การวิเคราะห์เสถียรภาพเขื่อนด้วยเทคนิคการวัดค่าความต้านทานไฟฟ้าและ ความต่างศักย์ธรรมชาติ (Dam Stability Analysis by Electrical Resistivity Imaging and Natural Electric Potential Technique)

Abstract

บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อแสดงให้เห็นถึงเทคนิคการจัดทำแผนที่ด้วยการวัดค่าความต้านทานไฟฟ้าและ
คา่ ศักย์ไฟฟา้ ธรรมชาติใตพ้ ื้นดิน สำหรับการวิเคราะหแ์ ละตรวจสอบสภาพโครงสรา้ งทางธรณีวิทยาของเขื่อน
ซึ่งเป็นประโยชน์ในการสำรวจเพื่อวางแผนการบำรุงรักษา
การศึกษาในครั้งนี้ได้ทำการศึกษา ณ เขื่อนกระเสียว อำเภอด่านช้าง จังหวัดสุพรรณบุรี
ซึ่งเป็นเขื่อนแกนดินเหนียวที่มีอายุการใช้งานมาแล้วมากกว่า 30 ปี โดยมีวิธีการศึกษาสภาพของตัวเขื่อน
ดว้ ยการวัดคา่ ความตา่ งศักยธ์ รรมชาติควบคูกั่บการวัดคา่ ความตา้ นทานไฟฟา้ การวัดคา่ ความตา่ งศักยธ์ รรมชาติ
ด้วยขั้วไฟฟ้าแบบ Porous Pot บรรจุสารละลายจุนสี (CuSO4) ส่วนการวัดค่าความต้านทานไฟฟ้านั้น
ในเบื้องต้นได้ทำการทดสอบการวัดค่าความต้านทานไฟฟ้าด้วย 3 รูปแบบ การวางขั้วไฟฟ้า คือ
แบบ Wenner Wenner-Schlumberger และ Pole-Dipole เพื่อคัดเลือกรูปแบบการวางขั้วไฟฟ้า
ที่เหมาะสมสำหรับการสำรวจนี้ ข้อมูลที่ได้จากการวัดค่าความต่างศักย์ธรรมชาติ จะนำมาสร้างเป็น
แผนที่พื้นผิว ส่วนผลการวัดค่าความต้านทานไฟฟ้าได้ทำการประมวลผลเพื่อสร้างเป็นภาพตัดของชั้นดิน
แบบ 2 มิติ สำหรับการวิเคราะห์ผลแบบบูรณาการเพื่อตรวจสอบหาตำแหน่งที่มีความเป็นไปได้ของจุด
ที่มีอัตราการไหลซึมผา่ นของน้ำใตดิ้นสูงผิดปกติ หรือจุดเสี่ยงที่ควรทำการเจาะสำรวจดว้ ยวิธีการตรวจสอบ
ตามวิธีการแบบปกติต่อไป

ผลการศึกษาพบว่า ค่าศักย์ไฟฟ้าปกติตามธรรมชาติมีค่าอยู่ระหว่าง 250 - 400 มิลลิโวลต์ และ
มีค่าศักย์ไฟฟ้าธรรมชาติที่ผิดปกติ คือมีค่าตํ่ากว่า 250 มิลลิโวลต์ และสูงกว่า 400 มิลลิโวลต์

สว่ นคา่ ความตา้ นทานไฟฟา้ ที่มีคา่ อยูร่ ะหวา่ ง 1 ถึง 200 โอหม์ เมตร สำหรับจุดที่อยูลึ่กลงไปหรือขอบตัวเขื่อน
ที่อยู่ติดกับแนวสันภูเขา บางจุดมีความต้านทานไฟฟ้าสูงกว่า 200 โอห์มเมตร แสดงให้เห็นถึงลักษณะ
ทางธรณีวิทยาที่เปน็ ชั้นหินฐานรากของเขื่อนและหินสันภูเขา ผลการวิเคราะหผ์ ลรวมของทั้งสองวิธีการสำรวจ
พบว่า บางตำแหน่งที่มีค่าความต้านทานไฟฟ้าตํ่ากว่า 3 โอห์มเมตร และค่าความต่างศักย์ธรรมชาติตํ่ากว่า
250 มิลลิโวลต์นั้น มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดการรั่วซึมของนํ้าแบบผิดปกติ ซึ่งควรทำการตรวจสอบ
อย่างสมํ่าเสมอด้วยวิธีการทางวิศวกรรมต่อไป การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงประโยชน์ในการลดระยะเวลา
การทำงาน ประหยัดงบประมาณในการสำรวจ และมีความแม่นยำในการวิเคราะห์เสถียรภาพของเขื่อน
แกนดินเหนียวได้เป็นอย่างดี

Abstract
The objective of this research was to present geo-electrical mapping techniques from
ground resistivity and self-potential for analyzing and assessing geological structure of
dam to be utilized for dam maintenance program.
This study was conducted at Krasiao-Dam in Dan-Chang district Suphan-Buri
Province. The earth fill dam is valid for over 30 years. The state of the study for dam
structure assessment made use of self-potential and electrical resistivity methods.
Self-potential data was measured using porous pot with copper sulfate (CuSO4) solution.
For electrical resistivity data, an initial state 3 electrode configuration including Wenner,
Wenner-Schlumberger and Pole-Dipole were tested to verify the most suitable array for
data collection. Self-potential data was processed and presented as surface map. The electrical
resistivity data was processed and presented as 2D underground cross section. An integrated
data analysis of these two results were verified of possible leakage position or risk
location as it needed to be tested by conventional engineering testing methods.
Research results indicate general self-potential data in range of 250 - 400 mv,
below 250 mv was treated as anomaly. Resistivity data was between 1 to 200 ohms-meters
and higher than 200 ohms-meters indicates the foundation and rocks. For some positions,
the electrical resistivity less than 3 ohms-meters and self-potentials below 250 mv were
identified as possible water leakage which the responsible agencies needed to check
regularly using conventional engineering testing methods. The benefits of this study were
that it can work faster, saving, and accurate for analyzing the stability of earth fill of dams.