ชลสาร 2556

ชลสาร
Chonlasarn Research Journal of Irrigation Management

ISSN 2287-0504

ปี ที่1 ฉบบั ที่1 พ.ศ.2556
Vol.1 No.1 2013

สงวนลิขสิทธ์ิ ตาม พรบ. ลิขสิทธ์ พ.ศ.๒๕๒๑
สานักวิจยั และพฒั นา
กรมชลประทาน

“ การนาข้อมูลทางทฤษฎี หรือส่วนใดส่วนหนึ่งท่ีปรากฏอยู่ในบทความท่ีถกู ตีพิมพใ์ นเอกสารฉบบั นี้ไปใช้
ถอื เป็นวิจารณญาณของผใู้ ช้ สานักวิจยั และพฒั นา กรมชลประทาน ไม่สามารถรบั ผิดชอบในความเสียหาย
ใดๆ ที่อาจเกิดขนึ้ จากการใช้งานดงั กล่าว ”



สำรจำก I
ผู้อำนวยกำรสำนักวจิ ยั และพัฒนำ

วารสารชลสาร (Chonlasarn Research Journal of Irrigation Management) ฉบบั น้ีเป็นวารสารทางวชิ าการ
ฉบบั แรกทส่ี านกั วจิ ยั และพฒั นาโดยสถาบนั พฒั นาการชลประทานจดั ทาขน้ึ ภายใตโ้ ครงการจดั ทาเอกสารวชิ าการเพ่อื
ตพี มิ พเ์ ผยแพรผ่ ลงานวจิ ยั โดยมวี ตั ถุประสงคเ์ พอ่ื เป็นแหลง่ รวบรวมผลงานการศกึ ษา คน้ ควา้ วจิ ยั งานชลประทานและ
น้าของนกั วจิ ยั นกั วชิ าการของสานักต่างๆ ในสงั กดั กรมชลประทานและในสถาบนั การศกึ ษาหรอื หน่วยงานทเ่ี กย่ี วขอ้ ง
ภายนอกกรมชลประทาน รวมถึงวทิ ยานิพนธ์ท่นี ่าสนใจของนักศกึ ษา ใช้เป็นส่อื กลางและเป็นแหล่งอ้างองิ ในการ
เผยแพร่ผลงานทางวชิ าการทม่ี มี าตรฐานเทยี บเคยี งกบั ระดบั ชาตแิ ละส่รู ะดบั สากลในอนาคต เพ่อื การใชป้ ระโยชน์ต่อ
ยอดพฒั นางานวิชาการทางการชลประทานและน้าให้เจริญก้าวหน้า และเป็นกลไกหน่ึงในการส่งเสริม ขบั เคล่อื น
งานวจิ ยั ตลอดจนพฒั นาศกั ยภาพทางวชิ าการของบุคลากรของกรมชลประทาน

บทความวจิ ยั ท่ปี รากฏอยู่ในวารสารชลสารฉบบั น้ี ได้คดั เลอื กผลงานการศกึ ษา คน้ คว้า วจิ ยั ของนักวจิ ยั
นักวชิ าการท่ีมคี ุณภาพและสอดคล้องกบั ปญั หา ความต้องการงานวิจยั ของกรมชลประทาน ทงั้ ท่เี ป็นผลงานของ
นกั วชิ าการในสงั กดั สานักต่างๆ ภายในกรมชลประทานและของนักวชิ าการในสถาบนั การศกึ ษาหรอื ของหน่วยงาน
ต่างๆทท่ี างานวจิ ยั ร่วมกนั รวมทงั้ วทิ ยานิพนธ์ของนักศกึ ษาทน่ี ่าสนใจดว้ ย ทงั้ น้ีเพ่อื เป็นการกระตุ้น ส่งเสรมิ สร้าง
แรงจูงใจให้กบั คนรุ่นใหม่ท่เี ป็นอนาคตของประเทศให้เป็นนักวิจยั อกี ด้วย ทาให้วารสารมบี ทความทางวิชาการท่ี
หลากหลายแต่เน่ืองจากเป็นการจดั ทาวารสารวิชาการในระดบั กรมอย่างเป็นทางการเป็นฉบบั แรก การรวบรวม
บทความอาจยงั มขี อ้ จากดั อย่บู า้ งบางประการ ซง่ึ จะเป็นประโยชน์สาหรบั ผจู้ ดั ทาไดเ้ รยี นรเู้ พ่อื การปรบั ปรงุ วารสารใหด้ ี
ยงิ่ ขน้ึ อกี ในฉบบั ต่อไป

ในนามของผอู้ านวยการสานกั วจิ ยั และพฒั นา ทป่ี รกึ ษาโครงการจดั ทาเอกสารวชิ าการเพ่อื ตพี มิ พแ์ ละเผยแพร่
ผลงาน ขอขอบคุณผูบ้ รหิ ารกรมทุกท่านท่เี ห็นประโยชน์และให้การสนับสนุนจดั ทาวารสารชลสารปีละหน่ึงเล่มเป็น
ประจาทุกปี ขอขอบคุณผูเ้ ผยแพร่ผลงานทใ่ี หค้ วามร่วมมอื ขอขอบคุณคณะทางานจดั ทาเอกสารวชิ าการทุกท่านท่มี ี
สว่ นใหว้ ารสารฉบบั น้สี าเรจ็ ลลุ ่วงไปดว้ ยดี และมปี ระโยชน์ตามวตั ถุประสงคท์ ก่ี าหนดไวท้ ุกประการ และสดุ ทา้ ยหวงั เป็น
อยา่ งยงิ่ ว่าจะไดร้ บั ความรว่ มมอื จากทุกๆ ทา่ นดว้ ยดใี นโอกาสต่อไป

(นายศภุ ชยั รงุ่ ศรี)
ผอู้ านวยการสานักวิจยั และพฒั นา

I

สำรจำกทปี่ รึกษำผูท้ รงคณุ วุฒิ
ประจำสถำบันพฒั นำกำรชลประทำน

ผมรู้สึกยินดีเป็นอย่างย่ิงท่ีกรมชลประทานโดยสถาบันพัฒนาการชลประทาน สานักวิจัยและพัฒนา
มีโครงการจัดทาเอกสารทางวิชาการเพ่ือตีพิมพ์และเผยแพร่ผลงานศึกษาวิจัยช่ือ “ชลสาร” หรือ “Chonlasarn
Research Journal of Irrigation Management” ใ น ช่ ว ง ท่ีก ร ม ช ล ป ร ะ ท า น มีอ า ยุ ค ร บ 1 1 1 ปี ซ่ึง แ ม้ดู จ ะ
ลา่ ชา้ ไปสกั หน่อย เพราะกรมชลประทานมปี ระวตั อิ นั ยาวนานในการปฏบิ ตั งิ านดา้ นน้าเพอ่ื แผ่นดนิ ตลอดมา ทงั้ ในดา้ น
การพฒั นาแหล่งน้า การบรหิ ารจดั การน้า การจดั สรรน้า การบรรเทาภยั อนั เกดิ จากน้า น้าท่วม น้าแลง้ น้าเสยี น้าเคม็
รุกล้า ฯลฯ ตลอดจนโครงการอนั เน่ืองมาจากพระราชดารติ ่างๆ จนประสบผลสาเรจ็ ดว้ ยดโี ดยตลอด มผี ลงานเป็นท่ี
ประจกั ษ์ตระหนักรู้ต่อประชาชนและเกษตรกร แม้กระทงั่ หน่วยงานและองคก์ รภายในประเทศและระหว่างประเทศ
แน่นอนว่าความสาเร็จดงั กล่าวจะเกิดขน้ึ ได้ย่อมจะต้องมีการศึกษาและวิจยั อย่างจริงจงั เพ่ือให้ได้ผลท่นี าไปใช้
ปฏบิ ตั งิ านใหเ้ กดิ ประโยชน์สงู สดุ ต่อแผน่ ดนิ และประชาชน งานศกึ ษาวจิ ยั เหลา่ น้นี อกจากจะดาเนนิ การในสานกั วจิ ยั และ
พฒั นาแล้ว ก็ยงั มีการดาเนินการในสานักอ่นื ๆปฏิบตั ิตามภารกิจเฉพาะด้านอีกด้วย แต่น่าเสยี ดายท่ีว่าท่ผี ่านมา
ผลงานศกึ ษาและวจิ ยั ทแ่ี ต่ละสานักดาเนินการนนั้ แมว้ ่าอาจจะมกี ารจดั พมิ พแ์ ละเผยแพร่อย่บู า้ งกเ็ ป็นการดาเนินการ
ของแต่ละสานกั กระจายกนั ไป จงึ รกู้ นั เฉพาะกล่มุ ในวงแคบ บางครงั้ เม่อื นาผลงานทไ่ี ดท้ ุ่มเทศกึ ษาวจิ ยั ไปสกู่ ารปฏบิ ตั ิ
ในแต่ละเร่อื งแต่ละกรณแี ลว้ กจ็ บเพยี งเท่านนั้ การศกึ ษาวจิ ยั จงึ ไมม่ กี ารต่อยอดและพฒั นาใหม้ ากขน้ึ ไป

การตีพิมพ์และเผยแพร่วารสาร “ชลสาร” นอกจากจะคดั เลือกจากผลงานการศกึ ษาวจิ ยั ของสานักต่างๆ
ในสงั กดั กรมชลประทานแล้ว ยงั จะเป็นอีกเวทหี น่ึงในการเผยแพร่ผลงานทางวิชาการทงั้ การศึกษาและวจิ ยั ของ
นกั วชิ าการทงั้ ในสถาบนั การศกึ ษาและหน่วยงานต่างๆทด่ี าเนินการในเร่อื งน้า ทงั้ การชลประทาน การพฒั นาแหลง่ น้า
การบรหิ ารจดั การน้า ฯลฯ ใหเ้ ป็นทแ่ี พร่หลายอย่างกวา้ งขวาง ซง่ึ ย่อมจะช่วยจุดประกายความคดิ ใหน้ ักวชิ าการและ
นักวจิ ยั รุ่นใหม่ให้เกดิ ความสนใจท่จี ะทาการศกึ ษาวจิ ยั ต่อ ทาใหง้ านศกึ ษาวจิ ยั งานชลประทานและน้าของประเทศมี
การพฒั นาต่อยอดอยา่ งต่อเน่อื งสบื ไป

ขอให้วารสาร “ชลสาร” มีความยัง่ ยืนมัน่ คง เป็นแหล่งเผยแพร่งานศึกษาวิจัยงานชลประทานและน้า
ของนกั วชิ าการอยา่ งยงั่ ยนื มนั่ คงตลอดไป

(นายวสนั ต์ บญุ เกิด)
ท่ีปรกึ ษาผทู้ รงคณุ วฒุ ิ
ประจาสถาบนั พฒั นาการชลประทาน

II

สารบญั หน้า
I
สารจากผอู้ านวยการสานักวิจยั และพฒั นา II
สารจากที่ปรกึ ษาผทู้ รงคณุ วฒุ ิประจาสถาบนั พฒั นาการชลประทาน III
สารบญั
1
บทความวิจยั 11
18
การศกึ ษาวิเคราะหต์ าแหน่งติดตงั้ เครอ่ื งผลกั ดนั น้าที่เหมาะสมดว้ ยแบบจาลองคณิตศาสตร์ 28
สมเกยี รติ อภพิ ฒั นวศิ ว์
38
การหาอตั ราการไหลในทางน้าเปิ ดดว้ ยแบบจาลองทางคณิตศาตร์ 44
อรุ นิ ทร์ โสตรโยม
55
วิวฒั นาการของเทคโนโลยีเพอื่ การตรวจวดั ปริมาณน้าในทางน้าเปิ ด 63
สมเกยี รติ อภพิ ฒั นวศิ ว์

