ปีนี้น้ำจะท่วมไหม? ปีหน้าน้ำจะแล้งหรือเปล่า? เราควรสร้างแหล่งกักเก็บน้ำจำนวนเท่าไรถึงจะเพียงพอ?
สำหรับประเทศไทยที่เผชิญกับสถานการณ์น้ำท่วม-น้ำแล้งแทบจะปีเว้นปี คำถามเหล่านี้จึงเป็นหัวข้อที่ถูกหยิบยกขึ้นมาพูดคุยอยู่บ่อยครั้ง ไม่ว่าจะเป็นในวงสนทนารอบโต๊ะอาหารของชาวบ้าน แผนการทำงานของหน่วยงานรัฐ ไปจนถึงการกำหนดนโยบายของพรรคการเมือง เมื่อพูดถึงแหล่งกักเก็บน้ำ สิ่งแรกที่หลายคนนึกถึงคงจะเป็นฝาย เขื่อน และอ่างเก็บน้ำ ซึ่งโครงสร้างทางวิศวกรรมเหล่านี้สามารถส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรงในหลายแง่มุมเมื่อถูกสร้างอย่างไม่เหมาะสม
หลายปีที่ผ่านมา ผมพบว่ามีคนบางกลุ่มได้พยายามผลักดันสิ่งที่เรียกว่า ‘ธนาคารน้ำใต้ดิน’ โดยอ้างว่าวิธีการดังกล่าวสามารถเพิ่มแหล่งกักเก็บน้ำ สร้างความชุ่มชื้นแก่ผืนดิน ช่วยกรองน้ำให้สะอาด และลดความรุนแรงของน้ำท่วม คำถามมีอยู่ว่าธนาคารน้ำใต้ดินมีประโยชน์จริงตามคำกล่าวอ้างหรือเป็นเพียงการหลอกลวงครั้งใหญ่กันแน่ เราจะมาหาคำตอบกันในบทความนี้ครับ
ธรรมชาติของน้ำบาดาล
ทุกคนคงทราบว่าน้ำบนโลกมีการหมุนเวียนเปลี่ยนสถานะในรูปน้ำแข็ง น้ำเหลว และไอน้ำ เรียกว่า วัฏจักรน้ำ (water cycle) เมื่อหยดน้ำในก้อนเมฆกลั่นตัวตกลงมาเป็นฝน น้ำจำนวนหนึ่งจะสะสมอยู่บนพื้นดิน เรียกว่า น้ำผิวดิน (surface water) น้ำส่วนหนึ่งจะไหลไปตามพื้นดิน เรียกว่า น้ำไหลบ่า (surface runoff) น้ำอีกส่วนหนึ่งจะซึมลงใต้ดินแล้วสะสมอยู่ภายในช่องว่างของวัสดุธรณี เช่น ตะกอน ดิน ทราย หิน ที่ระดับความลึกต่างๆ เรียกว่า น้ำใต้ดิน (subsurface water) ซึ่งน้ำใต้ดินที่มีอากาศแทรกอยู่เป็นจำนวนมากจะเรียกว่า ความชื้นในดิน (soil moisture) ส่วนน้ำใต้ดินที่แทบไม่มีอากาศแทรกอยู่เลยจะเรียกว่า น้ำบาดาล (groundwater)
นักวิทยาศาสตร์เรียกการศึกษาเกี่ยวกับน้ำใต้ดินว่า อุทกธรณีวิทยา (hydrogeology)
ช่องว่างของวัสดุธรณีที่มีน้ำบาดาลสะสมอยู่จนเต็มจะมีลักษณะคล้ายฟองน้ำที่ดูดซับน้ำเอาไว้จนอวบอิ่ม เรียกว่า ชั้นน้ำบาดาล (aquifer) ส่วนวัสดุธรณีที่หนาทึบจนน้ำบาดาลแทบซึมผ่านไม่ได้จะเรียกว่า ชั้นทึบน้ำบาดาล (confining bed) ชั้นน้ำบาดาลแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่
