รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

1 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

รายงานการจดการความร

ความตองการใชนาของพชอางองโดยใชโปรแกรม CROPWAT

นายอคคพล นวลมงสอ วศวกรชลประทานปฏบตการ

กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโรงการ

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

2 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

บทนา

1.1 หลกการและเหตผล ปรมาณความตองการใชนาของพช (Etc)เปนขอมลทมความสาคญสาหรบงานวางแผนพฒนาลมนา

ในการศกษาวางแผนพฒนาลมนา และงานวางแผนโครงการพฒนาแหลงนามขนตอน และรายละเอยดในการศกษามาก ซงสงผลตอเวลาและงบประมาณทใชในการศกษาโครงการ เพอเพมศกยภาพในการศกษาฯ จงไดจดทาการศกษาปรมาณการใชนาของพชอางอง (Eto) เพอนาคาปรมาณการใชนาของพชอางอง (Eto)ทไดศกษาน ไปใชในการหาคาปรมาณความตองการใชนาของพช (Etc) ชนดตางๆ โดยไมตองใชทรพยากร เพอทาการศกษาในสวนน ทงนจะทาใหเพมศกยภาพของการศกษาวางแผนลมนา และวางโครงการพฒนาแหลงนา 1.2 วตถประสงคของการศกษา

วตถประสงคของการหาคาการใชนาของพชอางอง (Eto)น เพอใชเปนฐานขอมลในการนาไปคานวณคาความตองการใชนาของพช (Etc)เพอสนบสนนการศกษาของการวางแผนพฒนาลมนา รวมถงการวางแผนโครงการพฒนาแหลงนา 1.3 เปาหมายในการศกษา

หาคาปรมาณการใชนาของพชอางอง (Eto) โดยใชขอมลภมอากาศลาสด เพอใหผทาการศกษาสามารถนาคาการใชนาของพชอางอง (Eto) ตามสภาพภมอากาศปจจบนและสอดคลองกบพนทโครงการ ไปคานวณคาความตองการใชนาของพช (Etc) ประกอบการศกษาไดโดยตรง เพอใชเปนขอมลในการดาเนนงานศกษาแผนพฒนาลมนา ศกษาโครงการพฒนาแหลงนา และสามารถเปนแนวทางเบองตนสาหรบการการสารองนาในปรมาณทเพยงพอ เพอเพาะปลกตลอดฤดกาลหรอเลอกชวงเวลาเพาะปลกทเหมาะสม เพอหลกเลยงความเสยงตอการขาดแคลนนา 1.4 ขอบเขตการศกษา

การศกษานเปนการใชโปรแกรมคานวณหาปรมาณการใชนาของพช Cropwat คานวณปรมาณความตองการนาของพชอางอง (Eto) รายเดอน โดยใชขอมลสภาพภมอากาศเฉลยในรอบ 30 ป ตงแตป พ.ศ.2524-2553 ของกรมอตนยมวทยา จากสถานวดภมอากาศรายจงหวดในเขตพนทและนาคาปรมาณความตองการนาของพชอางอง (Eto) ไปพลอตการฟเปรยบเทยบกบปรมาณฝนใชการในพนทเพอวเคราะหแนวโนมการขาดแคลนนาของพช

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

3 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

บทท 2 ทฤษฎและแบบจาลองทใช

2.1 ปรมาณการใชนาของพชอางอง (Reference Crop Evapotranspiration) ปรมาณการใชนาของพชอางอง (Reference Crop Evapotranspiration : ETo หรอ Potential Evapotranspiration : ETp ) ใชหลกการในการคานวณหาปรมาณนาทสญเสยไปจากพนทเพาะปลกทมพชปกคลมอยอยางทวถง ซงไดแก ตนถวอลฟาฟา โดยทดนจะตองมความชนอยอยางเพยงพอกบความตองการของพชตลอดเวลาและพนทเพาะปลกนนจะตองมบรเวณกวางใหญพอทจะไมทาใหการระเหยและการคายนาของพชตองกระทบกระเทอนจากอทธพลภายนอกมากนก

การคานวณปรมาณการใชนาของพชอางอง มสมการใหเลอกใชในการคานวณหลายสมการ ภายใตการศกษานใชสมการ Penman Monteith ซงมรปสมการดงน

[0.408∆(Rn-G)+r{900/(T+273)}U2(Cs-Ca)]

