่สำเร็จบ้าง ล้มเหลวบ้าง ทำให้ผลผลิตในการเพาะปลูกได้ไม่เต็มเม็ดเต็มหน่วย

ย้อนมาถึงงานระบบน้ำสำหรับสวนหย่อมก็ประสบปัญหาไม่ต่างกัน คำถามแรกๆที่ผมเจอมาตลอด ๑๐ กว่าปีคือ จะทำระบบน้ำต้องใช้ปั๊มขนาดเท่าไหร่? ใช้ท่อขนาดไหนจึงจะเหมาะ? ทำไมติดตั้งระบบน้ำแล้วน้ำไม่ค่อยออก? ทำไมน้ำออกไม่เท่ากัน?

จากปัญหาข้างต้น ผมเองซึ่งพอจะมีความรู้เรื่องเหล่านี้อยู่เล็กน้อย เลยคิดว่า งั้นเราก็ลองมาศึกษาร่วมกันเรียนรู้ร่วมกันจะดีไหม อย่างน้อยๆ ก็เป็นการขยายความรู้ด้านนี้ให้แพร่หลายออกไป แต่ละท่านอาจจะมีเลือกสวนไร่นามีคนรู้จักที่ทำเกษตรก็อาจจะได้นำความรู้นี้ไปใช้งานได้ต่อไป...

อ่านมาถึงนี้ ถ้าใครเห็นด้วยหรือสนใจ ก็เชิญติดตามต่อครับ

...ในสาขาวิชาวิศวกรรมเกษตรที่ผมเรียนมานั้น เราจะเรียนวิชาชลประทานอยู่ ๒ ตัวด้วยกัน เรียนวิชาปั๊มอีก ๑ ตัว เรียนวิชาฟลูอิด วิชาวิศวกรรมไฟฟ้า วิชาว่าด้วยเรื่องพืช เป็นต้น รวมแล้วก็ใช้มากกว่า ๕ วิชาด้วยกัน จึงจะสามารถเป็นวิศวกรที่รอบรู้พอที่จะออกแบบระบบน้ำให้ดีได้ แม้กระนั้นเอง ใช่ว่าวิศวกรทุกคนที่จบมาจะสามารถออกแบบระบบน้ำได้ แต่ละคนถนัดไม่เหมือนกัน และดูเหมือนจะมีเป็นส่วนน้อยที่ทำงานในวงการระบบน้ำ ส่วนใหญ่จะเข้าโรงงานหรือบริษัทมากกว่า

ระบบน้ำนั้นจะว่ายากก็ยากครับ ทำไมผมถึงได้ว่าแบบนั้น ก็เพราะมันมีปัญหาที่คาดเดาไม่ได้อยู่เสมอ มันไม่มีแบบมาตรฐานหรือสูตรตายตัว แต่ละระบบแต่ละงานมีข้อกำหนดหรือปัจจัยแตกต่างกันไป เช่น บางสถานที่ถูกจำกัดด้านไฟฟ้า บางที่ถูกจำกัดด้านน้ำ บางที่มีท่ออยู่แล้ว บางที่มีปั๊มอยู่แล้ว บางที่เป็นเขา บางที่ปลูกชนิดเดียว บางแปลงปลูกหลายชนิด บางที่อยากใช้ออโต้ เป็นต้น ซึ่งสิ่งที่กล่าวมานั้นจะต้องนำมาใช้ในการออกแบบทั้งหมด ทั้งนี้เพราะอะไร...

ทั้งนี้ก็เพราะว่าระบบน้ำที่ดีจะต้องตอบสนองความต้องการของผู้ใช้งานให้ได้มากที่สุด และที่สำคัญต้องเป็นมิตรกับผู้ใช้งาน การทำให้น้ำออกนั้นแสนง่าย แต่ทำให้ออกในปริมาณที่เราต้องการและได้แรงดันตามที่เราต้องการนั้นไม่ง่าย!!!!!!

แต่ถ้าเราสนใจใคร่รู้จริง เรื่องระบบน้ำไม่ยากจนเกินไปอย่างแน่นอนครับ...

 

ผมเป็นคนนึงที่จบมาด้านวิศวกรรมเกษตร ชอบและหลงไหลงานด้านระบบน้ำหรือระบบชลประทานมาตั้งแต่สมัยเรียน และผมก็ปฏิเสธที่จะทำงานเอกชนแม้จะมีค่าตอบแทนที่สูง ด้วยเหตุผลว่า ผมคิดว่าเกษตรกรเมืองไทยขาดโอกาสในองค์ความรู้ด้านนี้จำนวนมาก ผมจึงอยากจะช่วยเหลือเกษตรกรมากกว่า ผมจึงหันเหชีวิตมารับราชการและทำงานด้านระบบน้ำเพื่อเกษตรกรตามที่ตั้งใจ...นั่นคืองานหลักของผม

แต่ไม่ว่าจะยังไง ประเด็นสำคัญของผมก็คือ อยากจะช่วยเหลือผู้ที่ประสบปัญหาด้านระบบน้ำ...

เรื่องระบบน้ำนั้นให้ผมสอนเด็กวิศวะนั้นง่ายกว่าสอนเกษตรกรมากมายหลายเท่านักครับ เพราะเด็กวิศวะมีพื้นฐานมาบ้างแล้ว แต่กับเกษตรกรนั้นคนละอย่างกันสิ้นเชิง ผมก็ได้แต่พยายามหาเทคนิควิธีการต่างๆ ที่จะช่วยให้สามารถเข้าใจได้ง่ายขึ้น ทำวิชาการให้ดูเหมือนง่าย ซึ่งความจริงการทำเรื่องยากให้ง่ายนั้นมันยากมาก

เกริ่นซะเยิ่นเย้อเลย เอาเป็นว่า ในบทความนี้ผมจะพยายามทำให้มันออกมาให้ง่ายที่สุด เพื่อให้ท่านสามารถเอาไปใช้ได้จริงๆ...

มาเริ่มกันเลยดีกว่าครับ อะไรคือปัญหาในเรื่องของระบบน้ำ????