- ชั้นน้ำบาดาลไม่มีแรงดัน (unconfined aquifer) คือ ชั้นน้ำบาดาลที่ไม่ถูกปิดกั้นด้วยชั้นทึบน้ำบาดาล ความดันน้ำจึงมีค่าเท่ากับความดันบรรยากาศ เมื่อเจาะบ่อน้ำบาดาลผ่านชั้นน้ำนี้ ระดับน้ำภายในบ่อจะสูงเท่าเดิม แนวรอยต่อที่แบ่งเขตไม่อิ่มน้ำด้านบนกับเขตอิ่มน้ำด้านล่างจึงเรียกว่า ระดับน้ำใต้ดิน (water table)
- ชั้นน้ำบาดาลมีแรงดัน (confined aquifer) คือ ชั้นน้ำบาดาลที่ถูกปิดกั้นด้วยชั้นทึบน้ำบาดาล ความดันน้ำจึงมีค่าสูงกว่าความดันบรรยากาศ เมื่อเจาะบ่อน้ำบาดาลผ่านชั้นน้ำนี้ ระดับน้ำภายในบ่อจะสูงขึ้น
น้ำบาดาลก็มีการไหลจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำตามแรงโน้มถ่วงเหมือนกับน้ำผิวดิน เราสามารถอธิบายการไหลของน้ำบาดาลด้วยกฎของดาร์ซี (Darcy’s law) ที่กล่าวว่า ความเร็วในการไหลของน้ำบาดาลจะขึ้นอยู่กับความแตกต่างของระดับน้ำ ระยะห่างของต้นน้ำกับท้ายน้ำ ความพรุนที่ต่อเนื่องกันของวัสดุธรณี และค่าการซึมน้ำผ่านช่องว่างของวัสดุธรณี
น้ำบาดาลแต่ละพื้นที่จะมีระยะทางกับความลึกในการไหลที่แตกต่างกัน เรียกว่า ระดับการไหล (flow scale) และเรียกระยะเวลาที่น้ำบาดาลไหลจากต้นน้ำไปยังท้ายน้ำว่า เวลาแช่ขัง (residence time)
ความจริงแล้ว ชั้นน้ำบาดาลหรือแอ่งน้ำบาดาล (groundwater basin) ก็เปรียบเสมือน ‘กะละมัง’ ที่มีน้ำไหลเข้า-ออกอยู่เกือบตลอดเวลา หากน้ำบาดาลที่ไหลเข้าและไหลออกไม่สมดุลกัน ปริมาณน้ำบาดาลในแหล่งกักเก็บก็จะเปลี่ยนแปลงไป เรียกว่า สมดุลของน้ำบาดาล (groundwater balance)
น้ำบาดาลจะไหลไปบรรจบกับแหล่งน้ำบนพื้นผิวโลก เช่น น้ำพุ บึง ทะเลสาบ ลำธาร แม่น้ำ ทะเล น้ำบาดาลจึงมีบทบาทสำคัญหลายอย่าง เช่น ควบคุมแรงดันของน้ำพุ กำหนดปริมาณน้ำในบึง รักษาระดับน้ำในลำธาร ควบคุมสมดุลของธาตุอาหารบริเวณปากแม่น้ำ บรรเทาภาวะน้ำเค็มหนุน (saltwater upconing) ผลักดันการแทรกซอนของน้ำทะเล (seawater intrusion)
วิธีบริหารจัดการน้ำบาดาล
