kku engineering journal - thaisciencekku engineering ournal april-une 2012 392 205 (3) กล...

การลดทอนของคลนในปาชายเลนWaveattenuationinmangroveforestsธรรมนญรศมมาสเมอง*Thamnoon Rasmeemasmuang*ภาควชาวศวกรรมโยธาคณะวศวกรรมศาสตรมหาวทยาลยบรพาจงหวดชลบร20131

บทคดยอ

ปาชายเลนเปนระบบนเวศชายฝงทะเลทสำาคญมาก นอกจากนยงทำาหนาทเปนแนวกำาบงคลนบรเวณชายฝงทะเลและ

ลดปญหาการกดเซาะชายฝงทะเลอกดวย บทความนเปนบทความทางวชาการททบทวนการศกษาทผานมาเกยวกบการลด

ทอนของคลนในปาชายเลน โดยบทความนำาเสนอความรเบองตนเกยวกบปาชายเลน ทบทวนกลไกการลดทอนของคลนใน

ปาชายเลน แนววธการศกษาเรองดงกลาว และนำาเสนอผลการศกษาเกยวกบศกยภาพของปาชายเลนในการลดพลงงาน

คลน ในรปของสมประสทธการลดคลน นอกจากนผเขยนไดวเคราะหการศกษาทผานมาและใหขอเสนอแนะสำาหรบการศกษา

ในอนาคตเพอใหไดผลการศกษาทสามารถนำาไปประยกตใชในกรณอนทวไปไดสะดวกมากยงขน

คำาสำาคญ:การลดทอนของคลนการสลายพลงงานคลนสมประสทธการลดคลนปาชายเลน

Abstract

Mangroveforestisveryimportantcoastalecosystem.Furthermore,itfunctionsastheshelterforwavesinthevicinity of

coastal zones and mitigates coastal erosion problems. This paper presents the literature review regarding the wave

attenuationinmangroveforests.Firstly, thepaper introducesthebasicknowledgeaboutmangroveforests;then

reviews the mechanism of the wave attenuation in mangrove forests as well as the methodology of previous stud-

ies. The paper shows the previous outcomes regarding the potential of mangrove forests in reducing wave energy,

intermofthewavereductioncoefficient.Finallyauthoranalyzesthosepreviousresearchesandtenderstherecom-

mendations for future studies in order to be capable applying the results for other general cases.

Keywords:Waveattenuation,Waveenergydissipation,Wavereductioncoefficient,Mangroveforests

Received April 2012

AcceptedJune2012

KKUENGINEERINGJOURNALApri-June2012;39(2):203-212 บทความวชาการ

*Correspondingauthor.Tel.:+66-3810-2222ext.3358

Emailaddress:[email protected],th

KKUEngineeringJournalhttp://www.en.kku.ac.th/enjournal/th/

204 KKU ENGINEERING JOURNAL April-June 2012; 39(2)

1.บทนำา

ปาชายเลนเปนพชพรรณทอยบรเวณแนวชายฝง

ทะเลซงเปนขอบเขตระหวางแผนดนกบทะเล (รปท 1 ก)

ตนไมปาชายเลนมลกษณะพเศษทสามารถอยในสภาวะนำา

ขน-นำาลงของนำาทะเลหรอนำากรอยได ปจจบนมการศกษา

จำานวนมากไดยนยนถงความสำาคญของปาชายเลนในแงมม

ตางๆอยางชดเจน เชน เปนแหลงอาหารและแหลงทอยของ

พชและสตวจำานวนมาก เปนแหลงประมงชายฝงทสำาคญ

เปนตน[1]นอกจากนดวยลกษณะพเศษของระบบรากและ

ลำาตนของตนไมในปาชายเลนทมจำานวนมาก มความสลบ

ซบซอนและยดโยงกบพนโคลนอยางเหนยวแนน (รปท 1ข)

ทำาใหปาชายเลนเปนแนวลดพลงงานคลนลมและกระแสนำา

[2] สรางเสถยรภาพของตะกอนชายฝง และปองกนชายฝง

ทะเลถกกดเซาะไดดวย [3,4] โดยปกตเมอคลนเคลอนตว

เขาใกลชายฝง คลนจะมการลดทอน (Wave attenuation)

เนองจากแรงตานตางๆอยแลวและหากบรเวณชายฝงทะเล

นนอดมไปดวยปาชายเลน ระบบรากและลำาตนทซบซอนน

ยงทำาใหคลนมการสญเสยพลงงานมากขนอก[5]

บทความนเปนการนำาเสนอความรความเขาใจท

ไดจากการศกษาตงแตอดตจนถงปจจบนเกยวกบการลดทอน

ของคลนในปาชายเลน เรมจากความรเบองตนเกยวกบปา

ชายเลน โดยเฉพาะอยางยงปาชายเลนในประเทศไทย

เพอเปนพนฐานในการทำาความเขาใจเกยวกบกลไกการ

ลดทอนของคลนและการศกษาการลดทอนของคลนใน

ปาชายเลนตามดวยผลการศกษาทผานมาเกยวกบศกยภาพ

ของปาชายเลนในการลดพลงงานคลน

2.ความรเบองตนเกยวกบปาชายเลน

ปาชายเลน (Mangroves) เปนปาไมไมผลดใบ

(Evergreenforest)ทอยบรเวณชายฝงทะเลซงเปนแนวเขต

(ก)

