วิศวกรรมชายฝั่ง

วิศวกรรมชายฝั่ง เป็นสาขาเฉพาะที่ย่อยออกมาจากวิศวกรรมโยธา ความรู้ที่วิศวกรชายฝั่งสนใจได้แก่

1. คลื่นที่เคลื่อนที่เข้าสู่ฝั่ง ในด้านความสูงคลื่น คาบคลื่น และทิศทางการเคลื่อนที่ของคลื่น
2. ความสูงคลื่นแตกตัว
3. อัตราการเคลื่อนที่ของตะกอนชายฝั่ง
4. การออกแบบสิ่งก่อสร้างชายฝั่งเช่น เขื่อนกันคลื่น (breakwater), รอดักทราย (groin), กำแพงกันคลื่น(seawall), ท่าเรือขนาดใหญ่ (port) ซึ่งจะส่งผลให้สภาพชายฝั่งบริเวณใกล้เคียง กระแสน้ำ และลักษณะคลื่น ได้รับผลกระทบ

ไม่นานมานี้ สำนักงานนโยบายและแผนทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม (สผ.) ได้กำหนดกฎเกณฑ์ให้สิ่งก่อสร้างทุกชนิดที่จะทำการก่อสร้างในทะเล ไม่ว่าจะเป็นท่าเทียบเรือ เขื่อนกันคลื่น กำแพงกันคลื่น เขื่อนหินริมทะเล (รายละเอียด สามารถดูได้จากประกาศของ สผ.) ต้องได้จัดทำรายงานการศึกษาผลกระทบสิ่งแวดล้อม (EIA) ก่อน ดังนั้นวิศวกรรมชายฝั่งจึงเป็นสาขาวิชาความรู้ที่มีความสำคัญและเป็นที่ต้องการในการพัฒนาประเทศและรักษาสิ่งแวดล้อมไปพร้่อมๆ กัน

ในปัจจุบันนี้วิศวกรรมชายฝั่งได้รับความสนใจมาก โดยเฉพาะเหตุการณ์คลื่นยักษ์ถล่มประเทศไทย การคำนวณระยะเวลาที่คลื่นจะเคลื่อนที่จากจุดที่เกิดแผ่นดินไหวจนคลื่นกระทบฝั่งเป็นความรู้พื้นฐานที่สำคัญของวิศวกรรมชายฝั่ง

นอกจากวิศวกรรมชายฝั่งจะเป็นความรู้ที่มีมาแต่อดีต ในปัจจุบันการคำนวณด้วยแบบจำลองคณิตศาสตร์ด้วยคอมพิวเตอร์มีบทบาทอย่างยิ่งในการวิเคราะห์ปัญหาต่างๆ แบบจำลองด้านชายฝั่งที่เป็นที่นิยมได้แก่

1. แบบจำลองที่ใช้เพื่อพยากรณ์แนวชายฝั่งที่ได้รับผลกระทบจากสิ่งปลูกสร้างในทะเล เช่น LITPACK และ Genesis
2. แบบจำลองที่ใช้จำลองการเคลื่อนที่ของคลื่น เช่น MIKE21 PMS และ RCP WAVE
3. แบบจำลองที่ใช้วิเคราะห์ความสูงคลื่นในท่าเรือที่ต้องรวมคลื่นสะท้อน เช่น MIKE21 BW
4. แบบจำลองที่ใช้ในการคำนวณการเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำหรือการฟุ้งกระจายของตะกอนและโลหะหนัก เช่น MIKE21 HD

อย่างไรก็ตามในสังคมปัจจุบัน ความรู้ด้านวิศวกรรมชายฝั่งอย่างเดียวอาจไม่สามารถบริหารจัดการชายฝั่งได้ดี จึงมีแนวคิดที่เรียกว่า การบริหารชายฝั่งแบบบูรณาการ หรือ Integrated Coastal Zone Management เกิดขึ้น

บุคคลที่มีความรู้ด้านวิศวกรรมอย่างเดียวอาจไม่สามารถบริหารจัดการชายฝั่งได้ ดังนั้นผู้จัดการชายฝั่ง (Coastal manager) จึงควรมีความรู้ไม่เฉพาะด้านวิศวกรรมอย่างเดียว แต่ต้องมีความรู้ด้านอื่นด้วย เช่น การบริหารข้อขัดแย้ง (Conflict Resolution) เศรษฐศาสตร์สิ่งแวดล้อม (Environmental Economic), สิ่งแวดล้อม, และการศึกษาด้านนโยบาย (Policy Analysis) เป็นต้น