สิ่งสำคัญของการให้น้ำพืชคือ เราจะให้น้ำพืชในปริมาณเท่าไหร่? และให้เวลาไหน?

ก่อนจะตอบปัญหาข้างต้น เราต้องรู้ก่อนว่า เราจะปลูกอะไร ผัก ไม้ผล สนามหญ้า ไม้พุ่ม พืชไร่ พืชสวน เป็นต้น

เมื่อเราทราบชนิดของพืชที่จะปลูกแล้ว เราก็มาลองดูว่าพืชแต่ละชนิดนั้นต้องการน้ำอย่างไร...

พืชแต่ละชนิดต้องการน้ำไม่เท่ากัน เช่น พืชผักต้องการน้ำวันละ ๓-๕ มิลลิเมตรต่อวัน ไม้ผลประมาณ ๓ มม./วัน ข้าวโพดหวานประมาณ ๕-๘ มม./วัน ข้าว ๑๐ มม./วัน เป็นต้น ปริมาณความต้องการน้ำของพืชนี่เองที่เราเอามาคำนวณหาปริมาณน้ำที่ต้องให้ในแต่ะวัน หรือใช้ในการหาปริมาณน้ำต้นทุนหรือแหล่งน้ำต้นทุนที่ต้องเตรียม เช่น

ปลูกพืชผัก ๑ ไร่จะต้องให้น้ำวันละกี่ลิตร ก็สามารถหาได้จาก
ผักต้องการน้ำ ๓ - ๕ มม./วันหรือ ๐.๐๐๓ - ๐.๐๐๕ ม.ต่อวัน
พื้นที่ ๑ ไร่มี ๑๖๐๐ ตารางเมตร
เพราะฉะนั้นถ้าปลูกพืชผัก ๑ ไร่จะต้องให้น้ำพืชผักวันละ ๔.๘ - ๘ ลบ.ม. หรือ ๔๘๐๐ ลิตร - ๘๐๐๐ ลิตรต่อวัน (อันนี้คิดกรณีสปริงเกลอร์นะครับ ถ้าน้ำหยดจะน้อยกว่านี้)

ตัวอย่างค่าความต้องการน้ำของพืช (ข้อมูลข้างล่างเอามาจากคู่มือการออกแบบของ TORO) ส่วนของประเทศไทยก็สามารถดูของกรมชลประทานได้ครับ

ชนิดของพืช ความต้องการน้ำ
lawn grasses 1½ -2 inch per week
ground covers 1/2 - 2 inch per week
shrubs 1-1½ inch per week
trees 1-1½ inch per week
roses 2 inch per week
perennials & annuals 1½-2 inch per week
vegetables 2 inch per week


เมื่อเราทราบปริมาณน้ำที่ต้องใช้ในแต่ละวันแล้ว ก็ให้เรามาดูปริมาณน้ำต้นทุนของเราเอง ว่ามีมากหรือน้อยแค่ไหน ถ้าเป็นระบบน้ำสวนหย่อมในบ้านพักอาศัยซึ่งใช้น้ำประปาเป็นหลัก อาจจะต้องมีถังพักน้ำมาช่วย อันนี้เดี๋ยวค่อยว่ากันอีกทีในภายหลังนะครับ

ทีนี้เรามาดูขั้นตอนการออกแบบระบบน้ำกันดีกว่าว่ามีกี่ขั้นตอนและแต่ละขั้นตอนมีรายละเอียดอย่างไร..... 

 

ขั้นตอนที่ ๑ การเตรียมการและการวางแผน ขั้นตอนนี้ก็คือการวางแนวทางการออกแบบ เช่น

ต้องการวางระบบน้ำสนามหญ้า ด้วยระบบสปริงเกลอร์ ป๊อบอัพ ควบคุมการให้น้ำด้วยระบบอัตโนมัติ หรือ

ต้องการวางระบบน้ำแปลงไม้ดอกไม้ประดับ ด้วยระบบมินิสปริงเกลอร์ ควบคุมการให้น้ำด้วยคน หรือ

ต้องการวางระบบน้ำไม้ผล ด้วยระบบน้ำหยด ควบคุมการให้น้ำด้วยคน เป็นต้น

วางแนวทางให้ชัดเจนนะครับ อย่าลืมว่าเริ่มต้นดีมีชัยไปกว่าครึ่ง

ข้อสำคัญคือ อย่าไปวาดฝันหรือเขียนวิมานในอากาศ ควรจะหาสมุดมาเขียนตั้งแต่แรก จะได้ไม่สับสนในตัวเอง

คำถาม...ทำไมจึงต้องเตรียมการและวางแผน
คำตอบคือ...เพื่อที่จะได้ทราบว่า จะทำอะไร ที่ไหน อย่างไร ช่วยให้สามารถวางขอบเขตงานให้ชัดเจนและสามารถหาข้อมูลมาสนับสุนการออกแบบได้

เมื่อรู้แนวทางการออกแบบแล้ว ก็เริ่มหาข้อมูลสิ่งที่เราจะทำครับ เช่น หญ้าใช้น้ำวันละเท่าไหร่ ไม้ผลใช้น้ำวันละเท่าไหร่ ได้แล้วก็เขียนเอาไว้นะครับ      

ขั้นตอนที่ ๒ การเก็บข้อมูลพื้นฐาน ขั้นตอนนี้จะขยายความขั้นตอนที่ ๑

นั่นคือหลังจากที่เราทราบแล้วว่าแนวทางการออกแบบของเราเป็นเช่นไร จากนั้นเราก็ต้องมาเก็บข้อมูลเพื่อใช้ในการออกแบบ เช่น

ต้องการออกแบบระบบน้ำสวนหย่อมภายในที่พักอาศัย น้ำต้นทุนที่ใช้จะใช้จากไหน ใช่น้ำประปาหรือไม่ ถ้าใช่ปริมาณน้ำประปาที่ไหลผ่านมิเตอร์น้ำหน้าบ้านนั้น ไหลผ่านชั่วโมงละกี่ลิตร?????