(ข)

รปท 1 ปาชายเลนบรเวณศนยศกษาธรรมชาตและอนรกษ

ปาชายเลน เพอการทองเทยวเชงนเวศ จงหวดชลบร

(ภาพถายโดยธรรมนญรศมมาสเมอง)

ระหวางแผนดนกบทะเลในเขตโซนรอน (Tropics) หรอเขต

กงโซนรอน (Subtropics) สามารถทนอยในสภาวะทนำาขน-

นำาลงได เมอนำาขน รากและลำาตนบางสวนของตนไมปาชาย

เลนจะจมอยใตนำา และโผลพนนำาเมอนำาลง พนธไมในปา

ชายเลนสามารถอยกบสภาพนำาเคมหรอนำากรอยบนทราบ

ผนเลน (Tidal flat) ได ระบบนเวศปาชายเลนมลกษณะ

พเศษคอเปนแหลงทอยรวมกนทงสตวบกสตวนำาและสตว

ครงบกครงนำา ทำาใหเกดความอดมสมบรณและความสมดล

ของระบบนเวศเปนอยางด

205KKU ENGINEERING JOURNAL April-June 2012; 39(2)

(3) กลมรากพพอน (Buttress roots) เชน พวกตะบนขาว

(Xylocarpus granatum) ระบบรากทซบซอน ยดแนน

คำายน และโผลพนผนดนของพนธไมปาชายเลนเชนน เปน

กลไกสำาคญประการหนงในกระบวนการลดทอนของคลนใน

ปาชายเลนซงจะกลาวในหวขอตอไป

รปท 2 พนทปาชายเลนตามจงหวดชายฝงทะเลใน

ประเทศไทย[7]

ตารางท1พนทปาชายเลนของประเทศไทยแบงตามภาค[8]

พ.ศ. 2518 พ.ศ. 2529 พ.ศ. 2539 พ.ศ. 2547

(ไร) (ไร) (ไร) (ไร)

กลาง 228,125 195,200 34,057 49,979

ตะวนออก 306,250 174,879 79,113 152,247

ใตฝ�งตะวนออก 221,875 122,772 103,571 170,922

ใตฝ�งตะวนตก 1,198,125 923,674 830,650 1,085,026

รวม 1,954,375 1,416,525 1,047,391 1,458,174

ภาค

ในปาชายเลนมพนธไมแทจรงจำานวนไมมาก เพยง

67ชนดจาก16วงศซงเกอบทงหมดเปนไมทมความสงปาน

กลางและไมพมในประเทศไทยมพนธไมปาชายเลน40ชนด

จาก 14 วงศ และประมาณครงหนงของไมตนและไมพมท

เปนพนธไมปาชายเลนจากวงศทสำาคญเพยง 3 วงศเทานน

[6] คอ วงศเหงอกปลาหมอ (Acanthaceae) 6 ชนด ไดแก

แสมขาว(Avicenniaalba)แสมดำา(Avicenniaofficinalis)

แสมขน(Avicennialanata)แสมทะเล(Avicenniamarina)

เหงอกปลาหมอดอกขาว (Acanthus ebracteatus) และ

เหงอกปลาหมอดอกมวง (Acanthus ilicifolius) วงศไม

โกงกาง (Rhizophoraceae) 10 ชนด ไดแก โกงกางใบ

เลก (Rhizophora apiculata) โกงกางใหญ (Rhizophora

mucronata) พงกาหวสมดอกขาว (Bruguiera sexangula)

พงกาหวสมดอกแดง (Bruguiera gymnorrhiza) พงกา

หวสมดอกชอ (Bruguiera hainesii) ถวขาว (Bruguiera

cylindrical) ถวดำา (Bruguiera parviflora) โปรงขาว

(Ceriops decandra) โปรงแดง (Ceriops tagal) และรง

กะแท(Kandeliacandel)และวงศไมตะแบก(Lythaceae)

5 ชนด ไดแก ลำาพ (Sonneratia caseolaris) ลำาแพน

(Sonneratia ovata) ลำาแพนทะเล (Sonneratia alba)

ลำาแพนหน(Sonneratiagriffithii)และเทยนทะเล(Pemphis

acidula)ทวโลกมพนทปาชายเลนประมาณ105ลานไร โดย

ประเทศอนโดนเซยมพนทปาชายเลนมากทสด ประมาณ 26

ลานไรรองลงมาคอประเทศบราซลประมาณ15ลานไรและ

ประเทศออสเตรเลย ประมาณ 7 ลานไร สวนประเทศไทยม

พนทปาชายเลนประมาณ1.4ลานไร[6]กระจายตามชายฝง

ทะเลภาคตะวนออก ภาคกลาง และภาคใต ดงรปท 2 และ

ตารางท1

ระบบรากเปนลกษณะเดนอกประการหนงของ

พนธไมปาชายเลน รากจะมรปรางประหลาด บางสวนโผล

พนผนดนขนมา มการพฒนากลไกใหสามารถดดธาตอาหาร

นำา หายใจ ยดและคำายนในดนเลนไดเปนอยางด ระบบราก

สามารถแบงออกไดเปน3กลม(รปท3)คอ(1)กลมรากคำา

ยน (Prop roots) เชนพวกสกลโกงกาง (2)กลมรากหายใจ

(Pneumatorphore) เชน พวกสกลแสม และจะมกลมราก

รปหวเขาเปนกลมยอย เชน พวกสกลพงกาหวสม และพวก

ตะบนดำา(Xylocarpusmoluccensis)


