1

คมอการเกบวดขอมลนำ�าฝน-นำ�าทาบรเวณพ�นทตนนำ�าโดย

สวนวจยตนนำ�า สำานกอนรกษและจดการตนนำ�า

คำานำาในชวงเดอนกนยายนถงเดอนพฤศจกายน ๒๕๕๔ เกดนำ�าบาไหลหลาก

บรเวณพ�นทราบลมของลมนำ�าหลกของประเทศไทยหลายสายดวยกน รวมท �งกรงเทพมหานคร ฯ สาเหตสำาคญทนอกเหนอไปจากการบกรกทำาลายปาไมบรเวณตนนำ�าลำาธาร กบการทำาการเกษตรเชงเดยวบรเวณพ�นทกลางนำ�าแลว และการเปลยนแปลงสภาพอากาศแลว การขาดแคลนขอมลนำ�าทา โดยเฉพาะอยางยงจากพ�นทตนนำ�าของลำานำ�ายอยตาง ๆ ยงทำาใหเกดความผดพลาดในการพยากรณการเคลอนตวของมวลนำ�าในลำานำ�าทไหลลงมาจากพ�นทตอนบนอกดวย

เพอใหการประเมนคานำ�าทาทไหลในลำาธารของลำานำ�ายอย ลำานำ�าสาขา เปนไปอยางถกตองและสงผลทำาใหการพยากรณมวลของนำ�าทาในลำานำ�าหลกเปนไปอยางมประสทธภาพ จำาเปนตองมโครงการพยากรณนำ�าทาจากพ�นทตนนำ�าข�น

ดงน�นเพอเปนการเตรยมความพรอมในการดำาเนนงานตามโครงการดงกลาว เอกสารฉบบน�จงถกจดทำาข�น โดยมจดประสงค คอ (๑)สรางพ�นฐานความรเกยวกบการใหนำ�าของระบบนเวศตนนำ�า (๒)แนะนำาเครองมอและวธการสรางอปกรณเพอเกบวดขอมลนำ�าฝนและนำ�าทาทไหลในลำาธารจากพ�นทตนนำ�าทเปนตวแทนของทองถนน�น ๆ และ (๓)นำาเสนอวธการสราง และประยกตใชแบบจำาลองเพอประเมนคานำ�าทาจากพ�นทตนนำ�าของทองถนตาง ๆ ตอไป

2

ระบบนเวศตนนำ�าตนนำ�า หรอ Head watershed หมายถงสวนหนงของพ�นทลมนำ�า

ท ม ความลาดชน และ /หรอ อย บนพ �นท ส ง ส วนค ำาว า ล มน ำ�า หรอ watershed หมายถง พ�นททอยเหนอจด ๆ หนงบนลำาธาร ททำาหนาทรองรบนำ�าฝน และนำานำ�าฝนในสวนเกนจากนำ�า ๓ สวน คอ (1)การนำาข�นไปใชในการคายนำ�าของตนไม (2)การดดยดไวของดน และ (๓)การรวซมผานช�นหนทอยใตช �นดนออกนอกลมนำ�าไป โดยจะนำานำ�าฝนในสวนทเกนจากนำ�าท�งสามสวนน�ลำาเลยงใหกบลำาธารท�งทางผวดนและใตดน แลวจงระบายใหกบพ�นททายนำ�าโดยไหลผานจดทกำาหนดใหน�นตอไป

พ�นทตนนำ�า หรอ ระบบนเวศตนนำ�า มองคประกอบใหญ ๆ อย ๓ สวนดวยกน สวนแรกคอโครงสราง (structure) ของระบบนเวศ ไดแก ปจจยตาง ๆ ทประกอบตวกนข�นเปนรปรางหนาตาของพ�นทตนนำ�า เชน ดน นำ�า ตนไมหรอปาไม สตวปา และอากาศ เปนตน สวนทสองคอการทำางานตามหนาท (function) ของระบบนเวศ ไดแก กระบวนการ (process) ตาง ๆ ทเกดข�นจากปฏกรยาโตตอบซงกนและกน ระหวางปจจยแตละตวทเปนองคประกอบของโครงสรางระบบนเวศ ไดแก กระบวนการสรางดน กระบวนการหมนเวยนของนำ�าและธาตอาหาร และกระบวนการหมนเวยนของพลงงาน

3

ÒoŤoÄoÄ� � � �µ¦ µ¥Êε� � �

ÓÁÈŪoÄ ·� � � � �

Ԧɪ ¹¤ nµ Ê� � � � �®· É°¥¼nÄoÊ ·� � � � � � �

ÊεnµÄ 嵦� � � �

Êε � �Êε·ª ·� � � �

ÊεÄo·ª ·� � � � �

รปท 1. การเอ�ออำานวยนำ�าทาใหกบลำาธารเปนหนาทหนงของระบบนเวศตนนำ�า

ท�งสามกระบวนการจะมการเชอมโยงกนอยางใกลชด ซงท �งหมดน�กอใหเกดเปนสวนทสาม คอ .การใหบรการ (services) ของระบบนเวศทเปนประโยชนตอมนษย ประกอบไปดวย การใหผลผลตทเปนเน�อไม ของปา และอาหารจากสตวปา การควบคมการดดซบนำ�าฝนของดนและการระบายนำ�าจากช�นดนลงสลำาธาร การควบคมการกดชะพงทลายของดน การบรรเทาความรนแรงของอากาศ การเปนแหลงเรยนรทางธรรมชาต และการเปนสถานทพกผอนหยอนใจ ดงรายละเอยดทแสดงในรปท 2.