หลักฐานทางโบราณคดีบ่งชี้ว่า มนุษย์ที่อาศัยอยู่บริเวณแถบตะวันออกกลางมีการขุดบ่อน้ำบาดาล (groundwater well) มาตั้งแต่เมื่อประมาณ 10,000 ปีก่อน โดยคนสมัยโบราณจะเดินสำรวจตามที่ลุ่มต่ำ แล้วสุ่มขุดดินด้วยมือเปล่าหรืออุปกรณ์อย่างง่ายไปเรื่อยๆ บ่อน้ำบาดาลเหล่านั้นจึงมีความลึกเพียงไม่กี่เมตร ส่วนบ่อน้ำบาดาลยุคใหม่ที่ขุดเจาะด้วยเครื่องมือทันสมัยจะมีความลึกหลายสิบเมตรหรือหลายร้อยเมตรเลยทีเดียว
ปัจจุบัน การศึกษาเกี่ยวกับน้ำบาดาลจะทำการสำรวจ วิเคราะห์ และแปรผลทางอุทกธรณีฟิสิกส์ (hydrogeophysics) และอุทกธรณีวิทยาสิ่งแวดล้อม (environmental hydrogeology) เพื่อหาความลึกของชั้นน้ำบาดาล ปริมาณน้ำบาดาล และคุณภาพน้ำบาดาล เพราะการสุ่มขุดเจาะไปเรื่อยๆ อาจเจอกับชั้นน้ำบาดาลปลอม (perched aquifer) ซึ่งเป็นแอ่งน้ำบาดาลขนาดเล็กที่สูบน้ำขึ้นมาใช้ไม่นานก็หมดไป หรืออาจพบแหล่งน้ำบาดาลคุณภาพต่ำที่ไม่เหมาะสมต่อการใช้งาน หลังจากนั้นจึงนำข้อมูลที่ได้ไปสร้างแผนที่น้ำบาดาล (groundwater map) ซึ่งเป็นเครื่องมือสำหรับประเมินความคุ้มค่าก่อนลงมือขุดเจาะบ่อน้ำบาดาลในครั้งต่อไป
อย่างไรก็ตาม การสูบน้ำบาดาลอย่างไร้การควบคุมเป็นเวลานานสามารถทำให้ระดับน้ำบาดาลลดต่ำลง พืชพรรณบนดินจึงเหี่ยวเฉา และนำไปสู่ปัญหาแผ่นดินทรุด (land subsidence) ไม่เพียงเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าการสูบน้ำบาดาลปริมาณมหาศาลอย่างต่อเนื่องและระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นตลอดเกือบ 2 ทศวรรษที่ผ่านมา อาจเป็นสาเหตุที่ทำให้ขั้วโลกเคลื่อนไปจากตำแหน่งเดิมปีละ 4.36 เซนติเมตรเลยทีเดียว!
เพื่อบรรเทาผลกระทบจากการลดระดับลงของน้ำบาดาล บางพื้นที่จึงจำเป็นต้องเติม ‘น้ำสะอาด’ กลับลงไป เรียกว่า วิธีจัดการเติมชั้นน้ำบาดาล (managed aquifer recharge) ซึ่งมีอยู่หลายรูปแบบ เช่น
- การเก็บเกี่ยวน้ำฝน (rainwater harvesting) คือ การติดตั้งรางรองรับน้ำฝนบนหลังคา เชื่อมต่อไปยังบ่อเติมน้ำบาดาล เมื่อฝนตก น้ำฝนจะไหลไปตามรางลงสู่บ่อเติมน้ำบาดาล