รากค�ายน พวกสกลโกงกาง

รากหายใจ พวกสกลแสม

รากหายใจ/รากรปหวเขา พวกสกลพงกาหวสม

รากหายใจ/รากรปหวเขา พวกตะบนดา

รากพพอน พวกตะบนขาว

รปท3ระบบรากของพนธไมปาชายเลน[ดดแปลงจาก[6]]

3.กลไกการลดทอนของคลนในปาชายเลน

โดยปกตเมอคลนเคลอนทเขาใกลชายฝง คลน

จะมการเปลยนแปลงรปราง (Wave transformation)

อยแลว ปรากฎการณหลกทเกดขน คอ การเขาสนำาตนของ

คลน (Wave shoaling) ซงทำาใหความสงของคลนเพมขน

จนถงจดจำากดคลนจะแตกตว(Wavebreaking)และคลาย

พลงงานออกมา [9] แตอยางไรกตาม ในบทความนจะเนน

เฉพาะการลดทอนของคลนหรอการทพลงงานของคลนถก

สลายไปเมอคลนเคลอนผานปาชายเลนโดยสมมตวาตลอด

แนวปาชายเลนคาความลกของนำาซงเปนคาระดบตงแตพน

ถงระดบนำานง(SWL:Stillwaterlevel)คงทและไมพจารณา

ผลกระทบเนองจากกระแสนำา

กลไกการลดทอนของคลนในปาชายเลน สามารถ

แบงออกไดเปน3สวนหลก(ดรปท4ประกอบ)ไดแก

3.1 พลงงานคลนถกสลายดวยแรงตานเนองจากลำาตนและ

ราก

อนภาคนำา (Water particles) ของคลนทกำาลง

เคลอนทอยมการเคลอนทแบบวงโคจร(Orbitalmotion)เมอ

คลนเคลอนทเขาไปในปาชายเลนทมชนนำา (Water body)

อยในชวงระดบลำาตนและราก โดยเฉพาะอยางยง รากทม

ลกษณะเปนรากคำายน (รปท 3) อนภาคของนำาจะเคลอนท

กระทบกบลำาตนและราก ทำาใหเกดเปนแรงตานหรอแรงลาก

ตานการเคลอนทแบบวงโคจรดงกลาว ทำาใหพลงงานของ

คลนคอยๆสลายไป

3.2พลงงานคลนถกสลายดวยแรงเสยดทานทพน

พนดนบรเวณปาชายเลนมลกษณะเปนพนดน

เลนหรอพนดนโคลน (Mud bed) เปนแนวทรากของตนไม

ปาชายเลนแบบตางๆ เชน รากคำายนและรากพพอนยดกบ

แผนดน และยงเปนแนวทรากหายใจโผลขนมากจากพนส

ชนนำาดวย (รปท 3) ดวยระบบรากทซบซอนและมจำานวน

มากทวทงพนทปาชายเลนเชนน ทำาใหบรเวณพนของปาชาย

เลนมสมประสทธความเสยดทาน (Friction coefficient) สง

กวาพนดนเลนเปลาทไมมตนไมปาชายเลน [10] แรงเสยด

ทานทเกดบรเวณพนจะมปรมาณมากและเปนปจจยททำาให

พลงงานคลนทเคลอนทผานปาชายเลนสลายตวลง

นอกจากลกษณะพเศษของระบบรากของตนไมปา

ชายเลนแลว ลกษณะพนดนโคลนยงสลายพลงงานคลนได

เปนอยางด เนองจากลกษณะทเปนชนโคลนของไหล (Fluid

mudlayer)จะมความสามารถในการหนวงการเคลอนทของ

คลนและทำาใหพลงงานคลนสลายตวไป[11]