เอาละซิทีนี้ ใครเคยวัดปริมาณน้ำประปาบ้านตัวเองบ้าง ยกมือขึ้นเลยครับ....

ไม่เป็นไรครับ ใครไม่เคยวัดก็จะได้รู้กันวันนี้ละครับ วิธีการวัดนะครับทำได้หลายวิธีครับ เช่น อ่านจากเข็มมิเตอร์น้ำโดยการเปิดน้ำจากก๊อกทิ้งเอาไว้แล้วจับเวลา หรือถ้าการอ่านมิเตอร์ก็ยังเป็นปัญหาอีก ผมมีข้อแนะนำคำอีกข้อครับ

การวัดปริมาณน้ำโดยการหาภาชนะที่เรารู้ปริมาตรความจุมาลองวัดน้ำ วิธีการก็คือ
- เตรียมภาชนะ เช่น ถังสีที่ทราบปริมาตรความจุ หรือ ถังใส่น้ำดื่ม ๕ ลิตร, ๖ ลิตร หรือ ๒๐ ลิตรมาเตรียมลองน้ำ
- เตรียมนาฬิกาจับเวลา
- เปิดน้ำใส่ภาชนะพร้อมทั้งเริ่มจับเวลา เมื่อน้ำเต็มก็กดหยุดเวลา อ่านค่าเวลาที่ได้พร้อมทั้งจดไว้
- ทำซ้ำไม่น้อยกว่า ๓ ครั้ง เอาค่าทั้ง ๓ มาเฉลี่ยกัน ค่าที่ได้จะเป็นปริมาณน้ำต่อหน่วยเวลา เช่น ๒๐ ลิตรต่อ ๓๐ วินาที จากนั้นก็ให้ทำการปรับหน่วยให้เป็นต่อวินาที ได้ ๐.๖๖๗ ลิตรต่อวินาที หรือ คูณ ๓๖๐๐ เข้าไปก็จะเป็น ๒๔๐๐ ลิตรต่อชั่วโมงครับ

เป็นยังไงครับ ง่ายไหมครับ

คำถาม... การวัดน้ำสำคัญอย่างไร
คำตอบ...ช่วยให้ผู้ออกแบบทราบปริมาณน้ำต้นทุนที่มีอยู่ ซึ่งจะช่วยให้สามารถนำมาตัดสินใจว่าควรจะมีถังพักน้ำหรือไม่

ปอลิง...ส่วนแรงดันน้ำนั้นจะต้องใช้เกจวัดแรงดันวัดอย่างเดียวครับ หาซื้อได้ง่ายครับ ตัวละประมาณ ๒๐๐ พร้อมลดเหลี่ยมทองเหลืองหรือบูธทองเหลือง ตัวละ ๔๐ บาท เท่านี้ก็จะทราบแรงดันแล้วละว่าแรงดันน้ำพอหรือไม่ ถ้าไม่พอก็ต้องพึ่งปั๊มแล้วละครับ


รูปตัวอย่างการวัดปริมาณน้ำของผม


รูปนี้คือการวัดแรงดันครับ

 

 

ขั้นตอนที่ ๓ การวาดแบบ หรือเขียนแบบ หรือ สเกตภาพ ขั้นตอนนี้สำคัญมากนะครับ ใครบอกเขียนไม่ได้นี่ตีเลย ถ้าทำข้อสอบละก็ผมให้ ๐ เลย ฮิๆ

การสเกตภาพนี้จะช่วยให้คนออกแบบทราบขอบเขตของงานหรือขอบเขตของการให้น้ำ เช่น แบบที่สเกตนี้อาจจะไม่สวยงามก็ไม่เป็นไรครับ ขอให้รูปร่างใกล้เคียงกับหน้างานหรือพื้นที่ที่ต้องการให้น้ำ มีข้อมูลค่อนข้างครบถ้วน มีระยะบ้างจะดีมากๆ (ระยะนี้ถ้าไม่มีตลับเมตรหรือเทปวัด ก็ประมาณเอาหรือเดินนับก้าวเอาก็ยังดีครับ)

ในทางวิศวกรรมแล้ว แบบเป็นสิ่งสำคัญที่จะช่วยให้ผู้ออกแบบสามารถกำหนดตำแหน่งหัวจ่ายน้ำ กำหนดแนวท่อ กำหนดโซนให้น้ำ กำหนดตำแหน่งติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ ได้และที่สำคัญถ้าระยะในแบบใกล้เคียงกับของจริงจะช่วยให้เราถอดแบบได้ใกล้เคียงกับหน้างานครับ

คำถาม...ถ้าเขียบแบบไม่เป็นเลย จะเริ่มอย่างไร
คำตอบ...สำหรับใครที่มีปัญหานี้ ผมอาจให้เตรียมกระดาษและดินสอมา จากนั้นให้ลองหลับแล้วนึกภาพห้องนอนของตัวเอง ว่ามีรูปร่างหน้าตาเป็นอย่างไร เป็นรูปสี่เหลี่ยมด้านเท่า หรือสี่เหลี่ยมผืนผ้า ประตูอยู่ตรงไหน เตียงนอนอยู่ตรงไหน โต๊ะเครื่องแป้งอยู่ตรงไหน ทีวีตั้งตรงไหน ตู้เสื้อผ้าตั้งตรงไหน แบบนี้ท่านพอจะนึกออกไหมถ้านึกออกก็ลองวาดตามดูนะครับ จากนั้นก็ใช้วิธีเดียวกันในการวาดแบบสวนหย่อมหรือสนามหญ้าหรือสวนผลไม้ของท่าน เมื่อได้รูปร่างหน้าตาแล้วก็ค่อยๆ ใส่ความยาวแต่ละด้านไป เท่านี้ท่านก็สามารถเขียนแบบได้แล้วครับ...


