เขื่อนนามพระราชทาน เขื่อนภูมิพล

"เขื่อนภูมิพล โครงสร้างทางวิศวกรรมอันทรงคุณค่าและเป็นหัวใจสำคัญในการพัฒนาประเทศ"

1.ความเป็นมาของเขื่อนภูมิพล

จุดเริ่มต้น : เดิมมีชื่อว่า "เขื่อนยันฮี" เริ่มทำการสำรวจและศึกษาความเหมาะสมตั้งแต่ปี พ.ศ. 2500 ในสมัยรัฐบาลจอมพล ป. พิบูลสงคราม และเริ่มเปิดดำเนินการก่อสร้างอย่างเป็นทางการเมื่อพระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร เสด็จพระราชดำเนินทรงวางศิลาฤกษ์เมื่อวันที่ 24 มิถุนายน พ.ศ. 2504

การพระราชทานนาม : ต่อมาพระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานนามใหม่ว่า "เขื่อนภูมิพล" เมื่อวันที่ 25 กรกฎาคม พ.ศ. 2500 และประกอบพิธีเปิดเขื่อนเมื่อวันที่ 17 พฤษภาคม พ.ศ. 2507

ที่ตั้ง : ตั้งอยู่ ณ บริเวณเขาแก้ว อำเภอสามเงา จังหวัดตาก กั้นแม่น้ำปิง ซึ่งเป็นต้นน้ำสายสำคัญของแม่น้ำเจ้าพระยา จัดเป็นเขื่อนอเนกประสงค์แห่งแรกของประเทศไทย

2.หลักการทำงานทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม

การเปลี่ยนมวลน้ำมหาศาลให้กลายมาเป็นกระแสไฟฟ้า อาศัยหลักการทางฟิสิกส์และกลศาสตร์ของไหล (Fluid Mechanics) ดังนี้

การแปลงพลังงานศักย์เป็นพลังงานจลน์ 

น้ำที่ถูกกักเก็บไว้ในอ่างเก็บน้ำเหนือเขื่อนซึ่งมีความสูงถึง 154 เมตร จะมี พลังงานศักย์โน้มถ่วง สูงมาก เมื่อปล่อยน้ำไหลผ่านอุโมงค์ส่งน้ำและท่อความดัน (Penstock) ลงมา แรงโน้มถ่วงของโลกจะเร่งให้น้ำเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง เปลี่ยนสภาพเป็น พลังงานจลน์

การหมุนกังหันน้ำ (Mechanical Energy)

กระแสน้ำความเร็วสูงจะพุ่งเข้าปะทะกับใบพัดของ กังหันน้ำ (Turbines) (เช่น ชนิดฟรานซิสและเพลตันที่ติดตั้งอยู่ภายในโรงไฟฟ้าใต้เขื่อน) ทำให้แกนกังหันหมุนด้วยความเร็วสูง เปลี่ยนพลังงานจลน์ของน้ำให้เป็น พลังงานกล

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Induction)

แกนของกังหันน้ำจะต่อเชื่อมเข้ากับโรเตอร์ (Rotor) ของ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เมื่อโรเตอร์หมุนตัดกับสนามแม่เหล็กภายในสเตเตอร์ (Stator) ตามหลักการของไมเคิล ฟาราเดย์ จะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้น จากนั้นจึงส่งกระแสไฟฟ้าผ่านหม้อแปลงไฟฟ้าและระบบสายส่งแรงสูงเพื่อจ่ายไฟสู่บ้านเรือนและอุตสาหกรรมต่อไป

3.ด้านสิ่งแวดล้อมและระบบนิเวศ

พลังงานสะอาดและลดคาร์บอน : การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำช่วยทดแทนการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล (เช่น ถ่านหินและก๊าซธรรมชาติ) ช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและบรรเทาปัญหาภาวะโลกร้อน

ผลกระทบด้านนิเวศและการปรับตัว : การสร้างเขื่อนขนาดใหญ่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ป่าบกเป็นระบบนิเวศแหล่งน้ำปิด ส่งผลต่อเส้นทางอพยพของปลาและการเปลี่ยนแปลงของตะกอนแม่น้ำ