โครงการศึกษาและพฒั นา Reservior Operation Rule Curve
ของอ่างเกบ็ น้าคลองหาดส้มแป้ นเพอื่ บรรเทาภยั จากน้าในเขตจงั หวดั ระนอง
วชริ สามวงั ศรชยั จรยิ านุพงศ์ อรรถนนั ท์ เลก็ อุทยั ดษุ ฎี พรพระแกว้ และกฤษฎา พทิ กั ษ์ธรรม

โปรแกรมคานวณค่าปริมาณการใช้น้าของพชื อ้างอิง (ETO) จากขอ้ มูลอตุ นุ ิยมวิทยาเกษตร
นฤพล สตี บุตร มณั ฑนา สจุ รติ และ วราลกั ษณ์ งามสมจติ ร

การพฒั นาเครอื่ งมอื วดั ความชื้นขนาดเลก็ สาหรบั การให้น้าแก่พชื ไร่
วชิ ญ์ ศรวี งษา ดเิ รก เขยี วมณวี งศ์ วภิ พ ทมี สวุ รรณ กรตสวุ รรณ โพธสิ์ วุ รรณ ธเนศ อกั ษร
ณฐั ธดิ า ทองใบ และคณพศ วตั อกั ษร

การวิเคราะหข์ ้อจากดั ในการทดสอบและสรปุ ผลการทดสอบดินกระจายตวั
ชวลี เฌอกจิ

การปรบั ปรงุ และแก้ปัญหาการรวั่ ซึมของสระเกบ็ น้าโดยใช้วสั ดทุ ึบน้า
เพือ่ บริหารจดั การน้าทางการเกษตรอย่างมปี ระสิทธิภาพ
สมบรู ณ์ มนั่ ความดี ผจงจติ ต์ ศรสี ขุ สภุ ทั ตรา นุชนารถ และศรสี มร สทิ ธกิ าญจนกลุ

III

สารบญั (ต่อ) 71

การบริหารจดั การอทุ กภยั ดินโคลนถล่มของลุ่มน้าท่ีมีรอยเล่ือนโดยมาตราการเตือนภยั 85
และการมสี ่วนรว่ มของประชาชนในพืน้ ท่ีเส่ียงภยั สาหรบั พืน้ ที่ต้นน้า 98
ในภาคเหนือของประเทศไทย: กรณีศกึ ษาลุ่มน้าแม่งอน อ.ฝาง จ.เชียงใหม่ 106
ชชั ชยั เพชรอกั ษร 120

การศกึ ษาปัจจยั ท่ีส่งผลกระทบต่อความสาเรจ็ ในการดาเนินงานรบั มอบ-ส่งมอบ
โครงการก่อสรา้ งไปยงั โครงการส่งน้าและบารงุ รกั ษา
ธเนศ อกั ษร ณฐั พล แสงทอง และรฏั พงศ์ พทิ กั ษ์ผลไพศาล

การพฒั นาเรอื เกบ็ วชั พชื น้าขนาดเลก็
ปรญิ ญา กมลสนิ ธุ์ และกญั ญา อนิ ทรเ์ กล้ยี ง

การศึกษาแนวทางเพอื่ เพิ่มสมรรถนะการบริหารและจดั การสญั ญาก่อสรา้ ง
ในกรมชลประทาน: กรณีศกึ ษาโครงการก่อสรา้ งขนาดใหญ่
ธเนศ อกั ษร

การพฒั นาการมสี ่วนรว่ มและการสรา้ งความเขม้ แขง็ องคก์ รผใู้ ช้น้า
ในการบริหารจดั การโครงการส่งน้าและบารงุ รกั ษาแม่แฝก-แมง่ ดั อ.สนั ทราย จ.เชียงใหม่
สรวชิ ญ์ ทพิ รตั นเดช และพหล ศกั ดค์ิ ะทศั น์

IV

การศึกษาวิเคราะหต์ าแหน่งติดตงั้ เคร่ืองผลกั ดนั น้าท่ีเหมาะสม
ด้วยแบบจาลองคณิ ตศาสตร์

Analyzing Appropriate Locations for Installing Water-Pushing Machines
Using 3D Mathematical Model

สมเกยี รติ อภพิ ฒั นวศิ ว์ 1 ชยั วฒั น์ ขยนั การนาวี 2 และ สาธติ พงษด์ วง 3
1สานกั วจิ ยั และพฒั นา กรมชลประทาน เลขท่ี 200 ม.1 ถ.ตวิ านนท์ ต.บางตลาด อ.ปากเกรด็ จ.นนทบุรี 11120

2,3 ภาควชิ าวศิ วกรรมทรพั ยากรน้า คณะวศิ วกรรมศาสตร์ มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์ กรุงเทพฯ 10900
1E-mail: [email protected]

บทคดั ยอ่

ในช่วงมหาอุทกภยั ปี 2554 หลายหน่วยงาน เช่น กรมชลประทาน กรมเจา้ ท่า กรมอ่ทู หารเรอื เป็นต้น
ใชเ้ คร่อื งผลกั ดนั น้าเร่งระบายน้า โดยเคร่อื งผลกั ดนั น้ามรี ปู แบบแตกต่างกนั ไป แต่มหี ลกั การทางานเหมอื นกนั คอื
การเปลย่ี นพลงั งานไฟฟ้าหรอื เชอ้ื เพลงิ ใหเ้ ป็นพลงั งานกลแลว้ เปลย่ี นเป็นพลงั งานจลน์อกี ทอดหน่ึง เพ่อื ชดเชย
พลงั งานทส่ี ูญเสยี ไป ช่วยน้าระบายไดด้ ขี น้ึ อย่างไรกต็ าม ในทางปฏบิ ตั ยิ งั มขี อ้ ถกเถียงกนั ว่า เคร่อื งผลกั ดนั น้า
ทางานได้ผลหรอื ไม่และเกดิ ขอ้ ถกเถียงกนั อย่างกว้างขวางในวงวิชาการ ซ่งึ ต่อมา ได้มีข้อสรุปในเบ้อื งต้นว่า
สภาพแวดลอ้ มของตาแหน่งทต่ี ดิ ตงั้ เคร่ืองผลกั ดนั น้ามผี ลต่อประสทิ ธภิ าพในการผลกั ดนั น้า การศกึ ษาน้ีเป็นการ
วเิ คราะหถ์ งึ พฤตกิ รรมการไหลของน้าภายใต้การผลกั ดนั ของเคร่อื งผลกั ดนั น้า โดยใชแ้ บบจาลองคณิตศาสตร์
3 มติ ิ ซง่ึ ใชร้ ะเบยี บวธิ ที างตวั เลขดา้ นพลศาสตรข์ องไหล (Computational Fluid Dynamics, CFD) และทฤษฎกี าร
คานวณการไหลแบบของไหลมากกว่าหน่ึงชนิดขน้ึ ไป (Multiphase) ทงั้ น้ี แบบจาลองทส่ี รา้ งขน้ึ เป็นการไหลของ
ของไหลในลกั ษณะการไหลในช่องเปิด (Open Chanel Flow) โดยมีการไหลของของไหลสองชนิดคือ น้าและ
อากาศ ภายใต้สภาพแวดล้อมต่างๆเช่น บรเิ วณคอคอดลาน้า การผลกั ดนั น้าทต่ี าแหน่งความลกึ ต่างๆ เป็นต้น
ประกอบกบั ขอ้ มลู การตรวจวดั ในภาคสนาม ผลการศกึ ษา พบว่าตาแหน่งทเ่ี หมาะสม มดี งั น้ี (1) บรเิ วณใตผ้ วิ น้า
ช่วยเพมิ่ ปรมิ าณการไหลไดม้ ากกว่าการผลกั ดนั ทผ่ี วิ น้า อย่างไรกต็ าม หากผลกั ดนั ในตาแหน่งทล่ี กึ มาก จะไดร้ บั
อทิ ธพิ ลจากกน้ ทอ้ งน้า สง่ ผลใหป้ รมิ าณการไหลของน้าเพมิ่ ขน้ึ ไม่มากนัก (2) บรเิ วณคอคอดของลาน้า เน่ืองจาก
เป็นบรเิ วณทน่ี ้าสญู เสยี พลงั งานมากกวา่ บรเิ วณอ่นื ดงั นนั้ การผลกั ดนั น้าในบรเิ วณน้ี จงึ เป็นการเพมิ่ พลงั งานใหก้ บั
ระบบเพ่อื ไปชดเชยพลงั งานทส่ี ญู เสยี ไป ทาใหป้ รมิ าณการไหลเพม่ิ ขน้ึ ไดม้ าก
คาสาคญั : เคร่อื งผลกั ดนั น้า แบบจาลองคณิตศาสตร์ 3 มติ ิ วธิ ที างตวั เลขดา้ นพลศาสตรข์ องไหล