ตัวอย่างการเขียนแบบอย่างง่ายๆครับ จะเขียนมือก็ไม่ผิดแต่อย่างใดครับ  ส่วนระบบน้ำสำหรับพืชชนิดอื่นก็หลักการเดียวกันนะครับ         

 

 

ขั้นตอนที่ 4 การเลือกหัวจ่ายน้ำ การเลือกหัวจ่ายน้ำนี้สำคัญ เพราะจะเป็นหนึ่งในตัวกำหนดขนาดของระบบ หลักในการเลือกหัวจ่ายน้ำไม่ว่าจะระบบไหน คือ

- เลือกหัวจ่ายน้ำให้มีขนาดที่เหมาะสมกับพื้นที่ ไม่เล็กหรือใหญ่จนเกินไป แรงดันที่เลือกใช้สำหรับบ้านเรือนควรใช้แรงดันน้อยๆ อัตราการไหลก็เลือกที่น้อย
- พยายามใช้หัวชนิดเดียวกันในพื้นที่เดียวกัน

ในตัวอย่างนี้ เลือกหัวรุ่น 15 A รัศมีที่เลือกคือ 4.6 เมตรที่แรงดัน 1.7 บาร์ (17 เมตร) อัตราการไหล 0.8 ลบ.ม./ชม. (รัศมีมุมฉีดแบบวงกลม)

ในกรณีที่เป็นระบบน้ำอื่นๆ เช่น มินิสปริงเกลอร์ แรงดันที่เหมาะสมคือ 1 บาร์ ระบบน้ำหยด 1 บาร์

คำถาม...สิ่งสำคัญในการเลือกหัวจ่ายน้ำคืออะไร?????
คำตอบ...สิ่งสำคัญในการเลือกหัวจ่ายน้ำคือ ควรเลือกชนิดและขนาดให้เหมาะสมกับพื้นที่ ในการเลือกหัวจ่ายน้ำทุกครั้งผู้เลือกจะต้องทราบ รัศมีการฉีด และอัตราการไหล

ข้อควรระวัง...อย่าซื้อหัวจ่ายน้ำโดยไม่ทราบรัศมีและอัตราการไหล ถ้าเลือกหัวจ่ายน้ำขนาดใหญ่ระบบก็จะต้องใหญ่ ท่อก็ต้องขนาดใหญ่ ปั๊มก็ต้องขนาดใหญ่

 

ตัวอย่างสเปคหัวป๊อบอัพ     

 

 

 

ขั้นตอนที่ 5 การวางหัวจ่ายน้ำ การวางหัวจ่ายน้ำสำหรับสวนหย่อมนั้นจะต่างจากพืชผัก และพืชไร่ เพราะจะต้องพิจารณาถึงองศาการฉีดเป็นสำคัญ ระบบน้ำสำหรับสวนหย่อมนั้นจะต้องระวังไม่ให้น้ำฉีดออกนอกของเขตพื้นที่การให้น้ำ เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำเปียกตัวบ้าน หรือสิ่งปลูกสร้างต่างๆ แต่ถ้าเป็นระบบน้ำสำหรับพืชไร่หรือพืชผัก นิยมใช้มุมฉีดเป็นวงกลมเพียงอย่างเดียว และยอมให้น้ำฉีดเปียกออกไปนอกบริเวณได้

รูปแบบการวางหัวจ่ายน้ำทำได้ 3 รูปแบบ
1. แบบแถวเดียว
2. แบบสามเหลี่ยม
3. แบบสี่เหลี่ยม

ระยะระหว่างหัวและระยะระหว่างแถว โดยปกติจะต้องพิจารณาจากแรงลมในพื้นที่ให้น้ำเป็นสำคัญ แต่ในที่นี้ผมแนะนำให้ใช้ 50% - 60 % ของเส้นผ่าศูนย์กลาง

วิธีการวางหัวจ่ายน้ำนั้น ในสมัยผมเรียนยังไม่มีโปรแกรมเขียนแบบช่วย พวกผมใช้วิธีวางหัวจ่ายน้ำในกระดาษโดยใช้วงเวียนมากางแทนรัศมีแล้ววงไปเรื่อยๆ ในพื้นที่ให้น้ำ การวางหัวจ่ายน้ำนั้นให้วางจากพื้นที่ง่ายๆ ก่อน แล้วค่อยๆ วางในพื้นที่ยากๆ จากนั้นจึงพิจารราการซ้อนทับกันของวงเปียก ถ้าจุดใดขาดน้ำจึงทำการขยับหัวจ่ายให้เหมาะสม

คำถาม...ถ้าเขียนแบบไม่เป็นจะทำอย่างไร
คำตอบ...สำหรับท่านที่ไม่ชำนาญหรือไม่เคยทำมาก่อนเลย และใช้วงเวียนก็ไม่เป็น ให้พิจารณาการวางตำแหน่งหัวจ่ายน้ำแบบทางลัด (การเดาอย่างมีหลักการ) ดังนี้
ให้พิจารณาดูว่าพื้นที่ที่ต้องการวางมีระยะเท่าไหร่ เช่น ๑๐ เมตร ถ้าเราเลือกหัวรัศมี ๕ เมตร ก็จะได้ประมาณ 3 หัวที่ระยะทุก 5 เมตร หรือถ้าเลือกหัวรัศมี 3 เมตร จะใช้ทั้งหมด 4 หัว โดยวางทุกระยะ 3.3 เมตร เป็นต้น

ถ้าท่านเข้าใจในหลักการนี้ท่านก็สามารถวางหัวจ่ายน้ำได้อย่างมีหลักการ แม้จะไม่เต็มร้อยแต่ก็สามารถใช้งานได้อย่างแน่นอนครับ


ตัวอย่างการวางหัว


ปรับแต่งตามองศาการฉีดให้เข้ากับพื้นที่

มาถึงตรงนี้อย่างพึ่งคิดว่ายากเกินความสามารถนะครับ ให้ดูหลักการตามที่ผมแนะเป็นหลัก แต่เวลาออกแบบจริงจะใช้ทางลัดก็ได้ครับ