การพัฒนาสู่นวัตกรรมสีเขียว (Hybrid Energy) : ในปัจจุบัน มีการต่อยอดด้วยโครงการติดตั้งระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนทุ่นลอยน้ำ (Floating Solar) ร่วมกับเขื่อนภูมิพล เพื่อใช้พื้นที่ผิวน้ำให้เกิดประโยชน์สูงสุดโดยไม่ต้องใช้พื้นที่ดินเพิ่ม และช่วยลดการระเหยของน้ำในอ่างเก็บน้ำอีกด้วย

4.ประโยชน์อเนกประสงค์ของเขื่อน

ด้านการชลประทานและเกษตรกรรม : กักเก็บน้ำในช่วงฤดูฝนและระบายน้ำช่วยเหลือพื้นที่เพาะปลูกในลุ่มน้ำเจ้าพระยาตอนล่างในช่วงฤดูแล้ง

ด้านการบรรเทาอุทกภัย : ช่วยหน่วงและตัดยอดน้ำหลากในช่วงฤดูน้ำหลาก ไม่ให้มวลน้ำไหลทะลักเข้าท่วมบ้านเรือนและพื้นที่เศรษฐกิจในภาคกลางและกรุงเทพมหานครอย่างรุนแรง

ด้านการผลิตพลังงานไฟฟ้า : มีกำลังการผลิตติดตั้งรวมถึง 779.2 เมกะวัตต์ ช่วยเสริมความมั่นคงและเสถียรภาพให้กับระบบโครงข่ายไฟฟ้าของประเทศ

ด้านการประมงและการท่องเที่ยว : เป็นแหล่งเพาะพันธุ์ปลาน้ำจืดสร้างรายได้ให้กับชุมชนรอบอ่างเก็บน้ำ และเป็นสถานที่ท่องเที่ยวพักผ่อนหย่อนใจที่สำคัญของจังหวัดตาก

5.เรื่องน่ารู้และเกร็ดความรู้เกี่ยวกับเขื่อนภูมิพล

ความโดดเด่นทางสถาปัตยกรรม : เขื่อนภูมิพลเป็น เขื่อนคอนกรีตรูปโค้ง (Concrete Arch Dam) แห่งเดียวในประเทศไทย และเคยได้รับการบันทึกว่าสูงที่สุดในเอเชียอาคเนย์ (ความสูงจากฐานถึงสันเขื่อน 154 เมตร ความยาวสันเขื่อน 486 เมตร)

ความจุอ่างเก็บน้ำมหาศาล : อ่างเก็บน้ำภูมิพลมีความจุสูงสุดถึงประมาณ 13,462 ล้านลูกบาศก์เมตร พื้นที่ผิวน้ำกว้างขวางราว 300 ตารางกิโลเมตร

ระบบสูบกลับ (Pump-Storage) : มีโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ ซึ่งทำหน้าที่สูบน้ำกลับขึ้นไปเก็บไว้บนอ่างเก็บน้ำในช่วงเวลาที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าต่ำ (ช่วงดึก) เพื่อนำกลับมาผลิตไฟฟ้าใหม่ในช่วงเวลาที่ความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด (Peak Hours)

6.บทสรุปเนื้อหาทั้งหมด

เขื่อนภูมิพลนอกจากจะเป็นสิ่งก่อสร้างทางวิศวกรรมชลประทานชิ้นเอกของประเทศที่ใช้หลักการแปลงพลังงานธรรมชาติ (ศักย์ $\rightarrow$ จลน์ กล ไฟฟ้า) แล้ว ยังเปรียบเสมือน "หัวใจหลัก" ในการขับเคลื่อนความมั่นคงทางน้ำและพลังงานของประเทศไทย ตลอดเวลากว่าครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา เขื่อนแห่งนี้ทำหน้าที่ทั้งการผลิตไฟฟ้าสีเขียว การเกษตร การบรรเทาอุทกภัย และการพัฒนาคุณภาพชีวิตของประชาชน ควบคู่ไปกับการปรับตัวสู่นวัตกรรมพลังงานผสมผสานในอนาคตอย่างยั่งยืน