Environment

เรือยนต์ช่วยไล่น้ำได้แค่ไหน?

October 18, 2011

เรือยนต์ช่วยไล่น้ำได้แค่ไหน ?

หลังจากรัฐบาลประกาศโครงการเรือประชาอาสาผันน้ำลงทะเล เมื่อวันที่ 8 ตุลาคม ที่ผ่านมา [1]   หลายคนเกิดข้อสงสัยว่าแนวทางนี้สามารถทำได้จริงหรือไม่ ทำไปแล้วให้จะได้ผลมากน้อยเพียงใด ที่ผ่านมาดูเหมือนทุกคนจะเชื่อว่ามันช่วยได้ในทางทฤษฏี แต่ไม่มีใครรู้แน่ว่ามันช่วยได้มากหรือน้อยแค่ไหน

จนถึงวันนี้ (17 ตุลาคม) หลังจากใช้เรือ 1,149 ลำ ดำเนินการผลักน้ำลงทะเล ข้อสรุปของฝ่ายรัฐบาลคือ “ได้ผลในระดับหนึ่ง” แต่ยังต้องการเรือเพิ่มอีก 75,000 ลำ [2]

แอดมินคิดว่า สิ่งสำคัญต่อการถกเถียงเรื่องนี้อย่างสร้างสรรค์คือการมุ่งไปที่ “ตัวเลข” ซึ่งสามารถวัดได้ พิสูจน์ได้ คิดคำนวณได้ มากกว่าใช้ความเชื่อหรือการประเมินอย่างคลุมเครือเป็นสำคัญ เพราะการวัดผลคือหัวใจของการตัดสินใจอื่นๆทางนโยบาย เช่น ต้นทุนที่เสียไป ผลที่ได้รับ ค่าเสียโอกาส หรือทางเลือกอื่นในการดำเนินการ

ด้วยเหตุนี้ แอดมินจึงพยายามหาคำตอบต่อคำถามข้างต้น โดยมุ่งไปที่คำตอบในเชิงปริมาณ (Quantitative) ให้มากที่สุด แม้จะรู้ดีว่าเป็นไปได้ยากเนื่องจากมีปัจจัยที่เกี่ยวข้องเยอะมาก ซึ่งในทางวิชาการแล้ว การทดลองทำจริงและมีการวัดผลอย่างเป็นระบบ คือหนทางเดียวที่จะศึกษาเรื่องนี้ได้อย่างแน่นอนที่สุด

ในการนี้ แอดมินได้รับความช่วยเหลือจากคุณ มติพล ตั้งมติธรรม (@Matipon Tangmatitham) ผู้ทำการวิเคราะห์ทางฟิสิกส์ในระดับผิวเผินเกี่ยวกับเรื่องนี้ และอนุญาตให้แอดมินนำมาเผยแพร่ สาเหตุที่ว่าผิวเผินเป็นเพราะการวิเคราะห์การไหลของน้ำต้องใช้การทำแบบจำลองเชิงเลข (numerical simulation) มาอธิบายเนื่องจากเป็นระบบที่ซับซ้อนเกินกว่าจะใช้สมการอธิบายได้ในเชิงวิเคราะห์ (analytic) อย่างไรก็ตาม ภายใต้สมมติฐานชุดหนึ่ง (รายละเอียดในบทความฉบับเต็มในไฟล์ PDF) เราสามารถหาคำตอบเบื้องต้นได้ว่าการใช้เรือดันน้ำมีผลมากเพียงใด

จากการวิเคราะห์เบื้องต้นพบว่า

1. หากใช้เรือขนาดใหญ่ระดับ ร.ล. แสมสาร (ระวางขับน้ำ 328 ตัน) 10 ลำ จะทำให้อัตราการไหลของน้ำเพิ่มขึ้นในหลัก 150 ล.บ.เมตร/วินาที หรือประมาณ 3% ในแม่น้ำอุดมคติ (แม่น้ำในชีวิตจริงจะได้ผลน้อยกว่านี้)

2. หากใช้เรือหางยาวหรือเรือหางกุด 1,000 ลำจะให้ผลประมาณ 6% ในแม่น้ำในอุดมคติ

3. ในความเป็นจริง อย่างไรก็ตามตัวเลข 3-6% นี้ยังไม่คิดประสิทธิภาพในการดันน้ำของใบพัด และคำนึงถึงแรงลากของน้ำและการสูญเสียพลังงานไปกับริมตลิ่ง รวมทั้งการที่เทคนิคการดันน้ำจะใช้ได้เฉพาะเวลาน้ำลง คือ น้อยกว่า 12 ชั่วโมง/วัน

ต่อคำถามที่ว่า การเพิ่มอัตราการไหลของแม่น้ำมีผลอย่างไรต่อน้ำท่วม?

