Slide 1

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 2

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 3

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 4

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 5

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 6

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 7

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 8

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 9

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 10

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 11

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 12

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 13

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 14

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 15

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 16

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 17

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 18

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 19

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 20

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 21

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 22

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 23

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 24

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 25

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 26

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 27

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 28

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 29

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 30

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 31

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 32

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 33

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 34

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 35

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 36

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 37

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 38

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 39

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 40

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 41

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 42

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 43

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 44

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 45

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 46

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 47

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 48

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 49

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 50

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 51

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 52

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 53

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.


Slide 54

มาตรฐานการคานวณออกแบบ
ระบบส่ งนา้ และระบายนา้

ระบบส่ งน้าแบ่ งอย่ างง่ ายๆ ออกเป็ น 2 ระบบ คือ
1. ระบบเปิ ด หรื อระบบคลองส่ งน้ ำ ซึ่ งเป็ นกำรส่ งน้ ำด้วย
gravity
2. ระบบปิ ดหรื อระบบท่อส่ งน้ ำรับแรงดัน

การออกแบบคลองส่ งนา้

คลองส่ งน้า แบ่ งออกเป็ น 2 ชนิด คือ
1. คลองดิน

2. คลองดำดด้วยวัสดุต่ำงๆ

แบ่ งคลองตามความสั มพันธ์ ระหว่ างระดับผิวดินกับ
ระดับนา้ สู งสุ ด ได้ อกี 3 ประเภท คือ
1. คลองประเภทจมดิน
2. คลองประเภทกึ่งลอย
3. คลองลอยหรื อเหมืองฟู

ขั้นตอนการทางานสาหรับของผู้ออกแบบ
ศึกษำข้อมูลเบื้องต้น
วำงแนวคลองส่ งน้ ำ
คำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

คำนวณหำขนำดคลองส่ งน้ ำ

การวางแนวคลองส่ งน้า
 คลองส่ งน้ ำสำยใหญ่
 คลองซอย
 คลองแยกซอย

การคานวณปริมาณน้าเพือ่ การออกแบบ

Qrequire =

ค่ำชลภำระ x พื้นที่ชลประทำน

Qdesign

1.1 x Qrequire

≈

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

การคานวณหาขนาดคลองส่ งน้า
โดยที่ Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองส่ งน้ ำ (ม.2)
อัตรำเร็ วเฉลี่ยของน้ ำในคลอง (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ควำมขรุ ขระ (กำหนดได้ตำมสภำพพื้นที่ผวิ คลอง)
0.018 (สำหรับคลองดำดคอนกรี ต)
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
1. ลำดท้องคลอง (S)
โดยปกติกำหนดระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:10,000
2. รู ปตัดขวำงของคลองส่ งน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 0.5 – 2.0
3. ควำมกว้ำงคันคลอง
ขึ้นอยูก่ บั กำรใช้งำน

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
4. ควำมลำดคันคลองส่ งน้ ำ
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมไม่เกิน 2.00 ม ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 1.5
 คันคลองสูงกว่ำดินเดิมเกิน 2.00 ม. ใช้ลำดด้ำนข้ำง = 1 : 2.0
5. ระยะเผือ่ พ้นน้ ำ (Freeboard)
 ค่ำควำมสูงของคันคลอง คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสู งสุ ดจนถึง
ระดับคันคลองส่ งน้ ำ
 ค่ำของขอบคอนกรี ตดำด คือ ระยะที่วดั จำกระดับน้ ำสูงสุ ดจนถึง
ขอบคอนกรี ตดำด

ตารางแสดงค่ า Freeboard ของคลองส่ งนา้ ดาดคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม.3/วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 10.00
> 10.00

Freeboard ของขอบคอนกรี ตดำด Freeboard ของคันคลอง
(ม.)
(ม.)
0.15
0.20
0.25
0.35
0.50