นำ�าฝน รงสดวงอาทตย ภมประเทศ ชนดดน พชคลมดน สตวปา

ปจจยภายนอก ปจจยภายใน

โครงสรางระบบนเวศ

การทำางานตามหนาทในการใหบรการ

เน� อไม/ ของปา อาหารจากสตวปา ความคมนำ�าทา บรรเทาอากาศ/CO2 แหลงเรยนร พกผอนหยอนใจ

กายภาพ- ตรวจวดได ความรสกนกคด

4

รปท 2. โครงสราง กบการทำางานในการใหบรการของระบบนเวศตนนำ�า

การเอ�ออำานวยนำ�าทาของพ�นทตนนำ�าสำาหรบการเชอมโยงกนระหวาง โครงสรางกบการใหบรการผานการ

ทำางานตามหนาทของระบบนเวศตนนำ�า ในสวนของการเอ�ออำานวยนำ�าทาใหไหลในลำาธารน�น สามารถอธบายไดจากระบบการหมนเวยนของนำ�า (water cycle) ทเร มตนจาก (๑)การตกของฝนซงเปนปจจยสำาคญในการนำานำ�าเขาสระบบนเวศตนนำ�า โดยม (๒)ปาไมทำาหนาทแบงนำ�าฝนทตกลงมาแตละคร �งออกเปนนำ�าผวดนและนำ�าใตผวดน (๓)ลกษณะภมประเทศจะทำาหนาทควบคมการไหลของนำ�าผวดน ในขณะเดยวกน (๔)ชนดดนและความลกของช �นดนจะทำาหนาทควบคมการเคลอนตวของนำ�าใตผวดน ท �งน�นำ�าทไหลตามผวดนและนำ�าทไหลใตผวดนจะเคลอนตวมารวมตวกนเปนนำ�าทาทไหลในลำาธารตอไป

การประเมนคานำ�าทาทไหลในลำาธารจากพ�นทตนนำ�า สามารถตรวจวดไดโดยตรงจากไมวดระดบความสงของนำ�าทาในลำาธาร (staff gauge) ทไหลผานพ�นทหนาตดของรองนำ�าทถกดดแปลงใหมรปรางคงท อยางไรกตาม เนองจากลำานำ�ายอยทเกดข�นจากพ�นทตนนำ�าแตละแหงมอยเปนจำานวนมาก สงผลทำาใหความถกตองในการประเมนคานำ�าทาในลำาธาร จะตองใชงบประมาณในการตดต�งเครองมอเกบวดขอมล และกำาลงคนในการเกบวดขอมลจำานวนมาก ดวยเหตและผลดงกลาวแบบจำาลองคณตศาสตรทใชประเมนคานำ�าทาทไหลในลำาธารจงถกนำามาประยกตใช

แตความถกตองในการประเมนคานำ�าทาทไหลในลำาธารจะมมากนอยเพยงใด ข�นอยกบ (๑)ขอมลทใชในการสรางแบบจำาลอง ซงประกอบไปดวย

5

ขอมลนำ�าทาในลำาธาร และขอมลปจจยตาง ๆ ทมบทบาทตอการเกดนำ�าทาไหลในลำาธาร ไดแก ปรมาณนำ�าฝน คาคะแนนพชคลมดน คาคะแนนลกษณะภมประเทศ และคาคะแนนชนดดนของพ�นทตนนำ�าทมอปกรณวดนำ�าฝนและนำ�าทา และ(๒)ขอมลปจจยตาง ๆ ทมบทบาทตอการเกดนำ�าทาไหลในลำาธาร ของพ�นทตนนำ�าทตองการประเมนคานำ�าทา ณ เวลาน�น