3.3แรงลมเสรมถกกดขวางดวยกงกานและใบ

โดยปกตเมอลมพดผวนำาดวยระยะทางและระยะ

เวลาทเพยงพอแลว คลนจะถกสรางขนโดย สมบรณและ

เคลอนทออกจากบรเวณลมพดไปดวยรปรางนน [12] แต

ในบางกรณอาจจะมลมพดเสรมทำาใหคลนทถกสรางขนโดย

สมบรณแลวมการพฒนาตวและความสงคลนเพมขนอกได

อยางไรกตามใน บรเวณพนทปาชายเลน ตนไมปาชายเลนท

มกงกานและใบจำานวนมากจะทำาหนาทเปนเกราะกำาบงลม

ไมวาจะเปนลมทกำาลงสรางคลนใหมหรอลมทกำาลงพดเสรม


กตามโดยปองกนไมใหแรงลมถายทอดพลงงานไปยงผวนำา

หรอคลนทกำาลงคลนทอยไดกลไกนไมใชกลไกการลดทอน

ของคลนโดยตรงแตเปนกลไกทสำาคญททำาใหคลนในบรเวณ

ปาชายเลนมความสงหรอมพลงงานนอยกวา เมอเปรยบเทยบ

กบคลนบรเวณรอบนอกปาชายเลน

ดวยทงสามกลไกหลกน พลงงานคลนทเคลอนท

เขาสปาชายเลนถกลดทอนลงไปทำาใหความสงคลนกอนเขา

Water body

Mud bed

Hi

Li

Ht

Lt

SWLh

wave direction

orbital motion of water particles

Drag force due to trunks & roots

Bed friction

Drag force on winds due to branches & leaves

Wind direction

รปท4แผนภาพกลไกการลดทอนของคลนในปาชายเลน

4.การศกษาการลดทอนของคลนในปาชายเลน

การศกษาการลดทอนของคลนในปาชายเลนยง

มไมมากนกเมอเปรยบเทยบการศกษาในชายหาดทวไป

ซงมมายาวนานกวาสามสบป [15] แมกระทงเปรยบเทยบ

กบการศกษาการลดทอนของคลนบนแนวหนโสโครก

บนชายฝงโคลนโลงไรตนไม บนพนหญาทะเล หรอใน

พรนำาเคม อยางไรกตามความสนใจในการศกษาการลดทอน

ของคลนเนองจากตนไมชายฝง (Coastal vegetation)

เชน ปาชายเลน มเพมขนมากในชวงทศวรรษ ค.ศ. 1990

เปนตนมา ในสวนนจะนำาเสนอการทบทวนการศกษา

เกยวกบการลดทอนของคลนในปาชายเลนตงแตอดตจนถง

ปจจบน

การศกษาการลดทอนของคลนในปาชายเลน

รวมถงการศกษาศกยภาพของตนไมปาชายเลนในการทำา

หนาทเปนเกาะกำาบงคลนตางๆ ไมวาจะเปนคลนลม(Wind

waves)

สปาชายเลน Hi ลดลงเหลอเทากบความสงคลนหลงออก

จากปาชายเลน Ht เทานน ความสงคลนหรอพลงงานทลด

ลงนมความสำาคญตอกระบวนทางกายภาพของพนทชายฝง

บรเวณนนเปนอยางมากเชนการลดการเคลอนทของตะกอน

การสงเสรมใหเกดการตกตะกอนมากขน [13] และการลด

ปญหาการกดเซาะชายฝงทะเล[14]เปนตน

คลนพายซดฝง(Stormsurges)หรอคลนสนาม(Tsunamis)

มแนวทางและระเบยบวธวจยทหลากหลายแตกตางกน

พอสมควรแตพอจดแบงไดเปนสามกลมดงน

4.1การศกษาภาคสนาม

กลมแรกเปนการศกษาการลดทอนของคลนในปา

ชายเลนทเกยวของกบพนทจรง โดยแบงไดเปนสองกลม คอ

(1)การทดลองในภาคสนามและเกบขอมลปฐมภมและ (2)

รวบรวมขอมลทตยภมในภาคสนามมาวเคราะห

(1) การทดลองในภาคสนามเปนการศกษาตาม

สภาพจรง โดยสวนใหญจะตดตงเครองมอวดคลนเพอวด

คลนทกำาลงจะเคลอนทเขาสแนวตนไมชายฝงทะเลหรอ

ปาชายเลน และคลนหลงจากทผานออกมาจากแนวตน

ไมฯ เหลานน (อาจจะมเครองวด คลนในแนวตนไมฯ ดวย)

จากนนจงวเคราะหพฤตกรรมของคลนเมอเคลอนทผานแนว

ตนไมฯและ/หรอ


วเคราะหหาคาสมประสทธการลดคลน (Wave reduction

coefficient)(ดเพมเตมหวขอท5)[3,5,10,16-19]คลน

ในการทดลองภาคสนามนเกอบ ทงหมดจะมลกษณะเปน

คลนลมเทานน เนองจากการวดคลนพายซดฝงหรอคลน

สนามทำาไดยากเกนไป สวนพนธหรอชนดของตนไมกจะขน

อยกบพนทจรง สวนมากจะมตนไมหลายพนธผสมกน โดย

บางพนทจะมพนธเดนทมจำานวนมากทสดเชนโกงกาง[16]

ลำาพ[5,10]แสม[10]รงกะแท[10]และแฝก[19]เปนตน

ขอดของการทดลองในภาคสนาม คอ การไดเหนพฤตกรรม

ของคลนทถกสลายพลงงานในพนทและภายใตสภาพ

แวดลอมจรง สวนขอเสย คอ การไมสามารถกำาหนดตวแปร

ตนเชนความหนาแนนของตนไมลกษณะของคลนไดทำาให

ขอมลหรอผลการศกษาทไดจะเชอถอไดเฉพาะในพนทศกษา

เทานนการนำาผลการศกษาไปใชยงพนทอนตองกระทำาอยาง

ระมดระวง

(2) การรวบรวมขอมลทตยภมหรอขอมลแวดลอม

ในภาคสนามเพอมาวเคราะหประเมนหาศกยภาพในการลด

พลงงานคลนของตนไมปาชายเลน ขอมลทถกรวบรวมอาจ

จะเปนขอมลจรงในพนท เชน ขอมลความเสยหายหลงจาก

เกดคลนพายซดฝงหรอคลนสนาม [20] เปนตน หรอเปน

ขอมลทมลกษณะเปนขอมลการสำารวจระยะไกล (Remote

sensing)เชนขอมลภาพถายดาวเทยม[21]เปนตนโดยวธ

การวเคราะหมทงวธทางสถตเพอวเคราะหหาความสมพนธ

ของขอมลทสนใจ [18,20] และวธเชงตวเลข (Numerical

method) ในการหาคำาตอบสมการทางคณตศาสตรทอธบาย

กระบวนทางกายภาพของการสลายพลงงานของคลน [21]