0.45
0.60
0.70
0.85
1.00

เกณฑ์ กาหนดขนาดคลองส่ งน้าดาดคอนกรีต
6. ความโคงของคลองส
้
่ งน้า
โดยทัว่ ไปกาหนดไวไม
้ น
่ ้ อยกวา่ 3 เทา่
ของความกวางหน
้
้ าตัดผิวน้าในคลอง
ทีร่ ะดับน้าใช้การเต็มที่ (F.S.L.)
7. ความหนาของคอนกรีตดาดคลอง

ตารางแสดงความหนาของคอนกรีตดาด และความ
ยาวของแผ่ นคอนกรีต
ปริ มำณน้ ำ
(ม3. / วินำที)
< 1.00
1.00 – 2.50
2.50 – 5.00
5.00 – 15.00
15.00 – 40.00

ควำมหนำของ
ควำมยำวของ
แผ่นคอนกรี ต (ซม.) แผ่นคอนกรี ต (ม.)
6
6
7
7
8

3.00
3.00
3.00
3.50
4.50

ปี กข้ำงคลอง
(ซม.)
15
20
20
30
30

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรควบคุม และอำคำรจ่ำยน้ ำในระบบส่ งน้ ำ
1. ปตร. หรื อ ทรบ. ปำกคลอง (Head Regulator)
2. อำคำรทดน้ ำ (Check Structure)
3. อำคำรน้ ำตก หรื อ รำงเท (Drop Structure or Inclined Structure)
4. สะพำนน้ ำ (Flume)
5. อำคำรทิ้งน้ ำ (Wasteway)
6. ท่อส่ งน้ ำเข้ำนำ (FTO)
7. ทรบ. ปลำยคลอง (Tail Regulator)

อาคารชลประทานในระบบส่ งน้า
 อำคำรตัดผ่ำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงสัญจร
1. ท่อลอดถนน (Road Culvert)
2. ไซฟอน (Siphon)
3. สะพำนต่ำงๆ
 ตัดผ่ำนทำงน้ ำธรรมชำติ
1. ท่อลอดคลองส่ งน้ ำ (Drain Culvert)
2. อำคำรรับน้ ำป่ ำ (Drain Inlet)

วิธีการออกแบบ
ท่ อส่ งนา้ ชลประทานรับแรงดัน

ขั้นตอนการออกแบบท่ อส่ งน้าชลประทานรับแรงดัน
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ งพร้อมประมำณน้ ำต้นทุน
คำนวณขนำดท่อ
คำนวณกำรสูญเสี ยพลังงำนในเส้นท่อทั้งระบบ
คำนวณลำด Hydraulic Grade Line ตำมแนวท่อทั้งระบบ
คำนวณ และออกแบบอำคำรประกอบในระบบท่อที่จำเป็ น
คำนวณหำค่ำ Water Hammer
คำนวณชั้นคุณภำพของท่อที่ใช้ในระบบส่ งน้ ำรับแรงดันทุก ๆ สำย
คำนวณขนำดของเครื่ องสูบน้ ำ

1. คานวณปริมาณน้าที่จะส่ งพร้ อมประมาณน้าต้ นทุน
คำนวณปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรเพำะปลูก
 ควำมต้องกำรใช้น้ ำเพื่อกำรอุปโภค-บริ โภค
ประมำณน้ ำต้นทุนเฉลี่ย
 กำหนดไว้ในรำยงำน
 คำนวณ

2. คานวณขนาดท่ อ
หำได้จำก Q = AV
D

2

และ

A =

เมื่อ

Q = ปริ มำณน้ ำที่จะส่ ง (ม.3/วินำที)

4

A = พื้นที่หน้ำตัดท่อ (ม.2)
V = ควำมเร็ วน้ ำในท่อ (ม./วินำที)
D = เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในท่อ (ม.)

