การปรับปรุงเกณฑ์การวิเคราะห์ฝนออกแบบสำหรับกรุงเทพมหานคร

Abstract

การวิเคราะห์ฝนออกแบบสำหรับใช้ออกแบบระบบระบายน้ำในเมือง โดยเลือกใช้ข้อมูลปริมาณฝนจากสถานีวัดน้ำฝนในบริเวณกรุงเทพมหานคร โดยใช้ข้อมูลปริมาณน้ำฝนรายปี รายนาทีและรายชั่วโมงของสถานีตัวแทนในพื้นที่ 4 สถานี วิธีการที่ใช้วิเคราะห์ ได้แก่ วิธี Composite Hyetograph วิธี Yen และ Chow วิธี Pilgrim และ Cordery วิธี Huff และวิธี Kiefer และ Chu โดยใช้ช่วงเวลาฝนตก 30-60-120-180- และ 240 นาที ที่คาบการเกิด 2 ปี และ 5 ปี โดยได้ศึกษารูปแบบและข้อสมมติฐานและข้อจำกัด พร้อมทั้งเปรียบเทียบข้อแตกต่างและความเหมาะสมในแต่ละวิธี ข้อสรุปที่ได้จากการวิเคราะห์ พบว่า รูปแบบของฝนออกแบบในแต่ละวิธีย่อมแตกต่างกันเนื่องจากใช้หลักการและข้อสมมติฐานแตกต่างกัน โดยพื้นฐานการวิเคราะห์ในแต่ละวิธีต้องใช้ความสัมพันธ์ของความลึกฝน ความเข้มฝนในช่วงเวลาและคาบการเกิด จากการวิจัยพบว่า กราฟ IDF ที่ได้เปลี่ยนแปลงไปจากกราฟที่ใช้อ้างอิงกันอยู่แต่เดิมในบางช่วงเวลาคือ มีค่าสูงขึ้นในช่วงเวลา 6-24 ชั่วโมง ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพสิ่งแวดล้อมของเมืองใหญ่ที่มีผลต่อลักษณะการตกของฝน ดังนั้นจึงควรปรับปรุงกราฟ IDF ที่ใช้กันอยู่โดยใช้ข้อมูลที่เป็นปัจจุบัน ฝนออกแบบที่ได้จากวิธีต่างๆ มีลักษณะเฉพาะสำหรับแต่ละวิธี ดังนี้ (ก) วิธี Composite Hyetograph รูปแบบความเข้มฝนเกิดขึ้นในช่วงแรกและลดลงตามลำดับความเข้มข้นฝนสูงสุดมีค่าเท่ากันในทุกช่วงเวลา โดยที่คาบการเกิด 5 ปี มีค่า 170 มม./ชม. (ข) วิธี Yen และ Chow รูปแบบเป็นรูปสามเหลี่ยม ค่าความเข้มฝนแปรผันผกผันตามช่วงเวลาฝนตก โดยที่คาบการเกิด 5 ปี สำหรับช่วงเวลา 30 นาที มีค่าความเข้มฝนสูงสุด 220 มม./ชม. (ค) วิธี Pilgrim และ Cordery ซึ่งเลียนแบบข้อมูลฝนตกจริงในพื้นที่จึงให้ค่าใกล้เคียงกับฝนตกจริง ที่คาบการเกิด 5 ปี สำหรับช่วงเวลา 30 นาที มีค่าความเข้มฝนสูงสุด 150 มม./ชม. โดยมีความแตกต่างกับฝนตกจริงในช่วงร้อยละ 0-30 (ง) วิธี Huff กำหนดรูปแบบโดยใช้ค่าความน่าจะเป็นที่ร้อยละ 50 และแบ่งช่วงเวลาการเกิดค่าสูงสุดเป็น 2 ช่วงคือ 1/4 และ 2/4 ของเวลาทั้งหมด โดยมีค่าแตกต่างกับฝนตกจริงในช่วงร้อยละ 0-30 และ (จ) วิธี Kiefer และ Chu สังเคราะห์สมการจากกราฟ IDF พบว่าค่าอัตราส่วนของเวลาก่อนเกิดค่าสูงสุดต่อเวลาทั้งหมด (r) อยู่ในช่วง 0.1-0.4 และที่คาบการเกิด 5 ปี มีค่าความเข้มฝนสูงสุด 210 มม./ชม. เท่ากันในทุกช่วงเวลา ภาพรวมรูปแบบของฝนออกแบบของพื้นที่กรุงเทพฯ กล่าวโดยสรุปในทุกวิธีมีฝนหนักในช่วงร้อยละ 20-50 ของเวลาฝนตกทั้งหมดและเมื่อเปรียบเทียบค่าความเข้มข้นฝนที่ได้กับรูปแบบฝนจริง ในแต่ละวิธีพบว่ามีทั้งค่าใกล้เคียงและค่าที่แตกต่างกับฝนตกจริงอย่างมากในช่วงเวลาต่างๆ ดังนั้น การเลือกใช้วิธีวิเคราะห์ฝนออกแบบจึงขึ้นอยู่กับข้อมูลที่มีอยู่ สภาพพื้นที่ ข้อกำหนดรูปแบบของฝน และอื่นๆ ผลสรุปการศึกษาเสนอให้ปรับปรุงการวิเคราะห์ฝนออกแบบโดยใช้ข้อมูลที่เป็นปัจจุบันมากที่สุดเพื่อให้ผลการวิเคราะห์มีความน่าเชื่อถือได้ รวมทั้งเสนอให้ประยุกต์นำเอาข้อดีของหลายวิธีมาใช้ประกอบกัน เช่น ใช้วิธี Composite Hyetograph ประกอบกับวิธี Kiefer และ Chu