- การอัดน้ำลงบ่อ (injection well) คือ การติดตั้งถังน้ำแล้วสูบน้ำที่บรรจุอยู่ภายในถังไปยังบ่อเติมน้ำบาดาล
- การสร้างสระเติมน้ำ (recharge pond) คือ การขุดสระน้ำเหนือชั้นน้ำบาดาลเพื่อรองรับน้ำฝนและน้ำผิวดิน วิธีการดังกล่าวจำเป็นต้องคัดเลือกพื้นที่ว่างที่ปราศจากสิ่งสกปรก เพื่อไม่ให้น้ำบาดาลปนเปื้อน
- การเติมน้ำเหนี่ยวนำ (induced recharge) คือ การขุดเจาะบ่อเติมน้ำบาดาลใกล้กับตลิ่งแม่น้ำ จากนั้นจึงทำการสูบน้ำขึ้นมาในช่วงน้ำหลาก เพื่อให้น้ำจากแม่น้ำไหลย้อนกลับเข้ามาแทนที่น้ำในบ่อที่ถูกสูบออกไป
- การเติมน้ำจากฝาย (recharge weir) คือ การสร้างฝายกั้นขวางทางน้ำ เพื่อยกระดับน้ำหน้าฝายให้สูงขึ้น แล้วผันน้ำจากฝายลงสู่บ่อเติมน้ำบาดาล แต่วิธีการดังกล่าวสามารถส่งผลเสียต่อระบบนิเวศ การถ่ายโอนตะกอน และคุณภาพน้ำของทางน้ำธรรมชาติ
สิ่งที่ควรทราบคือ เมื่อใดก็ตามที่เราเติมน้ำบาดาลมากจนเกินสมดุล ผนวกกับช่วงเวลานั้นมีฝนตกหนักอย่างต่อเนื่อง ดินจะดูดซับน้ำจนอยู่ในสภาวะอิ่มน้ำ (saturated soil) และเกิดน้ำท่วมขังใต้ผิวดิน (waterlogging) หลังจากนั้น น้ำใต้ดินจะเอ่อล้นขึ้นมาบนพื้นดิน เรียกว่า น้ำบาดาลท่วม (groundwater flood) ซึ่งน้ำที่ท่วมขังบนผิวดินเป็นเวลานานจะทำให้รากของพืชหลายชนิดเน่าตาย ทำนองเดียวกัน การเติมน้ำบาดาลบนภูเขาสามารถทำให้ดินอ่อนยวบลงจนเกิดดินถล่มและสามารถทำให้แรงเสียดทานของรอยเลื่อนลดลงจนเพิ่มโอกาสการเกิดแผ่นดินไหวได้อีกด้วย!
ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับธนาคารน้ำใต้ดินในประเทศไทย
ธนาคารน้ำใต้ดินที่นิยมทำในประเทศไทยตลอดหลายปีที่ผ่านมา คือการขุดหลุมลึกลงไปจนถึงชั้นหินอุ้มน้ำ เพื่อให้หลุมดังกล่าวคอยดักน้ำฝนกับน้ำที่ไหลบ่ามาตามพื้นดิน เพื่อให้ง่ายต่อการสูบน้ำบาดาลขึ้นมาใช้ แบ่งออกเป็น ‘ธนาคารน้ำใต้ดินระบบปิด’ ที่ใส่ขวดพลาสติกกับยางรถยนต์ลงในหลุม และ ‘ธนาคารน้ำใต้ดินระบบเปิด’ ที่มีลักษณะคล้ายบ่อน้ำขนาดใหญ่ ซึ่งผู้เชี่ยวชาญอ้างว่าธนาคารน้ำใต้ดินจะมีความลึกไม่เกิน 10 เมตร และไม่สร้างความเสียหายต่อน้ำบาดาลที่อยู่ลึกลงไป (จริงหรือ?)