ขอมลนำ�าฝนเคร องมอทใชเกบวดขอมลนำ�าฝน คอเคร องวดนำ�าฝนมาตรฐาน 8 น�ว

หรอ 8-inch standard rain gauge เคร องวดนำ�าฝนชนดน� นอกจากในสวนทเปนขาหยงสำาหรบตดต�งเคร องวดแลว ยงมสวนประกอบอกสามสวนคอ (๑)overflow can มลกษณะเปนถงทรงกระบอกทมเสนผานศนยกลาง 8 น�ว สง 24 น�ว (๒)กระบอกวดน ำ�าฝน หรอ measuring tube ทม ล กษณะเปนกระบอกทองเหลองหรอกระบอกพลาสตกขนาดเสนผานศนยกลาง 2.5 น�ว สง 20 น�ว พรอมกบสเกลทใชอานคาปรมาณนำ�าฝนออกมาเปนความสงของนำ�า ท�งน�กระบอกวดนำ�าฝนจะอยภายใน overflow can โดยม (3)กรวยทองแดงหรอกรวยพลาสตก หรอ collector or receiver ขนาดเสนผานศนยกลาง 8 น�ว ซงทำาหนาทรองรบนำ�าฝนและลำาเลยงนำ�าลงสกระบอกวดนำ�าฝน สวมอยด านบนของ overflow can นอกจากน�ยงมเคร องมอ เสรมอ กหน งต วน �นค อ ไมบรรท ดวดปรมาณน ำ�าฝน หรอ measuring stick ซงสวนใหญนยมใชวดความสงของหมะทตกลงมา ดงแสดงในรปท 3.

6

โดยปกตถาฝนทตกลงมาในแตละวนมปรมาณมากกวา 50 มม. ซงสามารถเกดข�นไดกบประเทศไทยในปจจบน ปรมาณนำ�าในกระบอกวดนำ�าฝนจะลนออกมาท overflow can ซงการเกบวดขอมลนำ�าฝนจะตองบนทกคาของนำ�าฝนทอยในกระบอกวดนำ�าฝนเสยกอน คอ 50 มม. หลงจากน�นจงรนนำ�าฝนใน overflow can กลบลงไปในกระบอกวดนำ�าฝนเพออานคาอกคร �งหรอสองคร �ง กอนทจะนำาขอมลนำ�าฝนทวดไดแตละคร �งมารวมกนท�งหมด สำาหรบชวงระยะเวลาในการเกบวดขอมลน �น ตามระบบสากลจะทำาการเกบวดทกวนในเวลา 7.00 นาฬกา หรออยางชาทสดไมควรเกน 7.30 นาฬกา ในกรณทมฝนตกหนกอยางตอเนอง อาจจะตองทำาการเกบวดขอมลทก ๆ สามชวโมงหรอทก ๆ หกชวโมง ท�งน�ข�นอยกบขนาดของพ�นทตนนำ�าทรองรบนำ�าฝน

สวนการตดต�งเครองมอเกบวดขอมลนำ�าฝน โดยปกตจะตองใหฐานของเครองวดต�งอยบนขาหยงทอยสงจากพ�นดนประมาณ 10 ถง 15 น�ว และอยในบรเวณทเปนพ�นทโลง หรอเปนพ�นททไมมสงกดขวางการเคลอนตวในการตกของเมดฝน ซงปกตจะกำาหนดใหความสงของสงกดขวางทอยหางออกไป จะตองมคาไมเกนสองเทาของระยะหางระหวางเครองวดนำ�าฝนกบสงกดขวางอนน�น สำาหรบบรเวณทเปนพ�นทสงชน ซงเปนลกษณะโดยทวไปของพ�นท

7

ตนนำ�าน�น พ�นทตดต�งเคร องวดนำ�าฝนควรเปนพ�นททมความผนแปรของความลาดชนไมมากนก ดงแสดงในรปท 4.

ขอมลนำ�าทาในลำาธารขอมลนำ�าทใชในการประเมนคาอทกภยแบงออกเปนสองประเภท คอ

(1)ระดบความสงของนำ�าในลำานำ�า และ/หรอ ระดบความสงของนำ�าททวมขง และ (2)อตราการไหลของนำ�า หรอปรมาตรนำ�าทไหลผานพ�นทหนาตดแหงหนงของลำานำ�าตอหนวยเวลา ถาพ�นทหนาตดของลำานำ�าแหงน�นมคาคงท เมอนำาคาพ�นทหนาตดของลำานำ�าดงกลาวไปหารปรมาตรนำ�าทอางถงท�งหมด ผลลพธทเกดข�นจะมคาเทากบระยะทางหรอความยาวของมวลนำ�าทไหลผานพ�นทหนาตดแหงน�นภายในหนงหนวยเวลา ซงกคอ ความเรวของกระแสนำ�านนเอง ดงน �นอตราการไหลของนำ�าทาในลำาธาร (Q, ลบ.ม./วนาท) จงมคาเทากบ ผลคณระหวางความเรวของกระแสนำ�า (V, เมตร/วนาท) กบพ�นทหนาตดของลำานำ�า (A, ตร.ม.) ทกระแสนำ�าไหลผาน นนคอ Q = VA

วธการทงายทสดในการวดความเรวกระแสนำ�ากคอ การจบเวลาทลกลอยเคลอนตวไปตามลำานำ�าในระยะทางทกำาหนดให แตความเรวของกระแสนำ�าในลำาธารจะมคาแตกตางกนไปในแตละจดของพ�นทหนาตดของลำานำ�า กลาวคอ