(รายละเอยดเพมเตมในหวขอ 4.3) วธการรวบรวมขอมล

ทตยภมหรอขอมลแวดลอมเชนนนยมใชกบกรณของคลนท

มความรนแรงอยางคลนพายซดฝงหรอสนามซงยากทจะเกบ

ขอมลขณะเวลาจรง

4.2การศกษาในหองปฏบตการ

การศกษาหวขอนเปนการทดลองในหองปฏบต

การโดยสรางคลนในรางจำาลองคลน(Waveflume)หรออาง

จำาลองคลน(Wavebasin)ใหคลนเคลอนทผานแบบจำาลอง

ตนไมชายฝงทะเลซงแบบจำาลองตนไมชายฝงอาจจะเปนตน

ไมจรงทนำามา จากพนทจรง [22-23] หรอเปนแบบจำาลองท

ทำาจากวสดอนเชนแทงเหลกยดตดกบพนเปนตน[24]

ขอจำ ากดประการหนงของการศกษาในหอง

ปฏบตการ คอ มาตราสวน เนองจากแบบจำาลอง

ในหองปฏบตการจำาเปนตองถกยอสวนใหมขนาดเลก

ลงทำาใหอาจจะมความคลาดเคลอนในกระบวนการ

ท เกดขนกบขนาดจรงได สำาหรบขอดของการศกษา

แบบน คอ ผศกษาสามารถกำาหนดหรอจำาลองลกษณะ

หรอพารามเตอรตางๆ ไดตามความตองการ เชน ลกษณะ

คลนรปลกษณะของตนไม ความหนาแนนของตนไม

เปนตน ในเรองของลกษณะของคลนกสามารถจำาลองได

หลายรปแบบ ทงคลนลม [22] คลนพายซดฝง [23] หรอ

สนาม[24]แตอยางไรกตามการศกษาในหองปฏบตการยงม

จำานวนไมมากนกเมอเปรยบเทยบการศกษาอกสองแบบ

4.3การศกษาดวยแบบจำาลองทางคณตศาสตร

การศกษาการสลายพลงงานของคลนเนองจาก

ตนไมชายฝงทะเลดวยแบบจำาลองทางคณตศาสตรเรม

มากวาสามสบปแลว [25] การศกษาหวขอนจะมสอง

ลกษณะ คอ (1) การศกษาเฉพาะกระบวนการเปลยนแปลง

ของคลนและ(2)การศกษาอทกพลศาสตร(Hydrodynamics)

ของมวลนำาทงหมดโดยการศกษาทงสองลกษณะจะมสมการ

พนฐานทางคณตศาสตร ไดแกสมการตอเนองหรอสมการ

อนรกษมวล (Continuityequationormassconservation

equat ion) สมการอน ร กษ โม เมนตม(Momentum

conservation equation) และสมการอนรกษพลงงาน

(Energy conservation equation) ในการศกษาทสนใจ

เฉพาะกระบวนการเปลยนแปลงของคลน [25] มกจะม

หลกการวา พลงงานของคลนทกำาลงเคลอนทผานตนไมจะ

ถกสลายลงเรอยๆ ดวยอตราการสลายพลงงานเนองจาก

แรงตานของตนไมโดยมรปแบบทวไปของสมการอนรกษ

พลงงานคอ

gECx

ε∂

= −∂

เมอ E คอพลงงานคลน, gC คอความเรวกลมคลนและ

ε คออตราการสลายพลงงานตอหนงหนวยพนทซงเกดจาก

แรงตานของตนไมซงมการจำาลองพารามเตอร ε ตางกน

ไป[26]

(1)


ศกยภาพในการลดพลงงานคลนของปาชายเลนขนกบ

ปจจยหลายประการดวยกน เชน ความหนาแนนของ

ตนไม ขนาดลำาตนและราก ความกวางของแนวปาชาย

เลน ระดบนำาในปาชายเลนขณะนน และลกษณะของคลนท

เขาปะทะ เปนตน การนำาเสนอผลการลดคลนเนองจากปา

ชายเลนมกแสดงเปน (1) สมประสทธการลดคลน (Wave

reduction coefficient) คอ รอยละของความสงคลนทลดลง

เมอคลนผานปาชายเลนเทยบกบความสงคลนกอนเคลอนท

เขาปาชายเลนดงสมการท2และ(2)อตราสวนการลดคลน

(Wave reduction ratio) คอ อตราสวนของความสงคลนท

เคลอนทผานปาชายเลนตอความสงคลนกอนเคลอนทเขาปา

ชายเลนดงสมการท3

สมประสทธการลดคลน( R ):

(%) 100i t

i

H HRH−

= ×

(2)

อตราสวนการลดคลน( R′ ):

t

i

HRH

′ =

(3)