1

1. บทนา ไม่มีอาคารบงั คับน้าเช่นลาน้า คู คลอง ได้มีการนา
เคร่อื งผลกั ดนั น้ามาเพม่ิ ความเรว็ กระแสน้า ช่วยใหน้ ้า
พน้ื ทภ่ี าคกลางของไทยซง่ึ เป็นเขตเศรษฐกจิ หลกั ในแม่น้าไหลได้ในปริมาณน้าสูงขน้ึ ทัง้ น้ี หน่วยงาน
ทงั้ ในดา้ นเกษตรกรรมและอุตสาหกรรม มลี กั ษณะภูมิ ราชการและหน่วยงานเอกชนต่างๆ ใช้เคร่อื งผลกั ดนั
ประเทศเป็นท่รี าบลุ่มต่า น้าท่วมถงึ และพ้นื ทม่ี คี วาม น้ าท่ีแตกต่างกันออกไป เช่น กรมชลประทาน
ลาดชนั น้อย โดยบรเิ วณทน่ี ้าท่วมถึง มชี ่อื เรยี กกนั ว่า 1) มีเคร่ืองผลักดันน้าท่ีใช้ใบพัด (Propeller) กรม
บาง เช่น บางบาล บางไทร บางปะอิน ในจังหวัด เจ้าท่า องค์การบริหารส่วนจงั หวัด องค์การบริหาร
พระนครศรีอยุธยา บางกะดี บางคูวัด บางพูน ส่วนตาบล ใช้เรือลากจูง เรือบรรทุกสินค้าและ
ในจังหวัดปทุมธานี และ บางกอกน้อย บางพลัด เรือหางยาว มาประยุกต์ใช้ผลักดันน้า กองทัพเรือ
บางรัก ในกรุงเทพมหานคร เป็นต้น โดยพ้ืนท่ีบาง 2) ใช้เคร่อื งผลกั ดนั น้าท่อี อกแบบโดยใชเ้ คร่อื งพ่นน้า
เหล่าน้ี เม่อื เกดิ น้าเหนือหลากลงสภู่ าคกลาง จะเกดิ น้า (Water Jet) ตลอดจนเรอื รบมาช่วยผลกั ดนั น้า เป็นต้น
ท่วมและขงั อยู่ในระยะเวลาหน่ึง โดยระยะเวลานาน โดยมวี ตั ถุประสงคร์ ่วมกนั คอื พยายามเรง่ ระบายน้าใน
หรือไม่นานนั้น ข้ึนอยู่กับปริมาณน้ าหลากและ พน้ื ทภ่ี าคกลาง โดยเฉพาะกรุงเทพฯและปรมิ ณฑล ให้
ความสามารถในการระบายของระบบคู คลอง ทร่ี ะบาย มีความเร็วกระแสน้ามากข้ึนหรือการพามวลน้าให้
ลงส่แู ม่น้าและออกสทู่ ะเลต่อไป หากปีใดทน่ี ้าหลากมา เคล่อื นทไ่ี ปในแนวทางท่ตี ้องการ ไม่ว่าจะเป็นการใช้
ไมม่ ากเกนิ ความสามารถในการระบาย การท่วมขงั กจ็ ะ มอเตอรห์ มุนใบพดั หรอื เคร่อื งพ่นน้า ใหอ้ อกส่ทู ะเลให้
มรี ะยะเวลาไม่นาน ก่อใหเ้ กดิ ความเสยี หายต่อผลผลติ เรว็ ทส่ี ดุ
การเกษตรและทรพั ยส์ นิ ไม่มากนัก อย่างไรกต็ ามในปี
ท่นี ้ามาก ปรมิ าณน้ามมี ากกว่าความสามารถในการ อย่างไรก็ตาม การดาเนินการผลกั ดนั น้าท่ผี ่านมา
ระบายน้าของระบบคคู ลอง ทาให้น้าท่วมขงั ในบรเิ วณ ไมไ่ ดม้ กี ารศกึ ษาวเิ คราะหห์ าตาแหน่งทเ่ี หมาะสมในลา
กวา้ งและในระยะเวลานาน ก่อใหเ้ กดิ ความเสยี หายต่อ น้า ซง่ึ เมอ่ื ตดิ ตงั้ เคร่อื งผลกั ดนั น้าแลว้ จะช่วยเร่งระบาย
ผลผลติ การเกษตรและอุตสาหกรรม ตลอดจนชวี ติ และ น้าไดอ้ ย่างมปี ระสทิ ธภิ าพสงู สดุ ดงั นนั้ จงึ ควรศกึ ษาหา
ทรพั ย์สนิ ของประชาชนและทางราชการ เช่น ล่าสุด หลกั เกณฑ์เพ่อื เป็นแนวทางในการพจิ ารณาตาแหน่ง
ในช่วงปลายปี พ.ศ. 2554 เกดิ มหาอุทกภยั สรา้ งความ ติดตัง้ เคร่ืองผลักดนั น้าท่ีเหมาะสม เพ่ือให้ได้มาซ่ึง
เสียหายกับพ้ืนท่ีเกษตรกรรม ถนนหนทาง อาคาร ประสทิ ธภิ าพสงู สดุ ของเคร่อื งผลกั ดนั น้าในการผลกั ดนั
บ้านเรอื นมากมาย โดยมีประชาชนได้รบั ผลกระทบ น้า อนั ส่งผลให้ สามารถเร่งระบายน้าไดอ้ ย่างรวดเรว็
มากกว่า 12.8 ลา้ นคน และธนาคารโลกประเมนิ มลู ค่า และประหยดั งบประมาณดา้ นพลงั งาน
ความเสยี หายสงู ถงึ 1.44 ลา้ นลา้ นบาท
เ พ่ือ ใ ห้ ก า ร ผ ลัก ดัน น้ า ท่ีมี ป ร ะ สิท ธิภ า พ สู ง สุ ด
กรมชลประทานตอ้ งเร่งระบายน้าท่วมในพน้ื ทต่ี ่างๆ ซ่งึ ช่วยให้ระบายน้าออกจากพ้ืนท่ีเป้าหมายได้อย่าง
ออกสู่ ลาคลอง แม่น้า และออกส่ทู ะเลใหเ้ รว็ ทส่ี ุดเท่าท่ี รวดเรว็ และประหยดั งบประมาณดา้ นพลงั งาน ดงั นัน้
จะทาได้ เพ่อื บรรเทาความเดอื ดรอ้ นของประชาชนให้ การศึกษาน้ีจึงมีวัตถุประสงค์หลัก คือ ศึกษาและ
ไดม้ ากทส่ี ดุ อยา่ งไรกต็ าม พน้ื ทภ่ี าคกลางซง่ึ มลี กั ษณะ พจิ ารณาหาตาแหน่งตดิ ตงั้ เครอ่ื งผลกั ดนั น้าทเ่ี หมาะสม
ภูมิประเทศเป็นท่ีราบลุ่มต่า ความลาดชันของพ้ืนท่ี ในลาน้า โดยตาแหน่งติดตัง้ หรือตาแหน่งท่ีเพ่ิม
น้อย หากระบายน้าไปตามธรรมชาตกิ จ็ ะระบายไดช้ ้า พลังงานให้กับกระแสน้าท่ีไหลในลาน้า จะช่วยให้
จาเป็นต้องใชเ้ คร่อื งสูบน้าเร่งสูบน้าจากพน้ื ท่ลี ุ่มต่าลง ปรมิ าณน้าทไ่ี หลสงู ขน้ึ โดยใชพ้ ลงั งานทเ่ี หมาะสมหรอื
ลาคลอง แม่น้า โดยต้องมอี าคารบงั คบั น้าเพ่อื ป้องกนั น้อยท่ีสุด ดังนัน้ ขอบเขตการศึกษาน้ีจึงเป็นการ
ไมใ่ หน้ ้าไหลยอ้ นกลบั ไปยงั พน้ื ทล่ี มุ่ ต่าอกี แต่ในพน้ื ทท่ี ่ี วิเคราะห์หาตาแหน่งการติดตัง้ เคร่ืองผลักดันน้าท่ี

2

เหมาะสมด้วยแบบจาลอง คณิตศาสตร์ประเภท รปู ท่ี 1 เคร่อื งเรอื หางยาวทป่ี ระยุกตม์ าเป็นเคร่อื ง
พลศาสตร์ของไหลเชงิ คานวณ (Computational Fluid ผลกั ดนั น้าในยคุ แรก
Dynamics) โดยจาลองสภาพลาน้าลักษณะต่างๆ
พร้อมจาลองการติดตงั้ เคร่อื งผลกั ดนั น้าในตาแหน่ง เร่ิมแรก เคร่ืองผลักดันน้า ถูกนามาใช้ในด้าน
ต่างๆ แล้วศึกษาถึงประสิทธิภาพการผลักดันน้าท่ี การเกษตร ด้วยภูมิปญั ญาชาวบ้านของเกษตรกร
ทางาน ณ ตาแหน่งเหล่านัน้ จากผลการศกึ ษาเหล่าน้ี ชาวสวนองุ่น บริเวณคลองจินดา อาเภอสามพราน
จงึ นามาเป็นหลกั เกณฑ์ในการติดตงั้ เคร่อื งผลกั ดนั น้า จงั หวดั นครปฐม แปลงเคร่อื งเรอื หางยาวมาใชง้ านเพ่อื
โดยผลประโยชน์ท่ีได้รบั คอื เกณฑ์การติดตัง้ เคร่ือง ผลกั ดนั น้าในคลองจนิ ดา ทม่ี รี ะดบั น้าสูงขน้ึ ไม่ให้น้า
ผลกั ดนั น้าในตาแหน่งท่ีเหมาะสม สามารถนาไปใช้ ไหลเขา้ มาในร่องสวนองุ่น เน่อื งจากไม่ตอ้ งการใหอ้ งุ่น
เพ่ือให้การผลกั ดนั น้ามีประสทิ ธิภาพสูง ในพ้ืนท่ีน้า ได้รับน้ามาก เพราะจะทาให้เม็ดองุ่นแตก ส่งผลให้
ท่วมขังได้ นอกจากน้ียังช่วยในการวางแผนการ จาหน่ ายไม่ได้ในราคาดี ทัง้ น้ี ท่อปากร่องสวน
ผลกั ดนั น้าออกจากพน้ื ทน่ี ้าท่วมขงั ได้ ดว้ ยหลกั เกณฑ์ ท่ีเช่ือมต่อกับคลองจินดา เป็ นท่อเปิ ด ไม่มีบาน
การตดิ ตงั้ เคร่อื งผลกั ดนั น้า บงั คบั น้า หากสบู น้าออกจากสวนไปลงคลองจนิ ดา น้า
กจ็ ะไหลยอ้ นกลบั เขา้ สวนอกี เพราะระดบั น้าในคลอง
2. วิวฒั นาการของเครื่องผลกั ดนั น้าและทฤษฎีที่ สงู กวา่ ระดบั น้าในสวน
เก่ียวขอ้ ง
ต่อมาในปี พ.ศ. 2538 เกิดน้าท่วมใหญ่ ในทุ่ง
2.1 ววิ ฒั นาการของเครอื่ งผลกั ดนั น้า ตะวันออกของลุ่มน้าเจ้าพระยา ด้านตะวันออกของ
กรุงเทพมหานคร เช่น มนี บุรี ลาดกระบงั รวมไปถึง
เคร่อื งผลกั ดนั น้ามบี ทบาทในสงั คมไทย โดย บางส่วนของจงั หวดั สมุทรปราการ ด้วยลกั ษณะพ้นื ท่ี
ถูกนามาใช้เพ่อื เร่งระบายน้า ในยามเกดิ น้าหลากเขา้ เป็นท่รี าบลุ่มต่า และมีลกั ษณะเป็นแอ่งกระทะ ทาให้
ท่วมพ้ืนท่ีริมตล่ิงของแม่น้าลาคลอง ด้วยเหตุว่าน้า ระบายน้าออกจากพ้นื ท่ไี ด้ช้ามาก จงึ มกี ารนาเคร่อื ง
ระบายออกโดยการสูบน้าไม่ได้ เน่ืองจากบริเวณ เรอื หางยาวมาดดั แปลงเป็นเคร่อื งผลกั ดนั น้า เพ่อื เพมิ่
ดงั กล่าวไม่มอี าคารควบคุมน้า (เช่น ประตูระบายน้า ความเร็วกระแสน้าในคลองสายหลักในพ้ืนท่ี ได้แก่
ฝาย เป็นต้น) ทาให้ไม่สามารถป้องกนั ไม่ให้น้าไหล คลองพระองค์ไชยานุชิต คลองหัวตะเข้ คลองเจ๊ก
ย้อนกลับมาท่ีเดิมได้ ดงั นัน้ เคร่อื งผลักดนั น้าจึงถูก เป็นตน้
นามาใช้ เพ่อื เพม่ิ ความเรว็ ของกระแสน้า ส่งผลใหเ้ ร่ง
ระบายน้าออกจากพ้นื ท่ไี ด้เรว็ ขน้ึ ทงั้ น้ีเคร่อื งผลกั ดนั ล่าสุดในปี พ.ศ. 2554 เกดิ มหาอุทกภยั ในประเทศ
น้านยิ มใชก้ นั ในพน้ื ทภ่ี าคกลางของไทย เน่อื งจากพน้ื ท่ี ไทย สรา้ งความเสยี หายเป็นบรเิ วณกวา้ ง น้าท่วมขงั ใน
มคี วามลาดชนั น้อย พ้นื ท่เี ป็นเวลานานนับเดือน เคร่ืองผลกั ดนั น้าจึงถูก
นามาใชเ้ ร่งระบายน้าอย่างแพรห่ ลายในพน้ื ทภ่ี าคกลาง
เคร่อื งผลกั ดนั น้าในยุคแรก เป็นการใชเ้ คร่อื ง ไมเ่ พยี งแต่ในคลองเทา่ นนั้ แต่มกี ารนาไปใชง้ านใน
เรือหางยาวมาประยุกต์ใช้งาน โดยใช้หลักการเพ่ิม
พลังงานให้กับน้าในรูปแบบพลังงานจลน์ คือเพิ่ม
ความเร็วให้กับน้าท่ีไหลในทางน้าเปิด เช่น แม่น้า
ลาคลองต่างๆ ใหม้ คี วามเรว็ ของกระแสน้าเพมิ่ ขน้ึ ดว้ ย
พลงั งานทเ่ี พม่ิ เขา้ ไปในระบบ สามารถชดเชยพลงั งาน
ท่ีสูญเสียไปในการไหล เช่น แรงเสียดทานกับลาด
คลอง กน้ คลองหรอื ทอ้ งทางน้า