หากสมมติว่าเรารวมค่าเบื้องต้นจากเรือหางยาว 1,300 ลำและสรุปว่าโครงการนี้สามารถดันน้ำได้เพิ่มขึ้น 10% ตลอดเวลาดำเนินการ หมายความว่าในเวลาที่เดินเครื่องอยู่นั้น การไหลของน้ำในแม่น้ำเจ้าพระยาจะเพิ่มจาก 4000 ลบ.ม./วินาที เป็น 4400 ลบ.ม./วินาที แต่เมื่อหยุดเดินเครื่องการไหลของแม่น้ำก็จะกลับสู่ระดับปรกติ ดังนั้นหากสมมติว่าเราสามารถเดินเครื่องได้ 12 ชม.ต่อวัน จะหมายความว่าเราสามารถดันน้ำได้เพิ่มขึ้นเป็นค่าเฉลี่ย 5% ต่อวัน หรือเทียบเท่าน้ำปริมาณ 15 ล้านลบ.ม.ที่ไหลเพิ่มลงอ่าวไทยต่อวัน

ตัวเลขนี้อาจจะฟังดูเยอะ แต่ขอให้คำนึงด้วยว่า น้ำมีการไหลลงทะเลโดยธรรมชาติอยู่แล้วประมาณ 300 ล้านลบ.ม. ต่อวัน ถ้าเปรียบเทียบก็คือ ในพื้นที่ที่เดิมทีอาจต้องใช้เวลาสิบวันกว่าน้ำจะลด หากเราดำเนินเครื่องดังกล่าวเป็นเวลาสิบวัน น้ำจะลดลงภายใน 9.5 วัน หรือก็คือน้ำจะลดลงเร็วขึ้นครึ่งวัน ในพื้นที่ๆในสิบวันระดับน้ำอาจจะลดลงไป 10 ซม. ก็จะทำให้ระดับน้ำลดลงไปเพิ่มขึ้น ครึ่งซม.

สำหรับผู้ที่สนใจ สามารถเข้าไปดาวน์โหลดรายละเอียดการวิเคราะห์ทั้งหมดพร้อมความเห็นของผู้วิเคราะห์ได้ที่ลิ้งก์ [3] http://www.whereisthailand.info/download/MT_water_push_final.pdf

สำหรับบทวิเคราะห์แบบรวมผลกระทบของกระแสน้ำในแม่น้ำ (ซึ่งซับซ้อนกว่าแบบอุดมคติ) สามารถดาวน์โหลดได้ที่นี่ http://www.whereisthailand.info/download/MT_water_push_addendum.pdf

ในการทำโครงการใดๆ ผู้รับผิดชอบงานนโยบายต้องประเมินความเป็นไปได้ 3 ระดับเสมอ หากระดับหนึ่งผ่านแล้วจึงค่อยเลื่อนขึ้นไปพิจารณาระดับต่อๆไป ดังนี้

1. เป็นไปได้ในทางฟิสิกส์ไหม? เพราะหากเป็นไปไม่ได้ในทางฟิสิกส์ก็คือขัดหลักธรรมชาติ ไม่สามารถทำได้
2. หากเป็นไปได้ในทางฟิสิกส์ เป็นไปได้ในทางวิศวกรรมไหม?
3. หากเป็นไปได้ในทางฟิสิกส์และวิศวกรรม คุ้มค่าทางเศรษฐกิจไหม?

