พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว จึงพระราชทานพระราชดำริให้ประดิษฐ์เครื่องกลเติมอากาศแบบ ประหยัดค่าใช้จ่าย สามารถผลิตขึ้นได้เองในประเทศ โดยทรงมุ่งหวังที่จะช่วยแบ่งเบาภาระของรัฐบาลในการบรรเทาน้ำเน่าเสียอีกทางหนึ่งด้วย โดยทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้มูลนิธิชัยพัฒนาสนับสนุนงบประมาณ เพื่อศึกษาวิจัยสิ่งประดิษฐ์ใหม่นี้ร่วม กับกรมชลประทาน ซึ่งต่อมาเครื่องมือบำบัดน้ำเสียนี้เป็นที่รู้จักกันแพร่หลาย และเรียกกันว่า"กังหันน้ำชัยพัฒนา"
ทฤษฎีว่าด้วยการพัฒนาทรัพยากรแหล่งน้ำในบรรยากาศ " ฝนหลวง "
ในปี พ.ศ. 2498 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เสด็จพระราชดำเนินเพื่อทรงเยี่ยม พสกนิกรในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ทรงพบเห็นว่าหลายแห่งประสบปัญหา พื้นดินแห้งแล้ง ขาดแคลนน้ำเพื่ออุปโภค บริโภค และการเกษตร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฤดูเพาะปลูก เกษตรกรมักประสบความเดือดร้อนจากภาวะฝนแล้ง หรือฝนทิ้งช่วง ด้วยสายพระเนตรที่ยาวไกล และทรงความอัจฉริยะของพระองค์ด้วยคุณลักษณะของนักวิทยาศาสตร์ ทรงสังเกต วิเคราะห์ข้อมูลในขั้นต้น และได้มีพระราชดำริครั้งแรก ในปี พ.ศ. 2498 แก่หม่อมราชวงศ์เทพฤทธิ์ เทวกุล ว่าจะทรงค้นหา วิธีการที่จะทำให้เกิดฝนตกนอกเหนือจากที่จะได้รับจากธรรมชาติโดยการนำเทคโนโลยีสมัยใหม่มาประยุกต์ กับทรัพยากร ที่มีอยู่ให้เกิดมีศักยภาพของการเป็นฝนให้ได้ "ฝนหลวง" หรือ "ฝนเทียม" จึงกำเนิดขึ้นโดยประยุกต์ผลการวิจัยค้นคว้าทางวิชาการด้านฝนเทียมของประเทศต่างๆ เช่น สหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย และอิสราเอล ภายใต้การพระราชทานข้อแนะนำจาก
พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอย่าง ใกล้ชิดพร้อมกันนี้ได้มีการจัดตั้ง "สำนักงานปฎิบัติการฝนหลวง" ขึ้น เพื่อรับผิดชอบการดำเนินงานฝนหลวงในระยะต่อ มาจนถึงปัจจุบันการทำฝนหลวงว่ามี 3 ขั้นตอน คือ
1. ขั้นตอนที่ 1 ก่อกวน เป็นการกระตุ้นให้เมฆรวมตัวเป็นกลุ่มแกน เพื่อใช้เป็น แกนกลางในการสร้างกลุ่มเมฆฝนในระยะต่อมา สารเคมีที่ใช้ ได้แก่ แคลเซียมคลอไรด์ แคลเซียมคาร์ไบด์ แคลเซียมอ๊อกไซด์ หรือสารผสมระหว่าง เกลือแกงกับสารยูเรีย หรือสารผสม ระหว่างสารยูเรียกับแอมโมเนียมไนเตรท ซึ่งสารผสมดังกล่าวนี้จะก่อให้เกิดกระบวนการกลั่นตัวของไอน้ำในอากาศ
2. ขั้นตอนที่ 2 เลี้ยงให้อ้วน ขั้นตอนนี้ใช้สารเคมี คือ เกลือแกง สารประกอบสูตร ท.1 สารยูเรีย สารแอมโมเนียไนเตรท น้ำแข็งแห้ง และอาจใช้สารแคลเซียมคลอไรด์ร่วมด้วยเพื่อเป็นการเพิ่มแกนเม็ดไอน้ำ (Nuclii) ให้กลุ่มเมฆฝน มีความหนาแน่นมากขึ้น
3. ขั้นตอนที่ 3 โจมตี สารเคมีที่ใช้ในขั้นตอนนี้เป็นสารเย็นจัด คือซิลเวอร์ไอโอได น้ำแข็งแห้ง เพื่อทำให้เกิดภาวะความไม่สมดุลมากที่สุด ซึ่งจะเกิดเป็นเม็ดน้ำ ที่มีขนาดใหญ่มากและตกกลายเป็นฝนในที่สุด อย่างไรก็ดี ทุกขั้นตอนจะต้องอาศัยความรู้และประสบการณ์ในการตัดสินใจที่จะเลือกใช้สารเคมีในปริมาณที่พอเหมาะ ทั้งนี้จะต้องคำนึงถึงสภาพอากาศสภาพภูมิประเทศทิศทางและความเร็วของลม ตลอดจนกำหนดบริเวณหรือแนวพิกัด ที่จะโปรยสารเคมี
ประโยชน์ของการทำฝนหลวง
1. เพื่อแก้ไขปัญหาขาดแคลนน้ำในการเกษตรในช่วงที่เกิดภาวะฝนแล้งหรือฝนทิ้งช่วงยาวนานเพื่อเพิ่มปริมาณน้ำ ให้กับพื้นที่ลุ่มรับน้ำของแม่น้ำสายต่างๆ ที่มีปริมาณน้ำต้นทุนลดน้อยลง