ETp = ∆+r(1+0.34U2)

เมอ

ETp คอ อตราการใชนาของพชอางอง (มม./วน) Rn คอ รงสสทธทตนพชไดรบ (MJ/ตร.ม./วน) G คอ ความหนาแนนของสนามความรอนจากดน (MJ/ตร.ม./วน) T คอ อณหภมของอากาศ ( oC) U2 คอ ความเรวลมทระดบสงจากพนดน 2 เมตร (เมตร/วนาท) Cs คอ ความดนไอนาอมตว (K Pa)

Ca คอ ความดนไอนา (K Pa) ∆ คอ ความลาดของโคงความดนไอ-อณหภม (KPa/ oC) สวนปรมาณการใชนาของพชชนดอนสามารถคานวณไดโดยคดเปนสดสวนกบปรมาณการใชนาของพชอางอง 2.2 การหาปรมาณการใชนาของพชดวยโปรแกรม CROPWAT CROPWAT 8.0 for Windows เปนโปรแกรมคอมพวเตอรสาหรบคานวณปรมาณการใชนาของพชและความตองการนาชลประทานโดยใชขอมลภมอากาศและพช ซงอาจเปนขอมลทมาพรอมกบโปรแกรมโดยปรยายหรอเปนขอมลทปอนเขาไปใหม นอกจากน โปรแกรมยงสามารถจดทากาหนดการใหนาชลประทานสาหรบพชทมแบบแผนการเพาะปลกตาง ๆ กน CROPWAT 8.0 เปนเวอรชนทพฒนาจาก CROPWAT 5.7

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

4 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

(1992) และ CROPWAT 7.0 (1999) โดยไดทาการออกแบบสวนตอประสานกบผใช (user interface) ขนใหม รวมทง ไดปรบปรงและเพมเตมลกษณะการทางานอกหลายสวนประกอบดวย 1) การคานวณปรมาณการใชนาของพชอางองจากขอมลทงรายเดอน รายสบวน และรายวน 2) มความเขากนไดกบเวอรชนกอนหนา ซงทาใหสามารถใชฐานขอมล CLIMWAT ได 3) สามารถประมาณคาขอมลภมอากาศทขาดหายได 4) การคานวณคาปรมาณความตองการนาของพชรายวนและรายสบวน มกระบวนคานวณปรบแกคาสมประสทธการใชนาของพช 5) สามารถคานวณความตองการนาของพชและกาหนดการใหนาสาหรบพชไร และสาหรบขาวนาสวนและขาวไร 6) สามารถทางานแบบโตตอบกบผใชในการปรบแกกาหนดการใหนา 7) ใหตารางผลลพธของสมดลของนาในดนเปนรายวน 8) จดเกบและเรยกใชในแตละชวงการทางานหรอกาหนดการใหนาทผใชกาหนดขนไดอยางงายดาย 9) นาเสนอขอมลเปนกราฟ ทงขอมลนาเขา ผลการคานวณความตองการนาของพชและกาหนดการใหนา 10) การนาขอมลเขาหรอสงออกทาไดอยางงายดายผาน clipboard หรอ ASCII text files 11) เพมความสามารถสวนของการพมพผลลพธ ซงทางานกบเครองพมพในระบบวนโดสไดเปนอยางด 12) ระบบใหขอมลชวยการทางาน กระบวนการคานวณคาปรมาณการใชนาของพชใน CROPWAT 8.0 ใชตามคมอของ FAO-56 "Crop Evapotranspiration - Guidelines for computingcrop water requirements" (Allen et al., 1998)

2.2.1 การใชงานโปรแกรม CROPWAT

รปท 2-1 หนาจอแรกเมอเรมใชงาน CROPWAT

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

5 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

1) ขอมล Climate/ETo 1.1 การใสขอมลอตนยมวทยา การทางานกบขอมลอตนยมวทยาเรมตนโดยเลอก ทาดานซายของจอภาพ โปรแกรมจะแสดงหนาจอขอมลอตนยมวทยาเปนรายเดอน ซงผใช สามารถกรอกขอมลไดภาพ