ปล.จากตัวอย่างที่ผม จะเห็นว่าโซนข้างบ้านหัวจะวางห่างกว่าโซนหน้าบ้าน ในกรณีผมทำให้เห็นว่าถ้าข้างบ้านมีแสงแดดน้อยกว่าหน้าบ้านและหลังบ้านก็สามารถขยับหัวให้กันออกไปได้ แต่ถ้ารับแดดทั้งวันก็สามารถเพิ่มหัวเข้าไปหรือเปลี่ยนรุ่นหัวจ่ายน้ำให้เหมาะสมกับพื่นที่ฉีดเพื่อให้วงซ้อนของวงเปียกซ้อนทับกันมากขึ้นเหมือนโซนอื่นๆ    

 

 

ขั้นตอนที่ 6 การแบ่งสถานีหรือการแบ่งโซนจ่ายน้ำ การแบ่งโซนนี้สำคัญในการกำหนดขนาดของระบบ เพราะถ้าแบ่งน้อยโซนขนาดท่อและขนาดปั๊มก็จะต้องใหญ่

หลักการในการแบ่งโซนมีดังนี้ (พูดแบบรวมนะครับทั้งสวนหย่อมและพืชไร่)
1. ควรจัดให้หัวชนิดเดียวกันอยู่โซนเดียวกัน
2. แต่ละโซนให้น้ำควรมีปริมาณการใช้น้ำใกล้เคียงกัน
3. ในกรณีที่ใช้ระบบไฟบ้าน 1 เฟส 2 สาย 220 V ควรคำนึงถึงขนาดปั๊ม บางครั้งอาจจำเป็นที่จะต้องเลือกปั๊มก่อนแล้วกำหนดคิวออกแบบมาใช้ในการแบ่งโซน เช่น ถ้าใช้ปั๊นขนาดเล็กสำหรับบ้านพักอาศัยผมมักจะใช้ 5 ลบ.ม./ชม.(เฮดประมาณ 30 เมตร) มาเป็นคิวออกแบบ (สำหรับระบบที่มีการใช้สปริงเกลอร์ร่วมด้วยนะครับ)

คำถาม...ถ้าแต่ละโซนการใช้น้ำต่างกันมากจะมีผลต่อระบบหรือไม่
คำตอบ...มีผลในการเลือกปั๊มครับ เพราะปั๊มที่เลือกจะต้องเลือกตามโซนที่ใช้น้ำมากที่สุด ถ้าโซนไหนที่ใช้น้ำต่างกันมากเกินไปจะส่งผลต่อปั๊มในระยะยาว ยกเว้นว่าปั๊มนั้นจะเป็นชนิดอินเวอร์เตอร์

 

ตัวอย่างการแบ่งโซน ถ้าเป็นระบบน้ำสำหรับพืชไร่หรือระบบน้ำหยด ก็ใช้หลักการแบ่งเดียวกันครับ

 

 

ขั้นตอนที่ 7 การหาขนาดท่อ มาถึงขั้นตอนที่ถามกันมากในเรื่องระบบน้ำ ซึ่งความจริงแล้วการหาขนาดท่อผมนำเอามาไว้ถึงขั้นตอนที่ 7 ทั้งนี้เพราะอะไร ก็เพราะว่าก่อนที่เราจะหาขนาดท่อได้เราต้องทราบอัตราการไหลที่จะใช้ก่อน ซึ่งก็คือขั้นตอนที่ 1 - 6

สิ่งที่จะต้องทราบเพื่อใช้ในการหาขนาดท่อมีดังนี้
1. อัตราการไหลในท่อช่วงนั้นๆ
2. ความเร็วน้ำในท่อ สำหรับความเร็วน้ำในท่อนี้ ตามมาตรฐานที่แนะนำกันก็คือ 1 - 3 เมตรต่อวินาที
    - ถ้าใช้ที่ 1 เมตรต่อวินาที ข้อดีคือ Friction Loss ในท่อจะน้อย แรงดันจึงสูญเสีญในระบบท่อน้อย การเกิด Water Hammer ในระบบท่อก็จะน้อยและไม่รุนแรง ดีต่อระบบท่อและข้อต่อ แต่ข้อเสียคือ จะทำให้ท่อมีขนาดใหญ่ทำให้สิ้นเปลือง
    - ถ้าใช้ที่ 3 เมตรต่อวินาที ข้อดีคือ จะทำให้ระบบท่อมีขนาดเล็ก ช่วยให้ประหยัดค่าท่อ แต่ข้อเสียคือ Friction Loss ในท่อจะสูง แรงดันจึงสูญเสีญในระบบท่อมาก มีโอกาสเกิด Water Hammer ในระบบท่อก็จะมากกว่าและรุนแรง ในระบบที่เกิด Water Hammer รุนแรง จะทำให้ระบบท่อและข้อต่อเสียหาย แตกหรือหลุดได้ หัวกะโหลกแตกได้ วาล์วแตกได้ เช่นกัน (วิธีแก้หากเกิด Water Hammer คือต้องติดตั้ง Surge Tank หรือ Surge Valve ช่วยในระบบท่อ ซึ่งอุปกรณ์พวกนี้มีราคาแพง เช่น ขนาด ๑๒ นิ้วราคา ๓๐๐๐๐๐-๔๐๐๐๐๐ บาท)

แล้วแบบนี้จะใช้ความเร็วน้ำเท่าไหร่ดี????? โดยปกติผมแนะนำให้ใช้ที่ 1.5 ไม่เกิน 2 ยกเว้นระบบท่อขนาดใหญ่และจำเป็นต้องส่งเป็นระยะทางไกลให้ใช้ 1 เมตรต่อวินาทีในท่อเมนและไม่เกิน 1.5 เมตรต่อวินาทีในท่อแยกต่างๆ

