PART 5การวิเคราะหดวยแบบจําลอง

1

การวิเคราะหดวยแบบจําลองคณติศาสตร

• แบบจําลองคณิตศาสตร คือ รูปแบบการคํานวณวิธีทางคณิตศาสตร

เพื่อการอธิบายระบบจริงตามธรรมชาติ ในท่ีนี้กลาวถึง ระบบทางอุทกวิทยา

• การคํานวณผลการเปล่ียนแปลงกระบวนการตามเวลาท่ีเกิดขึ้น

ใชในการจําลองผลในสถานการณตางๆ

• เพื่อการแสดงผลของระบบท่ีมีอยู หรือระบบท่ีกําลังจะถูกสราง

โดยแสดงผลของระบบในรูปแบบท่ีสามารถนํามาใชงานตอได

การวิเคราะหดวยแบบจําลองคณติศาสตร

• องคประกอบทางธรรมชาติ จะแทนคาดวยรูปแบบ ขอมูลตัวเลข

แผนท่ี GIS และอื่นๆ

• คาตางๆ ท่ีเปนตัวแทนขององคประกอบ จะถูกแปลงคารวมกันเปน

รูปแบบของ สูตรคํานวณ และ สมการคณิตศาสตร

• โดยการปอนคาองคประกอบในระบบนิเวศ

เรียกวา คาพารามิเตอร

แบบจําลองคณิตศาสตร

• การวิเคราะหศักยภาพน้ําฝน-น้ําทา SWAT

เพื่อหาน้ําตนทุนในลุมน้ํา

• การวิเคราะหสมดุลน้ํา MIKE BASIN

• การวิเคราะหสภาพการไหลในลําน้ํา HEC-RAS

และพื้นท่ีเส่ียงภัยน้ําทวม

SWAT

MIKE BASIN HEC-RAS

การประเมินปริมาณน้ําทาในลุมน้ํา

SWAT 10.1

5

SWAT Model

การวิเคราะหปริมาณนํ้าทา ดวยแบบจําลอง SWAT มีรายละเอียด ดังน้ี

• SWAT ยอมาจาก Soil and Water Assessment Tool

• พัฒนาโดย USDA Agricultural Research Service และ

Texas A&M AgriLife Research ประเทศสหรัฐอเมริกา

• แบบจําลองสําหรับประเมินปริมาณน้ําตนทุนเพื่อนําไปใชในการบริหารจัดการน้ํา

• คํานวณปริมาณน้ําทาเปนรายวัน สามารถจําลองผลตอเนื่องเปนระยะเวลาท่ียาวนาน

ชนิดดิน

ปริมาณฝน

โครงขายลํานํ้า

การใชประโยชนที่ดิน

ภูมิอากาศ

ลักษณะภูมิประเทศ

ขอมูลที่ใช

ผลการประเมินน้ําทา

• การประเมินปริมาณน้ําทาในลุมน้ํา

เพื่อทราบถึงปริมาณน้ําตนทุน

ในแตละพื้นท่ี ในสภาพปจจุบัน

• ผลลัพธจากสถานการณจําลอง

(Scenarios)

9

บทสรุป และการนําไปใช

• แบบจําลอง SWAT เปนแบบจําลองท่ีใชเพื่อประเมินปริมาณน้ําทาในลุมน้ํา

• นําไปใชในการสรางสถานการณจําลองตางๆ (Scenarios)

ท่ีอาจจะสงผลตอปริมาณน้ําทาในลุมน้ํา

เชน การเปลี่ยนแปลงการใชที่ดิน การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การสรางอางเก็บน้ําในพื้นที่

• สามารถนําผลลัพธไปบูรณาการรวมกับแบบจําลอง สมดุลน้ํา (Water balance)

เพื่อเปนแนวทางในการบริหารจัดการน้ํา

• รวมถึงการประเมินการไหลของน้ําในลุมน้ํา

ในชวงเวลาวิกฤติ เพื่อใชใน

การวางแผนปองกันน้ําทวม

11

การวิเคราะหสมดุลน้ํา

MIKE BASIN

12

MIKE BASIN

• เปนแบบจําลองเพื่อใชคํานวณสมดุลน้ํา (Water Balance)