3

แม่น้าอกี ด้วย เช่น แม่น้าเจา้ พระยา แม่น้าท่าจนี และ 2.2.2 ทฤษฎสี ดั สว่ นปรมิ าตร
แม่น้าบางปะกง เป็นตน้ สดั ส่วนปรมิ าตรของของไหล (Volume

2.2 ทฤษฎที เี่ กยี่ วขอ้ ง Fraction Equation) ต่างสถานะกัน แยกออกจากกัน
ด้วยหน้าสมั ผสั การแยกแยะของหน้าสมั ผสั ระหว่าง
ท ฤ ษ ฎีท่ีใ ช้ใ น ก า ร ค า น ว ณ เ ป็ น ก า ร จ า ล อ ง สถานะ ทาใหไ้ ดอ้ ย่างสมบรู ณ์โดยแนวทางของสมการ
พ ฤ ติ ก ร ร ม ก า ร ไ ห ล ภ า ย ใ ต้ ก า ร ผ ลัก ดัน ข อ ง เ ค ร่ือ ง ความต่อเน่ือง (Continuity Equation) สาหรบั สดั ส่วน
ผลกั ดนั น้า ใชร้ ะเบยี บวธิ ที างตวั เลขดา้ นพลศาสตรข์ อง ปรมิ าตรหน่ึงสถานะหรอื มากกว่านัน้ สาหรบั สถานะ
ไหล (Computational Fluid Dynamics, CFD) โดยใช้
ทฤษฎกี ารคานวณการไหลแบบของไหลมากกว่าหน่ึง qth สมการจะเป็นไปดงั น้ี
ช นิ ด ข้ึน ไ ป (Multiphase) ทั้ง น้ี เ ป็ น ก า ร ส ร้ า ง
แบบจาลองการไหลของน้าในลกั ษณะการไหลในช่อง       (1)1  
เปิด (Open Chanel Flow) โดยมีของไหลสองชนิดท่ี
เกย่ี วขอ้ งคอื น้าและอากาศ q t
qq  . q qq   Sq  n m pq  m qp
2.2.1 ทฤษฎอี ตั ราสว่ นปรมิ าตร (Volume of  p1
Flow, VOF Model)
โดย m qp คอื การสง่ ถ่ายมวลจากเฟส q
ทฤษฎีอตั ราส่วนปริมาตร สามารถ ไปยงั เฟส p และ m qp คือ การส่งถ่ายมวลจากเฟส p
จาลองการไหลของ ของไหลสองชนิดหรอื มากกว่านัน้ ไป ยังเ ฟ ส q โ ด ย ปก ติ Source Term ( Sq ) ท า ง
ได้ โดยการแก้ปญั หาเซต็ เด่ยี วของสมการโมเมนตัม ดา้ นขวาของสมการมคี ่าเป็น 0 แต่สามารถกาหนดให้
และแบ่งสดั สว่ นปรมิ าตรของไหลแต่ละชนดิ ผ่านโดเมน
การคานวณ รูปแบบของทฤษฎี VOF จะข้ึนอยู่กับ เป็นคา่ คงท่ี หรอื กาหนดใหเ้ ป็นแหล่งกาเนดิ มวลทเ่ี ป็น
ความสมั พนั ธ์ท่วี ่า ของไหลสองชนิดหรอื มากกว่านัน้ ฟงั กช์ นั่ สาหรบั แต่ละเฟสได้
จะแยกชนั้ กันอย่างชดั เจน ในแต่ละปรมิ าตรควบคุม
สดั ส่วนปริมาตรของทุกสถานะ (Phases) จะรวมกนั สมการสดั สว่ นปรมิ าตรจะไมถ่ ูกแกโ้ ดย
เป็นหน่ึงเดยี ว สนามสาหรบั ทุกตวั แปรและคุณสมบตั ิ
จ ะ ถู ก แ ย ก โ ด ย ส ถ า น ะ แ ล ะ ค่ า เ ฉ ล่ี ย โ ด ย ป ริ ม า ต ร เฟสปฐมภมู ิ และสดั สว่ นปรมิ าตรเฟสปฐมภูมจิ ะถูก
(Volume-Averaged) ดงั นนั้ ตวั แปรและคณุ สมบตั ใิ นแต่
ละเซลลจ์ ะบ่งบอกถงึ ความบรสิ ทุ ธขิ์ องหน่งึ เฟสหรอื บง่ คานวณโดยเง่อื นไขดงั น้ี
บอกว่ามีการผสมกันระหว่างเฟส ซ่ึงข้ึนอยู่กับค่า
สัดส่วนปริมาตร ซ่ึงมีตัวแปรดังน้ี ถ้า qth สัดส่วน n (2)
ปรมิ าตรของไหลในเซลล์ถูกกาหนดเป็น q แล้วจะ
สามารถเป็นไปไดส้ ามสภาวะคอื q 1

- q = 0 : เซลลว์ ่างเปลา่ q1
- q = 1 : เซลลเ์ ตม็
- 0 < q < 1 : เซลลจ์ ะมขี องไหลอย่รู วมกนั 2.2.3 คุณสมบตั วิ สั ดุ

การปรากฏคุณสมบัติในสมการส่ง
ถ่ายถูกพจิ ารณาโดยการแสดงของเฟสสว่ นประกอบใน
แต่ละปรมิ าตรควบคุม ในระบบสองเฟส (Two-Phase
System) สาหรับตัวอย่าง ถ้าเฟสถูกบ่งบอกโดยตัว
หอ้ ย 1 และ 2 และถา้ สดั สว่ นปรมิ าตรของอนั ดบั ทส่ี อง
นนั้ ถูกกาหนด ความหนาแน่นของในแต่ละเซลลจ์ ะถูก
ใหเ้ ป็นดงั น้ี

q  22  12 1 (3)

โดยทวั่ ไป สาหรบั n-Phase System ความหนาแน่น

เฉลย่ี โดยปรมิ าตรจะทาใหเ้ ป็นไปตามรปู แบบดงั น้ี

  q q (4)

4

2.2.4 สมการโมเมนตมั ประเภท 1 และ 3 เม่อื Fr 1 นัน่ คือ V  gy
ส่ ง ผ ล ใ ห้ Vw  0 ซ่ึ ง ก า ร ไ ห ล น้ี เ รี ย ก ว่ า
สมการโมเมนตัมเด่ียวถูกแก้ปญั หา Supercritical Flow ในกรณีน้ี คล่ืนน้าท่ีผิวน้าไม่
ผ่านโดเมนและผลลัพธ์สนามความเร็วท่ีได้จะถูก สามารถเคล่อื นไปทางดา้ นเหนือน้า สภาพการไหล
แจกจ่ายไปยงั เฟส สมการโมเมนตมั ทถ่ี กู แสดงดา้ นล่าง ดา้ นทา้ ยน้าไม่สง่ ผลต่อการไหลในดา้ นเหนอื น้า
น้ขี น้ึ อย่กู บั สดั ส่วนปรมิ าตรของเฟสผ่านคุณสมบตั ิ 
และ  3. การดาเนินการ

  (5)       p       T การสร้างแบบจาลองคณิตศาสตร์ 3 มติ ิ เริ่มจาก
t pq F การกาหนดรูปแบบและขอบเขตของแบบจาลอง
จากนั้นจึงสร้างเมช (Mesh) ซ่ึงแบ่งแบบจาลอง
2.2.5 การไหลในทางน้าเปิด ออกเป็นส่วนย่อย สาหรบั ใชใ้ นการคานวณแบบ CFD
โดยมรี ายละเอยี ด ดงั น้ี
การไหลในทางน้าเปิ ดถูกกาหนด
3.1 การกาหนดรปู แบบและขอบเขตของ
คุณลกั ษณะโดย Froude Number ซง่ึ กค็ ือ อตั ราส่วน แบบจาลอง

ระหว่างแรงเฉ่ือย (Inertia Force) และ Hydrostatic แบบจาลองคณิตศาสตร์ 3 มิติของลาน้า
ถูกจาลองขน้ึ โดยมรี ปู รา่ งหน้าตดั สเ่ี หลย่ี มผนื ผา้ กวา้ ง
Force 15 เมตร ลึก 8 เมตร และหน้าตัดไม่เปล่ียนแปลง
โดยลาน้ามีความยาวทัง้ ส้นิ 200 เมตร มีการติดตัง้
Fr  V (6) เคร่อื งผลกั ดนั น้าจานวน 3 เคร่อื งไว้กลางลาน้า ทงั้ น้ี
gy เคร่อื งผลกั ดนั น้ามีเสน้ ผ่าศูนย์กลาง 1.60 เมตร และ
สามารถผลักดันน้าให้มีความเร็วกระแสน้าเป็น 1.0
โดย V คอื ความเรว็ ของกระแสน้า และ 2.0 เมตร/วินาที ได้ตามลาดับ นอกจากน้ี
g คอื ความเรง่ เน่อื งมาจากแรงโน้มถ่วงโลก เคร่อื งผลกั ดนั น้ายงั ติดตงั้ ในระดบั ความลกึ จากผวิ น้า
y คอื ความลกึ ในการไหลของน้า โดยมีระดับต่างๆ เป็น 1.50, 2.50 และ 3.50 เมตร
gy คือ ความเร็วของคล่ืนท่ีเคล่ือนใน ต า ม ล า ดับ แ ล ะ เ ง่ื อ น ไ ข ข อ บ เ ข ต ( Boundary
Conditions) ของแบบจาลองควบคุมดว้ ยเฮดพลงั งาน
ทางน้า (Energy Head) โดยเริ่มด้วยความแตกต่ างของ
ดงั นนั้ เมอ่ื ผสู้ งั เกตยนื บนตลง่ิ จะเหน็ ความเรว็ คล่นื เป็น พลงั งานด้านเหนือน้าและท้ายน้าเท่ากบั 0.02 เมตร
ซง่ึ ไดค้ ่า Manning’s n ประมาณ 0.045
Vw  V  gy (7)

จากค่า Froude Number การไหลในทางน้าเปิด แบง่

ออกไดเ้ ป็นสามประเภท คอื

- เม่อื Fr 1 นนั ่ คอื V  gy สง่ ผลให้ Vw  0 หรอื
Vw  0ซง่ึ การไหลน้ีเรยี กว่า Subcritical Flow โดย
คล่นื น้าท่ผี วิ น้าสามารถเคล่อื นไปบนผวิ น้าได้ทงั้

สองทิศทาง คือทงั้ ด้านเหนือน้าและด้านท้ายน้า

การไหลในกรณีน้ี สภาพการไหลดา้ นทา้ ยน้าส่งผล

ต่อการไหลดา้ นเหนอื น้า

- เม่ือ Fr 1 นัน่ คือ V  gy ส่งผลให้ Vw  0
ซง่ึ การไหลน้ีเรยี กว่า Critical Flow ในกรณีน้ี คล่นื

น้าทผ่ี วิ น้าสามารถเคล่อื นไปบนผวิ น้าไดเ้ พยี งดา้ น

ท้ายน้ าเท่านั้น ด้านเหนือน้ าคล่ืนจะอยู่กับท่ี

การไหลในกรณีน้ี เป็นจุดเปลย่ี นการไหลระหว่าง

5

รปู ท่ี 2 แบบจาลอง 3 มติ ขิ องลาน้า รปู ท่ี 5 เมชของคลองดาดคอนกรตี กวา้ ง 15 เมตร
พรอ้ มเคร่อื งผลกั ดนั น้า 3 เคร่อื ง ลกึ 8 เมตร พรอ้ มตดิ ตงั้ เคร่อื งดนั น้าจานวน 3 เคร่อื ง