8

บรเวณทองลำาธาร และ/หรอ รมฝงลำานำ�าความเรวของกระแสนำ�าจะมคานอยกวาบรเวณกลางลำานำ�า ท�งน�เปนเพราะความเสยดทานทเกดข�นในขณะทมวลของนำ�าไหลผานทองลำาธาร และ/หรอ รมฝงลำานำ�าทมผวทขรขระ ดงน �น FAO จงกำาหนดใหคาเฉลยของความเรวกระแสนำ�าท�งหมดทไหลผานพ�นทหนาตดของลำานำ�าแตละแหงมคาเทากบ 0.8 เทาของความเรวกระแสนำ�าทไหลผานกลางลำานำ�าแหงน�น

ปจจยทมบทบาทตอความเรวของกระแสนำ�าทไหลในลำาธารประกอบดวย (1)ความขรขระของทองลำาธารทกอใหเกดแรงเสยดทานหรอแรงตานทานการไหล (2)ความลาดชนของทองลำาธาร และ(3)ความมากนอยของผวสมผสระหวางนำ�ากบทองลำาธาร สำาหรบความลาดชนของลำาธารน�น จะสงเกตไดวาในลำานำ�าลำาเดยวกนบรเวณใดทลำาธารมความลาดชนมาก กระแสนำ�าจะไหลแรง แตถาบรเวณใดลำาธารมความลาดเอยงนอย กระแสนำ�าจะไหลชา

สวนความมากนอยของผวสมผสน �น สมมตวามวลของนำ�าทาทเทากนไหลผานลำาธารสองแหงทมความลาดชนของทองลำาธารเทากน ลำาธารแหงหนงมลกษณะแคบแตลก คอมความกวาง 6 เมตร ลก 2 เมตร สวนลำาธารอกแหงหนงมลกษณะทกวางและต�น คอมความกวาง 12 เมตร ลก 1 เมตร เมอพจารณาใหละเอยดจะพบวาถาพ�นทหนาตดของนำ�าทไหลผานลำาธารท�งสองแหงมคาเทากน คอ 6*2 และ 12*1 เทากบ 12 ตร ม. และถาสงเกตใหดจะพบวา นำ�าทาทไหลในลำาธารทมรองนำ�าแคบแตลกจะไหลเรวกวาลำาธารทมรองนำ�ากวางแตต�น ท�งน�เปนเพราะลำาธารทกวางและต�นจะมผวสมผสนำ�า (1+12+1=14 เมตร) ทมากกวาล ำาธารทแคบแตล ก (2+6+2=10 เมตร) ทำาใหเกดแรงเสยดทานทตานทานการไหลของกระแสนำ�าทมากกวานนเอง ดงแสดงในรปท 5.

9

¡ºÊ É®oµ´� � � � � = 2*6 = 12 ; R = 12/(2+6+2) = 12/10

¡ºÊ É®oµ´� � � � � = 1*12 = 12 ; R = 12/(1+12+1) = 12/14

รปท 5. ลกษณะของทองลำาธารมบทบาทตอความเรวของกระแสนำ�าในลำาธาร

เนองจากกระแสนำ�าทไหลแรงและรวดเรวน� เปนตวการสำาคญทกอใหเกดความป นปวนของกระแสนำ�าทไหลในลำาธาร และสงผลทำาใหเกดการกดเซาะพ�นผวของทองลำาธารหรอรมฝ งนำ�าออกไป ท�งน�นอกจากจะทำาใหพ�นทหนาตดของรองนำ�าทกระแสนำ�าไหลผานมการเปลยนแปลงไปแลว ยงมผลท ำาให ความเรวของกระแสนำ�า ณ แตละจดของพ�นทหนาตดของรองนำ�ามความไมเทากนอกดวย สงผลทำาใหเกดความผดพลาดในการประเมนคานำ�าทาทไหลในลำาธารแหงน �น ดงน�นเพอเปนการเพมความถกตองในการประเมนคานำ�าทาทไหลในลำาธาร จงควรคดเลอกจดวดนำ�าทาทไหลในลำาธารใหเปนบรเวณทมความลาดชนนอยทสด และมความคดโคงนอยทสด พรอมกบดดแปลงพ�นทหนาตดของลำานำ�า ณ จดวดนำ�าทาแหงน�นใหมลกษณะคงท

การเตรยมความพรอมของพ�นทในการเกบวดขอมลนำ�าทาทไหลในลำาธาร เรมตนจากการคดเลอกจดเกบวดขอมล ดวยขอกำาหนดทวาลำานำ�าบรเวณน�นควรมลกษณะตรงและมความลาดชนไมมากนก ทำาการปรบแตงพ�นทในรองนำ�าและสองฝ งลำานำ�าใหมลกษณะเปนสเหลยมผนผาดวยหนและปนซเมนต สรางบอนำ�านงบรเวณขางลำาธารดวยปลอกบอขนาดเสนผานศนยกลาง 1 เมตร โดยประมาณ ทำาการตดต�งไมวดระดบนำ�า (staff gauge) ภายใน พรอมกบวางทอนำ�าในแนวระดบออกไปทลำาธาร เพอใหนำ�าในลำาธารกบนำ�าในบอเชอมตอกน บรเวณเหนอบอนำ�านงจะสรางโรงเรอนครอบไว เพอปองกนไมให