นอกจากนี้ผลงานตีพิมพ์ระดับนานาชาติของประเทศไทยที่เกี่ยวข้องกับ การแก้ไขปัญหาการกัดเซาะชายฝั่งแบบบูรณาการณ์ ยังมีไม่มาก ตัวอย่างเช่น Saengsupavanich, et al. (2009) ได้ตีพิมพ์ผลงานในวารสารวิชาการนานาชาติ Ocean & coastal management เกี่ยวกับการแก้ไขปัญหาการกัดเซาะชายฝั่งแบบบูรณาการ บริเวณบ้านหน้าโกฏิ อำเภอปากพนัง จังหวัดนครศรีธรรมราช ซึ่งเป็นบทความเชิงประยุกต์ผสมผสานศาสตร์ด้านวิศวกรรม สิ่งแวดล้อม และสังคมเข้าด้วยกัน

บทความทางวิชาการอื่นๆ ได้แก่ เชิดวงศ์ แสงศุภวานิช (2554) ได้ศึกษาการกำบังคลื่นของพื้นที่ก่อสร้างท่าเทียบเรือโดยสารแห่งใหม่ บนเกาะกูด จังหวัดตราด ท่าเทียบเรือเป็นสิ่งก่อสร้างชายฝั่งที่จำเป็นในการขนส่งสินค้าและผู้โดยสาร และมีความสำคัญอย่างยิ่งโดยเฉพาะต่อเกาะที่ตั้งอยู่ห่างจากแผ่นดินใหญ่ เกาะกูด เป็นเกาะที่ใหญ่เป็นอันดับที่ 4 ของประเทศไทย อยู่ในเขตจังหวัดตราด และประสบปัญหาไม่มีท่าเทียบเรือที่สามารถใช้การได้ในฤดูมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ การศึกษาด้านคลื่นลมของวิศวกรรมชายฝั่งได้เข้ามามีบทบาทในการคัดเลือกที่ตั้งพื้นที่ท่าเทียบเรือที่เหมาะสมบนเกาะกูด การศึกษาได้เริ่มจากการสำรวจหยั่งความลึกทะเล การวิเคราะห์ผังลม และ การคำนวณคลื่น(Hindcast) โดยวิธี JONSWAP จากนั้นจึงวิเคราะห์คลื่นที่คาบการกลับ (Return period) ต่างๆ โดยใช้การกระจายตัวแบบ Weibull distribution และประยุกต์ใช้โปรแกรม MIKE 21 PMS เพื่อพิจารณาความสามารถในการกำบังคลื่นลมของแต่ละพื้นที่ทางเลือก วิเคราะห์ร้อยละของเวลาที่ท่าเทียบเรือไม่สามารถเปิดให้บริการได้เนื่องจากคลื่นสูง และวิเคราะห์การกำบังคลื่นในกรณีรุนแรงที่เกิดคลื่นใหญ่รอบ Return period 50 ปี

Saengsupavanich (2012) ได้ใช้แบบจำลองคณิตศาสตร์ LITPACK เพื่อประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อมที่จะเกิดขึ้นกับแนวชายฝั่งบริเวณข้างเคียงเนื่องจากการก่อสร้างเขื่อนหินริมทะเล (Revetment)ความยาว 2,800 เมตร งานวิจัยดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งของการจัดทำรายงานการวิเคราะห์ผลกระทบสิ่งแวดล้อม (EIA)ผลการวิจัยพบว่า ตีนของเขื่อน Revetment ที่ยื่นออกไปในทะเลจะกีดขวางการเคลื่อนที่ของตะกอนในแนวขนานฝั่ง ส่งผลให้ด้านท้าย (Downdrift) เกิดการกัดเซาะขึ้น อย่างไรก็ตามผลกระทบที่เกิดขึ้นเมื่อเทียบกับแนวชายฝั่ง 2,800 เมตรที่ปลอดภัย ถือว่ายอมรับได้

อ้างอิง

• Saengsupavanich, C., 2012. Assessing and Mitigating Impacts of Shore Revetment on Neighboring Coastline. 2012 International Conference on Environment Science and Engieering, IPCBEE vol.32, pp. 24-28.
• Saengsupavanich, C., Chonwattana, S., Naimsampao, T., 2009. Coastal erosion through integrated management: A case of Southern Thailand. Ocean & Coastal Management 52, 307-316.
• เชิดวงศ์ แสงศุภวานิช, 2554. การกำบังคลื่นของพื้นที่ก่อสร้างท่าเทียบเรือโดยสารแห่งใหม่ บนเกาะกูด จังหวัดตราด. วิศวกรรมสารฉบับวิจัยและพัฒนา ปีที่ 22 ฉบับที่ 1, หน้า 17-24.