เมอ iH คอความสงคลนกอนเขาสปาชายเลนและคอ

tH ความสงคลนหลงออกจากปาชายเลน

ตารางท 2 นำาเสนอตวอยางของผลการลดคลนใน

รปของสมประสทธการลดคลนทมการนำาเสนอในการศกษา

ทผานมา จากขอมลจะเหนไดชดเจนวา สมประสทธการลด

คลนมชวงทกวางมากตงแต20%ถง90%แสดงวาผลการ

ลดคลนทไดจากการศกษาในแงมมตางกนขนกบเงอนไขของ

การศกษานนๆ เปนอยางมากการนำาขอมลไปอางองจงควร

จะตรวจสอบเงอนไขของการศกษานนอยางละเอยดรอบคอบ

6. ขอเสนอแนะสำาหรบการศกษาศกยภาพของ

ปาชายเลนในการลดพลงงานคลน

จากผลการศกษาศกยภาพของปาชายเลนในการ

ลดพลงงานคลนในหวขอทแลวจะเหนไดวา คาสมประสทธ

การลดคลนมชวงทกวางมากและขนกบเงอนไขในการศกษา

การนำาไปประยกตในกรณอนทวไปจงไมสะดวกนกผเขยนได

วเคราะหการศกษาทผานมาและมขอเสนอแนะสำาหรบการ

ศกษาในอนาคตเพอใหผลการศกษาควบคมกรณอนทวไป

มากขนดงน

สำ าหรบการศกษาท สนใจกระบวนการอทก

พลศาสตรของมวลนำาทงหมด จะพจารณาทงในสวนของ

คลนและการไหลของนำาดวย [27,28] ในสวนนสมการ

ตอเนองและสมการอนรกษโมเมนตมจะถกหาผลเฉลย

รวมกน โดยมการจำาลองแรงตานเนองจากตนไมในรปของ

สมประสทธการลาก (Drag coefficient) ในรปแบบตางๆ

[29]นอกจากการศกษาอทกพลศาสตรพนทชายฝงทะเลแลว

ยงมการจำาลองภาวะนำาทวมเนองจากคลนยาวอยางสนาม

และผลการลดคลนเนองจากปาชายเลนอกดวย(เชน[21])

การศกษาดวยแบบจำาลองทางคณตศาสตรทงสองลกษณะ

มการหาผลเฉลยดวยวธเชงวเคราะห (Analytical method)

[28] และวธเชงตวเลข (Numerical method) [26,27]

การศกษาดวยแบบจำาลองทางคณตศาสตรเปนวธประหยด

เวลา งบประมาณ และสามารถจำาลองสถานการณไดหลาก

หลายรปแบบ จงเปนทนยมมาก แตอยางไรกตามวธนก

จำาเปนตองมขอมลจากภาคสนามหรอการทดลองในหอง

ปฏบตการประกอบการกำาหนดพารามเตอรตางๆซงเปนเรอง

ทขาดไมได

5.ศกยภาพของปาชายเลนในการลดพลงงานคลน

จากผลการศกษาสวนใหญไดขอสรปทคลายคลง

กนวา ปาชายเลนหรอตนไมชายฝงทะเลม ศกยภาพในการ

ชวยสลายพลงงานคลนทกำาเนดขนโดยลมธรรมดาหรอ

มรสม [3-5,10] แตในสวนของคลนยาวและมพลงงานมาก

อยางสนาม มผใหความเหนวาปาชายเลนมศกยภาพในการ

ลดพลงงานของคลนสนาม [20,21] แตนกวจยบางสวนได

วพากวจารณโตแยงหรอยงมขอสงสย [30] โดยมเหตผล

หลกอธบายวา คลนสนามมพลงงานมากเกนกวาตนไมปา

ชายเลนจะตานทานหรอลดพลงงานของสนามลงไดอยาง

มนยยะสำาคญ ในทางตรงกนขาม เมอตนไมเหลานโคนลง

เนองจากแรงปะทะของคลน กจะกลายเปนซากปรกหกพง

ทถกพดไหลไปกบมวลนำาและทวความรนแรงในการปะทะ

ยงผลใหเกดความเสยหายตอชวตและทรพยสนมากยงขน

ถงแมวาแตละฝายจะแสดงเหตผลทแตกตางกน แตปา

ชายเลนคงไมมศกยภาพในการลดพลงงานจากคลนสนาม

โดยตรง แตปาชายเลนยงคงเปนระบบนเวศชายฝงทสำาคญ

มากและตองอนรกษ ฟนฟ และดแลใหเปนแนวกำาบงคลน

ลมปองกนการกดเซาะชายฝงตอไป


(1) ควรมการศกษาความสมพนธระหวางลกษณะ

เฉพาะของปาชายเลนกบศกยภาพการลดพลงงานคลน

ลกษณะเฉพาะของปาชายเลน (นอกเหนอจากชนดของ

ปาชายเลน) เชน ความ หนาแนนของปาชายเลน ในการ

ศกษาของ [4]และ [36] เกยวของกบความหนาแนนของปา

ชายเลนอยบาง แตระบเพยงวาพนทศกษาเปนปาหนาแนน

หรอไมหนาแนน แตในอนาคตควรศกษาผลกระทบ ของ

ความหนาแนนเชงปรมาณ เพอใหทราบวาหากปามความ

หนาแนนเทานจะมศกยภาพในการลดพลงงานคลนเทาใด

นอกจากนความกวางของปาชายเลนกเปนอกปจจยหนงทนา

สนใจ ควรมการศกษาการลดทอนของคลนทความกวางของ

ปาหลายๆ คาแลวนำามาสรางสมการทางคณตศาสตรเพอ

ความสะดวกในการนำาไปใชงานตอไป

(2) ควรมการศกษาความสมพนธเชงปรมาณ

ระหวางลกษณะเฉพาะทางอทกพลศาสตรกบศกยภาพการ

ลดพลงงานคลน ลกษณะเฉพาะทางอทกพลศาสตร เชน

ความชนคลน (ความสงคลนตอความยาวคลน) หรอ ความ

ลกของนำา เปนตน สำาหรบความลกของนำาควรศกษาในรป

ของความลกของนำาตอความสงของรากหรอลำาตนของตนไม

เพอทราบ วาระดบนำาลกมากนอยเพยงใดเมอเปรยบเทยบ

กบตนไม ทำาใหสะดวกในการนำาไปใชงานในกรณตนไม

ขนาดตางกน

(3) ควรมการศกษากลไกทแรงลมเสรมถกกดขวาง

ดวยกงกานและใบของตนไมปาชายเลน (หวขอ 3.3)