รปท 2-2 หนาจอขอมลอตนยมวทยาเปนรายเดอน

รปท 2-3 หนาจอขอมลอตนยมวทยาเปนรายเดอนทใสขอมลแลว

ในกรณทมขอมลอยแลวใหกดปม เพอเปดขอมลมาใชงาน ซงจะใหผลลพธดงหนาจอ

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

6 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

1.2 การกาหนดทางเลอกขอมลอตนยมวทยา

รปท 2-4 เมนสาหรบกาหนดทางเลอก การกาหนดทางเลอกสาหรบขอมลอตนยมวทยาเลอกปม หรอจาก MENU  Setting    Options โปรแกรมจะแสดงทางเลอกสาหรบขอมลในกรณทปอนขอมลใหม แตถาม

การเปลยนแปลงทางเลอกหลงจากใสขอมลแลวจะไมมผลตอขอมลเดม หนาจอทางเลอกของขอมลอตนยมวทยา (แทบ Climate/ETo) มสวนสาหรบกาหนดทางเลอกสองสวน คอ DATA SETTINGS OPTIONS และ UNITSOPTIONS

รปท 2-5 หนาจอทางเลอกสาหรบขอมลอตนยมวทยา

1.2.1 DATA SETTINGS OPTIONS มสวนกาหนดทางเลอก ดงน

1) ETo Penman-Monteith: - ETo Penman-Monteith calculated from temperature data: เปนการคานวณปรมาณการใชนาอางอง ตามวธ Penman-Monteith โดยใชขอมลอตนยมวทยาทครบถวน ซงเปนทางเลอกโดย default ของโปรแกรม

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

7 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

- ETo Penman-Monteith calculated from temperature data (other dataestimated"): กรณน ใชเฉพาะขอมลอณหภมคานวณปรมาณการใชนาอางอง ตามวธ Penman-Monteith สวนขอมลอน ๆ ใชการประมาณคาจากอณภม ทางเลอกกรณนเลอกใชเฉพาะกรณทไมมขอมลอน ๆ หากมบางสวน ใหเลอกกรณแรก และใชการประมาณคาขอมลทหายไปแทน 2) Temperature: CROPWAT8.0 สามารถทางานไดกบขอมล minimum และ maximum temperatures (ซงเปนคาโดย default) อกทางเลอกหนงเปนขอมลอณหภมเฉลย 1.2.2 UNITS OPTIONS มสวนกาหนดทางเลอก ดงน 1) Humidity: ใชเปนคาความชนสมพทธ (relative humidity) หนวยเปนรอยละ (%) หรอ ความดนไอนาในอากาศ (actual vapour pressure) หนวยเปนกโลปาสกาล (kPa) 2) Wind speed: ใชหนวยเปน กโลเมตรตอวน (km/day) หรอ เมตรตอวนาท(m/s) 3) Sunshine: ใชเปนจานวนชวโมงแสงอาทตยในรอบวน (hours), รอยละ ของแสงอาทตยในรอบวน (%) หรอสดสวนของแสงอาทตยในรอบวน (fraction) 4) Reference evapotranspiration (ETo): ใชเปนมลลเมตรตอวน (mm/day) หรอ ตอชวงเวลา (mm per period) เชน ตอเดอน หรอ ตอสบวน 2) ขอมล Rain 2.1 การใสขอมลฝน การทางานกบขอมลฝน เรมตนโดยเลอก ท า ง ด า น ซ า ย ข อ งจอภาพโปรแกรมจะแสดงหนาจอขอมลฝนเปนรายเดอน ซงผใชสามารถ กรอกขอมลได

รปท 2-6 หนาจอขอมลฝนเปนรายเดอน

ในกรณทมขอมลอยแลวใหกด ปม เพอเปดขอมลมาใชงาน

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

8 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

รปท 2-7 เมนสาหรบเลอกขอมลฝนรายเดอน

1) การทางานกบขอมลฝนเปนรายเดอนเลอก MENU New     Rain     Monthlyหนาจอจะเปลยนเปนขอมลฝนรายเดอน 2) การทางานกบขอมลฝนเปนรายสบวนเลอกMENU  New  Rain  Decade หนาจอจะเปลยนเปนขอมลฝนรายสบวน 3) การทางานกบขอมลฝนเปนรายวนเลอก MENU New  Rain  Daily หนาจอจะเปลยนเปนขอมลฝนรายวน