รปู ท่ี 3 ดา้ นขา้ งของแบบจาลองในรปู ท่ี 2

รปู ท่ี 4 ดา้ นบนของแบบจาลองในรปู ท่ี 3 รปู ท่ี 6 ภาพตดั เมชกลางคลอง ของคลองดาด
คอนกรตี กวา้ ง 8 เมตร ลกึ 15 เมตร
3.2 การสรา้ งเมช
การสรา้ งเมช (Mesh) เป็นขนั้ ตอนหลกั ในการ รปู ท่ี 7 เมชของคลองดาดคอนกรตี กวา้ ง 15 เมตร
ลกึ 8 เมตร พรอ้ มสงิ่ กดี ขวางทาใหเ้ กดิ เป็นคอคอด
คานวณแบบ CFD เน่อื งจากการคานวณดว้ ย CFD นนั้ กวา้ ง 8 เมตรในลาน้า และตดิ ตงั้ เครอ่ื งผลกั ดนั น้า
เป็ นการคานวณโดยใช้ทฤษฎี Finite Volume จึง
จาเป็นต้องสรา้ งเมชขน้ึ เพ่อื กาหนดเป็นโดเมนสาหรบั รปู ท่ี 8 แสดงภาพตดั เมช กลางคลองของคลองดาด
ใชใ้ นการคานวณ โดยเมชทส่ี รา้ งข้นึ จะใช้รูปร่างสาม คอนกรตี บรเิ วณคอคอดในลาน้า
มติ แิ บบ 1)ทรงหกหน้า Hexagonal ใชใ้ นช่วงคลองท่ี
ไม่ได้ติดตั้งเคร่ืองผลักดันน้ า และ 2)ทรงส่ีหน้า
Thetahedral ใช้ในช่วง 10 เมตรกลางคลอง ท่ตี ิดตัง้
เคร่อื งผลกั ดนั น้าไว้กลางช่วง โดยมชี ่วงคลอง 5 เมตร
ไปทางเหนอื น้าและชว่ งคลองอกี 5 เมตรไปทางทา้ ยน้า
โดยรูปแบบของเมชทส่ี รา้ งขน้ึ แสดงในรูปท่ี 5 และ 6
ทงั้ น้ี จานวนเมชท่ใี ช้ทงั้ หมดรวม 729 เซลล์ จานวน
โหนดทัง้ ส้ิน 598,750 โหนด โดยเซลล์เล็กท่ีสุดมี
ปริมาตร 3.72 ลบ.ซม. และเซลล์ใหญ่สุดมีปริมาตร
0.148 ลบ.ม.

สาหรับคลองท่ีมีคอคอดนั้น มีลักษณะ
เช่นเดยี วกนั กบั คลองสเ่ี หล่ยี มผนื ผ้าในขา้ งต้นเช่นกนั
แต่มีส่ิงกีดขวางในลาน้าทาให้บริเวณกลางคลองมี
ความกวา้ งลดลงจาก 8 เมตรเหลอื เพยี ง 15 เมตร ทงั้ น้ี
การสรา้ งเมชกใ็ ชว้ ธิ เี ดยี วกนั โดยรปู แบบเมชแสดงใน
รปู ท่ี 7 และ 8

6

3.3 การกาหนดสภาวะทใี่ ชใ้ นการคานวณ ตารางท่ี 2 กรณีทดสอบการทางานของเคร่ือง
การกาหนดสภาวะท่ีใช้ในการคานวณ เป็น ผลักดันน้า ในลาน้าท่ีมีหน้าตัดส่เี หล่ียมผืนผ้ากว้าง
15 เมตร มคี อคอดกวา้ ง 8 เมตร
การสรา้ งแบบจาลองและกาหนดสภาวะการทางานของ
เครอ่ื งผลกั ดนั น้าในรปู แบบต่างๆ เพ่อื ศกึ ษาพฤตกิ รรม กรณี รายละเอยี ด
ท่มี ผี ลต่อปริมาณน้าทไ่ี หลผ่านทางน้าเปิดรูปหน้าตัด
สเ่ี หลย่ี มผนื ผา้ โดยในการศกึ ษาน้ีได้กาหนดลกั ษณะ 2.0 ไมม่ กี ารผลกั ดนั น้า
ของรูปแบบคลอง และกาหนดการวางตาแหน่งของ ผลกั ดนั น้าทร่ี ะดบั 1.5 m จากผวิ น้า ความเรว็
เคร่อื งผลกั ดนั น้ารวมไปถึงสภาวะท่เี คร่อื งผลกั ดนั น้า
ทางาน เช่น ตาแหน่งความลกึ ทผ่ี ลกั ดนั และความเรว็ 2.1 ผลกั ดนั 2.0 m/s
น้าท่ผี ่านเคร่อื งผลกั ดนั น้า ดงั แสดงในตารางท่ี 1 ใน ผลกั ดนั น้าทร่ี ะดบั 2.5 m จากผวิ น้า ความเรว็
ทานองเดยี วกนั คลองซง่ึ มลี กั ษณะเดยี วกนั แต่มสี ง่ิ กดี
ขวางทาให้เกิดคอคอดในลาน้า ส่งผลให้ความกว้าง 2.2 ผลกั ดนั 2.0 m/s
ของทางน้าลดลงเหลอื เพยี ง 8 เมตร ตามตารางท่ี 2 ผลกั ดนั น้าทร่ี ะดบั 3.5 m จากผวิ น้า ความเรว็
แลว้ นาไปสรา้ งแบบจาลองเป็นรปู แบบสามมติ ิ
2.3 ผลกั ดนั 2.0 m/s
ตารางท่ี 1 สภาวะการทางานของเคร่อื งผลกั ดนั น้า
ในลาน้าท่ีมีหน้าตัดส่ีเหล่ียมผืนผ้า ณ ตาแหน่งท่ี 4. ผลการทดสอบแบบจาลองคณิตศาสตร์
ผลกั ดนั ในระดบั ความลกึ ต่างๆ
จากการทดสอบแบบจาลองคณิตศาสตร์ ภายใต้
กรณี รายละเอยี ด สภาวะการไหลต่างๆ ทงั้ มกี ารผลกั ดนั น้าดว้ ยความเรว็
ต่างๆ และท่ีระดับความลึกต่างๆ ตามสภาวะต่างๆ
1.0 ไมม่ กี ารผลกั ดนั น้า ดงั ตารางท่ี 1 และ 2 โดยใชโ้ ปรแกรมสาเรจ็ รปู ANSYS
ผลกั ดนั น้าทร่ี ะดบั 1.5 m จากผวิ น้า FLUENT ดาเนินการสร้างแบบจาลอง 3 มิติและ
ทดสอบแบบจาลองนนั้ พบวา่ ในแต่ละสภาวะการไหล
1.1 ความเรว็ ผลกั ดนั 1.0 m/s จะใหป้ รมิ าณการไหลในลาน้าทเ่ี พม่ิ ขน้ึ อย่างไรกต็ าม
ผลกั ดนั น้าทร่ี ะดบั 1.5 m จากผวิ น้า ปริมาณการไหลท่เี พิ่มขน้ึ จะมากน้อยไปตามสภาวะ
การไหลท่ีแตกต่างกันไป ผลการทดสอบแสดงใน
1.2 ความเรว็ ผลกั ดนั 2.0 m/s ตารางท่ี 3
ผลกั ดนั น้าทร่ี ะดบั 2.5 m จากผวิ น้า
การไหลในกรณีท่ี 1 พบว่า เคร่ืองผลักดันน้า
1.3 ความเรว็ ผลกั ดนั 1.0 m/s สามารถเพม่ิ ปรมิ าณการไหลในลาน้าไดใ้ นทุกกรณยี อ่ ย
ผลกั ดนั น้าทร่ี ะดบั 2.5 m จากผวิ น้า อย่างไรก็ตาม เคร่ืองผลักดันน้าท่ีผลักดันน้าให้มี
ความเรว็ กระแสน้าเท่ากบั 2.0 เมตรต่อวนิ าที สามารถ
1.4 ความเรว็ ผลกั ดนั 2.0 m/s ผลกั ดันน้า ให้มีปริมาณการไหลในลาน้าเพ่ิมข้ึนได้
ผลกั ดนั น้าทร่ี ะดบั 3.5 m จากผวิ น้า มากกวา่ กรณีการผลกั ดนั น้าทม่ี คี วามเรว็ เป็น 1.0 เมตร
ต่อวินาที (ดูรูปท่ี 11) ซ่งึ ก็สอดคล้องกบั กฎพลงั งาน
1.5 ความเรว็ ผลกั ดนั 1.0 m/s กล่าวคอื ระบบทม่ี พี ลงั งานมากกว่าย่อมมปี รมิ าณการ
ผลกั ดนั น้าทร่ี ะดบั 3.5 m จากผวิ น้า ไหลทม่ี ากกว่า ซง่ึ ในทน่ี ้ีพลงั งานทเ่ี พม่ิ เขา้ ไปมากกว่า
ยอ่ มสง่ ผลใหป้ รมิ าณการไหลเพมิ่ ขน้ึ ไดม้ ากกว่านนั่ เอง
1.6 ความเรว็ ผลกั ดนั 2.0 m/s

7

ตารางท่ี 3 ผลการทดสอบแบบจาลองคณิตศาสตรท์ าง

น้าเปิด 3 มิติ ภายใต้การผลักดันน้าในสภาวะใน

กรณีต่างๆ

ปรมิ าณน้าใน ปรมิ าณน้าท่ี

กรณี ลาน้า เพมิ่ ขน้ึ

(ลบ.ม./วนิ าท)ี (%)

คลองมหี น้าตดั สม่าเสมอ ไมม่ คี อคอด รปู ท่ี 11 การเปลย่ี นแปลงของปรมิ าณน้าในลาน้าเม่อื
ผลกั ดันน้าด้วยเคร่ืองผลกั ดันน้าจานวน 3 เคร่ืองท่ี
เคร่อื งผลกั ดนั น้า 3 เคร่อื ง ระดบั ความลกึ แตกต่างกนั

1.0 35.6 - เม่ือเปรียบเทียบกรณีการทดสอบท่ี 1 กับ
กรณีการทดสอบท่ี 2 พบวา่ คอคอดในลาน้าทล่ี ดความ
1.1 37.3 4.8 กว้างคลองจาก 15 เมตรเหลอื เพยี ง 8 เมตร แมว้ ่าจะ
เกดิ ขน้ึ ในช่วงคลองสนั้ ๆเท่านนั้ แต่กส็ ่งผลต่อปรมิ าณ
1.2 46.9 31.7 การไหลในลาน้าเป็นอย่างมาก โดยทาใหป้ รมิ าณการ
ไหลลดลงจาก 35.6 ลบ.ม./วินาที เหลือเพียง 18.1
1.3 39.4 10.7 ลบ.ม./วนิ าที หรอื ลดลงถงึ รอ้ ยละ 51