เพื่อชวยในการตัดสินใจสําหรับการวางแผนจัดการทรัพยากรน้ํา

• ใชแกปญหาการจัดสรรน้ํา วิเคราะหและจัดการปญหาดานการขาดแคลน

• แบบจําลองสามารถเช่ืองโยงกับฐานขอมูลระบบ GIS

ทําใหใสขอมูลและนําเสนอผลไดอยางรวดเร็ว

• แบบจําลองพัฒนาโดย

Danish Hydraulic Institute (DHI)

ประเทศเดนมารก

ขอมูลที่ใช

การจัดเตรียมขอมูลสําหรับการศึกษาสมดุลน้ําโดยแบบจําลอง MIKE BASIN

ประกอบดวย

1. โครงขายลําน้ํา

2. ตําแหนงของการใชน้ํา

3. ขอมูลน้ําทารายวัน

4. ขอมูลการใชน้ํา ในดานตางๆ

5. ขอมูลปริมาตรของอางเก็บน้ํา

แบบจําลอง MIKE BASINลํานํ้ายัง

(0420)

ลํานํ้ายัง

(0420)

16

การพิจารณาปริมาณการใชน้ําในปปจจุบัน (ป 2558) เปนปฐาน

และคาดการณปริมาณการใชน้ําในอนาคตไปอีก 20 ป (ป 2579)

กิจกรรมการใชน้ําในพื้นท่ี จําแนกออกไดเปน 8 กลุม ดังนี้

1. น้ําเพื่อการเกษตร

2. น้ําเพื่อการอุปโภคบริโภค

3. น้ําเพื่อการอุตสาหกรรม

4. น้ําเพื่อการผลิตกระแสไฟฟา

5. น้ําเพื่อการรักษาระบบนิเวศทายน้ํา

การประเมินความตองการใชน้ํา

รหัสลุม

น้ําสาขาชื่อลุมน้ําสาขา

พื้นท่ีชลประทาน

ความตองการนํ้า (ลาน ลบ.ม.) การขาดแคลนนํ้า (ลาน ลบ.ม.)

การชลประทาน การอุปโภคบริโภคและอื่นๆ รวมทุกกิจกรรม การชลประทาน การอุปโภคบริโภคและอื่นๆ รวมทุกกิจกรรม

(ไร) ฤดูฝน ฤดูแลง รายป ฤดูฝน ฤดูแลง รายป ฤดูฝน ฤดูแลง รายป ฤดูฝน ฤดูแลง รายป ฤดูฝน ฤดูแลง รายป ฤดูฝน ฤดูแลง รายป

0402 ลํานํ้าชีตอนบน 39,855 19.32 23.94 43.26 1.97 1.96 3.92 21.28 25.90 47.18 1.08 4.07 5.15 0.03 0.12 0.14 1.11 4.19 5.30

0403 ลําสะพุง 4,920 3.54 3.01 6.55 0.41 0.41 0.82 3.95 3.41 7.37 0.67 0.57 1.24 0.01 0.05 0.06 0.68 0.62 1.31

0404 ลํากระจวน 6,920 2.05 4.86 6.90 0.92 0.91 1.84 2.97 5.77 8.74 0.39 0.92 1.31 0.00 0.01 0.01 0.39 0.93 1.32

0405 ลําคันฉู 77,794 85.39 104.63 190.02 4.12 4.11 8.23 89.51 108.74 198.25 16.22 19.88 36.10 0.00 0.03 0.03 16.22 19.91 36.13

0406 ลํานํ้าชีสวนที่ 2 250,795 190.07 262.37 452.44 9.43 9.39 18.83 199.50 271.76 471.27 36.11 49.85 85.96 0.43 1.72 2.15 36.54 51.57 88.11

0407 หวยสามหมอ 34,102 30.71 13.92 44.63 1.89 1.88 3.77 32.60 15.80 48.40 5.84 2.64 8.48 0.05 0.48 0.53 5.89 3.13 9.01

0408 ลํานํ้าชีสวนที่ 3 215,279 174.11 171.01 345.12 18.46 18.40 36.86 192.57 189.41 381.98 33.08 32.49 65.57 0.75 4.03 4.78 33.83 36.52 70.35

0409 ลํานํ้าพองตอนบน 116,070 55.93 111.63 167.56 6.79 6.76 13.56 62.73 118.39 181.12 10.63 21.21 31.84 0.00 0.05 0.05 10.63 21.26 31.89

