การประเมินสภาพฝายด้วยเทคนิควิธีดัชนีสภาพและกระบวนการวิเคราะห์ลำดับชั้นWeir Condition Assessment by Condition Index Method and Analytic Hierarchy Process

Abstract

เนื่องจากการตรวจและประเมินสภาพฝายยังไม่มีแนวทางปฏิบัติที่ชัดเจน การศึกษาครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อหาแนวทางการตรวจสภาพฝาย โดยเลือกฝายของกรมชลประทานจำนวน 58 แห่ง เป็นกรณีศึกษา ในการประเมินแบ่งองค์ประกอบฝายออกเป็น 5 องค์ประกอบหลัก ได้แก่ ส่วนป้องกันเหนือน้ำ ส่วนเหนือน้ำ ส่วนควบคุมน้ำ ส่วนท้ายน้ำ และส่วนป้องกันท้ายน้ำ 16 องค์ประกอบย่อย และ 1 ในองค์ประกอบย่อย คือ ประตู/ช่องระบายทราย ถูกแบ่งเพิ่มออกเป็น 4 องค์ประกอบย่อยและทำการประเมินสภาพความเสียหายของแต่ละองค์ประกอบย่อย โดยพิจารณาจากสภาพความเสียหาย ซึ่งเกิดจากการกัดเซาะ การทรุดตัว การแตกร้าว ฯลฯ รวม 10 สภาพความเสียหาย โดยทำการแบ่งเกณฑ์คะแนนสภาพความเสียหายออกเป็น 4 ระดับ โดยใช้คะแนน 1 ถึง 4 โดย 1) คือ สภาพสมบูรณ์หรือระดับปกติ 2) คือ สภาพความเสียหายเพียงเล็กน้อย 3) คือ สภาพความเสียหายระดับที่ต้องติดตามประเมินความปลอดภัยในการใช้งานเป็นพิเศษแต่ยังสามารถรอการซ่อมแซมได้ และ 4) คือ สภาพความเสียหายมาก จนมีผลต่อความปลอดภัย และต้องการซ่อมแซมทันที จากนั้นนำผลการตรวจสภาพฝายมาประเมินความมั่นคงโดยใช้ 4 เกณฑ์ความมั่นคง ประกอบด้วย 1) การกัดเซาะภายในตัวฝาย 2) การเลื่อนตัว 3) การพลิกคว่ำ และ 4) การรับน้ำหนักกดของดินใต้ฐาน และใช้กระบวนการวิเคราะห์ลำดับชั้น (Analytic Hierarchy Process) เพื่อหาค่าน้ำหนักความสำคัญของเกณฑ์ และองค์ประกอบต่างๆ โดยใช้ความเห็นของ 9 ผู้เชี่ยวชาญ และสุดท้ายทำการประเมินค่าดัชนีสภาพฝายจากผลรวมของผลคูณระหว่างคะแนนสภาพความเสียหาย และน้ำหนักความสำคัญของเกณฑ์ และ/หรือองค์ประกอบในแต่ละชั้นผลการประเมินค่าน้ำหนักองค์ประกอบพบว่า ส่วนป้องกันเหนือน้ำ (Upstream Protection Section) และส่วนป้องกันท้ายน้ำ (Downstream Protection Section) คือองค์ประกอบหลักมีน้ำหนักความสำคัญมากกว่าอีก 3 องค์ประกอบ ผลการประเมินค่าดัชนีสภาพของฝายทั้ง 58 แห่ง พบว่า ฝายจำนวน 52 แห่ง มีค่าดัชนีสภาพอยู่ในช่วง 3.00–3.94 หรือสภาพฝายมีความเสียหายเล็กน้อย และพบว่า ฝายจำนวน 6 แห่ง มีค่าดัชนีสภาพอยู่ในช่วง 2.57–2.98 หรือสภาพฝายมีความเสียหายระดับที่ต้องติดตามประเมินความปลอดภัยเป็นพิเศษ นอกจากนี้ผลการวิจัยพบว่า ค่าดัชนีสภาพฝายจากการศึกษานี้สามารถใช้ระบุสภาพฝายว่าอยู่ในสภาพดี หรือมีองค์ประกอบใดที่ต้องติดตาม แก้ไข หรือปรับปรุง และสามารถนำไปใช้ในการกำหนดระดับความสำคัญในการจัดสรรงบประมาณในการซ่อมแซมหรือปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

Since there is no clear practical approach for the inspection and assessment of the weir condition, this study proposes an approach for assessment of weir condition. There were 58 weirs selected as the case study. By this assessment approach, the weir was divided into 5 main components (Upstream Protection Section, Upstream Concrete Section, Control Section, Downstream Concrete Section and Downstream Protection Section), 16 sub-components and 1 of the sub-components are Sluice Gate/Sand Sluice which was divided into 4 minor sub-components. The conditions of each sub-component were visually assessed by the damage conditions due to erosion, settlement, cracking, etc. categorized by 10 damage conditions defined by this approach. There were 4 levels of damage condition classified by scores 1) to 4: 1 is a perfect or the normal condition; 2) is minor damage; 3) is In the damage condition that special monitoring is required, but a repair can be postponed; and 4) is a seriously damaged condition affecting safety operation and immediate repair is required. The scores from the weir damage assessment were evaluated by 4 weir stability criteria, 1) including stability against Piping, 2) Sliding, 3) Overturning and 4) Bearing Capacity. The Analytic Hierarchy Process (AHP) was used to determine the priority weights of the criteria and various weir components and sub-components using 9 expert opinions. Finally, the weir condition index was calculated from the total a sum of product between the condition, damage scores and weights of criteria and/or components and in each level of the hierarchy. The assessment results showed that Section 1 (Upstream Protection Section) and Section 5 (Downstream Protection Section) got higher priority weight than the other 3 main components. The condition index study of 58 weirs showed that there were 52 weirs with the condition index in the range of 3.00–3.94 indicating minor damage and the other 6 weirs having the condition index in the range of 2.57–2.98 indicating the damage being started and special monitoring and evaluation required. Furthermore, the research result shows that the weir condition index developed in this study is useful to classify the conditions of the weir, whether it is in good condition or any components/sub-components require repair and the weir condition index can be used for budget allocation for repairing and improving the weir condition.