10

นำ�าฝนหรอนำ�าไหลบาหนาผวดนไหลลงสบอวดนำ�าทาได ดงรายละเอยดทแสดงในรปท 6.

o° 嵦 ɼ¦´Ä®o¤� � � � � � � �¡ºÊ É®oµ´ ÉÊεnµÅ® nµ É� � � � � � � � � � � � �

n° Êε·Éoµ 嵦 É· ÊŤoª� � � � � � � � � � � � �¦³ ´ ÊεnµÂ³¤¤ n° ÊεÁºÉ°¤� � � � � � �ÊÎµÄ Îµµ¦ ´ Ê뵀 n° Êε·É� � � � � � � � � � �

æ Á¦º° É ¦oµ ¦° n° Êε ·É� � � � � � � � � �

Ťoª ¦³ ´ ÊεnµÉ� � � � � �Å®Ä Îµµ¦� �

รปท 6. การจดเตรยมพ�นทเพอเกบวดขอมลนำ�าทาทไหลในลำาธาร

การจดเตรยมความพรอมดานขอมล เนองจากขอมลน ำ�าทาทไหลในลำาธารทสามารถนำาไปใชประโยชนไดจะเปนขอมลอตราการไหลของนำ�าทา หรอ discharge แตขอมลนำ�าทาทไหลในลำาธารททำาการเกบวดในพ�นทเปนเพยงขอมลระดบของนำ�าทาทไหลในลำาธาร ดงน �นจงตองมเครองมอสำาหรบแปลงคาระดบนำ�าทาทไหลในลำาธารใหเปนคาอตราการไหลของนำ�าทาของลำาธารน�น ๆ เรยกวา rating curve ซงเปนกราฟเสนโคงทแสดงความสมพนธระหวางระดบความสงของนำ�าทากบอตราการไหลของนำ�าทาทไหลในลำาธาร

การสราง rating curve จะตองทำาการเกบวดขอมลระดบนำ�าทาทไหลในลำาธารจากไมวดระดบนำ�าในบอนำ�านงขางลำาธาร ควบคไปกบการวดความเรวกระแสนำ�า ในระดบตาง ๆ กนของนำ�าทาทไหลในลำาธารผานจดวดนำ�าอยางนอย 7 ถง 10 ระดบ การวดความเรวกระแสนำ�าเร มตนจากการกำาหนดจดปลอยลกลอยใหหางจากจดวดนำ�าทาข�นไปทางตนนำ�าเปนระยะหางพอสมควร

11

ข�นกบความแรงของกระแสนำ�า ถาระดบนำ�าทาข�นสง และ/หรอ นำ�าทาไหลแรง ควรใชระยะหางทคอนขางมาก ท�งน�เพอใหการเกบวดขอมลดำาเนนการไดทน

แตถาระดบนำ�าทาสงไมมาก และ/หรอ กระแสนำ�าไมแรงมาก ระยะทางทใชเกบวดไมจำาเปนตองหางมากนก ใชลกปงปองมาดดแปลงใหเปนลกลอย ดวยการใชเขมฉดยาพนนำ�าเขาไปประมาณหนงในสาม ทำาการปลอยลกลอยพรอมกบเร มจบเวลา จนกระทงลกลอยผานจดวดนำ�าทา ซงเปนการส�นสดเวลาการเดนทาง นำาระยะเวลาในการเดนทางของลกลอยมาหารระยะทางทกำาหนด ผลลพธทออกมาคอความเรวของกระแสนำ�า ณ ชวงระยะทางททำาการวด หาคาเฉลยความเรวกระแสนำ�าในลำานำ�าท�งหมดโดยนำาคาความเรวทเกดข�นมาคณดวย 0.8

นำาขอมลอตราการไหลของนำ�าทาในลำาธาร กบ ระดบนำ�าทาทเกบวดไดมาสราง rating curve ของลำาธารแหงน�นดวยโปรแกรมยอย Add trendline ใน Microsoft EXCEL พรอมท�งใชโปรแกรมยอย Power ทกำาหนดใหแสดงสมการคณตศาสตร (Display Equation on chart) และแสดงคาความถกตองสมการ หรอคา R2 (Display R-squared on chart) ซงอย ภ าย ใน โปรแกรม Trend/Regression type สร า งแ บบจ ำาลอ งคณตศาสตรทใชประเมนคาอตราการไหลของนำ�าทา (Y, ลบ.ม./วนาท) จากขอมลระดบของนำ�าทาในลำาธาร (X, ซม.) ทไหลผานจดวดนำ�าทา ดงตวอยางทแสดงในรปท 7. ผลปรากฏวารปลกษณะของแบบจำาลองคณตศาสตร ทเปนตวแทนของ rating curve คอ

Y = 2.226*X1.450 …(1)