1.4 49.1 37.9

1.5 38.6 8.4

1.6 47.2 32.6

คลองมหี น้าตดั ไมส่ ม่าเสมอ มคี อคอด

เครอ่ื งผลกั ดนั น้า 1 เครอ่ื ง

2.0 18.1 -

2.1 21.8 21.8

2.2 22.1 22.1

2.3 21.6 21.6

นอกจากนัน้ ยังพบว่าระดับความลึกของ รปู ท่ี 12 ขนาดและทิศทางของความเร็วกระแสน้า
ตาแหน่งผลกั ดนั น้าทค่ี วามลกึ 2.50 เมตรจากระดบั ผวิ ในระนาบแนวตัด 2.50 เมตรจากผิวน้า จากการ
น้า ให้ปริมาณการไหลท่ีเพิ่มข้ึนได้ มากกว่าการ ทดสอบกรณที ่ี 1.3
ผลกั ดนั น้าท่ีระดบั 1.50 และ 3.50 เมตร (ดงั แสดงใน
รูปท่ี 11) ทงั้ น้ีการผลกั ดนั น้าในระดบั ความลึก 2.50 อย่างไรก็ตาม การผลกั ดนั น้าท่รี ะดบั ความ
เมตรน้ี เกดิ การไหลวนของน้าน้อย และไดร้ บั อทิ ธพิ ล ลกึ 2.50 เมตร ดว้ ยเคร่อื งผลกั ดนั น้าจานวนหน่งึ เคร่อื ง
จากแรงเสยี ดทานท่เี กดิ จากกน้ คลองน้อย โดยขนาด ก็ยัง เ พิ่ม ป ริม า ณน้ า ไ ด้ม า ก ก ว่ า ก ร ณี ท่ีผ ลัก ดัน น้ า ท่ี
และทศิ ทางของความเรว็ กระแสน้าแสดงในรปู ท่ี 12 ระดบั ความลกึ 1.50 และ 3.50 เมตรเช่นกนั (แสดงใน
รปู ท่ี 13) และรปู แบบการเกดิ การไหลวนของกระแสน้า
เน่ืองจากการบีบหน้าตัดลาน้า ตลอดจนขนาดและ
ทศิ ทางของกระแสน้าแสดงในรปู ท่ี 14

8

รปู ท่ี 13 การเปล่ียนแปลงของปริมาณน้าในบริเวณ 5. สรปุ และข้อเสนอแนะ
คอคอดของลาน้า โดยใชก้ ารผลกั ดนั ดว้ ยเคร่อื งผลกั ดนั
น้าจานวน 1 เครอ่ื งทร่ี ะดบั ความลกึ ต่างๆ การศึกษาหาตาแหน่งติดตัง้ เคร่ืองผลักดันน้าท่ี
เหมาะสม เพ่อื ให้การทางานของเคร่ืองผลกั ดนั น้ามี
รปู ท่ี 14 ขนาดและทิศทางของความเร็วกระแสน้า ประสทิ ธภิ าพสงู สดุ หรอื ใชพ้ ลงั งานน้อยทส่ี ดุ เพ่อื ใหไ้ ด้
ในระนาบแนวตดั 2.5 เมตรจากผวิ น้า จากการทดสอบ ปรมิ าณน้าเพมิ่ ขน้ึ ตามตอ้ งการ โดยอาศยั แบบจาลอง
กรณที ่ี 2.2 คณิตศาสตร์ 3 มติ นิ นั้ พบว่าพลงั งานจลน์ทเ่ี พมิ่ เขา้ ไป
ในระบบการไหลในลาน้า โดยผ่านเคร่อื งผลกั ดนั น้านนั้
การผลกั ดนั น้าในกรณีท่ี 1 นัน้ ปรมิ าณน้าท่ี มคี วามสมั พนั ธ์กบั ปริมาณการไหลในลาน้าท่เี พมิ่ ขน้ึ
เ พ่ิ ม ข้ึ น สู ง สุ ด ไ ด้ ถึ ง ร้ อ ย ล ะ 37.9 ซ่ึ ง สู ง ม า ก กล่าวคือ พลังงานท่ีเพ่ิมเข้าไปแปรผันโดยตรงกับ
ทงั้ น้ี เน่ืองจากพลงั งานทเ่ี พมิ่ ขน้ึ โดยเคร่อื งผลกั ดนั น้า ปรมิ าณน้าทเ่ี พมิ่ ขน้ึ นอกจากนนั้ ยงั พบว่า ระดบั ความ
จานวน 3 เคร่อื ง มสี ดั ส่วนมากเม่อื เทียบกบั พลงั งาน ลกึ ในการผลกั ดนั น้า กส็ ง่ ผลต่อการเพม่ิ ขน้ึ ของปรมิ าณ
เดมิ ทม่ี อี ย่ทู ห่ี น้าตดั การไหล ซง่ึ ในทางปฎบิ ตั ิ อาจเป็น การไหลอกี ดว้ ย โดยการผลกั ดนั ใกลผ้ วิ น้า ก่อให้เกดิ
การยากท่ีจะเพิ่มพลังงานได้มากขนาดน้ี เน่ืองจาก การไหลวนของลาน้าได้มากกว่าการผลกั ดนั ใตน้ ้า ซง่ึ
เคร่อื งผลกั ดนั น้าต้องผลกั ดนั น้าในระดบั ลกึ และไม่มี การไหลวนน้ีส่งผลใหเ้ กดิ การสูญเสยี พลงั งานมากขน้ึ
การกดี ขวางทางน้า และทาให้ปริมาณน้าท่ีไหลไปทางด้านท้ายน้าลดลง
ดว้ ย นอกจากน้ียงั พบว่าหากผลกั ดนั น้าในตาแหน่งท่ี
ในขณะทก่ี รณีทดสอบท่ี 2 หน้าตดั ทม่ี คี อคอด ลึกมากเกินไป ก็เพ่ิมปริมาณการไหลไม่ได้มากนัก
ปริมาณน้าเพ่ิมข้นึ ไม่มากนักเม่ือเทียบกับกรณีท่ี 1 เน่ืองจากไดร้ บั อทิ ธพิ ลจากกระแสน้าและไดร้ บั อทิ ธพิ ล
เน่ืองจากบรเิ วณคอคอดมพี น้ื ทต่ี ดิ ตงั้ เคร่อื งผลกั ดนั น้า จากแรงเสยี ดทานของกน้ คลองมากขน้ึ ตลอดจนขนาด
ได้เพยี งเคร่อื งเดียว เพราะพน้ื ท่หี น้าตัดจากดั ทาให้ และทศิ ทางของความเรว็ กระแสน้า
สดั สว่ นการเพมิ่ ขน้ึ น้อยตามไปดว้ ย
จากผลการศกึ ษาน้ี สามารถสรุปได้ว่าตาแหน่งท่ี
เหมาะสมสาหรบั การติดตัง้ เคร่อื งผลกั ดนั น้า เพ่อื ให้
เกดิ ประสทิ ธภิ าพสงู สดุ คอื

1) บรเิ วณใต้ผวิ น้า ซง่ึ จะช่วยเพมิ่ ปรมิ าณการไหล
ได้มากกว่าการผลกั ดนั ท่ีผิวน้า อย่างไรก็ตาม หาก
ผลกั ดนั ในตาแหน่งท่ลี กึ มาก จะได้รบั อทิ ธพิ ลจากก้น
ทอ้ งน้า สง่ ผลใหป้ รมิ าณการไหลของน้าเพม่ิ ขน้ึ ไมม่ าก
นัก ทงั้ น้ีผลการศึกษาน้ีสอดคล้องกบั การตรวจวดั ใน
สนามของผวู้ จิ ยั ซง่ึ พบว่า เรอื หางยาวทใ่ี ชผ้ ลกั ดนั น้าท่ี
ผวิ น้า เกดิ การไหลวนของน้าทผ่ี ลกั ดนั ไปอย่างชดั เจน
ต่างกนั กบั เรอื ลากจงู (ทใ่ี ชล้ ากเรอื ทรายในแม่น้า ซง่ึ มี
ใบพดั ใหญ่และอยู่ลกึ ) มกี ารผลกั ดนั น้าในระดบั ลกึ จงึ
ไมก่ อ่ ใหเ้ กดิ การไหลวน

2) บรเิ วณคอคอดของลาน้า เน่อื งจากเป็นบรเิ วณท่ี
น้าสูญเสยี พลงั งานมากกว่าบริเวณอ่นื อนั เป็นผลมา
จากการกีดขวางทางน้า เกิดการบบี หน้าตดั การไหล

9

ลาน้าเกิดการไหลตัดกัน เกิดการไหลแบบปนั่ ป่วน 6. กิตติกรรมประกาศ
ซ่ึงส่งผลให้ปริมาณการไหลของน้าลดลงอย่างมาก คณะผู้วจิ ยั ขอขอบพระคุณท่านรองศาสตราจารย์
ดังนัน้ การผลักดันน้าในบริเวณน้ี จึงเป็นการเพิ่ม
พลงั งานใหก้ บั ระบบเพ่อื ไปชดเชยพลงั งานทส่ี ญู เสยี ไป ดร.วราวุธ วุฒิวณิชย์ ในการให้คาแนะนาและ
ช่วยให้น้าไหลผ่านคอคอดไดส้ ะดวกขน้ึ และเม่อื ผ่าน ขอ้ เสนอแนะอนั เป็นประโยชน์ต่อการศกึ ษาน้ี
ไปแลว้ กจ็ ะไหลไดต้ ามความจุของคลองต่อไป
7. เอกสารอ้างอิง
การ ศึก ษ าน้ี เป็ นเพีย ง กา รศึก ษ า ใ นเ บ้ือ ง ต้น
โดย ศึกษ าผ่ านแ บบ จาลอง คณิต ศา สตร์ 3 มิติ กรมชลประทาน
ซ่งึ ลาน้ามีหน้าตดั เป็นรูปส่เี หล่ียมผืนผ้า จาลองการ http://www.facebook.com/raorukcholpratan
ไหลจากทฤษฎี ไม่ได้เกิดจากการตรวจวัดจริงใน (Access 10 Dec. 2011)
ภาคสนาม ทาใหป้ รมิ าณการไหลทเ่ี พมิ่ ขน้ึ จากผลของ
เคร่อื งผลกั ดนั น้า เป็นลกั ษณะของการเปรยี บเทยี บเชงิ กรมอ่ทู หารเรอื
ปรมิ าณ ดงั นัน้ หากมงี บประมาณเพยี งพอ ควรมกี าร http://www.navy.mi.th/dockyard/index.html
ตรวจวัดจริงในภาคสนาม เพ่ือเปรียบเทียบกับ (Access 15 Dec. 2011)
ผลการศกึ ษาน้ี
ANSYS FLUENT Theory Guide, ANSYS inc., 2011,
การทดสอบแบบจาลองคณิตศาสตร์ ใหป้ รมิ าณ pp. 793.
น้าท่ีเพิ่มข้ึนสูงมาก ซ่ึงในทางปฏิบัติทาได้ยาก
เน่ืองจากการกาหนดความเร็วท่ีเพิ่มข้ึนของเคร่ือง
ผลกั ดนั น้าสงู จากความเรว็ กระแสน้าท่ี 0.47 ม./วนิ าที
เพมิ่ เป็น 1.0 และ 2.0 เมตรต่อวนิ าที ทาใหป้ รมิ าณน้า
เพมิ่ ขน้ึ สงู สุดได้ถงึ รอ้ ยละ 38 ในทางปฏบิ ตั ิอาจจะทา
ไม่ได้ เน่ืองจากเราตอ้ งการเคร่อื งผลกั ดนั น้าทม่ี พี ลงั สงู
และตอ้ งผลกั ดนั ในตาแหน่งใตน้ ้าทไ่ี มร่ บกวนการไหล

เพ่อื หาตาแหน่งระดบั ความลกึ ของการผลกั ดนั
น้าทเ่ี หมาะสมทส่ี ุด จาเป็นต้องทดสอบโดยเลอื กระดบั
ความลกึ ทล่ี ะเอยี ดขน้ึ เช่นทุก 0.80 เมตร (ตามขนาด
รศั มขี องเคร่อื งผลกั ดนั น้า) และทดสอบตลอดความลกึ
การไหล ทงั้ น้ีในการศกึ ษาน้ี ใช้แบบจาลองทม่ี ีความ
ละเอียดสูง โดยมีเมชจานวนถึง 759,729 เซลล์ และ
ประมวลผลด้วยเคร่อื งคอมพวิ เตอร์ทวั่ ไป ทาให้การ
คานวณในแต่ละกรณีใชเ้ วลามากถงึ 7 วนั ดว้ ยเวลาอนั
จากัดทาให้ทดสอบแบบจาลองด้วยกรณีท่ีอาจจะ
ไมล่ ะเอยี ดเพยี งพอ