บางอย่างเป็นไม่ได้ในทางฟิสิกส์ เช่น GT-200
บางอย่างเป็นไปได้ในทางฟิสิกส์ แต่ยังทำไม่ได้ในทางวิศวกรรม เช่น ควอนตัมคอมพิวเตอร์
และบางอย่างเป็นไปได้ในทางฟิสิกส์และวิศวกรรม แต่ไม่คุ้มค่าทางเศรษฐกิจ เช่น ทองคำสามารถสังเคราะห์ขึ้นได้โดยการยิงนิวตรอนพลังงานสูงใส่ธาตุปรอท แต่ทำแล้วไม่คุ้มเพราะแพงกว่าทองคำตามธรรมชาติ

จากการวิเคราะห์ทางฟิสิกส์ข้างต้น เราน่าจะพอเห็นภาพคร่าวๆแล้วว่าภายใต้สมมติฐานแม่น้ำอุดมคติ ที่ไม่มีแรงเสียดทาน ไม่มีการไหลย้อนกลับของน้ำ ไม่มีการสูญเสียพลังงานใดๆในกระแสน้ำ เราต้องการเรือขนาดเล็กอย่างน้อย 2,600 ลำ เดินเครื่องวันละ 12 ชั่วโมง เพื่อผลักน้ำให้ได้เร็วขึ้น 10% 

ในทางวิศวกรรม แม่น้ำในโลกแห่งความเป็นจริงมีแรงเสียดทาน มีการแปรปรวนของกระแสน้ำ มีการสูญเสียพลังงาน ดังนั้นเราจะได้ผลลัพธ์ที่น้อยลงกว่าการคำนวณทางฟิสิกส์ข้างต้น (เช่น อาจได้ผลแค่ 2-3%) หรือไม่ก็อาจต้องการจำนวนเรือเพิ่มมากขึ้นกว่าเดิม

หากลองเหลียวดูต้นทุนของโครงการนี้ แน่นอนว่าต้นทุนหลักคือน้ำมันซึ่งรัฐบาลเสนอว่าจะออกค่าใช้จ่ายให้กับอาสาสมัครทุกคน [4]

หากเราสมมติให้โครงการนี้ทำงานได้เพียง 20% จากกรณีอุดมคติิ (แม่น้ำมีแรงเสียดทาน มีการสูญเสียพลังงาน) เราจะต้องใช้เรือ 13,000 ลำ เดินเครื่อง 12 ชั่วโมง เพื่อผลักน้ำให้ได้มากขึ้น 10% ต่อวัน ซึ่งหากประมาณให้เรือแต่ละลำกินน้ำมันโดยเฉลี่ยขั้นต่ำ 1.5 ลิตรต่อหนึ่งชั่วโมง [5] จะต้องใช้น้ำมันทั้งสิ้น 234,000 ลิตรต่อวัน หรือคิดเป็นเงินประมาณวันละ 6,600,000 บาท

ประเด็นสำคัญอีกประการหน่ึงคือความต่อเนื่อง – โครงการนี้จะให้ผลชัดก็ต่อเมื่อมีการดำเนินการอย่างต่อเนื่อง นั่นแปลว่า สมมติเราต้องต้องใช้เวลา 30 วันในการระบายน้ำทั้งหมดออกทะเล หากเราต้องการไล่น้ำให้เร็วขึ้น 10% เราต้องเดินเครื่องยนต์เรือ 13,000 ลำติดต่อกัน 30 วัน โดยเสียค่าน้ำมันทั้งสิ้น 198 ล้านบาท เพราะหากเราทำเพียงวันเดียว ผลที่ได้จะเท่ากับ 0.3% ของการระบายน้ำปกติ

…………………

เพื่อความชัดเจน ขอสรุปอีกครั้งว่าบทความนี้ต้องการสร้าง “ตุ๊กตา” ทางคณิตศาสตร์ + วิทยาศาสตร์ขึ้นมาตัวหนึ่ง เพื่อให้คนไทยได้วิจารณ์ถกเถียงกันด้วยตัวเลขข้อมูล ไม่ใช่เอาการประเมินอย่างคลุมเครือมาเป็นเครื่องชี้นำ เช่น การใช้คำว่า “ได้ผลในระดับหนึ่ง” เพราะมันต้องคุยกันต่อด้วยว่าได้ผลแค่ไหน มากน้อยเท่าไหร่ และใช้ต้นทุนไปเท่าไหร่