รปท 2-8 ปมสาหรบเลอกขอมลฝน

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

9 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

อกแนวทางหนงผใชสามารถกดทรปสามเหลยมดานขางของปม จะปรากฏทางเลอกชนดของขอมลฝนเชนเดยวกน 2.2 การกาหนดฝนใชการ ฝนใชการ หรอ effective rainfall ในงานทางดานชลประทานหมายถง สวนของฝนทตกลงพนทเพาะปลก ซงพชสามารถนาไปใชในการเจรญเตบโตได หรอสวนของนาฝนททดแทนปรมาณนาชลประทานทตองสงใหแกพช (กรมชลประทาน, 2534)

รปท 2-9 เมนสาหรบกาหนดทางเลอกขอมล

1) การกาหนดทางเลอกฝนใชการเลอกจากปม หรอจาก MENU  

New Setting Options

รปท 2-10 หนาจอทางเลอกสาหรบกาหนดฝนใชการ

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

10 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

Rain options มสวนกาหนดทางเลอกวธการคานวณฝนใชการ (effective rainfall) ดงน 1) Fixed percentage: ปรมาณฝนใชการเปนสดสวนคงท (fixed percentage) กบปรมาณฝนทตกจรง ดงสมการ Peff = Fixed percentage× P ( 2-1 ) โดยท P = ปรมาณนาฝน [มม.] และ Peff = ปรมาณฝนใชการ [มม.] 2) Dependable rainfall (FAO/AGLW formula): เปนวธการคานวณจากสมการเอมพรคลทพฒนาโดย FAO สมการคานวณฝนใชการเปนรายเดอน (monthly rainfall) ม 2 กรณ ดงน Peff = 0.6× Pmonth −10 เมอ Pmonth ≤ 70 mm. ( 2-2 ) Peff = 0.8× Pmonth − 24 เมอ Pmonth > 70 mm. ( 2-3 ) โดยท Pmonth = ปรมาณนาฝนรายเดอน [มม.] และ Peff = ปรมาณฝนใชการ [มม.] สวนการคานวณเปนรายสบวน ใหหารสมการขางตนดวย 3 ดงน Peff = 0.6× Pdec −10 / 3 เมอ Pdec ≤ 70 / 3 mm. ( 2-4 ) Peff = 0.8× Pdec − 24 / 3 เมอ Pdec > 70 / 3mm. ( 2-5 ) โดยท Pdec = ปรมาณนาฝนรายสบวน [มม.] 3) Empirical formula: เปนวธการคานวณจากสมการเอมพรคลเชนกนแตอนญาตใหผใชกาหนดพารามเตอรในสมการเอง 4) USDA Soil Conservation Service: เปนการคานวณปรมาณฝนใชการจาก สมการทพฒนาโดย US SCS สมการคานวณฝนใชการเปนรายเดอน (monthly rainfall) ม 2 กรณ ดงน Peff = Pmonth × (125 − 0.2× Pmonth ) 125 เมอ Pmonth ≤ 250 mm. ( 2-6 ) Peff = 125 + 0.1× Pmonth เมอ Pmonth > 250 mm. ( 2-7 ) โดยท Pmonth = ปรมาณนาฝนรายเดอน [มม.] และ Peff = ปรมาณฝนใชการ [มม.] สวนการคานวณเปนรายสบวน ใหหารสมการขางตนดวย 3 ดงน Peff = Pmonth ×(125 − (0.2×3)× Pmonth ) 125 เมอ Pdec ≤ 250 / 3 mm. ( 2-8 ) Peff = (125 3) + 0.1× Pdec เมอ Pdec > 250 / 3mm. ( 2-9 ) โดยท Pdec = ปรมาณนาฝนรายสบวน [มม.] 5) Rainfall not considered in irrigation calculations (Effective rainfall = 0): เปนการกาหนดใหไมพจารณาขอมลฝน หรอปรมาณฝนใชการเทากบศนย

