ส่วนของแม่น้ำ Parts of the River

ส่วนของแม่น้ำ

อุทกวิทยาสำหรับการกู้ภัย

เพื่อให้เข้าใจการกู้ภัยในกระแสน้ำเชี่ยว เราต้องเริ่มต้นด้วยการทำความเข้าใจเรื่องน้ำและแม่น้ำ เช่นเดียวกับความเข้าใจเรื่องกายวิภาคซึ่งจำเป็นสำหรับการประเมินผู้ป่วย การเรียนรู้คำศัพท์และคำจำกัดความที่ระบุไว้ที่นี่จะเป็นประโยชน์ แต่ไม่มีอะไรมาแทนที่ประสบการณ์ในน้ำได้

คุณสมบัติของน้ำ

• น้ำถูกแรงโน้มถ่วงดึงลงมาดังนั้นโดยปกติแล้วน้ำจะไหลจากเนินเขาหรือที่สูงลงสู่ทะเลหรือพื้นล่าง
• น่าประหลาดใจหรือไม่เนื่องจากน้ำเป็นของเหลว น้ำจึงมีรูปร่างเหมือนกับภาชนะที่รองรับ เราอาจจะนึกถึงคำว่าก้นทะเลหรือแม่น้ำเป็นภาชนะรองรับน้ำ
• น้ำไม่บีบอัดนั่นคือแรงของน้ำที่ตกลงมาจะถูกส่งไปยังวัตถุอื่น
• อย่างไรก็ตามแม้จะเป็นน้ำก็ไม่ได้หมายความว่าน้ำจะไม่ทับถมฉุดลากคน

โมเลกุลของน้ำจะดึงเข้าหากันอย่างหลวมๆ ด้วยสิ่งที่นักเคมีเรียกว่าพันธะไฮโดรเจน พันธะไฮโดรเจนนี้เป็นสาเหตุที่ทำให้น้ำรวมตัวกันบนพื้นผิวเรียบ ตัวอย่างเช่น น้ำที่รวมตัวกันบนเหรียญ

แรงของน้ำ

เมื่อมองไปที่แม่น้ำที่เงียบสงบผู้คนมักตัดสินความแรงของน้ำผิดไปความจริง 2 สิ่งที่ประกอบกันเป็นแรงของแม่น้ำคือความเร็วและพื้นผิว

อัตราความเร็วของน้ำมาจากการที่น้ำที่ถูกแรงโน้มถ่วงดึงลงมาด้วยแรงมากน้อยเพียงใด หน่วยวัดเป็น m/s หรือ ft/s (เมตรต่อวินาที หรือ ฟุตต่อวินาที) มุมของก้นแม่น้ำหรือความลาดชันของท้องน้ำเป็นตัวกำหนดความเร็วของน้ำ ร่องน้ำจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นด้วยการไหลแบบราบเรียบและไหลตรงๆในขณะที่น้ำส่วนที่เหลือจะมีการไหลแบบปั่นป่วนและช้าลง เรามักคิดว่าช่วงแก่งหรือช่วงที่น้ำเป็นฟองฟูฟ่องคือน้ำไหลเร็วแรงแต่ที่เป็นเช่นนั้นเกิดจากการที่น้ำกระทบวัตถุในแม่น้ำอย่างรวดเร็ว เรามาพิจารณาดูกันว่าวัตถุลอยอยู่ในน้ำอย่างไรเพื่อให้รู้ว่าน้ำเคลื่อนที่เร็วแค่ไหน

พื้นที่ผิวหมายถึงพื้นที่ผิวของบุคคลหรือวัตถุที่ปิดกั้นการไหลของน้ำ ว่าเป็นพื้นที่มากแค่ไหน พื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้นในน้ำเท่ากับการผลักและแรงของน้ำที่เพิ่มขึ้น เช่นถ้าเราพิจารณาจากกรณีบุคคลทั่วไปที่เป็นผู้ใหญ่ที่ค่อยๆค่อยลงไปในแม่น้ำลำคลองทีละก้าวทีละก้าวดังข้างล่างนี้ พื้นที่ผิวที่ถูกผลักดันจากน้ำจะมากแค่ไหน เกิดอะไรขึ้น:

• ยืนเท้าเดียวในน้ำ พื้นที่ผิวที่ถูกผลักดันจากน้ำ ≈ 315 cm²


• ยืนน้ำท่วมถึงเข่า พื้นที่ผิวที่ถูกน้ำผลักดัน ≈ 0.162 m²


• ยืนน้ำท่วมถึงเอว พื้นที่ผิวที่ถูกน้ำผลักดัน ≈ 0.36 m²


• ยืนน้ำท่วมถึงอก พื้นที่ผิวที่ถูกน้ำผลักดัน ≈ 0.522 m²


• และถ้ายืนน้ำท่วมถึงคอ พื้นที่ผิวที่ถูกน้ำผลักดัน ≈ ? จะเกิดอะไรขึ้น ทำไมเราถึงคำนวณแบบนี้ ? ก็เพราะแรงผลักจากน้ำอาจจะผลักคนออกไปทำให้ล้มจมน้ำได้อย่างง่ายดาย

โดยทั่วไปเราควรทำตามคำแนะนำเมื่อมีกิจกรรมทางน้ำด้วยการยืนในน้ำให้ระดับน้ำถึงแค่เข่าเท่านั้น

คำศัพท์เกี่ยวกับแม่น้ำลำคลอง

• การไหล (Flow) ปริมาตรของน้ำที่ผ่านตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง โดยปกติจะวัดเป็นหน่วย m3/s หรือ ft3/s (ลูกบาศก์เมตรต่อวินาทีหรือลูกบาศก์ฟุตต่อวินาที)


• ร่องน้ำ (Channel) เส้นทางหลักของแม่น้ำ แม่น้ำไหลเร็วที่สุดในร่องน้ำ


• ก้นแม่น้ำ (River bed) พื้นที่ใต้แม่น้ำ


• ฝั่งแม่น้ำ (River bank) พื้นดินที่ริมแม่น้ำหรือด้านข้างแม่น้ำ


• ที่ราบน้ำท่วมถึง (floodplain) พื้นที่ราบเหนือฝั่งแม่น้ำซึ่งจะรับน้ำเพิ่มสูงขึ้นในช่วงฤดูน้ำหลาก ที่ราบน้ำท่วมถึง มักเป็นผลมาจากการทับถมของตะกอนที่มากับน้ำจากแม่น้ำลำคลองในช่วงฤดูน้ำหลากครั้งก่อนๆ


• แนวคันดินกั้นน้ำตามธรรมชาติ (Natural levee) ตะกอนต่าง ๆ มักจะก่อตัวขึ้นที่ขอบของที่ราบน้ำท่วมถึงก่อนที่จะลาดลงริมฝั่งน้ำลงสู่แม่น้ำ ดังนั้นเพราะแนวคันดินกั้นน้ำตามธรรมชาติเหล่านี้ไม่เพียงแต่น้ำจะไหลเติมไปแค่ริมฝั่งแต่น้ำจะไหลไปเติมบริเวณที่ราบน้ำท่วมถึงทั้งหมดอย่างรวดเร็ว


• ที่ราบน้ำท่วมถึงในปัจจุบัน (active floodplain) คือพื้นที่ราบข้างฝั่งแม่น้ำที่คาดว่าน้ำจะท่วมทุกปี


• ที่ราบน้ำท่วมถึงที่ถูกทิ้งร้าง (Abandon floodplain) คือพื้นที่ราบที่อยู่เลยจากที่ราบน้ำท่วมถึงซึ่งโดยทั่วไปน้ำไม่ท่วมแต่จะท่วมเมื่อน้ำในแม่น้ำสูงมากมักเกิดในรอบ 5 - 10 ปี

อุทกภัยประจำปีจะเติมน้ำให้ถึงที่ราบน้ำท่วมถึงในปัจจุบัน เราจึงควรคาดการณ์ว่าระดับน้ำจะสูงในลักษณะนี้ในช่วงฝนตกหนักและมีการปล่อยน้ำจากเขื่อน พึงสังเกตว่าความลึกของน้ำไม่ใช่ระดับของน้ำเนื่องจากพันธะไฮโดรเจน น้ำที่ร่องน้ำจะอยู่ที่ระดับความสูงซึ่งมากกว่าระดับความสูงของน้ำบนที่ราบน้ำท่วมถึง นี่คือเหตุผลว่าทำไมความลึกของแม่น้ำที่เพิ่มขึ้นเป็นเมตรอาจเท่ากับความลึกที่เพิ่มขึ้นเป็นเซนติเมตรที่ด้านริมฝั่งน้ำเท่านั้น

น้ำท่วมสูงเกิดขึ้นเมื่อระดับแม่น้ำสูงถึงที่ราบน้ำท่วมถึงซึ่งถูกทิ้งร้าง

เราพยายามจะใช้คำศัพท์ที่สามารถใช้ในสถานการณ์ฉุกเฉินได้อย่างรวดเร็วแม้ว่าที่ปรึกษาด้านทรัพยากรน้ำและนักอุทกวิทยาอาจใช้คำศัพท์ทางเทคนิคมากกว่าก็ตาม