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยหลัก (Major Loss)
hf = 

L V

2

D 2g

เมื่อ hf = กำรสูญเสี ยหลัก (ม.)
=
L =
D =
V =
g =

แฟคเตอร์ของควำมเสี ยดทำน จำก Moody Diagram
ควำมยำวท่อ (ม.)
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยในของท่อ (ม.)
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

Moody Diagram

3. คานวณการสู ญเสี ยพลังงานในเส้ นท่ อทั้งระบบ
 กำรสูญเสี ยรอง (Minor Loss)
hm = K
เมื่อ hm
K
V
g

=
=
=
=

V

2

2g

กำรสูญเสี ยรอง
สัมประสิ ทธิ์ของกำรสูญเสี ย
ควำมเร็ วในกำรไหล (ม./วินำที)
อัตรำเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดของโลก (ม./วินำที2)

4. คานวณลาด Hydraulic Grade Line ตามแนวท่ อ
ทั้งระบบ
Hydraulic Grade Line

=

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรว มของระบบ
ควำมยำวท่อ

ควำมสูญเสี ยพลังงำนรวม = กำรสูญเสี ยหลัก + กำรสูญเสี ยรอง

5. คานวณ และออกแบบอาคารประกอบในระบบท่ อ
ที่จาเป็ น






Thrust Block
ตอม่อและคำนรับท่อ
บ่อดักตะกอน
ข้อต่อคอนกรี ตรับแรงดัน
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
Water Hammer เกิดจำก
 กำรเปิ ด และ ปิ ด (สนิทหรื อเป็ นบำงส่ วน) ของประตูน้ ำ (Valve)







กำรเริ่ มต้น และกำรหยุดของเครื่ องสูบน้ ำ
กำรเปลี่ยนแปลงควำมเร็ วของ Turbine
กำรเปลี่ยนระดับของแหล่งน้ ำ
ปฏิกิริยำลูกคลื่นของแหล่งน้ ำ (Reservoir Water Action)
ฯลฯ

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
ควำมดัน Water Hammer หำได้จำกสมกำร
P =

cV
2.31g

เมื่อ P = ควำมดัน Water Hammer (ปอนด์/นิ้ว2)
V = ควำมเร็ วที่แปรรู ปสูงสุ ด (ฟุต/วินำที)
g = ควำมเร่ งเนื่องจำกแรงดึงดูดระหว่ำงวัตถุ
(Acceleration of Gravity) มีค่ำ 32.2 ฟุต/วินำที2

6. คานวณหาค่ า Water Hammer
c =

4,660
1

bd
et

เมื่อ c = ควำมเร็ วคลื่น (ฟุต/วินำที)
b
d
e
t

=
=
=
=

Bulk Modulus ของน้ ำ มีค่ำ 300,000 ปอนด์/นิ้ว2
เส้นผ่ำศูนย์กลำงภำยใน (ID) ของท่อ (นิ้ว)
พิกดั ควำมยืดหยุน่ (Modulus of Elasticity) ของท่อ
ควำมหนำของท่อ (นิ้ว)

7. คานวณชั้นคุณภาพของท่ อ
แรงดันสูงสุ ดของท่อแต่ละสำย = Water Hammer + Pressure Head
โดยใช้

F.S.

= 1.5

8. คานวณขนาดของเครื่องสู บนา้
เฮดรวมของเครื่ องสู บน้ ำ = Static Head + ควำมดันลดอื่นๆ
คำนวณขนำดมอเตอร์ที่ใช้กบั เครื่ องสู บน้ ำได้จำกสู ตร

HP =

Q.H

273 η

เมื่อ HP = แรงม้ำของมอเตอร์

Q
H


= อัตรำกำรไหล (ม.3/ชม.)
= แรงดันสุ ทธิ (ม.)
= ประสิ ทธิ ภำพของเครื่ องสู บน้ ำ

แสดงจุดทีค่ วรติดตั้งวาวล์ ไล่ อากาศ Air Valve
จุ ด ที่ ควรติ ด ตั้ ง Air Valve

กม.0+000 ของระบบส่ งน้ า รั บ แรงดั น
แนวระดั บ น้ า

ทุ ก ระยะที่ ความยาวท่ อ เกิ น 1,000 เมตร
หรื อตามความเหมาะสม

กม.22+000

บริ เวณ ระดั บ สู งสุ ดของท่ อ
เส้ น Hydraulic Grade Line (H.G.L.)