2. เพื่อแก้ปัญหาการขาดแคลนน้ำเพื่อการอุปโภคบริโภค เสริมสร้างเส้นทางคมนาคมทางน้ำ เป็นการเพิ่มปริมาณน้ำโดยเฉพาะในบริเวณแม่น้ำที่ตื้นเขินให้สามารถใช้เป็นเส้นทางคมนาคมได้
3. เพื่อป้องกันและบำบัดภาวะมลพิษของสิ่งแวดล้อม "ฝนหลวง" ได้บรรเทาภาวะแวดล้อมเป็นพิษอันเกิดจากการระบาย น้ำเสีย และขยะมูลฝอยลงสู่แม่น้ำเจ้าพระยา ปริมาณน้ำจากฝนหลวงจะทำให้ภาวะมลพิษจากน้ำเสียเจือจางลง
4. เพื่อเพิ่มปริมาณน้ำในเขื่อนภูมิพลและเขื่อนสิริกิติ์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าฝนหลวงในอนาคตพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้พระราชทานแนวความคิดให้ทำการศึกษาวิจัยพัฒนาฝนหลวงหลายประการ คือ สร้างจรวดฝนเทียมบรรจุสารเคมีจากพื้นดินเข้าสู่เมฆหรือยิงจากเครื่องบิน การใช้เครื่องพ่นสารเคมีอัดแรงกำลังสูงจากยอดเขาสู่ฐานของก้อนเมฆโดยตรง เพื่อช่วยให้เมฆที่ลอยปกคลุมอยู่เหนือยอดเขาสามารถรวมตัวหนาแน่น จนเกิดฝนตกลงสู่บริเวณภูเขาหรือพื้นที่ใต้ลมของภูเขา
ทฤษฎีการแก้ไขปัญหาน้ำท่วมอันเนื่องมาจากพระราชดำริตามแนวทางการบริหารจัดการด้านน้ำท่วมล้น (Flood Management)
พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ได้มีพระมหากรุณาธิคุณพระราชทานแนวพระราชดำริแก้ไขปัญหาน้ำท่วมกรุงเทพมหานคร ไว้ 5 แนวทาง คือ ประการแรก สร้างคันกั้นน้ำ โดยปรับปรุงแนวถนนเดิมประการที่สอง จัดให้มีพื้นที่สีเขียว (Green Belt) ตามพระราชดำริ เพื่อกันการขยายตัวของเมือง และเพื่อแปรสภาพให้เป็นทางระบายน้ำเมื่อมีน้ำหลาก ประการที่สาม ดำเนินการขุดลอกคลอง ขยายคลองที่มีอยู่เดิมและขุดใหม่นอกแนวคันกั้นน้ำ ประการที่สี่ สร้างสถานที่เก็บน้ำตจุดต่าง ๆ ประการที่ห้า ขยายช่องทางรับน้ำที่ผ่านทางรถไฟและทางหลวง วิธีการแก้ไขปัญหาน้ำท่วมในภูมิภาคต่าง ๆ คือ
1. การก่อสร้างคันกันน้ำ โดยการก่อสร้างคันดินกั้นน้ำขนานไปตามลำน้ำเพื่อป้องกันมิให้น้ำล้นตลิ่งไปท่วมในพื้นที่ต่าง ๆ ด้านใน
การแก้ไขปัญหาน้ำท่วมพื้นที่ในเขตกรุงเทพมหานครและปริมณฑลตามพระราชดำริ "แก้มลิง"
ลักษณะและวิธีการของโครงการแก้มลิง
โครงการแก้มลิงฝั่งตะวันออกของแม่น้ำเจ้าพระยา ใช้คลองชายทะเลที่ตั้งอยู่ริมทะเลด้านจังหวัดสมุทรปราการ ทำหน้าที่เป็นบ่อพักน้ำหรือบ่อรับน้ำ โครงการแก้มลิงในพื้นที่ฝั่งตะวันตกของแม่น้ำเจ้าพระยา ทำหน้าที่รับน้ำในพื้นที่ฝั่งตะวันตกของแม่น้ำเจ้าพระยาเพื่อระบายออกทะเลด้านจังหวัดสมุทรสาคร พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้พระราชทานพระราชดำริเพื่อให้การระบายน้ำท่วมออกทะเลเร็วขึ้นด้วยวิธีการต่าง ๆ คือ โครงการแก้มลิง "แม่น้ำท่าจีนตอนล่าง" ซึ่งใช้หลักการในการควบคุมน้ำในแม่น้ำท่าจีน คือ เปิดระบายน้ำจำนวนมากลงสู่อ่าวไทยเมื่อระดับน้ำทะเลต่ำ โครงการแก้มลิงแม่น้ำท่าจีนตอนล่างจะมีประสิทธิภาพสมบูรณ์ต้องดำเนินการครบระบบ 3 โครงการ ด้วยกัน คือ
1. โครงการแก้มลิง "แม่น้ำท่าจีนตอนล่าง" 2. โครงการแก้มลิง "คลองมหาชัย-คลองสนามชัย" 3. โครงการแก้มลิง "คลองสุนัขหอน"
โครงการแก้มลิงนับเป็นนิมิตรหมายอันเป็นสิ่งที่ชาวไทยทั้งหลายได้รอดพ้นจากทุกข์ภัยที่นำความเดือดร้อนแสนลำเค็ญมาสู่ชีวิตที่อบอุ่นปลอดภัย ซึ่งแนวพระราชดำริอันเป็นทฤษฎีเกี่ยวกับการบริหารจัดการด้านน้ำท่วมนี้ มีพระราชดำริเพิ่มเติมว่า "...ได้ดำเนินการในแนวทางที่ถูกต้องแล้ว ขอให้รีบเร่งหาวิธีปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพต่อไป เพราะโครงการแก้มลิงในอนาคตจะสามารถช่วยพื้นที่ได้หลายพื้นที่..."