เมื่อท่านทราบ 2 ค่าแล้วท่านก็สามารถนำไปหาขนาดท่อได้แล้ว

วิธีการหาสามารถหาได้ 3 วิธีใหญ่ๆ คือ
1. การคำนวณ ซึ่งแน่นอนได้จากสมการ Q = AV แทนค่าอัตราการไหลและความเร็วน้ำลงไปก็จะทราบพื้นที่หน้าตัดและนำไปหาเส้นผ่าศูนย์การท่อได้ จากนั้นจึงไปคำนวณหา Friction Loss จากสมการ Major Losses = fl/d (v^2/2g) จากนั้นจึงไปหา Minor Losses ซึ่งวิธีนี้ไม่เหมาะสำหรับท่านที่ไม่มีพื้นฐานทางด้านการคำนวณด้วยประการทั้งปวง งั้นมาดูอีกวิธีนะครับ
2. การหาขนาดท่อจาการเปิดแผนภูมิ วิธีนี้ทำได้ง่ายกว่าวิธีแรกถึงแม้ความละเอียดอาจจะน้อยกว่าบ้างแต่ก็ใช้งานได้แน่นอน
3. การเปิดจากตารางที่บริษัทหรือหลายๆท่านรวบรวมไว้เป็นตาราง วิธีนี้เป็นวิธีที่เหมาะสำหรับผู้ที่ดูแผนภูมิก็ยังไม่รู้เรื่องอีก การดูตารางอาจจะช่วยท่านได้มากกว่า ถึงแม้จะไม่ละเอียดมากนักเพราะเป็นช่วงกว้างๆ แต่ก็ใช้งานได้เช่นกัน ช่วงหลังๆ ผมก็ใช้วิธีนี้ในการแนะนำครับ เพราะสองวิธีแรกแม้แต่ใช้สอนนักศึกษายังไม่ค่อยอยากจะเข้าใจกัน)

ในกระทู้นี้ผมจะนำทั้งแแผนภูมิและตารางมาให้ดูกันนะครับ สำหรับท่านที่คิดว่ายากและยุ่งจนเกินจะเข้าใจได้ ผมจะบอกบอกวิธีลัดให้อีกนะครับ

      

 

 

จากแผนภูมิ สิ่งที่เราจะต้องรู้ก่อนจะนำไปหาขนาดท่อคือ อัตราการไหล

เมื่อทราบอัตราการไหลแล้วทุกอย่างก็ง่ายครับ

เช่น จากตัวอย่าง โซนที่ 3 มีอัตราการไหลรวม 2.8 ลบ.ม./ชม.

วิธีการคือ
1. เราก็ไปจิ้มที่แกนนอนของกราฟที่ 2.8 ลบ.ม./ชม. จากนั้นลากขึ้นไปตัดกับเส้นความเร็วน้ำที่แนะนำให้ใช้คือ 1.5 เมตรต่อวินาที เมื่อตัดกันแล้วก็จุดเอาไว้
2. พิจารณาดูว่าจุดที่ตัดกันอยู่บนเส้นกราฟที่ระบุขนาดท่อขนาดไหน (เส้นที่เอียงไปด้านหลัง) ก็ให้เลือกขนาดท่อตามนั้น แต่ถ้าจุดที่ตัดกันนั้นอยู่ระหว่างเส้นระบุขนาดท่อ 2 ขนาด อันนี้ต้องตัดสินใจเอาครับ ว่าจะใช้ท่อใหญ่หรือท่อเล็ก โดยมีข้อที่ต้องพิจารราต่อคือ
ณ จุดที่อัตราการไหลตัดกับความเร็วของน้ำนั้นนอกจากจะทราบขนาดท่อที่เหมาะสมแล้ว หากลากเส้นไปตัดกับแกนตั้งของกราฟ ที่เขียนว่า Head Loss ก็จะทำให้ทราบเฮดสูญเสียในท่อที่เราเลือก หน่วยเป็น m/100m

จากแผนภูมินี้ทำให้ทราบได้ทั้งขนาดท่อและ Friction Loss หรือ Head Loss

หมายเหตุ...แผนภูมินี้ใช้ได้กับท่อพีวีซีและพีอีเท่านั้นนะครับ อย่านำไปใช้กับท่อเหล็กนะครับ

 

 

ขั้นตอนที่ 7 การหาขนาดท่อ (ต่อ)

จากตัวอย่าง
โซน 1 มีอัตราการไหลรวม 2.4 ลบ.ม./ชม. เมื่อนำไปเปิดแผนภูมิจะได้ท่อที่เหมาะสมคือ ขนาด 3/4" และ 1" เลือกใช้ท่อ 1" อ่านค่า Head Loss 8 m/100 m

โซน 2 มีอัตราการไหลรวม 3.2 ลบ.ม./ชม เมื่อนำไปเปิดแผนภูมิจะได้ท่อที่เหมาะสมคือ ขนาด 1 1/4" อ่านค่า Head Loss 5 m/100 m

โซน 3  มีอัตราการไหลรวม 2.8 ลบ.ม./ชม เมื่อนำไปเปิดแผนภูมิจะได้ท่อที่เหมาะสมคือ ขนาด 1" Head Loss 10 m/100 m

โซน 4  มีอัตราการไหลรวม 2.8 ลบ.ม./ชม เมื่อนำไปเปิดแผนภูมิจะได้ท่อที่เหมาะสมคือ ขนาด 1" Head Loss 10 m/100 m

ท่อที่หาได้เป็นท่อเมน ช่วงท่อที่ออกจากวาล์วเท่านั้นนะครับ เมื่อไปแยกเป็นท่อซับเมนก็ต้องหาขนาดท่อใหม่ตามอัตราการไหลที่เปลี่ยนไป

ส่วนการหา Head Loss นั้น จะใช้ Head Loss ของท่อช่วงที่มากที่สุดเพียงค่าเดียว ใหม่ๆ อาจจะต้องหาทางละช่วงที่สะโซนมาเปรียบเทียบกันว่าโซนไหนสูงที่สุดก็ใช้ค่าของโซนนั้น แต่ถ้าทำบ่อยๆจับทางได้ ก็จะเลือกเอาช่วงที่น้ำเยอะสุดหรือท่อยาวที่สุดมาคิดครับ

มาถึงตอนนี้ ถ้าท่านใดหาขนาดท่อได้ตามนี้ ผมมั่นใจครับว่าท่านสามารถออกแบบระบบน้ำได้แน่นอนครับ และผมเชื่อมั่นว่าระบบน้ำที่ท่านออกแบบหัวฉีดจะฉีดน้ำได้อย่างมีอัตราการไหลและแรงดันเพียงพอแน่นอนครับ