0410 นํ้าพวย 12,050 8.40 8.48 16.88 1.71 1.70 3.40 10.10 10.18 20.28 1.60 1.61 3.21 0.01 0.08 0.09 1.61 1.69 3.30

0411 ลําพะเนียง 74,957 66.42 96.95 163.37 4.20 4.17 8.37 70.62 101.12 171.74 12.62 18.42 31.04 0.10 1.13 1.23 12.72 19.55 32.27

0412 นํ้าพรหม 140,180 132.51 76.77 209.28 2.85 2.83 5.67 135.36 79.59 214.95 25.18 14.59 39.76 0.02 0.14 0.16 25.20 14.73 39.92

0413 ลํานํ้าเชิญ 149,510 134.27 140.36 274.63 6.78 6.76 13.54 141.05 147.12 288.17 25.51 26.67 52.18 0.00 0.01 0.01 25.51 26.68 52.19

0414 ลํานํ้าพองตอนลาง 201,153 155.78 163.23 319.01 18.69 18.61 37.31 174.47 181.84 356.32 29.60 31.01 60.61 0.83 6.00 6.82 30.42 37.01 67.43

0415 หวยสายบาตร 21,330 17.35 9.44 26.79 2.49 2.48 4.97 19.84 11.93 31.76 3.30 1.79 5.09 0.07 1.09 1.16 3.37 2.88 6.25

0416 ลํานํ้าชีสวนที่ 4 739,576 789.72 323.53 1,113.25 23.02 22.93 45.95 812.74 346.46 1,159.20 142.15 58.24 200.39 0.00 0.75 0.76 142.15 58.99 201.14

0417 ลําปาวตอนบน 102,870 77.10 116.75 193.85 10.13 10.09 20.21 87.22 126.84 214.06 13.88 22.18 36.06 0.62 6.21 6.83 14.50 28.39 42.89

0418 ลําพันชาด 39,411 36.89 117.90 154.79 1.38 1.37 2.75 38.27 119.27 157.54 7.01 22.40 29.41 0.00 0.02 0.02 7.01 22.43 29.43

0419 ลําปาวตอนลาง 536,276 686.29 419.51 1,105.80 12.45 12.41 24.86 698.74 431.92 1,130.66 130.39 79.71 210.10 0.12 0.75 0.86 130.51 80.45 210.96

0420 ลํานํ้ายัง 225,420 148.88 106.87 255.75 11.03 10.99 22.02 159.91 117.86 277.77 28.29 20.30 48.59 0.75 0.97 1.72 29.04 21.27 50.31

0421 ลํานํ้าชีตอนลาง 357,002 236.19 134.36 370.55 7.48 7.45 14.94 243.67 141.82 385.49 44.88 25.53 70.40 0.00 0.03 0.03 44.88 25.55 70.43

รวมลุมน้ําชี 3,345,470 3,050.91 2,409.52 5,460.43 146.19 145.61 291.80 3,197.10 2,555.13 5,752.23 568.42 454.10 1,022.51 3.79 23.67 27.46 572.21 477.76 1,049.97

ผลการวิเคราะหสมดุลน้ํา กรณีปจจุบัน (ป 2558)

ผลลัพธของแบบจําลอง

การคํานวณความตองการน้ําเพื่อการชลประทาน การใชน้ําในดานตางๆ

โครงการสูบน้ําดวยไฟฟา โครงการตางๆ ท่ีอยูในแผนพัฒนา

โดยการประเมิน

• ปริมาณน้ําทาท่ีตําแหนงตางๆ ในลําน้ํา และอางเก็บน้ํา

• สภาวะการขาดแคลนน้ํา ในชวงเวลาตางๆ

• ปริมาณการขาดแคลนน้ํา ท่ีตําแหนงความตองการใชน้ําตางๆ

สามารถนําเสนอผลการจําลอง ตามพื้นท่ีพิจารณาได

พื้นท่ีลุมน้ําสาขา

พื้นท่ีตําบล

พื้นท่ีรับประโยชนจากโครงการ

บทสรุป และการนําไปใช

• การพัฒนาแบบจําลอง MIKE BASIN เพื่อใชในการบริหารจัดการน้ํา

ใหไดครอบคลุมในระดับลุมน้ํา

• การจําลองเพื่อเปรียบเทียบผลของโครงการพัฒนาแหลงน้ํา

• การบริหารจัดการน้ําไดอยางมีประสิทธิภาพ สอดคลองกับความตองการใชน้ําใน

กิจกรรมตางๆ

• สามารถพัฒนาเปนฐานขอมูลเพื่อการวิเคราะห

แกไขปญหาการขาดแคลนน้ํา และติดตามสถานการณน้ําไดทันทวงที

การวิเคราะหสภาพการไหลของน้าํ

HEC-RAS 5.0.3

21

HEC-RAS

• แบบจําลอง HEC-RAS (River Analysis System)