เมอ Y เปนอตราการไหลของนำ�าทาในลำาธาร มหนวยเปน ลบ.ม./วนาท

12

X เปนระดบความสงของนำ�าทาในบอนำ�านง มหนวยเปน ซม.ระ ดบนำ�า อตราไ หล

(ซม.) (ลบ.ม./วนาท )2 83 104 156 258 40

12 8016 160

y = 2.226x1.450

R² = 0.971

020406080

100120140160180

0 5 10 15 20

ѠѤшіѥдѥіѳўј еѠкьѸѼѥъҕѥ ј э є њѧьѥъѨ

ѠѤшіѥѳўјPower (ѠѤшіѥѳўј

і ѣчѤэьѸѼѥъҕѥ оє

รปท 7. ตวอยางการสราง rating curve และแบบจำาลองคณตศาสตรเพอประเมนคาอตราการไหลของนำ�าทา

สำาหรบการเกบวดขอมลและประเมนคานำ�าทาจากพ�นทตนนำ�า โดยปกตจะดำาเนนการเชนเดยวกบการเกบวดขอมลนำ�าฝน คอ เกบวดทกวนในเวลา 7.00 นาฬกา หรออยางชาทสดไมควรเกน 7.30 นาฬกา ในกรณทมฝนตกหนกอยางตอเนอง อาจจะตองทำาการเกบวดขอมลทก ๆ สามชวโมงหรอทกชวโมง ท�งน�ข�นอยก บปรมาณนำ�าฝนทตก และขนาดของพ�นทตนนำ�าทรองรบนำ�าฝน ดวยการอานคาระดบของนำ�าทาท staff gauge ในบอนำ�านงขางจดวดนำ�าทาในลำาธาร นำาขอมลทไดมาแปลงคาเปนอตราการไหลของนำ�าทา หรอปรมาตรนำ�าทาท�งหมดทไหลผานจดวดนำ�าทาภายในหนงหนวยเวลาดวยสมการท (1) ผลลพธทเกดข�นจะเปนขอมลอตราการไหลของนำ�าทาในลำาธารจากพ�นทตนนำ�าทเปนตวแทนของพ�นทตนนำ�าในทองถนน�น

การประเมนคานำ�าทาจากพ�นทตนนำ�าในทองถนเนองจากพ�นทตนนำ�าแตละแหง สามารถอำานวยนำ�าทาใหกบพ�นทตอนลาง

โดยไหลผานลำานำ�าหลากหลายสาขาดวยกน ทำาใหการประเมนคานำ�าทาจากพ�นท

13

ตนนำ�าทไหลในทกลำาธาร จำาเปนตองใชงบประมาณและกำาลงคนจำานวนมาก ดงน�นเพอใหการประเมนคานำ�าทาในลำาธารจากพ�นทตนนำ�าภายใตงบประมาณทจำากดเปนไปอยางมประสทธภาพ สวนวจยตนนำ�า สำานกอนรกษและจดการตนนำ�า จงไดพฒนาแบบจำาลองคณตศาสตรทใชประเมนคานำ�าทาทไหลในลำาธารจากลมนำ�าทไมมอปกรณในการเกบวดขอมลนำ�าทาข�นมา โดยประยกตใชวธการของ SCS-CN Methodology แหงประเทศสหรฐอเมรกา

ลกษณะการทำางานของแบบจำาลองดงกลาวน� จะประเมนคานำ�าทาทไหลในลำาธารของลมนำ�าเปาหมายเปนรายวน โดยอาศยการนำาเขาขอมล ปรมาณนำ�าฝนรายวนของพ�นทลมนำ�าเปาหมาย ปรมาณนำ�าทารายวนของพ�นทลมนำ�าตวอยาง และสดสวนของคา CN หรอคา runoff curve number (ผลรวมของคาคะแนนปจจยพ�นทตนนำ�าทมบทบาทตอการใหนำ�าทาไหลในลำาธาร) ระหวางพ�นทลมนำ�าเปาหมาย กบพ�นทลมนำ�าตวอยาง โดยมรปลกษณของแบบจำาลองดงน�

Qw = 4.98 + 0.017*Rw + 0.71*Qe – 4.79*(CNw/CNe) …(2)

เมอ Qw เปนปรมาณนำ�าทารายวน (มม.) ของพ�นทลมนำ�าเปาหมายRw เปนปรมาณนำ�าฝนรายวน (มม.) ของพ�นทลมนำ�าเปาหมายQe เป นปรมาณนำ�าทารายวน (มม.) ของพ�นทล มน ำ�าต วอยางใน

บรเวณน�นCNw เปนผลรวมของคาคะแนนปจจยพ�นทตนนำ�าทมบทบาทตอ

การใหนำ�าทาไหลในลำาธารของลมนำ�าเปาหมาย (ไมมหนวยวด)

14

CNe เปนผลรวมของคาคะแนนปจจยพ�นทตนนำ�าทมบทบาทตอการใหนำ�าทาไหลในลำาธาร

ของลมนำ�าตวอยาง (ไมมหนวยวด)

