ระบบประปาของลอนดอนมิติใหม่
โดยผู้สื่อข่าว ตื่นเถิด! ในบริเตน
ลอนดอน เมืองหลวงของอังกฤษ ปัจจุบันมีระบบประปาที่ก้าวหน้ามากที่สุดระบบหนึ่งในโลก.การติดตั้งแล้วเสร็จก่อนกำหนดสองปี ด้วยค่าใช้จ่ายราว ๆ 9,375 ล้านบาท. ความรู้ความชำนาญที่ได้จากการสร้างระบบดังกล่าว มีการเสนอขายให้กับประเทศอื่น ๆ แล้ว.
เหตุใดโครงการที่ใช้เงินมากขนาดนี้จึงจำเป็น และโครงการนี้บรรลุผลสำเร็จอะไรบ้าง?
ใหม่แทนเก่า
ท่อประธานอันเก่าแก่ที่สุดของลอนดอนนั้นสร้างขึ้นในปี 1838. สี่สิบปีต่อมา ผู้คนในบริเวณยากจนของเมืองนี้ยังคงใช้ถังหิ้วน้ำซึ่งรองได้จากก๊อกน้ำตามถนนประจำชุมชน. นักเขียนคนหนึ่งกล่าวว่า “การที่เจ้าพนักงานถือกุญแจมาเปิดก๊อกน้ำยามเช้าตรู่ นับเป็นเหตุการณ์สำคัญ . . . เพราะเมื่อผู้ถือกุญแจคนนั้นกลับไปแล้ว น้ำสักหยดก็ไม่สามารถไขออกมาได้ จนกระทั่งเช้าวันถัดไป.”
เหล่าวิศวกรสมัยวิกตอเรียได้สร้างผลงานฝีมือเยี่ยมเมื่อพวกเขาขยายระบบน้ำประปานี้ไปยังบ้านแต่ละหลัง โดยวางท่อประธานทำด้วยเหล็กและสร้างระบบท่อใต้ดิน ณ ความลึกระดับต่าง ๆ ใต้ผิวถนน. อย่างไรก็ตาม นับตั้งแต่นั้นมาการเพิ่มขึ้นในด้านจำนวน, น้ำหนัก, และความสั่นสะเทือนจากยานยนต์ ประกอบกับแรงดันในการปั๊มน้ำที่มีมากขึ้นซึ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการไหลของน้ำจะแรงพอตลอดระยะทางไกล ๆ— บางกรณีไกลถึง 30 กิโลเมตร—ยังผลให้ท่อประธานแตก. สิ่งนี้ทำให้การจราจรเกิดจลาจลเมื่อต้องปิดถนนเพื่อซ่อมท่อประธาน. กะประมาณกันว่า 25 เปอร์เซ็นต์ของน้ำทั้งหมดที่ปล่อยมาจากที่เก็บน้ำในอังกฤษสูญเสียไปเพราะท่อส่งแตก.
นอกจากนี้ ความต้องการน้ำในลอนดอนเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ตลอดเวลา 150 ปีที่ผ่านมา—จาก 330 ล้านลิตรเป็น 2,000 กว่าล้านลิตรในแต่ละวัน. เครื่องซักผ้า, เครื่องล้างจาน, การล้างรถยนต์, และการใช้น้ำรดสวนระหว่างฤดูร้อนที่แห้งแล้ง ทั้งหมดนี้มีส่วนทำให้ความต้องการเพิ่มสูงขึ้น. ความจำเป็นที่จะปรับปรุงระบบประปามหานครจึงกลายเป็นเรื่องเร่งด่วน. แต่อาจทำอะไรได้บ้าง?
คิดการใหญ่
การโละท่อเก่าโดยวางท่อที่แข็งแรงกว่าข้างใต้ระบบถนนเดียวกันนั้นไม่ต้องพูดถึง. ราคาและความไม่สะดวกนั้นสูงเสียจนชาวลอนดอนไม่อาจรับได้. ด้วยเหตุนี้ โครงการเทมส์วอเตอร์ริงเมน (ท่อประธานรูปวงแหวนแห่งแม่น้ำเทมส์) จึงอุบัติขึ้นเมื่อสิบปีที่แล้ว. สิ่งนี้จะเพิ่มปริมาณส่งน้ำในลอนดอนอย่างมหาศาล. โครงการดังกล่าวใช้ท่อหรืออุโมงค์ประธานยาว 80 กิโลเมตร กว้าง 2.5 เมตร ฝังลึกลงไป 40 เมตรโดยเฉลี่ยข้างใต้เมือง มีขีดความสามารถส่งน้ำกว่าหนึ่งพันล้านลิตรต่อวัน. ท่อประธานรูปวงแหวนนี้จะเปิดโอกาสให้ควบคุมการไหลได้ไม่ว่าทิศทางใด ทำให้เป็นไปได้ทุกเวลาที่จะปิดซ่อมบำรุงส่วนใดก็ตาม. น้ำจะไหลเองจากโรงบำบัดเข้าไปในอุโมงค์ และแล้วก็จะถูกปั๊มตรงเข้าสู่ท่อประธานส่งน้ำตามท้องถิ่น หรือไม่ก็กักไว้ในที่เก็บน้ำ.