บริ เวณ จากสู งไปต่า

บริ เวณ จุ ด จากต่า ไปสู ง

ปลั๊ ก ปิ ดปลายท่ อ

หมายเหตุ โดยทั่ ว ไปหลั ง ท่ อ จะต่า กว่ า ระดั บ ดิ นเดิ มประมาณ 0.60 เมตร เว้ น แต่ ผ่ า นถนนต้ อ งฝั ง ลึ ก 1.20 เมตร

การออกแบบระบบระบายนา้

1.

ข้ อมูลทีใ่ ช้ ในการออกแบบ
 รำยงำนควำมเหมำะสมด้ำนวำงโครงกำร
 แผนที่ 1:50,000 ครอบคลุมพื้นที่โครงกำร
 แผนที่ 1:20,000 1:10,000 หรื อ 1:4,000 ที่แสดงระบบส่ งน้ ำ
ของโครงกำร
 ปริ มำณฝนสูงสุ ด 3 วัน ในคำบกำรย้อนกลับ 5 ปี
 สถิติฝนสูงสุ ด ในคำบกำรย้อนกลับ 10 ปี

2.

หลักเกณฑ์ การวางแนวคลองระบายน้า
วำงไปตำมแนวร่ องน้ ำเดิมหรื อทำงน้ ำธรรมชำติเป็ น
หลัก ซึ่งเป็ นบริ เวณที่ต่ำที่สุดหรื อที่ลุ่มที่สุด

3.

หลักเกณฑ์ การกาหนดตาแหน่ งของอาคารในคลอง
ระบายน้า
อำคำรรับน้ ำเข้ำคลอง หรื อช่องเปิ ดรับน้ ำเข้ำ
อำคำรระบำยน้ ำออก
น้ ำตก (Drop Structure)

ท่อลอดถนน (Road Culvert) หรื อ สะพำนคสล.

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
แบ่งเป็ น 2 ขั้นตอน คือ
4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอก
โครงกำรฯ
 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.1 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำเพื่อกำรออกแบบ

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำหลำกจำกพื้นที่ภำยนอกโครงกำรฯ
โดยใช้สูตร Rational’s Formula
Q = 0.278 CIA
เมื่อ C = สปส. แสดงอัตรำส่ วนระหว่ำงน้ ำท่ำและน้ ำฝน
I = ควำมแรงของฝน (Rainfall Intensity) (มม./ชม.)
A = พื้นที่ระบำยน้ ำ (Catchment Area) (กม.2)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
ค่ำ I ใช้ค่ำช่วงเวลำเท่ำกับ Time of Concentration (Tc)
Tc = (0.87 L3/H)0.385

เมื่อ Tc = Time of Concentration (ชม.)
L = ควำมยำวของร่ องน้ ำ (กม.)
H = ควำมแตกต่ำงระดับของร่ องน้ ำจำกต้นน้ ำถึงจุด
ที่พิจำรณำ (ม.)

แสดงค่ าสั มประสิ ทธิ์นา้ ท่ า C ทีใ่ ช้ ในสู ตร Rational’s Formula

แสดงระยะเวลาการไหลรวมตัวของนา้ ท่ า

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

 กำรคำนวณปริ มำณน้ ำจำกพื้นที่ภำยในโครงกำรฯ
คำนวณหำค่ำ Drainage Modulus จำกสูตร

R  70 x1,600
qd =
86,400xT

เมื่อ qd = Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )

R = ปริ มำณฝน (มม.)
T = ระยะเวลำที่ยอมให้แปลงนำมีน้ ำท่วมขัง (วัน)

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
Q
เมื่อ Q
qd
A


=
=
=
=
=

qd A/1000
ปริ มำณน้ ำที่ตอ้ งระบำย (ม.3/วินำที)
Drainage Modulus (ลิตร/วินำที/ไร่ )
พื้นที่ระบำยน้ ำ (ไร่ )
Reduction Factor

กำหนดให้

Qdesign ≈ 1.1 x Qrequire

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า

4.2 กำรคำนวณหำขนำดคลอง

จำก

Q

=

AV

และจำก Manning’s Formula
V

=

1
n

2
3

R S

1
2

4.