• ต้นน้ำหรือจากต้นน้ำ (upstream) คือส่วนใด ๆ ของแม่น้ำเหนือตำแหน่งที่เราอ้างถึง ตัวอย่างเช่น “น้องเชอรี่อยู่ที่ต้นน้ำของน้องจำปูและน้องแป้ง”


• ปลายน้ำ หรือ ไหลไปตามน้ำแล้ว (Downstream) คือส่วนใด ๆ ของแม่น้ำที่อยู่ด้านล่างของตำแหน่งที่เราอ้างถึง ตัวอย่างเช่น “น้องแป้งอยู่ที่ปลายน้ำของน้องจำปู ส่วนน้องชมพู่อยู่ที่ปลายน้ำของน้องเชอร์รี่”

มาตรฐานทั่วไปสำหรับตำแหน่งซ้ายและขวากำหนดให้ผู้คนหันหน้าเข้าหาปลายน้ำและหันหลังให้ต้นน้ำ ลองนึกภาพว่าเรากำลังลอยไปตามแม่น้ำโดยที่เท้าของเราอยู่ข้างหน้าเท้าเราสามารถดันก้อนหินที่เราลอยเข้าไปถึงได้

• ด้านซ้ายหรือด้านซ้ายของแม่น้ำ (river left) หมายถึงจะเป็นอะไรก็ได้ที่อยู่ทางด้านซ้ายของเราขณะที่เราลอยไปตามแม่น้ำ


• ด้านขวา หรือ ด้านขวาของแม่น้ำ (river right) หมายถึงจะเป็นอะไรก็ได้ทางด้านขวาของเราขณะที่เราลอยไปตามแม่น้ำ

ตัวอย่างเช่นเราอาจพูดว่า “น้ำนิ่งอยู่ด้านขวา"

• สันดอน หรือ เกิดสันดอน (sandbar) คือกองตะกอนในแม่น้ำหรือรอบ ๆ ริมๆแม่น้ำ สันดอนที่จมอยู่ใต้น้ำอาจทำให้เรือติดสันดินได้ถ้าไม่รู้ว่ามีสันดอน


• น้ำวน (hydraulic) คือน้ำถูกแทนที่ด้วยสิ่งกีดขวาง สิ่งเหล่านี้เป็นสาเหตุของช่วงแก่งที่เรามักจะเห็นน้ำแตกกระเซ็นฟูฟ่อง


• ตลิ่งชัน (Cut bank) คือตลิ่งสูงชันที่เกิดจากกัดเซาะเนื่องจากการไหลของแม่น้ำ


• รางน้ำ (Chute) คือเกิดจากการที่น้ำไหลแรงผ่านสิ่งกีดขวาง 2 สิ่ง

• น้ำวนกลับทิศทาง (Eddy) คือ น้ำไหลกลับที่ต้นน้ำตรงข้ามกับการไหลปกติของแม่น้ำ นี่เป็นเพราะช่องว่างที่เหลือจากน้ำที่ไหลผ่านสิ่งกีดขวาง จากนั้นน้ำจะไหลกลับต้นน้ำเพื่อเติมเต็มช่องว่างนั้นส่งผลให้น้ำหมุนวนที่ด้านปลายน้ำของสิ่งกีดขวาง

น้ำวนกลับทิศทาง มี 2 แบบคือน้ำวนกลับทิศทางแนวดิ่งและแนวนอน

• น้ำวนกลับทิศทางเคลื่อนที่ในแนวดิ่งน้ำเคลื่อนวนคล้ายกับเครื่องซักผ้าฝาหน้าและมักเป็นอันตรายทางน้ำ
• น้ำวนกลับทิศทางหมุนในแนวนอนเหมือนเครื่องเล่นแผ่นเสียงและโดยทั่วไปเป็นที่ซึ่งปลอดภัยสำหรับการพักผ่อนและตกปลา