คา CN ท�งทเปนของลมนำ�าเปาหมายหรอ CNw และลมนำ�าตวอยาง CNe จะเปนผลรวมของคาคะแนนปจจยยอยตาง ๆ ทมบทบาทตอการใหนำ�าทาทไหลในลำาธาร ซงประกอบไปดวย (๑)คาคะแนนปจจยภมประเทศ หรอ CNt (๒)คาคะแนนชนดของเน�อดน หรอความหยาบความละเอยดของเน�อดน (soil texture) หรอ CNs และ (๓)คาคะแนนชนดของพชคลมดน ซงอาจจะเปนพ�นทปาไม และ/หรอ พ�นททำาการเกษตร และ/หรอ คาเฉลยตามขนาดของพ�นทระหวางพ�นทปาไม กบพ�นทำาการเกษตร และพ�นททมการใชประโยชนอน ๆ ในพ�นทลมนำ�า หรอ CNv นนคอ CN=CNt+CNs+CNv ท�งน�คา CNt, CNs และ CNv สามารถกำาหนดไดจากตารางท ๑ ถง ๓ ตามลำาดบ

ตารางท ๑. คาคะแนนปจจยภมประเทศทมบทบาทตอการใหนำ�าทาไหลในลำาธารslope CNt MSL(m) CNt

พ� นท ท มความสงจาก 10 31 ภเขาสงชน ทอยสงจาก 300-500 38ระดบนำ�า ทะ เลนอยกวา 20 34 ระดบนำ�า ทะ เลมากกวา 500-700 44 300 เมตร 30 38 300 เมตร >700 50

ลกษณะภมประเทศ ลกษณะภมประเทศ

ตารางท ๒. คาคะแนนปจจยชนดของเน�อดนทมบทบาทตอการใหนำ�าทาไหลในลำาธาร

ดนต� น ดนลก ดนต� น ดนลก3 3 15 148 5 20 199 8 2114 11 25Sand clay loam หน

Sand Clay loamSandy loam Clay loam ดนบางนอยกวา 10 ซม.

ชนดดนCNs

ชนดดนCNs

ตารางท ๓. คาคะแนนปจจยชนดของพชคลมดน และการใชประโยชนทดน ทมบทบาทตอการใหนำ�าทาไหลในลำาธาร

15

สมบรณ ไ มสมบรณ สมบรณ ไ มสมบรณ3 5 18 *5 8 15 *8 10 23 *10 13 25 *13 *

ปาเตงรง หมบานสวนปา

ปาดบเขา , ปาดบช� น สวนยางพาราปาดบแลง สวนผลไ มปาเบญจพรรณ พชไ ร

การใ ชประ โ ยชนท ดนCNv

การใ ชประ โ ยชนท ดนCNv

อยางไรกตาม ในการประยกตใชคา Qe ในสมการท ๒ จำาเปนตองนำาขอมลจากคา Y ในสมการท ๑ มาปรบเปลยนหนวยวดจาก ลบ.ม./วนาท ใหเปนหนวย มม. ดวยสมการท (๓) คอ

Qe = (Y*86.4)/Ae …(3)

เมอ Qe เปนปรมาณนำ�าทารายวนของลมนำ�าตวอยาง มหนวยวดแปน มม.Y เปนอตราการไหลของนำ�าทารายวนของลมนำ�าตวอยาง มหนวยเปน

ลบ.ม./วนาทAe เปนขนาดของพ�นทลมนำ�าตวอยาง มหนวยวดเปน ตร.กม.

ในทำานองเดยวกนในการนำาขอมลนำ�าทา หรอ Qw จากสมการท (๒) ไปประยกตใชตามความตองการ จำาเปนตองปรบเปลยนหนวยวดจาก ปรมาณนำ�าทาในลำาธารตอหนวยความสงของพ�นทลมนำ�า คอ มม. ไปเปนปรมาณนำ�าทาท�งหมดทไหลผานจดวดบนลำานำ�าตอหนวยเวลา หรอ อตราการไหลของนำ�าทา ดวยสมการท (๔) คอ

Qd = (Qw*Aw)/86.4…(4)

เมอ Qd เปนอตราการไหลของนำ�าทาในลำาธารของลมนำ�าเปาหมาย มหนวยวดเปน ลบ.ม./วนาท

16

Qw เปนปรมาณนำ�าทาทไหลในลำาธารรายวนของลมนำ�าเปาหมาย (จากสมการท ๒)

มหนวยวดเปน มม.Aw ขนาดเปนพ�นทลมนำ�าของลมนำ�าเปาหมาย มหนวยวดเปน ตร.กม.