เมื่อพิจารณาธนาคารน้ำใต้ดินทั้ง 2 แบบอย่างถี่ถ้วน เราจะพบว่าการขุดดินลึกลงไปถึงชั้นหินอุ้มน้ำจะทำให้วัสดุธรณีหายไป ความสามารถในการกรองน้ำตามธรรมชาติจึงหายไปด้วย เมื่อเวลาผ่านไป ขวดพลาสติกกับยางรถยนต์ในธนาคารน้ำใต้ดินแบบแรกจะย่อยสลายกลายเป็นไมโครพลาสติก คราบน้ำมัน และสารก่อมะเร็ง ส่วนธนาคารน้ำใต้ดินแบบหลังที่มีปากบ่อกว้างจะทำให้ผิวน้ำสัมผัสกับแสงอาทิตย์จนน้ำระเหยมากกว่าปกติ ไม่เพียงเท่านั้น ชั้นหินอุ้มน้ำด้านล่างอาจมี ‘รอยแตก’ เรียกว่า ชั้นทึบน้ำบาดาลรั่ว (leaky confining bed) ซึ่งสามารถทำให้มลพิษเล็ดลอดลงสู่น้ำบาดาลที่อยู่ลึกลงไปได้อีกด้วย
จากประสบการณ์ที่เคยศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำบาดาลที่ระดับความลึกต่างๆ บริเวณที่ราบลุ่มภาคกลาง ผมพบว่าธนาคารน้ำใต้ดินที่อำเภอเสาไห้และอำเภอบ้านหมอ จังหวัดสระบุรี เป็นสาเหตุทำให้น้ำเสียจากพื้นที่เกษตรกรรมปนเปื้อนลงสู่น้ำบาดาลจนมีสีน้ำตาล ส่งกลิ่นเหม็น สัมผัสแล้วเกิดผื่นคัน ชาวบ้านจึงไม่สามารถสูบน้ำบาดาลขึ้นมาอุปโภคเป็นเวลานานประมาณ 3 สัปดาห์ อีกทั้งไม่เคยมีการรายงานว่าธนาคารน้ำใต้ดินสามารถลดความรุนแรงของน้ำท่วมได้เลยแม้แต่ครั้งเดียว เพราะความจุของหลุมมีค่าน้อยมากนั่นเอง
ประเทศอินเดียถือเป็นอีกหนึ่งตัวอย่างที่กำลังเผชิญปัญหามลพิษทางน้ำบาดาล (groundwater pollution) เนื่องจากมีการสร้างบ่อเติมน้ำบาดาลจำนวนหลายสิบล้านแห่ง แต่กลับพบว่าน้ำบาดาลเกิดการปนเปื้อนไนเตรต ฟลูออไรด์ เหล็ก สารหนู ตะกั่ว โครเมียม แคดเมียม และสิ่งปฏิกูลจนเกินค่ามาตรฐานที่องค์การอนามัยโลกกำหนด สาเหตุมาจากโรงงานอุตสาหกรรม ปุ๋ย สารกำจัดศัตรูพืช ขยะ และมูลของสิ่งมีชีวิต คนที่สัมผัสน้ำบาดาลจึงเกิดโรคผิวหนัง อาหารเป็นพิษ หมดสติ และอวัยวะภายในทำงานผิดปกติ
การรับมือกับน้ำบาดาลที่ปนเปื้อนอย่างรุนแรงเป็นวงกว้างถือเป็นปัญหาใหญ่ เพราะจำเป็นต้องจำกัดขอบเขตการไหลของน้ำบาดาล (containment) แล้วสูบน้ำเหล่านั้นขึ้นมาบำบัด (remediation) หลังจากนั้นจึงเติมน้ำสะอาดกลับลงไป ซึ่งกระบวนการดังกล่าวทั้งยาก แพง และใช้เวลานาน การระมัดระวังไม่ให้น้ำบาดาลปนเปื้อนจึงเป็นหนทางที่ดีที่สุด
เราทราบปัญหาที่เกิดจาก ‘การเติมน้ำบาดาล’ แล้ว ต่อไปผมจะอธิบายปัญหาที่เกิดจาก ‘การสูบน้ำบาดาล’
ตัวอย่างแรก เกิดขึ้นที่ป่าจำปีสิรินธร ตำบลซับจำปา อำเภอท่าหลวง จังหวัดลพบุรี บริเวณผืนป่าแห่งนั้นมีลักษณะเป็นพุ (spring) ซึ่งบนพื้นดินจะมีน้ำผุดออกมาเกือบตลอดเวลา แต่หลายปีที่ผ่านมามีการสูบน้ำบาดาลและขุดสระน้ำขนาดใหญ่รอบผืนป่า น้ำภายในป่าจึงถูกดึงออกไปจนระดับน้ำบาดาลลดลงอย่างรวดเร็ว ผลที่ตามมาคือ ‘ต้นจำปีสิรินธร’ ซึ่งถูกจัดเป็นพืชธรรมชาติใกล้สูญพันธุ์จำนวนหลายร้อยต้นแห้งตาย
