ฝาย

เป็นอาคารที่สร้างขวางทางน้ำเพื่อทำหน้าที่ทดน้ำและให้น้ำไหลล้นข้ามไปบนสันของอาคารได้เมื่อเราสร้างฝายที่ลำน้ำซึ่งจะใช้เป็นต้นน้ำของโครงการชลประทานฝายจะทำหน้าที่เป็นอาคารทดน้ำหรือเขื่อนทดน้ำประเภทหนึ่งสำหรับทดน้ำที่ไหลมาตามลำน้ำให้มีระดับสูงจนน้ำสามารถไหลเข้าคลองส่งน้ำได้ตามปริมาณที่ต้องการในฤดูกาลเพาะปลูกส่วนน้ำที่เหลือจะไหลล้นข้ามสันฝายไปฝายทุกแห่งจึงจำเป็นต้องสร้างให้มีความสูงมากพอสำหรับทดน้ำให้เข้าคลองส่งน้ำได้และจะต้องมีความยาวมากพอที่จะให้น้ำที่ไหลมาในฤดูน้ำไหลล้นข้ามฝายไปได้อย่างปลอดภัยโดยไม่ทำให้เกิดน้ำท่วมตลิ่งสองฝั่งลำน้ำที่บริเวณด้านเหนือฝายมากเกินไปด้วยโดยทั่วไปแล้วฝายจะเป็นอาคารที่มีขนาดความสูงไม่มากน้ำและมีรูปร่างคล้ายสี่เหลี่ยมคางหมู

ฝายที่สร้างขึ้นในแต่ละท้องที่อาจมีความมั่งคงแข็งแรงและมีอายุการใช้งานได้นานมากน้อยต่างกันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างรวมทั้งความถูกต้องของการของการออกแบบและการก่อสร้างเป็นสำคัญตัวอย่างเช่นฝายที่ราษฎรช่วยกันสร้างในภาคเหนือบางแห่งอาจจะมีอายุของการใช้งานได้ไม่นานนักเพราะใช้วัสดุซึ่งมีราคาถูกและหาได้ง่ายในท้องถิ่นเป็นส่วนใหญ่ เช่น กิ่งไม้ ใบไม้ ไม้ไผ่ เสาไม้ ทรายและกรวด เป็นต้น ฝายดังกล่าวจึงมีลักษณะไม่คงทนถาวรมากนักและนอกจากนี้การก่อสร้างอาจไม่ประณีต เพราะต้องการสร้างให้เสร็จโดยเร็วที่สุดเพื่อจะใช้งานได้ทันที

วิธีการก่อสร้างฝายของราษฎรที่ทำกันโดยทั่วไป ได้แก่ การตอกเสาไม้ให้ห่างกันเป็นระยะ ๆ ขวางลำน้ำให้ได้หลายแถวตามที่ต้องการและนำไม้เคร่ามาตอกติดกับเสาแล้วกรุด้วยไม้ไผ่ติดกับเคร่าพร้อมกับอัดกิ่งไม้ใบไม้และกรวดทรายลงไปในคอกให้เต็มเมื่อใช้งานไปชั่วระยะหนึ่งใบไม้และกิ่งไม้จะเน่าเปื่อยทำให้ฝ่ายชำรุดเสียหายได้ซึ่งต้องคอยเปลี่ยนกิ่งไม้ใบไม้ในคอกเสียใหม่เป็นประจำเช่นนี้ทุกปีฝายประเภทนี้เรียกว่า "ฝายเฉพาะฤดูกาล" หากต้องการให้ฝายดังกล่าวใช้งานได้นานขึ้นก็ต้องสร้างให้ประณีตยิ่งขึ้นไปอีกโดยอาจนำกิ่งไม้และใบไม้มามัดรวมกันเป็นฟ่อนทิ้งอัดลงไปเป็นชั้น ๆ แต่ละชั้นอัดด้วยทรายและกรวดแทรกลงไปในช่องว่างให้แน่นถ้าหมั่นคอยดูแลซ่อมแซมวัสดุที่ชำรุดเสียหายและที่หลุดลอยตามน้ำไปให้อยู่ในสภาพดีเสมอฝายประเภทนี้จะมีอายุของการใช้งานได้นานหลายปีเรียกว่า "ฝายชั่วคราว"