ถ้าท่านไม่คิดหรือคำนวณอะไรเลย เดาเอาทุกอย่าง ทั้ง การเลือหัวซื้อหัว ขนาดท่อ ขนาดปั๊มน้ำ โอกาสจะจับมาเข้าระบบกันแล้วใช้งานได้อย่างสัมพันธ์และเหมาะสมนั้นยากพอๆกับการซื้อหวยครับ

คำถาม...ในการอ่านค่าจากแผนภูมิ ถ้าจุดตัดกันอยู่ระหว่างท่อสองขนาด จะต้องเลือกท่อที่ขนาดใหญ่กว่าเสมอไปหรือไม่
คำตอบ...ไม่เสมอไป ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น ความยาวท่อถ้าเป็นช่วงสั้นๆก็สามารถทำได้ หรือเงินลงทุน (อันนี้สำคัญที่สุด)

 

 

 

ขั้นตอนที่ 8 การหาเวลาในการให้น้ำ ก่อนจะหาเวลาในการให้น้ำนั้น จะต้องหาอัตราการตก (Precipitation Rate, PR) ของน้ำก่อน

ตัวที่ต่าPR โดยสามารถหาได้จาก ปริมาณน้ำที่ตกลงบนพื้นที่ (ลบ.ม.ต่อชม.)/พื้นที่รับน้ำ (ตารางเมตร)

ทั้งนี้สำหรับระบบสปริงเกลอร์ที่มีรูปแบบการวางหัวจ่ายน้ำ 3 รูปแบบ วิธีการหาก็จะเป็นวิธีของใครของมัน ตัวที่ต่างกันก็คือการหาพื้นที่รับน้ำ
 

ขั้นตอนที่ 9 การหาความสามารถในการรับน้ำของดินเทียบกับเวลาในการให้น้ำ ค่านี้จะบอกว่าน้ำมีความสามารถในการรองรับน้ำได้หรือน้ำสามารถซึมลงไปได้ทันกับปริมาณน้ำที่เราเปิดให้หรือไม่ ถ้าไม่ได้ก็ต้องแบ่งรอบการเปิดน้ำใหม่ใหม่

สำหรับขั้นตอนที่ 8 และ 9 นั้น ในการบรรยายหรือใช้สอนให้บุคคลทั่วไปหรือเกษตรกรฟังนั้นผมมักจะข้ามไป เพราะผมเห็นว่าเกินความจำเป็นและยากเกินไป เพียงแค่แต่ละท่านสามารถทำได้ถึงขั้นตอนที่ 7 ก็ถือว่าประสบความสำเร็จแล้วครับ


เพื่อให้เข้าใจง่ายในการเลือกขนาดท่อ ผมจะขยายความเพิ่ม โดยเอาตัวอย่างโซน 3 มาหาให้ดู





จากในรูปใส่ปริมาณน้ำในแต่ละช่วงท่อที่ต้องส่งไปให้หัวจ่ายน้ำเพื่อให้หัวจ่ายน้ำทำงานตามที่ออกแบบ เมื่อเรารู้ปริมาณน้ำหรืออัตราการไหลในแต่ละช่วงท่อแล้วเราก็สามารถหาขนาดท่อได้ง่าย โดยนำไปจิ้มดูในแผนภูมิท่อ

เมื่อทราบอัตราการไหลในท่อเราก็ค่อยๆ เลือกขนาดท่อทีละช่วงออกมาได้




ในรูปนี้ ถ้าช่วงท่อที่ได้อยู่ระหว่าง 2 ขนาดผมจะใช้วิธีเลือกท่ขนาดใหญ่ และทำการหา Head Loss ในท่อพร้อมไปด้วย

ถ้าใครลองหาตามผม จะสังเกตเห็นว่าทำไมช่วงแรกผมจึงใช้ท่อ 1 1/2" แทนที่จะใช้ท่อ 1" หรือ ท่อ 1 1/4"
- จริงๆ ถ้าเลือกใช้ท่อขนาด 1" ก็ได้ แต่ถ้าผมจะเผื่อท่อ ขนาด 1 1/4" นั้นอุปกรณ์ต่างๆหาได้ยาก จึงเลือกขยับมาใช้ 1 1/2" แทน

ให้สังเกต Head Loss ที่เกิดขึ้น จะพบว่าในระบบท่อมี Loss น้อยมาก เพียง 0.1 บาร์ (ท่อตรง)    


แต่หากเราไม่ต้องการเผื่อขนาดท่อ ก็สามารถทำได้เช่นกันครับ ลองดูในรูปนะครับ


จากในรูปจะเห็นว่าท่อช่วงต้น จะใช้ 1" เลย ซึ่งปริมาณน้ำนั้นเพียงพอต่อการนำน้ำไปส่งให้หัวทั้งหมด แต่สิ่งที่ต่างจากท่อ 1 1/2" คือ Loss ในระบบ ท่อ 1" นั้น จะเกิด loss มากกว่า เมื่อรวมออกมาทั้งหมดจะได้ประมาณ 0.3 บาร์

ทั้งนี้ถ้าความท่อยิ่งยาว Loss ก็จะยิ่งสูงตามไปด้วย ดังนั้นต้องพิจารณาดูตามความเหมาะสม

ระบบน้ำสำหรับสวนหย่อมนั้น ปกติระบบท่อและหัวจ่ายน้ำจะฝังไว้ใต้ดิน ดังนั้นต้องพิจารณาและทำอย่างรอบคอบนะครับ เพราะถ้าทุกอย่างฝังไปแล้วการแก้จะทำได้ยาก

จากตัวอย่างทั้งหมดที่ผมกล่าวมา แม้จะดูยุ่งยากและวุ่นวาย แต่นี่ก็เพื่อให้เห็นว่าทุกอย่างมีขั้นมีตอนที่ชัดเจน ถ้าเราทำตามขั้นตอนความยากก็จะน้อยลง ถ้าทำตามขั้นตอนที่ผมแนะนำแม้จะไม่ได้แบบ 100% แต่ผมก็มั่นใจว่าระบบจะสามารถใช้งานได้แน่นอน หมดปัญหาน้ำออกน้อย หรือออกไม่เท่ากันในแต่ละหัวจ่าย