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

11 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

บทท 3 ขนตอนการดาเนนงาน

การดาเนนงานประกอบดวย 2 สวน คอ การคานวณหาปรมาณการใชนาของพชอางอง (Eto) และการนาปรมาณการใชนาของพชอางอง (Eto) ไปพลอตกราฟเปรยบเทยบกบปรมาณฝนใชการ 3.1 การจดการขอมล ขอมลทจาเปนตองใชในการคานวณ ไดแก ขอมลอตนยมวทยา ซงสามารถรวบรวมไดจากสถานวดในแตละเขตพนท ซงจะประกอบดวยขอมลดงน รายละเอยดดงแสดงในตารางท 1 1) Temperature สามารถทางานไดกบขอมล minimum และ maximum temperatures (ซงเปนคาโดย default) อกทางเลอกหนงเปนขอมลอณหภมเฉลย 2) Humidity ใชเปนคาความชนสมพทธ (relative humidity) หนวยเปนรอยละ (%) 3) Wind speed: ใชหนวยเปน กโลเมตรตอวน (km/day) 4) Sunshine: ใชเปนสดสวนของแสงอาทตยในรอบวน (fraction) รายละเอยดดงแสดงในตารางท 1 3.2 การคานวณโดยโปรแกรม Cropwat 8.0 โดยการนาขอมลอตนยมวทยากรอกเขาไปในโปรแกรม เมอกรอกขอมลเสรจโปรแกรมจะแสดงผลการคานวณดงรป

รปท3-1 หนาโปรแกรมสาหรบกรอกขอมล

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

12 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

รปท3-2 เมอกรอกขอมลเสรจโปรแกรมจะแสดงผล

คาทไดจะเปนคาปรมาณการใชนาของพชอางอง (ETo) รายเดอนของแตละพนทตามขอมลอทกวทยาของพนทนนๆ 3.3 การนาคาทไดไปเปรยบเทยบ เมอนาคาปรมาณการใชนาของพชอางอง (ETo) จากการคานวณดวยโปรแกรมCropwat8.0 ไปพลอตกราฟเพอเปรยบเทยบกบปรมาณฝนใชการในเขตพนทนนๆ ดงรป 3-3 เพอวเคราะหแนวโนมชวงเวลาการขาดแคลนนาของพช

รปท3-3 กราฟแสดงการเปรยบเทยบระหวางปรมาณการใชนาของพชอางองกบปรมาณฝนใชการ

จากกราฟจะเหนไดวาชวงเดอนตลาคม-เมษายน ในพนทนมแนวโนมการขาดแคลนนาของพชได

0

20

40

60

80

100

120

140

160

mm/m

onth

กราฟแสดงการเปรยบเทยบระหวางคาการใชนาของพช

อางองกบปรมาณฝนใชการ

Eto mm/month

Rainfall mm/month

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

13 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

ตารางท 1 ขอมลอตนยมวทยา

ทมา : กรมอตนยมวทยา

รายงานการจดการความร ความตองการใชนาของพชอางอง ภาคกลาง

14 กลมงานวางโครงการ 4 สานกบรหารโครงการ

บทท 4

ผลการศกษาและขอเสนอแนะ

4.1 ผลการศกษา

ผลทไดจากการศกษา เปนตารางแสดงคาปรมาณการใชนาของพชอางอง (Eto) รายเดอน หนวยเปน มม./วน และ กราฟแสดงการเปรยบเทยบระหวางคาปรมาณการใชนาของพชอางองกบปรมาณฝนใชการของแตละพนทจงหวดซงจะสามารถวเคราะหแนวโนมความตองการนาของพชได โดยในชวงเวลาทคาปรมาณการใชนาของพชอางอง (ETo) สงกวาปรมาณฝนใชการจะเปนชวงเวลาทมแนวโนมทจะเกดการขาดแคลนนาของพชได 1) เนองจากปรมาณความตองการใชนาชลประทานของพช (Etc) เปนสงทมความสาคญในการวางแผนการเพาะปลก การศกษาวางแผนลมนาและวางแผนโครงการพฒนาแหลงนา ในการประเมณคาความตองการใชนาของพชปจจยทมนยสาคญ คอ ฝนใชการ ซงในการศกษาน ไดนาฝนใชการมาเปรยนเทยบกบคาปรมาณการใชนาของพชอางอง (Eto) ในการดาเนนงานตอไปควรวเคราะหหาคาความตองการใชนาของพช (Etc) ทปลกจรงในพนทมาใชเพอวางแผนการสงนาใหพนทเพาะปลกในพนทตอไป

2) ในการศกษาตอไป ควรปรบขอมลใหทนสมยอยเสมอ เนองจากสภาพภมอากาศในปจจบนมการเปลยนแปลงไปคอนขางมาก ซงถาใชขอมลเกาๆมาคานวณอาจทาใหผลทไดไมตรงตามสภาพพนทในปจจบน