ข้อถกเถียงนี้ สามารถถกเถียงกันได้ทั้งที่เกี่ยวกับ “ตุ๊กตา” ที่แอดมินนำเสนอ (เช่น ตุ๊กตานี้ดีพอไหม ละเอียดพอหรือไม่ ตัวเลขมันเว่อร์ไปไหม ฯลฯ) หรือในแง่ “ความคุ้มค่า” ของต้นทุนที่ตุ๊กตาคำนวณออกมาให้

บทความนี้ไม่ต้องการชี้ถูก-ผิด ไม่ต้องการสรุปว่าตกลงแล้วมันคุ้มหรือไม่คุ้ม

เราต้องการปล่อยให้สังคมถกเถียงแล้วสรุปกันเอง เพียงแต่เราเชื่อว่าต้องถกเถียงกันด้วยข้อมูล การคำนวณ และตัวเลขที่จับต้องได้มากกว่าที่เป็นมา

หมายเหตุ: สำหรับท่านที่ต้องการแลกเปลี่ยนความคิดเห็น ขอเชิญได้ที่ Facebook Page : เรือยนต์ช่วยไล่น้ำได้แค่ไหน ของเราครับ

อ้างอิง
[1] http://www.most.go.th/main/index.php/organization-news/2444.html
[2] http://news.voicetv.co.th/thailand/20871.html
[3] ดาวน์โหลดรายงานการวิเคราะห์ฉบับเต็ม http://www.whereisthailand.info/download/MT_water_push_final.pdf
[4] http://www.most.go.th/main/index.php/organization-news/2444.html
[5] http://www.novabizz.com/NovaIntertrade/OutboardCamouflage.htm

  • http://sirwilliams.org Thailand SEO service

    เป็นเนื้อหาที่ดี และชัดเจนมากๆครับ จากบทความงานเขียนขิ้นนี้ แต่ผมไม่รู้นะครับว่าตัวเลขที่คุณยกมา ถูกต้องมากน้อยเพียงไหน แต่สิ่งที่ผมได้รับจากบทความชิ้นนี้ คือ Rational Thinking ซึ่งตรงกับวิถีการทำงานของผมมากๆ ผมยังเห็นระบบไทยๆ ยังใช้ เซ๊นส์ “ประมาณนั้นแหละ” มาเป็นรูปแบบการทำงาน

  • http://www.facebook.com/darth.prin Prin Niamskul

    ประเด็นเรือดันน้ำ การวิเคราะห์ของในบทความที่นำมายังคร่าวอยู่มากโดย มิได้คิดถึงแรงเสียดทานท้องน้ำ
    ประเด็นที่ต้องเพิ่มในโมเดล ผมเพิ่มผลกระทบของแรงเสียดทานท้องน้ำและได้รับความอนุเคราะห์จากคุณ Sgt Oat ในส่วนของประสิทธิภาพการขับของใบพัดเรือ ผลที่ได้คือกำลังการขับน้ำที่ถ่ายลงไปน้อยกว่าที่ในบทความ Ref 3 ประเมินลงไว้มาก

    ให้ใช้ รล จักรีนฤเบศร มาขับน้ำ เต็มที่ก็เพิ่มความเร็วการระบายน้ำได้ 1%
    รล จักรีนฤเบศร มีกำลังเครื่องที่ 41,600 kW มากกว่าเรือหางยาวทั่วไปที่ 4.13 kW คือ 10,000 เท่า

    บทความที่ผมได้ตั้งและได้มีการถกประเด็นและทำการคำนวณเพิ่มเติมทั้งกับคุณ MT เจ้าของบทความแรก และคุณ Sgt Oat จนได้โมเดลสุดท้ายมาก็ตามนี้ ซึ่งจะยาวสักหน่อย
    http://topicstock.pantip.com/wahkor/topicstock/2011/10/X11233349/X11233349.html 

    บทความในบล็อคของผมซึ่งสรุปเพิ่มจากกระทู้ในพันทิปแต่แรก
    http://nandamization.blogspot.com/2011/10/e0b89be0b8a3e0b8b0qca3e0b8b0q09q08accep.html 

Readery — ร้านหนังสือออนไลน์