เนองจากยงไมมการศกษาเกยวกบเรองนเทาใดนก ทงทไม

วาจะเปนกรณของคลนลมหรอคลนพาย ลมเปนแรงขบดน

ทสำาคญทสด หากเราเขาใจกลไกนยอมทำาใหการประเมน

ศกยภาพการลดพลงงานคลนมความแมนยำามากยงขน

7.บทสรป

ปาชายเลนเปนระบบนเวศทสำาคญมาก เนองจาก

ทำาหนาทหลายประการเชนเปนแหลงทอยและแหลงอาหาร

ของสงมชวตจำานวนมาก นอกจากนบทบาททสำาคญอก

ประการหนงของปาชายเลน คอ ทำาหนาทเปนเกาะกำาบง

คลน ลม และกระแสบรเวณแนวชายฝงทะเล ชวยสนบสนน

การตกตะกอนและลดปญหาการกดเซาะชายฝงทะเล เมอ

คลน เคลอนทเขาสปาชายเลนจะมกลไกททำาใหเกดแรงตาน

การเคลอนทของอนภาคนำา ทำาใหพลงงานคลนคอยๆ สลาย

ตารางท2ตวอยางสมประสทธการลดคลนR(เรยงลำาดบตามคาR)

ทมาวธการ

ศกษา1ชนดคลน

ทศกษาเงอนไขในการศกษา2 R(%)

(3) F คลนพาย W = 100 m, T =5–8s,พวกรงกะแท 20

(28) M สนาม W =500 m, = H 1 m, L =10km,พวกแสม 45

(4) F คลนลม W =100m,พวกลำาพ 50

(31) M สนาม W =100m,ตนไมจำาลอง 50

(21) M สนาม W = 400, 1000 m, H = 3 m, T =30min,พวกโกงกาง 45-57

(23) E คลนพาย W 3, 6 m, H =5–17.5cm,พวกลำาพ 70 - 80

(กรณปาหนาแนน)

35 - 55

(กรณปาไมหนาแนน)

(32) M คลนลม W = 50 m, H =0.6m,พวกโกงกางและโปรง70 - 90

หมายเหต1. F=การศกษาภาคสนามM=การศกษาดวยแบบจำาลองทางคณตศาสตรE=การศกษาในหองปฏบตการ 2. W =ความกวางของปาชายเลน H =ความสงคลน=ความยาวคลนT =คาบคลนL


ตวลง เปนผลใหความสงของคลนทเคลอนทผานปาชายเลน

ไปแลวลดลงอยางมนยยะสำาคญ การศกษาการลดทอนของคลนในปาชายเลนเปน

เครองมอทสำาคญททำาใหเขาใจกระบวนการทางกายภาพ

และสามารถประมาณศกยภาพของปาชายเลนในการ

ลดพลงงานคลน ซงสงผลใหการประยกตใชปาชายเลน

เปนเกาะกำาบงชายฝงทะเลเปนไปอยางมประสทธภาพ

การศกษาทงในภาคสนาม ในหองปฏบตการและการ

ศกษาดวยแบบจำาลองคณตศาสตรตางกเปนสงทขาดไมได

แบบจำาลองทางคณตศาสตรตองการขอมลในการกำาหนด

หรอจำาลองพารามเตอรจำานวนมาก ซงขอมลเหลานจะได

จากการทดลองในภาคสนามและ/หรอในหองปฏบตการ

นอกจากนแลวขอมลจากภาคสนามและหองปฏบตการถก

ใชในการสอบเทยบและตรวจสอบแบบจำาลองดวย

ความเขาใจและความสามารถในประเมนศกยภาพ

ของปาชายเลนในการลดพลงงานคลนเปนสงสำาคญในการ

สนบสนนใหมการอนรกษหรอการฟนฟปาชายเลนเพอใหทำา

หนาทเปนแนวปองกนชายฝงทะเลอยางยงยนตอไป

8.เอกสารอางอง

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

Robertson AI, Alongi DM (Ed.). Tropical

mangrove ecosystem. American Geophysical

Union,Washington;1992.

Christensen SM, Tarp P, Hjortso CN. Man-

grove forest management planning in coastal

buffer and conservation zones, Vietnam: A

multimethdological approach incorporating

multiple stakeholders. Ocean & Coastal Mgmt.

2008:51:712-726.

Mazda Y, Magi M, Kogo M, Hong PN.

Mangroves as a coastal protection from waves

in the Tong King Delta, Vietnam. Mangroves &

SaltMarches.1997:1:127-135.