10

การหาอตั ราการไหลในทางน้าเปิ ดด้วยแบบจาลองคณิตศาสตร์
Determine Discharge in Open Channel with Mathematic Model

อรุ นิ ทร์ โสตรโยม
กลุ่มวจิ ยั และพฒั นาดา้ นวศิ วกรรม สานกั วจิ ยั และพฒั นา กรมชลประทาน
เลขท่ี 200 ม.1 ถ.ตวิ านนท์ ต.บางตลาด อ.ปากเกรด็ จ.นนทบรุ ี 11120

โทร. 02-5838358 ,E-mail: [email protected]

บทคดั ย่อ

Baikood Model เป็นแบบจาลองคณติ ศาสตรท์ ถ่ี กู พฒั นาขน้ึ จากสมการพลงั งาน (Energy Equation) ตาม
ระเบยี บวธิ ี Standard Step Method และใชร้ ะเบยี บวธิ เี ชงิ ตวั เลข (Numerical Method) เพอ่ื หาอตั ราการไหลทใ่ี ห้
ค่าระดบั น้าทห่ี น้าตดั ควบคุมเท่ากบั ผลทไ่ี ดจ้ ากการตรวจวดั ระดบั น้าในสนาม จากผลการตรวจสอบความถูกต้อง
ของแบบจาลอง Baikood Model ในคลองบางขนากดว้ ยเคร่อื งมอื วดั อตั ราการไหลในทางน้าเปิดแบบคล่นื เสยี ง
(Acoustic Doppler River Discharge Measurement System) ของบริษัท SonTek รุ่น River Surveyor – M9
ระหว่างเดอื นกรกฎาคม – กนั ยายน 2555 พบว่าแบบจาลองมคี ่าความคลาดเคล่อื นเฉลย่ี เท่ากบั 9.6% และมคี ่า
สมั ประสทิ ธกิ์ ารตดั สนิ ใจ (R2) เท่ากบั 0.98 โดยสาเหตุของความคลาดเคล่อื นเกดิ จากรปู ทรงของหน้าตดั การไหล
ไม่เป็นรูปทรงเรขาคณิต การใช้ค่าสมั ประสทิ ธิค์ วามขรุขระเฉล่ยี และการใช้ระบบตรวจวดั ขอ้ มูลระดบั น้าแบบ
ลกู ลอย ดงั นนั้ Baikood Model เป็นแบบจาลองทม่ี คี วามแมน่ ยาเพยี งพอสามารถนาไปใชง้ านไดจ้ รงิ ในสนาม

คาสาคญั : อตั ราการไหล สมการพลงั งาน ระเบยี บวธิ เี ชงิ ตวั เลข

1. บทนา วดั อตั ราการไหลโดยตรง (อุรินทร์, 2554) เป็นวธิ ที ่มี ี
ความถูกต้องสูงแต่มีความยุ่งยากในการดาเนินงาน
ประเทศไทยประสบมหาอุทกภัยในปี 2554 โดยเฉพาะอย่างย่ิงในทางน้าท่ีมีความกว้าง และมี
กอ่ ใหเ้ กดิ ความสญู เสยี ทงั้ ในเรอ่ื งของชวี ติ และทรพั ยส์ นิ ความเรว็ กระแสน้าสงู และ 2) วธิ กี ารวดั อตั ราการไหล
โดยมรี าษฎรไดร้ บั ผลกระทบมากกวา่ 12.8 ลา้ นคน ซง่ึ ทางออ้ ม (วรี ะพล, 2525) เป็นวธิ กี ารหาอตั ราการไหล
ธนาคารโลกไดป้ ระเมนิ มูลค่าความเสยี หายจากมหา โ ด ย ใ ช้ ส ม ก า ร ท า ง ช ล ศ า ส ต ร์ เ พ่ื อ ห า ค่ า ค ว า ม เ ร็ ว
อทุ กภยั ในครงั้ น้ีสงู ถงึ 1.44 ลา้ นลา้ นบาท (Wikipedia, กระแสน้าเฉลย่ี ในทางน้า สาหรบั ใช้ในการคานวณหา
2011) และจดั ใหเ้ ป็นภยั พบิ ตั ทิ ส่ี รา้ งความเสยี หายมาก อตั ราการไหลแทนวธิ กี ารวดั โดยตรงมดี ว้ ยกันหลายวธิ ี
ท่สี ุดเป็นอนั ดบั สข่ี องโลก (Wikipedia, 2012) ซ่งึ จาก เช่น วธิ ใี ชส้ มการพลงั งาน (Energy Equation) (วรี ะพล
การเกิดมหาอุทกภัยในครงั้ น้ีทาให้ทราบว่าประเทศ 2525) วธิ ีเสน้ โค้งความสมั พนั ธ์ระหว่างระดบั น้าและ
ไทยยงั ขาดระบบการบรหิ ารจดั การน้าเพ่อื การระบาย อัตราการไหลของน้า (Rating Curve) (Henderson,
น้าทเ่ี หมาะสม และมปี ระสทิ ธภิ าพโดยเฉพาะอย่างยง่ิ 1966) แ ล ะ ค่ า ดั ช นี ค ว า ม เ ร็ ว ( Velocity Index)
ขอ้ มลู ด้านอุทกวทิ ยาเช่น ระดบั น้า และอตั ราการไหล (สมเกยี รติ และคณะ, 2553)
เป็ นต้น โดยการวัดอัตราการไหลในทางน้าเปิ ด
(วรี ะพล, 2525) สามารถทาได้ 2 วธิ ี ได้แก่ 1) วธิ กี าร

11

สาหรบั บทความน้ีนาเสนอการพฒั นาแบบจาลอง โดยท่ี n คอื คา่ สมั ประสทิ ธคิ์ วามขรุขระของ
ทางคณิตศาสตร์ (Mathematic Model) เพ่ือหาอัตรา แมนน่งิ (Manning’s Coefficient)
การไหลในทางน้ าเปิ ดโดยใช้สมการพลังงาน
(Chaudhry, 1993) เป็นพน้ื ฐานในการสรา้ งแบบจาลอง Q คอื อตั ราการไหลผา่ นหน้าตดั การ
และใชร้ ะเบยี บวธิ เี ชงิ ตวั เลข (Numerical Method) (อนิ ไหล, ลกู บาศกเ์ มตร/วนิ าที
รุธ, 2007) ในการหาคาตอบของสมการ โดยทาการ
ทดสอบความแม่นยาของแบบจาลองในคลองบาง R คอื รศั มชี ลศาสตร,์ เมตร
ขนาก อ.บางน้าเปรย้ี ว จ.ฉะเชงิ เทรา Sf คอื ความลาดชนั ของเสน้ พลงั งาน

2. วิธีการวิจยั 2.3 ตดิ ตงั้ สถำนีวดั ระดบั น้ำ
การตดิ ตัง้ สถานีวดั ระดบั น้า เป็นการตดิ ตัง้
งานวจิ ยั น้ีมขี นั้ ตอนดาเนินการ 5 ขนั้ ตอน ตามรปู ท่ี
1 ประกอบดว้ ย อุปกรณ์ตรวจวดั ระดบั น้าแบบลกู ลอย 2 จุด และ
อุปกรณ์ส่งสญั ญาณแบบ GPRS (General Packet
2.1 สำรวจหน้ำตดั กำรไหล Radio Service) 1 จุด เพื่อตรวจวดั ระดบั น้าและส่ง
การสารวจหน้าตดั การไหล เพ่อื หาราคาระดบั ขอ้ มูลใหส้ ถานีแม่ข่ายทตี่ ดิ ตงั้ ไวท้ โ่ี ครงการส่งน้าและ
บารุงรกั ษาพระองคไ์ ชยานุชติ แบบอตั โนมตั ิ สาหรบั ใช้
ทีห่ น้าตดั การไหลควบคุมต่าง ๆ โดยทาการโยงค่า เป็นขอ้ มูลนาเขา้ ของแบบจาลอง
ระดบั จากหมุดหลกั ฐานอา้ งองิ สารวจหน้าตดั การไหล
และคานวณหาพนื้ ทหี่ น้าตดั การไหล เสน้ ขอบเปียก 2.4 สรำ้ งแบบจำลองคณิตศำสตร์
และค่ารศั มชี ลศาสตร์ ทีค่ ่าระดบั ต่าง ๆ ณ หน้าตดั สรา้ งแบบจาลองคณิตศาสตร์จากสมการ
การไหลทพ่ี จิ ารณา เพ่อื ใชเ้ ป็นขอ้ มลู ของแบบจาลอง
พลงั งานตามระเบยี บวธิ ี Standard Step Method ใช้
สารวจหน้า หาคา่ สมั ประสทิ ธคิ์ วาม ตดิ ตงั้ สถานี ขอ้ มลู ระดบั น้ าดา้ นหน้าอาคารควบคุมน้ า ( y)
ตดั การไหล ขรขุ ระของทางน้า วดั ระดบั น้า ทต่ี รวจวดั ได้ อตั ราการไหลผ่านอาคารควบคุมน้า (Q)
และคุณสมบตั ดิ า้ นชลศาสตรข์ องคลองเช่น ระดบั กน้
สรา้ งแบบจาลอง คลอง (z) ความกวา้ งของกน้ คลอง (b) ลาดตลงิ่ (m)
คณติ ศาสตร์ ลาดคลอง (S0) และค่าสมั ประสทิ ธคิ ์ วามขรุขระของ
Manning (n) เป็นตน้ โดยกาหนดหน้าตดั การไหล
ตรวจสอบความถูกตอ้ ง ควบคุมทีด่ า้ นหน้าอาคารควบคุมน้ากลางคลองท่ี
ของแบบจาลอง ตงั้ อยู่ดา้ นทา้ ยน้าของช่วงคลอง และอาศยั หลกั การ
สมดุลพลงั งานของหน้าตดั การไหลตามรปู ท่ี 2 สาหรบั
รปู ท่ี 1 ขนั้ ตอนการหาอตั ราการไหลดว้ ย คานวณหาระดบั น้า ณ หน้าตดั การไหลต่าง ๆ ในช่วง
คลอง ตามสมการท่ี 5 – 12
แบบจาลองคณิตศาสตร์
Energy – grade line
2.2 หำค่ำสมั ประสทิ ธิค์ วำมขรุขระของทำงน้ำ
21gv12 h22fgv22

(Manning’s Coefficient) H1 y1 y2 H2
x1 x2
ค่าสมั ประสทิ ธิค์ วามขรุขระ (Manning’s
z1 2 z2
Coefficient) สามารถคานวณหาไดจ้ ากสมการท่ี 1 11

n= R2/3S1f /2A (1) รปู ท่ี 2 สมดุลพลงั งานของหน้าตดั การไหล
Q

12

H2=H1-hf (5) x= f2f3 x1(f2-f3)+f3f1x2(f3-f1)+f1f2 x3(f1 -f2) (13)
H=z+y+(αv2⁄2g) (f1-f2)(f2-f3)(f3-f1)
hf= (SfS1+2f=SnfR22)4v/32(x2-x1)
(6) x3(f1-f2)(f2-f3+f1)+f2x1(f2-f3)+f1x2 (f3-f1)
v= Q⁄A (f2-f1)(f3-f1)(f2-f3)
∆x=f3 (14)
R= A⁄P
(7)

(8) โดยท่ี xn คือ ตัวแปรอิสระของสมการในการ
แทนค่าสมการครงั้ ท่ี n โดยมีความ

สมั พนั ธก์ นั ตามรปู ท่ี 3
(9) fn คอื คาตอบของสมการจากการแทน

คา่ ครงั้ ท่ี n
(10)