เกณฑ์ การออกแบบระบบระบายน้า
โดยที่

Q
A
V
n

=
=
=
=
=
R =
=
P =
S =

ปริ มำณน้ ำ (ม.3/วินำที)
พื้นที่หน้ำตัดของคลองระบำยน้ ำ (ม.2)
ควำมเร็ วของน้ ำในคลองระบำย (ม./วินำที)
ค่ำสัมประสิ ทธิ์ ควำมขรุ ขระ
0.030 – 0.035
ค่ำ Hydraulic Radius
A/P (ม.)
ควำมยำวเส้นขอบเปี ยกของหน้ำตัดน้ ำ (ม.)
ควำมลำดชันของท้องคลอง

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

1. ลำดผิวน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
มีค่ำระหว่ำง 1:1,000 ถึง 1:8,000
2. รู ปตัดตำมขวำงของคลองระบำยน้ ำ
อัตรำส่ วน B/D ที่เหมำะสมอยูร่ ะหว่ำง 1 – 5
โดยที่ B ต้องไม่นอ้ ยกว่ำ 1.00 ม.
โดยทัว่ ไปกำหนดลำดด้ำนข้ำงคลองมีค่ำเท่ำกับ 1:2

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

3. คันคลองระบำยน้ ำ (Spoil Bank)
 ลำดด้ำนข้ำงคันคลอง
ใช้ควำมลำดเอียง 1:2
 ควำมสูงของคันคลอง
ไม่เกิน 1.50 ม

 ควำมกว้ำงของคันคลอง
อย่ำงน้อย 1.50 ม. หรื อแล้วแต่สภำพภูมิประเทศนั้น ๆ

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

4. ชำนคลอง (Berm)
 คลองระบำยน้ ำสำยใหญ่ ต้องมีกำรขุดลอกคลองด้วย
เครื่ องจักร เครื่ องมือ
 ด้ำนที่จะใช้เป็ นทำงวิง่ ของรถขุด กว้ำง 4.00 ม.
 ด้ำนที่ไม่ให้รถขุดวิง่ กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม.
 คลองระบำยน้ ำสำยซอยและแยกซอย ใช้แรงคนในกำรขุด
ลอกบำรุ งรักษำ
 กว้ำงอย่ำงน้อย 1.50 ม. ทั้งสองด้ำน

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

5. เขตคลอง (Right of Way)
เขตคลองห่ำงจำกตีนลำดของคันคลองระบำยน้ ำด้ำนนอก
ออกไปอย่ำงน้อย 2.00 ม
6. ระดับน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ระดับน้ ำในคลอง F.D.L. (Full Drain Level) กำหนดให้ต่ำกว่ำ
ระดับ N.G.L. ประมำณ 0.30 ม.

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

7. ควำมเร็วของน้ ำในคลองระบำยน้ ำ
ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ
V = cDm
โดยที่

V = ควำมเร็ วสูงสุ ดที่ไม่ทำให้เกิดกำรกัดเซำะ (ม./วินำที)
c = สปส. กำรกัดเซำะขึ้นกับชนิดของดิน
D = ควำมลึกของน้ ำในลำคลอง
m = 2/3

5.

เกณฑ์ ที่ใช้ ในการกาหนดออกแบบคลองระบายน้า

8. อื่นๆ
 ควำมสัมพันธ์ของควำมโค้งที่ศูนย์กลำงต่อควำมกว้ำงผิวน้ ำ
ที่ระดับน้ ำสู งสุ ด
กำหนดไว้ไม่นอ้ ยกว่ำ 5 เท่ำ
 กำรลดระดับก้นคลองระบำยน้ ำ
กำหนดให้ลดช่วงละไม่เกิน 0.20 ม.