ในการสร้างฝายให้มีอายุของการใช้งานได้นานยิ่งขึ้นไปอีกก็อาจใช้วัสดุก่อสร้างอันประกอบด้วยเสาไม้ขนาดใหญ่ ทราย กรวดและหินขนาดต่าง ๆ มีฝายลักษณะหนึ่งที่แต่ก่อนนิยมสร้างกัน คือ จะวางเสาไม้ต่อกันยาวตามลำน้ำให้เป็นแถว ๆ ตลอดความกว้างของลำน้ำแล้วสลับกับวางตามขวางของลำน้ำทำให้เป็นคอกสูงลดหลั่นกันเป็นรูปฝายตามที่ต้องการหลังจากนั้นจึงทิ้งหินขนาดต่าง ๆ พร้อมทั้งกรวดและทรายลงไปในคอกจนเต็มหิน กรวดและทรายจะต้านทานน้ำที่ไหลผ่านตัวฝายและน้ำที่ไหลล้นข้ามสันฝายได้เป็นอย่างดีทำให้ฝายแบบนี้มีความแข็งแรงและมั่นคงถาวรมากยิ่งขึ้นจึงสามารถใช้งานได้นานฝายชนิดนี้คือ "ฝายคอกหมู" ซึ่งเป็นฝายประเภทกึ่งถาวร

เมื่อต้องการสร้างฝายให้มั่นคงแข็งแรงและใช้งานได้ตลอดไปก็จะต้องใช้วัสดุที่มีความคงทนถาวรเป็นหลัก ได้แก่ หิน ซีเมนต์ คอนกรีตล้วนและคอนกรีตเสริมเหล็ก เป็นต้น โดยจะต้องคำนวณออกแบบกำหนดส่วนสัดของฝายให้เหมาะสมกับสภาพภูมิประเทศให้เหมาะสมกับปริมาณน้ำที่จะมีมามากที่สุดในลำน้ำให้ไหลล้นข้ามไปได้โดยปลอดภัย และจะต้องทำการก่อสร้างให้ถูกวิธีและประณีตด้วย

การออกแบบฝายลักษณะถาวรที่สำคัญจะต้องกำหนดให้ฝายมีขนาดความยาวมากพอที่จะระบายน้ำให้ล้นข้ามไปได้โดยระดับน้ำด้านหน้าฝายไม่ล้นสูงกว่าขอบตลิ่งมากจนทำให้น้ำไหลอ้อมมากัดเซาะปลายฝายที่บริเวณตลิ่งทั้งสองข้างหรือทำให้เกิดน้ำท่วมพื้นที่เพาะปลูกที่บริเวณด้านหน้าฝายจนได้รับความเสียหายนอกจากนี้การออกแบบตัวฝายก็จะต้องกำหนดให้มีขนาดรูปร่างและน้ำหนักที่จะต้านแรงดันของน้ำที่กระทำกับตัวฝายได้ในทุกกรณีอีกทั้งการออกแบบเกี่ยวกับฐานรากซึ่งมีขนาดความยาวและความหนาของพื้นฝายจะต้องมีความพอเหมาะพอดีกับลักษณะดินฐานรากจนฝายที่ก่อสร้างนั้นสามารถตั้งอยู่และระบายน้ำให้ไหลล้นข้ามไปได้อย่างปลอดภัยเสมอ

เมื่อน้ำไหลล้นข้ามสันฝายปริมาณน้ำที่ไหลล้นข้ามสันฝายความยาวของสันฝายและความสูงของน้ำด้านหน้าฝายเหนือสันฝายจะมีความสัมพันธ์กันตามสูตรดังนี้ 
 

เมื่อ 
Q = ปริมาณน้ำที่ไหลล้นข้ามสันฝายเป็นลูกบาศก์เมตรต่อวินาทีหรือลูกบาศก์ฟุตต่อวินาที 
C = สัมประสิทธิ์ของการไหลของน้ำล้นข้ามสันฝายซึ่งจะมีค่าเปลี่ยนแปลงไปตามความสูงของฝายรูปร่างของสันฝายตลอดจนระดับน้ำด้านท้ายฝายขณะที่น้ำล้นข้ามนั้นจะสูงกว่าระดับสันฝายเพียงไรหรือไม่ 
L = ความยาวของสันฝายเป็นเมตรหรือฟุต 
H = ความสูงของน้ำด้านหน้าฝายเหนือสันฝายเป็นเมตรหรือฟุต 

วิธีการคำนวณโดยใช้สูตรข้างต้นจะไม่กล่าวในที่นี้แต่ผู้สนใจจะสามารถศึกษาค้นคว้าได้ในหนังสือชลศาสตร์ทั่วไป