แบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับแสดงความสัมพันธ์น้ำฝน-น้ำท่า ในลุ่มน้ำขนาดเล็ก

Abstract

ข้อมูลนํ้าท่าในพื้นที่ลุ่มนํ้า เป็นส่วนสำคัญสำหรับการวางแผนการพัฒนาพื้นที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านกิจกรรมการใช้นํ้า และการเกิดนํ้าท่วม ซึ่งต้องมีวิธีการในการทำนายการเกิดนํ้าท่าจากข้อมูลฝนและลักษณะของลุ่มนํ้า โดยใช้วิธีการที่เหมาะสมและสอดคล้องคับข้อมูลที่มีอยู่ งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาแบบจำลองสำหรับแสดงความสัมพันธ์ของน้ำฝน-น้ำท่าในลุ่มนี้าขนาดเล็ก โดยมีวัตถุประสงค์เพี่อศึกษาแบบจำลองที่มีความเหมาะสมสำหรับประยุกต์ใช้งานกับพื้นที่ลุ่มน้ำ ลุ่มนํ้ากรณีศึกษาคือลุ่ม นํ้าแม่ตื่นตอนบนมีพื้นที่ประมาณ 503 ตารางกิโลเมตร ครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของอำเภออมก๋อย จังหวัดเชียงใหม่ขั้นตอนการศึกษาได้แก่ การรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูล การทดสอบแบบจำลอง และการประยุกต์ใช้งานแบบจำลองในการศึกษาได้แบ่งแบบจำลองที่จะทำการศึกษาเป็น 2 ลักษณะ ลักษณะแรกเป็นการศึกษาแบบจำลองโดยใช้โปรแกรม HEC-HMS ซึ่งแสดงความสัมพันธ์ของนํ้าฝน-น้ำท่า โดยอาศัยฟังก์ชันของพารามิเตอร์และตัวแปรต่าง ๆ การประมาณค่าพารามิเตอร์จากลักษณะทางกายภาพของลุ่มน้ำ ลักษณะที่สอง คือแบบจำลองแทงค์ ซึ่งแสดงความสัมพันธ์ของน้ำฝน-น้ำท่าโดยการประมาณค่าพารามิเตอร์จากข้อมูลของน้ำท่า จากการศึกษาแบบจำลองโดยใช้โปรแกรม HEC-HMS พบว่า แบบจำลองที่มีความเหมาะสมกับข้อมูลและขนาดของพื้นที่ลุ่มน้ำกรณีศึกษา เป็นแบบจำลองซึ่งเป็นการรวมพื้นที่เป็นหน่วยเดียว (Lump system) และใช้สถานีวัดปริมาณฝน 3 สถานีสำหรับคำนวณปริมาณฝนบนพื้นที่ลุ่มน้ำ ซึ่งแบบจำลองที่จะนำมาประยุกต์ใช้งานนั้น ควรแบ่งข้อมูลเป็นฤดูฝนและฤดูแล้ง โดยใช้การแบ่งช่วงเวลาการประมวลผลโปรแกรมเท่ากับ 3 ชั่วโมง และใช้กับชุดข้อมูลระยะเวลายาว ผลจากการประยุกต์ใช้งานแบบจำลองจะเหมาะสำหรับการวางแผนด้านการเกษตรกรรมในพื้นที่ลุ่มน้ำและพื้นที่ด้านท้ายน้ำได้ ส่วนแบบจำลองแทงค์มีจุดเด่นในด้านการคำนวณอัตราการไหลสูงสุดและมีความ เหมาะสมกับข้อมูลระยะสั้น การใช้งานแบบจำลองควรแบ่งข้อมูลเป็นช่วงฤดูฝนและฤดูแล้ง โดยใช้การแบ่งช่วงเวลาการประมวลผลโปรแกรมเท่ากับ 3 ชั่วโมง ซึ่งการประยุกต์ใช้งานจะมีความเหมาะสมกับกรณีการเกิดอัตราการ ไหลสูงสุดของน้ำท่าอย่างฉับพลัน สำหรับวางแผนการป้องกันน้ำท่วมในพื้นที่ ซึ่งแบบจำลองทั้ง 2 ลักษณะนั้นมีความเหมาะสมในการประยุกต์ใช้งานที่ต่างกัน แล้วแต่วัตถุประสงค์ของการคาดการณ์น้ำท่าในพื้นที่ลุ่มน้ำ ซึ่งผลการ ประยุกต์ใช้งานแบบจำลองเพี่อทำนายน้ำท่านั้นจะช่วยสนับสนุนการพัฒนาพื้นที่ลุ่มน้ำต่อไป