11 เม.ย. 2022 เวลา 05:50 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

ปัญหาเรือสร้างคลื่นในน้ำตื้น

สวัสดี เรามาจากอนาคต
ในน้ำที่มีความลึกอยู่พอสมควร สัดส่วนมิติหลักและรูปทรงของเรือคือปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อขนาดคลื่นที่ก่อตัวขึ้นจากการที่เรือแล่นไปข้างหน้า แต่สำหรับกรณีเรือแล่นในน้ำตื้น ความลึกของน้ำที่จำกัดนั้น จะเป็นตัวแปรสำคัญที่เพิ่มเข้ามา โดยคลื่นจากตัวเรือในน้ำตื้น (Wave Wash หรือ “คลื่นชะล้าง”) ถูกอธิบายทางทฤษฎีครั้งแรกโดย Thomas H. Havelock ในปี 1908 หรือร้อยปีก่อนที่ผู้เขียนเข้าเรียนในสำนักของท่านที่อังกฤษ
ตัวอย่างคลื่นจากตัวเรือที่ส่งผลกระทบต่อผนังของลำคลอง
คลื่นชะล้างสามารถมีขนาดใหญ่โตขึ้นกว่าที่พบเห็นจากเรือในน้ำลึกอย่างมาก จนก่อปัญหากับริมตลิ่งและความปลอดภัยในบริเวณสัญจร เมื่อมี 2 เงื่อนไขทางอุทกพลศาสตร์ต่อไปนี้เกิดขึ้นพร้อมกัน (Faltinsen, 2005)
1) น้ำมีความลึก น้อยกว่า 40% ของความยาวแนวน้ำของเรือ เช่น ถ้ามีคลองที่มีความลึกเพียง 3 เมตร ผลกระทบจากความตื้นของลำน้ำนี้ จะเกิดน้อยมากกับเรือเล็กที่มียาวแนวน้ำไม่เกิน 7.5 เมตร
2) ตัวเลขของฟรุดเชิงความลึกของน้ำ มีค่าใกล้เคียงหรือเท่ากับ 1.0 ซึ่งสมมูลกับความเร็ววิกฤตของเรือในน้ำตื้น (Critical Speed) เช่น ถ้าใช้เรือที่มีความยาวแนวน้ำ 12 เมตร ผลกระทบจากลำน้ำที่ลึก 3 เมตร จะเกิดน้อยมากในขณะที่เรือแล่นช้ากว่า 17 กม./ชม. หรือ แล่นเร็วกว่า 21 กม./ชม.
ภาพจากตำรา แสดงปรากฏการณ์คลื่นจากตัวเรือที่แล่นในน้ำตื้นโดยใช้ความเร็วใกล้สภาพวิกฤตตามทฤษฎีอุทกพลศาสตร์
ผู้โดยสารต้องการความสะดวกรวดเร็ว แต่เรือไม่สามารถทำความเร็วได้มาก เพราะจะมีผลกระทบต่อชุมชนริมตลิ่ง เป็นเหตุผลทำให้ผู้โดยสารลดลง
ธนายุทธ์ วรรณศิริ เจ้าหน้าที่ตำแหน่งนายท่าคลองภาษีเจริญ
อย่างไรก็ตาม ถ้ามองในทางปฏิบัติ การจำกัดความเร็วของเรือมากเกินไป เพื่อลดผลกระทบจากคลื่น อาจทำให้ธุรกิจเดินเรือสูญเสียความสามารถในการแข่งขัน จนต้องเลิกกิจการไปในที่สุดก็เป็นได้
โดยเฉพาะในกรณีที่แบบของเรือถูกกำหนดไว้ตายตัว ต่อสร้างออกมาจนเสร็จ ใช้งานไปพักหนึ่งแล้วถึงเพิ่งจะมาเข้าใจปัญหาเรื่องนี้ มันก็สายไปแล้ว
ตัวอย่างแบบเรือในลำคลองที่ต้องถูกจำกัดความเร็วลงเหลือแค่ 10 กม./ชม.
สังเกตว่าตอนเริ่มโครงการใหม่ๆ หน่วยงานก็ชอบทำ PR กันไปเรื่อยว่า เรือประหยัดพลังงาน ก่อผลกระทบจากคลื่นต่ำ เพราะเป็นเรือไฟฟ้า ...ซึ่งก็แน่นอนว่าคลื่นน้อย เพราะแล่นช้าหวานเย็นเสียอย่างนั้น... ช้าจนน่าหวาดเสียวว่าจะเจ๊ง

ดูเพิ่มเติมในซีรีส์

โฆษณา