ทำไมอุโมงค์นี้ซึ่งยาวที่สุดในบริเตนจึงต้องอยู่ลึกมาก? ก็เพราะลึกลงไปใต้กรุงลอนดอนนั้นพรุนไปด้วยระบบรถไฟ 12 ระบบ อีกทั้งเครือข่ายบริการสาธารณูปโภคทั่วไปอีกจำนวนมาก และเห็นได้ชัดว่าจะต้องไม่ให้อุโมงค์ดังกล่าวเฉียดเข้าใกล้ระบบเหล่านี้. เมื่อพวกวิศวกรเผอิญไปเจอฐานเสาเข็มที่ฝังลึกของอาคารหนึ่งโดยไม่คาดหมายซึ่งเล็ดลอดสายตาคราวการสำรวจครั้งแรก งานก็จะล่าช้ากว่าสิบเดือน.
งานก่อสร้างถูกกำหนดเป็นขั้น ๆ. แม้คาดกันว่าการเจาะทะลวงผ่านชั้นดินในเขตลอนดอนจะไม่มีปัญหาใหญ่โต แต่การขุดอุโมงค์ก็ต้องทิ้งคาไว้เป็นเวลากว่าหนึ่งปี ณจุดเริ่ม คือที่เขตทูติงเบกทางใต้ของแม่น้ำเทมส์. ที่นั่น ผู้เจาะอุโมงค์ได้ทะลวงเข้าไปในชั้นทรายที่มีน้ำแรงดันสูง ซึ่งในที่สุดเครื่องเจาะก็จมมิดน้ำ. เพื่อแก้ปัญหานี้ บริษัทรับเหมาได้ตัดสินใจทำให้พื้นเย็นแข็งโดยปล่อยน้ำเกลือไหลเวียนเข้าไปในหลุมสำรวจ ณ อุณหภูมิลบ 28 องศาเซลเซียส. โดยขุดปล่องแนวตั้งใกล้ ๆ กันอีกปล่องหนึ่ง พวกเขาก็สามารถทะลวงผ่านแผงน้ำแข็งเพื่อกู้เครื่องเจาะที่จมอยู่ และดำเนินการขุดเจาะต่อไป.
เนื่องจากประสบการณ์นี้ เหล่าวิศวกรจึงเห็นความจำเป็นที่จะคิดค้นระบบใหม่ว่าด้วยการบุผนังอุโมงค์ด้วยคอนกรีต. เห็นได้ชัดเช่นกันว่าจำเป็นต้องใช้เครื่องเจาะชนิดอื่นเพื่อจัดการกับพื้นดินที่ไม่คงตัวเช่นนี้. เครื่องเจาะแบบควบคุมสมดุลแรงดันใต้ดินของแคนาดาช่วยแก้ปัญหา. มีการสั่งซื้อเข้ามาสามเครื่อง และยังผลให้การขุดเจาะอุโมงค์เร็วขึ้นเท่าตัวเป็น 1.5 กิโลเมตรต่อเดือน.
การก่อสร้างด้วยคอมพิวเตอร์
การสำรวจพื้นที่ตามที่ปฏิบัติสืบทอดกันมาด้วยกล้องวัดมุมทีโอโดไลต์นั้น กระทำจากหลังคาเพื่อหาพิกัดเส้นสายตาสำหรับตำแหน่งปล่อง และผลที่ได้ก็จะนำไปตรวจเช็คทางอิเล็กทรอนิก. ในตอนแรกวิธีนี้ถือว่าพอเพียง แต่ครั้นลงมือเจาะอุโมงค์ จะแน่ใจได้อย่างไรว่าแนวใต้ดินจะตรงกันพอดี?
ตอนนี้ เทคโนโลยีสมัยใหม่ได้เข้ามามีบทบาทในรูปของระบบกำหนดตำแหน่งรอบโลก (จีพีเอส). อุปกรณ์สำรวจนี้ประกอบด้วยเครื่องรับสัญญาณดาวเทียมซึ่งปรับรับคลื่นจากยานอวกาศจีพีเอส ที่โคจรรอบโลก. อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถเปรียบเทียบสัญญาณจากดาวเทียมจำนวนหนึ่งที่โคจรอยู่. ครั้นนำเอาค่าที่วัดได้เหล่านี้มาประมวลเข้ากันโดยคอมพิวเตอร์แล้ว ตำแหน่งของปล่องทั้งหมด 21 ปล่องและหลุมสำรวจ 580 หลุมก็ถูกกำหนดไว้ตามเส้นทางในแผนที่ของกรมแผนที่ทหาร. โดยอาศัยข้อมูลนี้ผู้ขุดเจาะก็ได้รับการชี้นำอย่างแม่นยำ.
ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์
ที่จะสนองความต้องการของลูกค้าหกล้านคนไม่ใช่งานง่าย ๆ เลย. ความต้องการอาจขึ้นลงได้ ไม่ใช่แค่เป็นฤดูต่อฤดูแต่เป็นวันต่อวัน. สิ่งนี้เรียกร้องให้เฝ้าสังเกตตลอดยี่สิบสี่ชั่วโมงเพื่อแน่ใจว่าความดันน้ำที่ถูกต้องและคุณภาพได้รับการรักษาให้คงที่ตลอดเวลา. การประสานกันอันสำคัญยิ่งนี้เป็นไปได้อย่างไร? โดยระบบควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์มูลค่า 125 ล้านบาท.
เครื่องปั๊มประจำแต่ละปล่องถูกควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ประจำปล่อง และคุมค่าใช้จ่ายให้อยู่ในระดับต่ำโดยใช้กระแสไฟฟ้าในช่วงที่ใช้กันน้อยซึ่งค่าไฟไม่แพง. เครื่องคอมพิวเตอร์หลักที่ศูนย์แฮมป์ตัน ทางตะวันตกของลอนดอน ควบคุมเครือข่ายทั้งหมด. คอมพิวเตอร์จะดึงข้อมูลจากสายเคเบิลใยแก้วซึ่งติดกับท่อในผนังอุโมงค์ และส่งสัญญาณผ่านทางจอโทรทัศน์วงจรปิด.
มีการตรวจสอบคุณภาพน้ำเป็นระยะ ๆ ทุก ๆ หนึ่งวัน, หนึ่งสัปดาห์, และหนึ่งเดือน. หนังสือพิมพ์เดอะ ไทมส์อธิบายว่า “ในการตรวจสอบคุณภาพน้ำ กำหนดให้ตรวจสอบ 60 รายการ เพื่อหาสาร 120 ชนิด. สิ่งนี้รวมถึงการวิเคราะห์หาสารบางอย่างเช่น ไนเตรต, ธาตุปริมาณน้อย, ยาฆ่าแมลง, และตัวทำละลายทางเคมีอื่น ๆ.” การวัดค่าเหล่านี้ปัจจุบันทำโดยอัตโนมัติ และถูกส่งผ่านไปยังศูนย์กลางคอมพิวเตอร์เพื่อแปลข้อมูลและดำเนินการตามความจำเป็นที่อาจจะมี. นักชิมน้ำก็ทำการประเมินคุณภาพเป็นระยะ ๆ ด้วย.
คิดถึงอนาคต
วิศวกรรมสมัยใหม่อันมหัศจรรย์นี้กำลังให้บริการน้ำดื่ม 583 ล้านลิตรทุกวันแก่ประชากรซึ่งกระจายอยู่ทั่วพื้นที่ 1,500 ตารางกิโลเมตรของกรุงลอนดอนและปริมณฑล. เมื่อทำงานเต็มพิกัด ระบบนี้จะรับมือได้ราว ๆ 50 เปอร์เซ็นต์ของความต้องการปัจจุบัน เป็นการแบ่งเบาความเครียดไปจากแหล่งบริการน้ำแห่งอื่น ๆ.
ถึงอย่างไรสิ่งนี้ก็ยังไม่พอ. เพราะฉะนั้น ขณะนี้จึงมีการวางแผนที่จะขยายระบบท่อประธานรูปวงแหวนไปอีก60 กิโลเมตรในช่วงต้น ๆ ศตวรรษหน้า. นับเป็นการแก้ปัญหายุ่งยากด้วยวิธีอันชาญฉลาดจริง ๆ!
[แผนภูมิหน้า 15]
ภาพหน้าตัดลึกลงไปใต้กรุงลอนดอนแสดงท่อประธานใต้อุโมงค์สาธารณูปโภคอื่น ๆ
ต
ท่อประธาน และปล่องใหม่
แม่น้ำ เทมส์
อุโมงค์รถไฟใต้ดิน
น
[ที่มาของภาพ]
Based on photograph: Thames Water
[รูปภาพหน้า 16]
เครื่องเจาะอุโมงค์ท่อประธาน
[ที่มาของภาพ]
Photograph: Thames Water
[รูปภาพหน้า 17]
งานก่อสร้างท่อประธาน
[ที่มาของภาพ]
Photograph: Thames Water