วัฏจักรธรรมชาติ

ถ้าแม่น้ำเป็นเส้นตรงกระแสน้ำที่เร็วที่สุดหรือร่องน้ำจะอยู่ตรงกลาง แต่เนื่องจากตามธรรมชาติแม่น้ำมีความโค้งคดเคี้ยวดังนั้นโมเมนตัมของน้ำจึงพาร่องน้ำไปทางโค้งด้านนอกหรือทางที่โค้งมากที่สุดจึงเกิดการกัดเซาะของแม่น้ำเข้าไปริมตลิ่ง ทำให้เกิดดินตะกอนจะมารวมกันบริเวณของทางโค้งดด้านในซึ่งเป็นน้ำที่ไหลช้ากว่า บ่อยครั้งตลิ่งสูงชันที่เรียกว่า ตลิ่งชัน ซึ่งเกิดจากการที่ถูกน้ำที่ไหลแรงๆ กัดเซาะ จะกลายเป็นตลิ่งริมแม่น้ำเป็นตลิ่งทรายตื้นๆและต่อจากนั้นก็จะกลายเป็นตลิ่งที่สูงชันอีกครั้ง พึงสังเกตว่าในขณะที่วัฏจักรนี้เกิดขึ้นในแม่น้ำตามธรรมชาติแต่กำแพงซีเมนต์กั้นดินที่สร้างขึ้นตามลำคลองและเขตเมืองทำให้กระแสน้ำตามธรรมชาติไหลไม่สะดวก เป็นเหตุให้น้ำไหลเร็วขึ้นและเรามักจะเข้าถึงเหยื่อที่จมน้ำได้ยากขึ้น

วัฏจักรของแม่น้ำตามธรรมชาติอีกประการหนึ่งคือน้ำที่ไหลเร็วจะทำให้น้ำที่อยู่ลึกๆ ไหลช้าได้อย่างไร ในสถานการณ์ส่วนใหญ่หากเราจมอยู่ท่ามกลางกระแสน้ำที่ไหลเชี่ยวกรากเราต้านกระแสน้ำแต่เราควรนำตัวเองออกจากกระแสน้ำที่เชี่ยวกราก ไปยังส่วนที่ไหลช้าลงของแม่น้ำซึ่งเป็นบริเวณที่เราจะหนีรอดจากการจมน้ำได้ง่ายกว่า วัฏจักรหลายประเภทเกิดขึ้นกับน้ำและแม่น้ำ ความรู้เกี่ยวกับวัฏจักรเหล่านี้ช่วยให้หน่วยกู้ชีพตอบสนองต่อเหตุการณ์ในฐานะผู้ช่วยเหลือเบื้องต้นที่เกี่ยวข้องกับน้ำและช่วยให้ชุมชนเตรียมพร้อมสำหรับเหตุการณ์สำคัญเกี่ยวกับน้ำในพื้นที่ของตนเองได้

บทสรุป

วิธีที่ดีที่สุดในการทำความเข้าใจว่าสภาพของน้ำและแม่น้ำว่าเป็นอย่างไรคือการออกไปสัมผัสกับน้ำ เพียงแต่ให้แน่ใจว่าจะปลอดภัยและให้ไปกับเพื่อนสักหนึ่งคน

ขอขอบคุณบุคคลดังต่อไปนี้ได้แก่คุณสาลินีที่แบ่งปันภาพการผจญภัยในอดีตคุณ Christine Lustik สำหรับการทบทวนบทความนี้และคุณพัชรานิษฐ์เพ็ชรแท้ที่แปลคำศัพท์ที่ทำให้สับสนให้เข้าใจง่ายขึ้น การกู้ชีพเป็นความพยายามของทีม

หมายเหตุของการกู้ภัยในกระแสน้ำเชี่ยว

Parts of the River

Hydrology with Rescue in Mind

To understand water rescue we need to start with understanding the water and the rivers, similar to how understanding anatomy is needed for patient assessment.  Learning the terms and definitions listed here is helpful, but nothing replaces experience in the water.  My learning about rivers started when I was 9 years old playing in the stream behind my childhood home.  Just make sure to be safe when playing in the water.  

Water Properties

Water is pulled down by gravity, thus water normally flows from the hills or higher ground to the sea or lower ground.  Surprise, surprise, water is a liquid, meaning it fits the shape of its container.  We should think of the river-bed as the container.  Water does not compress, meaning the force of falling water is transmitted to other objects.  Just because it is water does not mean it will not crush people.  

The molecules of water weakly pull at each other with what chemists call a hydrogen bond.  This hydrogen bond is the reason water pools together on smooth surfaces; for example, a bubble of water collected on a coin.  

Force  

Looking at a peaceful river, people often misjudge the force of the water.  2 primary things make up the force of a river; speed and surface area.   
The speed usually comes from how fast water is pulled down by gravity; measured in m/s or ft/s.  The angle or gradient of the river determines much of how fast the water will be.  The channel will be moving faster with a straight laminar flow, while the rest of the river will have a slower turbulent flow.  We often think of frothy white water as indicating fast water, but white water is caused by fast water hitting objects in the river.  Watch to see how objects are floating in the water to know how fast the water is moving.  