ThampanyaU,VermaatJE,SinsakulS,Pana-

pitukkul N. Coastal erosion and mangrove

progradation of Southern Thailand. Estuarine

Coastal&ShelfSci.2006:68:75-85.

Mazda Y, Magi M, Ikeda Y, Kurokawa T,

Asano T. Wave reduction in a mangrove forest

dominated by Sonneratia sp. Wetlands Ecology

andMgmt.2006:14:365-378.

Bunyavejchewin S, Buasalee R. Mangrove

forests: ecology and vegetations. Bangkok;

2011.

Aksornkoae S. Population and coastal

resources.ThailandResearchFund;2002.(In

Thai).

Department of Marine and Coastal Resources.

MangrovesForests.Pamphlet(InThai).

Dean RG, Dalrymple RA. Water wave

mechanics for engineers and scientists, World

Scientific;1991.

Quartel S, Kroon A, Augustinus PGEF, Van

Santen P, Tri NH. Wave attenuation in coastal

mangroves in theRedRiverDelta,Vietnam.J

ofAsianEarthSci.2007:29;567-584.

Winterwerp JC, Van Kesteren WGM. An

introduction to the physical processes of

cohesive sediment in the marine environment.

Elsevier, Developments in Sedimentology vol.

56;2004.

U.S. Army Corps of Engineers. Coastal Eng

Manual.Washington,D.C.;2002.

Furukawa K, Wolanski E, Sedimentation

in mangrove forests. Mangroves and Salt

Marshes.1996:1:3-10.

Winterwerp JC,BorstWG,DeVriesMB.Pilot

study on the erosion and rehabilitation of

a mangrove mud coast. J of Coastal Res.

2005:21:223-230.

Battjes JA, Janssen JPFM. Energy loss and

set-up due to breaking random waves. Proc.

of the 16th Intl Conf on Coastal Eng; 1992.

p. 569-587.


[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

BrickmanRM,MasselSR,RiddPV,Furukawa

K. Surface wave attenuation in mangrove

forest. Proc. of the 13th Australasian Coastal &

oceanEngConf;1997.p.941-946.

de Vos WJ. Wave attenuation in mangrove

wetlands, Red River Delta, Vietnam [MSc

Thesis].DelftUnivofTechnology;2004.

FeaginRA,MöllerJLI,WilliamsAM,Colón-Ri-

vera RJ, Mousavi M.E. Short communication:

Eng properties of wetland plants with applica-

tiontowaveattenuation.CoastalEng.2011:58:

251-255.

Möller I, Mantilla-Contreras J, Spencer T,

HayesA.Micro-tidalcoastalreedbeds:Hydro-

morphological insights and observations on

wave transformation from the southern Baltic

Sea. Estuarine, Coastal & Shelf Sci. 2011:92:

424-436.

KathiresanK,RajendranN.Coastalmangrove

forests mitigated tsunami. Estuarine, Coastal &

ShelfSci.2005:65:601-606.

Yanagisawa H, Koshimura S, Goto K, Miyagi

T,ImamuraF,RuangrassameeA,TanavudC.

The reduction effects of mangrove forest on a

tsunami based on field surveys at Pakarang

Cape, Thailand & numerical analysis. Estuarine

Coastal&ShelfSci.2009:81:601-606.

Dubi AM, Tørum A. Wave damping by kelp

vegetation. Proc.s of the 24th Intl Conf on

CoastalEng;1994.p.142–156.

TuyenNB,HungH.V.Anexperimentalstudyon

wavereductionefficiencyofmangroveforests.

Proc.ofthe5thIntlConfonAsianandPacific

Coasts;2009.

Fernando HJS, Samarawickrama SP, Balasu-

bramanian S, Hettiarachchi SSL, Voropayev S.

Effects of porous barriers such as coral reefs

oncoastalwavepropagation.JofHydro-Envi-

ronmentRes.2008:1:187-194.

Kobayashi N, Raichlen AW, Asano T. Wave

attenuationbyvegetation.JofWaterway,Port,

Coastal&OceanEng.1993:119:30-48.

Suzuki T, Zijlema M, Burger B, Meijer MC,

Narayan S. Wave dissipation by vegetation with

layer schematization in SWAN, Coastal Eng.

doi:10.1016/j.coastaleng.2011.07.006;2011.

MasselSR,FurukawaK,BrinkmanRM.Surface

wave propagation in mangrove forests. Fluid

Dyn.Res.1999:24:219-249.

TehSY,KohHL,LiuPLF,IsmailAIM,LeeHL.

Analytical and numerical simulation of tsunami

mitigation by mangroves in Penang, Malaysia.

JofAsianEarthSci.2009:36:38-46.

Myrhaung D, Holmedal LE. Drag force on a

vegetationfieldduetolong-crestedandshort-

crested nonlinear random waves. Coastal Eng,

2011:58:562-566.

Shuto N. The effectiveness and limit of tsunami

controlforests.CoastalEnginJapan.1987:30:

143-153.

Hirashi T, Harada K. Greenbelt tsunami

preventioninSouth-Pacificregion,http://eqtap.

edm.bosai.go.jp/useful_outputs/report/hiraishi/

data/paper/greenbelt.pdf;2003.

Hadi S, Latief H, Muliddin. Analysis of surface

wave attenuation in mangrove forests, Proc. of

ITBEngSci;2003:35B.p.89-108.

kku engineering journal - thaisciencekku engineering ournal april-une 2012 392 205 (3) กล...

Documents