สำาหรบข�นตอนในการประเมนคานำ�าทาทไหลในลำาธารของลมนำ�าเปาหมาย ดวยขอมลนำ�าทาทไหลในลำาธารของลมนำ�าตวอยาง ประกอบไปดวย

(๑).การสำารวจความพรอมของขอมลทใชนำาเขาแบบจำาลอง ไดแก (๑.๑).ปรมาณนำ�าฝนรายวนของลมนำ�าเปาหมาย หรอคา Rw(๑.๒).อตราการไหลของนำ�าทาในลำาธารของลมนำ�าตวอยาง หรอคา

Y ของสมการท (๑) นำามา ปรบใหเปนคา Qe ดวยสมการท (๓)

(๒).หาสดสวนของ CNw/CNe ดวยข�นตอนตอไปน�(๒.๑).กำาหนดคาคะแนนปจจยภมประเทศ (CNt) คาคะแนน

ปจจยดน (CNs) และ คาคะแนนปจจยพชคลมดน (CNv) ของลมนำ�าตวอยาง

แลวนำามารวมกนเปนคา CNe(๒.๒).กำาหนดคาคะแนนปจจยภมประเทศ (CNt) คาคะแนน

ปจจยดน (CNs) และ คาคะแนนปจจยพชคลมดน (CNv) ของลมนำ�าเปาหมาย

แลวนำามารวมกนเปนคา CNw(๒.๓).นำาผลลพธทเกดข�นจากขอ (๒.๒) มาหารดวยผลลพธทได

จากขอ (๒.๑)

17

(๓).ใชสมการท (๒) ประเมนคาปรมาณนำ�าทารายวนของลมนำ�าเปาหมาย โดยนำาเขาขอมลจากขอ (๑)

และ (๒)(๔).นำาผลลพธทไดจากขอ (๓) มาแปลงคาใหเปนขอมลอตราการไหล

ของนำ�าทาจากลมนำ�าเปาหมาย ดวยสมการท (๔)ทายทสด จะเปนการนำาคาหรอขอมลอตราการไหลของนำ�าทาในลำาธาร

ท�งจากพ�นทลมนำ�าตวอยางและพ�นทลมนำ�าเปาหมายตาง ๆ ทเกดข�นจากพ�นทตนนำ�าอนเดยวกนมารวมกน จะไดปรมาณนำ�าทาท�งหมดทพ�นทตนนำ�าแหงน�นเอ�ออำานวยใหกบพ�นททายนำ�า อยางไรกตามการรวมคาหรอขอมลอตราการไหลของนำ�าทาในลำาธารน� จะตองคำานงถงทศทศทางในการไหลของนำ�าทาดวย ท�งน�อาจจะตองแยกบางสวนของขอมลออกจากกน เชน พ�นทตนนำ�าบรเวณดอยเชยงดาวและพ�นทโดยรอบ อำาเภอเชยงดาว จงหวดเชยงใหม จะตองแยกนำ�าทาทไหลในลำาธารออกเปนสองสวนใหญ ๆ สวนหนงเปนนำ�าทาทไหลลงลำานำ�าแมแตง อกสวนหนงจะไหลลงลำานำ�าแมปง ถงแมวานำ�าท�งสองสวนจะไหลลงมารวมกนกตาม

บทสรปประสทธภาพในการจดการมวลนำ�าทเกดข�นจากนำ�าบาไหลหลากในชวงฤด

ฝน กบการบรหารจดการนำ�าใชในชวงฤดแลง สวนหนงจะข�นอยกบขอมลนำ�าทาทพ�นทตนนำ�าเอ�ออำานวยให แตการตดต�งอปกรณและดำาเนนงานเกบวดขอมลนำ�าทาจากพ�นทลมนำ�าขนาดเลกตาง ๆ ทเกดข�นจากพ�นทตนนำ�าเดยวกนภายใตงบประมาณทจำากดดงทเปนอยในปจจบน จงเปนเรองทเปนไปไดยาก

18

เพอเปนการแกปญหาดงกลาว สวนวจยตนนำ�า สำานกอนรกษและจดการตนนำ�า จงไดพฒนาแบบจำาลองเพอประเมนคาอตราการไหลของนำ�าทาในลำาธารของลมนำ�าเปาหมาย ซงเปนลมนำ�าขนาดเลกตาง ๆ ทมพ�นทตนนำ�าอนเดยวกนกบพ�นทลมนำ�าตวอยาง ทดำาเนนการเกบวดขอมลนำ�าฝนและนำ�าทา พรอมกบการจดทำาคมอประกอบการปฏบตงาน เพอเพมความสะดวกในการดำาเนนงานตอไป

เอกสารประกอบการเรยบเรยงพงษศกด วทวสชตกล สำาเรง ปานอทย และบญมา ดแสง. ๒๕๕๔. แบบจำาลองนำ�าทาปาตนนำ�า. บนทกวจยท

๔/๒๕๕๔ สวนวจยตนนำ�า สำานกอนรกษและจดการตนนำ�า กรมอทยานแหงชาต สตวปา และพนธพช.

๑๓ หนาสาโรจน ประพนธ พณทพย ธตโรจนะวฒน และพงษศกด วทวสชตกล. ๒๕๕๔. แบบจำาลองนำ�าทาของปาดบแลง

ทอำาเภอเมองระยอง. บนทกวจยท ๑/๒๕๕๔ สวนวจยตนนำ�า สำานกอนรกษและจดการตนนำ�า

กรมอทยานแหงชาต สตวปา และพนธพช. ๙ หนา.Anonymous. 2011. Streamflow. FAO corporate

document repository. http://www.fao.org/docrep/T0848E/t0848e-09.htm

๑๑๑๑๑๑๑๑๑๑๑๑๑๑๑๑๑