Surface area refers to how much of a person or object is facing the flow of the water.  Increased surface in the river equates to increase force of the water pushing.  For example, if we consider a normal adult stepping into a river: 

• 1 foot into the water ≈ 315 cm² pushed by water 
• 
  
• Standing knee deep ≈ 0.162 m² pushed by water  
• 
  
• Standing waist deep ≈ 0.36 m² pushed by water 
• 
  
• Standing chest deep ≈ 0.522 m² pushed by water
• 
  
• Standing neck deep ≈ Why are we calculating this?  The water would probably push the person away.     

We should generally follow the guideline of only standing up in knee deep water.  

River Terminology 

• Flow – the amount or volume of water passing a specific location, often m3/s or ft3/s  
• 
  
• Channel – the primary path of the river.  The river flows fastest in the channel. 
• 
  
• River-bed – the ground under the river. 
• 
  
• River-bank – the ground at the edge of the river. 
• 
  
• Floodplain – flat ground just above the river-bank where water fills during high water times.  Floodplains are often made of slit and sediment from previous flood seasons. 
• 
  
• Natural levee – extra silt and sediment usually builds up at the edge of the floodplain before sloping down the river-bank to the river.  Because of these levees, rivers will transition from filling just the river-banks to filling the whole floodplain very rapidly. 
• 
  
• Active floodplain – the flat ground next to the river-bank expected to flood annually. 
• 
  
• Abandon floodplain – flat ground beyond the active floodplain that generally does not flood, but will flood during extremely high water, often a 5 - 10 year cycle.   

Annual flooding will fill the active floodplains.  We should expect this type of high water during heavy rains and dam releases.  Note that the depth of the water is not level.  Due to the hydrogen bond water at the channel will be at a higher elevation than the elevation of the water on the flood plain.  This is why an increase of meters in river depth may only equal an increase in centimeters of depth at the water’s edge.  

High flooding occurs when the river level reaches all the way to the abandoned flood plain.   

While water resource consultants and hydrologists may use more technical terms, we try to use terms that can be quickly yelled at a rescue scene.  

• Upstream or Up-river – any part of the river above the location we are referring to.  For example, “Nong Cherry is upstream from Nong Champu and Nong Bpun.” 
• 
  
• Downstream or Down-river – any part of the river below the location we are referring to.  For example, “Nong Bpun is downstream from Nong Champu, and Nong Champu is downstream of Nong Cherry.” 

The general standard for left and right requires people to face downstream and have their back to the upstream.  Imagine you are floating down the river with your feet in front able to push off of any rock you float into.   

• River left – this would be to your left side as you float down the river. 
• 
  
• River right – this would be to your right side as you float down the river.  

We could say “the calm water is on the right (river right).” 

• Sandbar - piled sediment in or around a river.  Submerged sandbars can ground unsuspecting boats. 
• 
  
• Hydraulic – water displaced by an obstruction, we often see these as causing white water 
• 
  
• Cut bank – steep river banks that have been eroded by the river flow. 
• 
  
• Chute – a rush of water between 2 obstructions.  
• 
  
• Eddy – water flowing back upstream opposite the normal flow of the river.  This is because of a void left by water rushing past an obstruction, then water flows back upstream to fill the void.  This results in swirling water on the downstream side of an obstruction.   

There can both vertical and horizontal eddies.  Vertical eddies move water similar to a front-loading laundry machine and are usually considered a water hazard.  Horizontal eddies spin like a record player and are generally safe places to hang out and fish.  

Cycles 

If a river were straight the fastest water, or the channel, would be in the center.  But because in nature there are bends to a river, the momentum of the water carries the channel toward the outside of most bends or turns.  The slower water on the inside of a river bend usually drops sediment carried in the flow of water.  Often steep river-banks dug out by the faster water will lead to sandy shallow river-banks, and then further downstream will lead to steep banks again.  Please note that while this cycle occurs in natural rivers, cement retaining walls built in canals and urban locations have upset the natural flow of water making the flow faster and often more difficult to access victims.  

Another cycle in natural rivers is how fast rushing water leads to deep slow water.  In most situations if we find ourselves caught in rushing water, instead of fighting against the current, we work to stay afloat and ride the rush to a slower section of the river where it is easier to escape.  Many different kinds of cycles happen with water and rivers.  Knowing about these cycles helps rescuers respond to water related emergencies, and helps communities prepare for significant water events in their area.  

Conclusion 

Again, the best way to understand how water and rivers function is to go out and experience water.  Just make sure to be safe and go with a friend. 

Thank you’s to the following; Salinee for sharing photos from past adventures, Christine Lustik for reviewing this article, and K. Wee for translating the many confusing terms.  Rescue is a team effort.  

Read more about water rescue here.