อีกตัวอย่างหนึ่งคือ ปัญหาดินเค็ม (soil salinity) ที่เกิดขึ้นในหลายจังหวัดทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เนื่องจากเมื่อหลายร้อยล้านปีก่อน พื้นที่ดังกล่าวเคยเป็นทะเลและต่อมาเกิดการยกตัวของแผ่นเปลือกโลกจนกลายเป็นที่ราบสูง เมื่อเวลาผ่านไป น้ำทะเลก็เหือดแห้งแล้วเกิดการสะสมตัวของเกลือหิน (rock salt) ทำให้น้ำบาดาลมีความเค็มมากกว่าปกติ เมื่อสูบน้ำบาดาลขึ้นมาบนพื้นดิน คราบเกลือจึงตกค้างแล้วกลายเป็นดินเค็ม ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการเจริญเติบโตของพืชพรรณธรรมชาติและการทำเกษตรกรรม
ผู้อ่านคงเห็นภาพแล้วว่า ธนาคารน้ำใต้ดินที่กำลังนิยมทำในประเทศไทยสามารถสร้างผลเสียระยะยาวมากกว่าผลดีระยะสั้นอันฉาบฉวย และเมื่อเวลาผ่านไป หลุมดักน้ำเหล่านั้นก็จะสิ้นอายุขัย เพราะเศษตะกอนไหลลงไปอุดตันจนบ่อน้ำตื้นเขิน
ตามความคิดเห็นของผม หากพื้นที่ใดมีความต้องการใช้น้ำบาดาลก็ควรสร้างบ่อน้ำบาดาลแบบใหม่ที่ใช้งานร่วมกับเครื่องสูบน้ำ หรือสร้างบ่อน้ำบาดาลแบบเก่าที่มีขอบบ่อเพื่อประยุกต์ร่วมกับการเติมน้ำฝนจากรางริน เพราะเป็นวิธีการที่ง่าย ประหยัด สูญเสียน้ำจากการระเหยน้อย และน้ำบาดาลปนเปื้อนสิ่งสกปรกได้ยาก
ผมขอย้ำอีกครั้งว่า ก่อนสร้างธนาคารน้ำใต้ดิน เราจำเป็นต้องคำนึงถึงความต้องการน้ำของประชาชน ความเหมาะสมในการใช้น้ำ ทางเลือกในการกักเก็บน้ำ ลักษณะทางอุทกธรณีวิทยา ผลกระทบทางสิ่งแวดล้อม ลักษณะของบ่อเติมน้ำบาดาล คุณภาพของน้ำบาดาลหลังการก่อสร้าง และห้ามนำวัสดุอันตรายมาเป็นส่วนประกอบ เพราะเมื่อใดก็ตามที่กฎเหล่านี้ถูกละเลย ธนาคารน้ำใต้ดินจะกลายเป็น ‘ระเบิดเวลา’ ที่อาจสร้างความเสียหายอย่างรุนแรงจนไร้หนทางแก้ไขก็เป็นได้
อ้างอิง:
- กิจการ พรหมมา. อุทกธรณีวิทยา. 2555. สำนักพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.
- คณะทำงานขับเคลื่อนโครงการธนาคารน้ำใต้ดิน คณะอนุกรรมการขับเคลื่อนแผนแม่บทการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำ ภายใต้คณะกรรมการทรัพยากรน้ำแห่งชาติ. คู่มือการเติมน้ำใต้ดิน. 2564.
- Drift of Earth’s Pole Confirms Groundwater Depletion as a Significant Contributor to Global Sea Level Rise 1993–2010
- Across India, high levels of toxins in groundwater
- What is groundwater flooding
- ซับจำปา – ป่าจำปี และน้ำชั้นตื้น : Big Story เรื่องใหญ่ Thai PBS