เปนแบบจําลองสําหรับวิเคราะหดานชลศาสตร

โดยจะประเมินสภาพการไหลในพื้นท่ีลุมน้ํา

• พัฒนาโดย Hydrologic Engineering Center (HEC),

US Army Corps of Engineering ประเทศสหรัฐอเมริกา

• เพื่อใชวิเคราะหลักษณะการเกิดน้ําทวม

และการระบายน้ําในพ้ืนท่ีลุมน้ํา

22

HEC-RAS

• แบบจําลองใชเคร่ืองมือระบบ GIS รวมกับ

ผลการคํานวณคาระดับน้ํา และแผนท่ีภูมิประเทศ (DEM)

เพ่ือสรางแผนท่ีน้ําทวมโดยมีระดับความลึกและขอบเขตพ้ืนท่ีน้ําทวม

23

ขอมูลท่ีใช

25

ขอมูลท่ีใช

• ขอมูลปริมาณนํ้าทารายวัน กําหนดในเสน

ลํานํ้า ที่ตําแหนงสถานีวัดปริมาณนํ้าทา

• ขอมูลอัตราการระบายนํ้าจากอางเก็บนํ้า

• ขอมูลปริมาณนํ้าทาที่จุดพิจารณาตางๆ

เปนขอมูลจากแบบจําลอง SWAT

Huai Lua

Huai E-Dang

Huai Chi Long

Huai Lak Tord

Huai Jum Jang

Huai Dang

Huai Kloy

Huai Sine

Huai Yang

Huai Kaw

Yang

Huai Phai

Huai Kaew

E.57

E.46

E.54

E.33A

E.70

E.92

042003

ลํานํ้ายัง(0420)

แบบจําลอง HEC RAS แผนท่ีดาวเทียม GISTDAแผนท่ีน้ําทวมจากแบบจําลอง

และแผนท่ีดาวเทียม GISTDA0

การเปรียบเทียบพืน้ท่ีนํ้าทวม (ลุมนํ้าลํานํ้ายัง)

การเปรียบเทียบพืน้ท่ีนํ้าทวม

มิติการเปรียบเทียบ

พ้ืนท่ีน้ําทวม พ้ืนที่จริง แบบจําลอง ความแตกตาง

ขอบเขตพื้นที่น้ําทวมภาพรวมลุมน้ํา

460.15 ตร.กม. 405.55 ตร.กม. -11.87 %

ความลึกของการทวมพ้ืนที่วิกฤติ / พ้ืนที่ในแผนพัฒนา / พ้ืนที่ที่สนใจ

ระยะเวลาการทวมพ้ืนที่วิกฤติ / พ้ืนที่ในแผนพัฒนา / พ้ืนที่ที่สนใจ

สํารวจภาคสนาม 1.32 เมตร ...

/ แผนท่ีน้ําทวม

สํารวจภาคสนาม 8 วัน ...

/ ประวัติการทวม

ความลึกของการทวม

บทสรุป และการนําไปใช

• สวนท่ีสําคัญของการจําลองสภาพการไหลในพ้ืนท่ีลุมน้ํา

คือการวิเคราะหพ้ืนท่ีน้ําทวม ในชวงวิกฤติ

• มิติในการเปรียบเทียบพ้ืนท่ีน้ําทวม คือ ขอบเขตนํ้าทวม

ความลึกของพื้นที่นํ้าทวม

ระยะเวลาการทวม

• นําไปสูการวางแผนเพ่ือปองกันและบรรเทาอุกภัย การจัดทําโครงการพัฒนาเพื่อเพิ่มความจุแหลงนํ้า

การกําหนดขอบเขตพื้นที่แกมลิง

การแจงเตือนประชาชนในพื้นที่

การตรวจสอบและประเมินคาชดเชยความเสียหาย