อย่าลืมนะครับ การทำให้น้ำออกนั้นง่าย แต่การทำให้ออกได้ตามปริมาณและแรงดันที่เราต้องการนั้นไม่ง่าย ผมหวังว่ากระทู้นี้จะช่วยให้หลายๆ ท่าน ที่ประสบปัญหาเรื่องการวางระบบ การจะเลือกใช้ท่อ หรือผู้ที่สนใจเข้ามาดู คงได้เทคนิค ขั้นตอนและวิธีการในการนำไปใช้จริงนะครับ

ทั้งนี้รายละเอียดที่ผมกล่าวไปนั้น เป็นเพียงส่วนหนึ่งของการออกแบบระบบน้ำ ซึ่งในการออกแบบจริงๆ มีรายละเอียดปลีกย่อยอีกพอสมควร ซึ่งผมเองไม่ได้กั๊กหรือหวงเอาไว้ แต่ผมเห็นว่าเพียงเท่านี้ก็เพียงพอที่นำไปใช้งานแล้ว หากใส่รายละเอียดที่มากกว่านี้จะทำให้สับสนและท้อใจไปเปล่าๆ ในส่วนที่ยากหรือระบบที่ใหญ่และซับซ้อนกว่านี้เอาไว้ให้เป็นหน้าที่ของผู้ที่ชำนาญไปจะดีกว่า ในการทำงานของผมที่ผ่านมา ผมสังเกตเห็นว่า ผู้คนส่วนใหญ่ให้ความสำคัญกับการ คัดเลือกเมล็ดพันธุ์ที่ดี การเตรียมดินและการปรับปรุงดินให้ดี การใส่ปุ๋ย การหาเทคนิควิธีการต่างๆ มาใช้ในการปลูกพืช ด้วยหวังว่าผลผลิตจะออกมาได้อย่างที่หวัง...

แต่ขณะเดียวกันผู้คนกลับให้ความสนใจในเรื่องระบบการให้น้ำในอันดับท้ายๆ เพราะคิดว่าเป็นเรื่องที่ง่าย เพียงแค่ซื้อปั๊มซื้อท่อมาต่อน้ำก็ไหลแล้ว ด้วยเหตุผลนี้ผู้คนที่ปลูกพืชเลยละเลยองค์ความรู้ด้านระบบน้ำ แม้แต่ภาครัฐเองที่บอกว่าส่งเสริมด้านแหล่งน้ำหรือระบบน้ำเอง ก็ให้ความสำคัญกับเรื่องนี้น้อยมากๆ ลองดูหลักสูตรการอบรมของแต่ละกระทรวง ทบวง กรม ได้ จะเห็นว่าส่วนใหญ่จะเป็น เรื่องการปลูกพืช ดิน โรคและแมลง และปุ๋ย เป็นส่วนใหญ่ เรื่องระบบน้ำนั้นมีน้อยมากๆๆๆๆๆ ซึ่งในมุมมองของคนทำงานเรื่องระบบน้ำแล้ว ผมว่าในการปลูกพืชนั้นหากขาดเรื่องระบบน้ำแล้วการจะประสบผลสำเร็จไม่ใช่เรื่องง่ายเลย

ผมอยากให้ลองพิจารณาดู ว่าอะไรที่ทำให้ผลผลิตทางการเกษตรเพิ่มขึ้นได้ง่ายที่สุด ไม่ใช่พันธุ์ ไม่ใช่ปุ๋ย ไม่ใช่ยา แต่เป็นน้ำครับ น้ำเป็นหลักประกันในการปลูกพืชมากกว่าอย่างอื่นๆ การมีน้ำและการจัดการน้ำที่ดีสามารถเพิ่มผลผลิตได้พืชที่เราปลูกจะได้ผลผลิตง่ายกว่าปัจจัยอื่น ลองดูตัวอย่างง่ายๆ การปลูกอ้อยหรือมันสำปะหลัง พื้นที่ที่ทำระบบน้ำกับพื้นที่ที่ปล่อยตามมีตามเกิด ผลผลิตที่ได้ต่างกันมากแค่ไหน บางพื้นที่ที่จัดการเรื่องน้ำได้ดีสามารถเพิ่มผลผลิตได้มากกว่า 2 เท่า ทั้งที่ใช้ปุ๋ยและพันธุ์เหมือนเดิม...

แม้ว่าปัจจุบันเกษตรกรเมืองไทยจะให้ความสนใจเรื่องระบบน้ำมากขึ้นกว่าสมัยก่อนมาก แต่ก็ยังขาดองค์ความรู้เรื่องระบบน้ำที่ถูกต้องอยู่มาก ต้องอาศัยประสบการณ์ลองผิดลองถูกกว่าจะประสบผลสำเร็จ ซึ่งในความเป็นจริงสามารถเรียนรู้ได้ หลายต่อหลายคนทำไปก็ท้อใจ พาลให้คิดว่าการปลูกพืชเป็นเรื่องหนักหนาสาหัส เลิกอาชีพนี้ไปเลยก็มี...

หากใครซักคนที่เข้ามาอ่านแล้วสามารถนำไปใช้ได้จริงแม้ส่วนใดส่วนหนึ่ง ผมก็ดีใจมากแล้วครับ
   
เท่านี้ก็เป็นอันเสร็จสิ้นการออกแบบระบบน้ำแบบสปริงเกลอร์ POP UP ครับ ลองทำกันดูนะครับ  ไม่ยากเกินไปแน่นอน 

 

 

                                                                                                   นายธราวุฒิ  ไก่แก้ว

                                                                                                     วิศวกรการเกษตร

                                                                                     สำนักงานการปฏิรูปที่ดินเพื่อเกษตรกรรม    

                                                                                                   ๑๙ มกราคม ๒๕๕๖