A=by+my2 (11)

P=b+2y√1+m2 (12)

โดยท่ี H คอื พลงั งานรปู ในรปู ความลกึ ของน้า (ก) กรณี x < x3 (ข) กรณี x > x3
v คอื ความเรว็ ของการไหล
hf คอื การสญู เสยี พลงั งานระหวา่ งหน้า รูปท่ี 3 ความสมั พนั ธข์ อง x1, x2, x3 และ x

Sf ตดั การไหล 2.5 ตรวจสอบควำมถูกตอ้ งของแบบจำลอง
คอื ความลาดชนั ของ Energy Grade การตรวจสอบความถูกต้องของแบบจาลองใช้
A
Line ค่าความคลาดเคล่อื นเฉลย่ี (E) คานวณไดต้ ามสมการ
R คอื พน้ื ทห่ี น้าตดั การไหลของคลองรปู ที่ 15 และค่าสมั ประสทิ ธิก์ ารตัดสนิ ใจ (Coefficient of
P Determination, R2) ซง่ึ เป็นค่าดชั นีทใ่ี ชอ้ ธบิ ายอทิ ธพิ ล
X สเ่ี หลย่ี มคางหมู ของตวั แปรอสิ ระต่อตวั แปรตาม สามารคานวณได้
G คอื รศั มชี ลศาสตรข์ องหน้าตดั การไหล ตามสมการท่ี 16 โดยแบบจาลองทวั ่ ไปควรใหผ้ ลการ
คอื เสน้ ขอบเปียกของหน้าตดั การไหล เปรยี บเทยี บ R2 กบั ค่าทตี่ รวจวดั ควรมคี ่าอย่างน้อย
คอื ตาแหน่งของหน้าตดั การไหล เท่ากบั 0.75 (Hu, 1999)
คอื อัตราเร่งเน่ืองจากแรงโน้มถ่วง
∑in=1 |(YŶi-Ŷi i)| ×100 (15)
ของโลก n

การหาคาตอบของแบบจาลองทีส่ รา้ งขนึ้ ใช้ E=
ระเบยี บวธิ เี ชงิ ตวั เลข (อนิรุธ, 2007) ตามเทคนิคของ
Brent’s Method (Kiusalaas, 2005) ซึง่ สามารถหา R2=1- ∑in=1(Yi-Ŷi)2 (16)
คาตอบของสมการจากการประมาณค่าแบบจาลอง ∑ni=1(Yi-̅Y)2
ตามสมการท่ี 13 และ 14
โดยท่ี E คอื ค่าความคลาดเคล่อื นเฉลย่ี , %
R2 คอื ค่าสมั ประสทิ ธกิ์ ารตดั สนิ ใจ

13

คอื ค่าสงั เกต (Observation Value) ความขรขุ ระทแ่ี นะนาตามตารางท่ี 1 พบว่าเป็นทางน้า
Yi ท่ี i เม่อื i มคี า่ เทา่ กบั 1, 2, …, n ธรรมชาตทิ ม่ี เี ง่อื นไขในการไหลเป็นแบบการไหลชา้ มี
Ŷi คอื ค่าคาดคะเนจากแบบจาลองของค่า หญ้าปกคลุม และมีหลุมลึก (ชูเกียรติ์ และไตรรตั น์,
2527) ซ่ึงสอดคล้องกับลักษณะทางกายภาพของ
Yi คลองบางขนาก
Y̅ คอื คา่ เฉลย่ี ของ Yi
ตารางท่ี 1 ค่าสมั ประสทิ ธคิ์ วามขรขุ ระของแมนนิง่
3. ผลการวิจยั
3.1 หน้ำตดั กำรไหล ระหวา่ งหน้าตดั ควบคมุ 1 และ2 ของคลองบางขนาก
ผลการสารวจหน้าตัดการไหล ณ จุดติดตัง้
ท่ี Q ระดบั น้า Sf R n
สถานีวดั ระดบั น้าในคลองบางขนาก (หน้าตดั ควบคมุ 1 (ม.รทก.)
และ 2) แสดงตามรปู ท่ี 4 และ 5 และเพ่อื ความสะดวก
ในการคานวณหาพน้ื ทหี่ น้าตดั การไหล เสน้ ขอบเปียก #1 #2
และค่ารศั มชี ลศาสตร์ ทคี่ ่าระดบั ต่าง ๆ จงึ ได้ทาการ
ปรบั แกห้ น้าตดั การไหลเป็นรปู ท่ี 6 และ 7 ตามลาดบั 1 4.00 0.014 0.000 0.00003 1.440 0.070

รปู ท่ี 4 หน้าตดั การไหลทห่ี น้าตดั ควบคุม 1 2 3.74 0.022 0.003 0.00004 1.445 0.087

รปู ท่ี 5 หน้าตดั การไหลทห่ี น้าตดั ควบคุม 2 3 2.28 0.072 0.067 0.00001 1.489 0.078

รปู ท่ี 6 หน้าตดั การไหลทห่ี น้าตดั ควบคุม 1 4 3.20 0.080 0.065 0.00003 1.498 0.097
(ปรบั แก)้
5 3.79 0.080 0.064 0.00003 1.498 0.085
รปู ท่ี 7 หน้าตดั การไหลทห่ี น้าตดั ควบคุม 2
(ปรบั แก)้ 6 2.94 0.095 0.075 0.00004 1.432 0.112

3.2 ค่ำสมั ประสทิ ธคิ์ วำมขรขุ ระ 7 2.50 0.240 0.230 0.00002 1.542 0.108
คา่ สมั ประสทิ ธคิ์ วามขรุขระเฉลย่ี ระหว่างสถานี
เฉลี่ย 0.091
วดั น้า 2 แห่งในคลองบางขนากได้ผลการคานวณตาม
ตารางท่ี 1 โดยมีค่าสัมประสิทธิค์ วามขรุขระเฉล่ีย หมายเหต:ุ หน่วยวดั ตามสมการท่ี 1 ในหวั ขอ้ 2.2
เท่ากับ 0.091 และเม่ือเปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์
3.3 สถำนวี ดั ระดบั น้ำแบบอตั โนมตั ิ
สถานีวดั ระดบั น้าทห่ี น้าตดั ควบคุมทงั้ 2 แห่ง

ตดิ ตงั้ อุปกรณ์วดั ระดบั น้าแบบลูกลอย (รูปท่ี 8) ซง่ึ ใช้
Potentiometer Sensor แบบกลม (รปู ท่ี 9) ต่อพ่วงกบั
แกนหมุนท่ตี ดิ ตงั้ จานซง่ึ มสี ายสลงิ คลอ้ งรอบจาน และ
ท่ปี ลายสลิงติดตัง้ ลูกลอยและตุ้มถ่วงน้าหนักเพ่ือวัด
ระดบั น้า โดยตดิ ตงั้ ไว้ในกล่องเพ่อื ป้องกนั การรบกวน
จากปจั จยั ภายนอก (รูปท่ี 10) โดยข้อมูลระดบั น้าถูก
ส่งผ่านสายสัญญาณ Boss Wire Cable แบบ PE
(Polyethelene) เขา้ สแู่ ผงวงจรรวมซง่ึ ตดิ ตงั้ ไวใ้ นกล่อง
(รูปท่ี 10) เพ่ือส่งข้อมูลระดับน้าผ่านระบบ GPRS
เข้าสู่ http://www.tronic99.com/2point_tele ซ่ึงเป็ น
Internet Host Sever ของงานวจิ ยั น้ี

รปู ท่ี 8 ลกู ลอย รปู ท่ี 9
Potentiometer Sensor

14

รปู ท่ี 10 สถานวี ดั ระดบั น้าแบบอตั โนมตั ิ 3.4.4 คานวณหาค่าระดบั น้าทห่ี น้าตดั ควบคุม
จุดท่ี 2 (y’2) ด้วยวิธี Standard Step Method ตาม
3.4 แบบจำลองคณติ ศำสตร์ สมการท่ี 5 – 12
Baikood Model เป็นแบบจาลองคณิตศาสตร์ท่ี
3.4.5 คานวณคา่  ทเ่ี กดิ ขน้ึ ในแบบจาลอง ถา้
พัฒ น า ข้ึน จ า ก ส ม ก า ร พ ลัง ง า น ต า ม ร ะ เ บี ย บ วิ ธี
Standard Step Method เพ่ือหาระดับน้ าท่ีหน้าตัด ค่า  มากกว่าค่าความคลาดเคล่อื นทย่ี อมให้ (0.0005
ควบคุม 2 และใช้ระเบียบวิธีเชิงตัวเลข (Numerical เมตร) ให้ปรับแก้ค่า Q ตามระเบียบวิธีเชิงตัวเลข
Method) ในการปรับค่าอัตราการไหลผ่านหน้าตัด ( Numerical Method) ด ว้ ย เ ท ค น ิค ข อ ง Brent’s
ควบคุม 1 และ 2 เพ่อื ให้ค่าระดบั น้าทห่ี น้าตดั ควบคุม Method ตามสมการท่ี 13 และ 14 แลว้ คานวณใหม่ใน
2 ของแบบจาลองเท่ากบั ผลท่ไี ด้จากการตรวจวดั ใน ขนั้ ตอนท่ี 3.4.4 ทาจนกวา่ ผลต่างของระดบั น้าทห่ี น้าตดั
สนาม ตามโครงสร้างในรูปท่ี 11 โดยมีขนั้ ตอนการ ควบคุม 2 ระหว่างแบบจาลองกับผลท่ีตรวจวัดได้ใน
คานวณ ดงั น้ี
สนาม () มคี ่าน้อยกว่า 0.0005 เมตร
3.4.2 อ่านค่าคุณสมบตั ิชลศาสตร์ของทางน้า 3.4.6 รายงานผลของแบบจาลองในรูปของ
เปิดในคลองบางขนาก ประกอบด้วย ค่าสมั ประสทิ ธิ์
ความขรขุ ระ ความลาดชนั ของทางน้า หน้าตดั การไหล ตาราง และกราฟ (รูปท่ี 12) โดยแบ่งออกเป็น 3 ส่วน
ของหน้าตดั ควบคมุ ทงั้ 2 จุด ได้แก่ ตารางแสดงขอ้ มูลระดบั น้า – อตั ราการไหล –
สถานการณ์น้าประจาวนั กราฟแสดงขอ้ มลู สถานการณ์
3.4.2 อ่านค่าระดบั น้าทห่ี น้าตดั ควบคุมจุดท่ี 1 น้าคลองบางขนาก ณ เวลาจรงิ และกราฟขอ้ มลู ระดบั
(y1) และ 2 (y2) จากขอ้ มูลของสถานีวดั ระดบั น้าแบบ น้าราย 6 ชวั่ โมงยอ้ นหลงั 7 วนั
อตั โนมตั ทิ ต่ี ดิ ตงั้ ในคลองบางขนากทห่ี น้าตดั ควบคุม 1
และ 2 อ่านค่าคุณสมบตั ชิ ลศาสตร์

3.4.3 กาหนดค่าอัตราการไหลเริ่มต้น (Q) อ่านค่าระดบั น้าทห่ี น้าตดั
เท่ากบั 0 ลูกบาศกเ์ มตร/วินาที และกาหนดค่าความ ควบคุม 1 (y1) และ 2 (y2)

คลาดเคล่อื นของระดบั น้าทย่ี อมให้ ( = 0.0005 เมตร) Q = 0 ลบ.ม./วนิ าที

 = 0.0005 เมตร

คานวณคา่ y’2 จากสมการท่ี 5 - 12

y2 – y’2< ไมใ่ ช่ ปรบั แกค้ ่า Q
ตามสมการ

ใช่ 13 - 14

รายงานผลอตั ราการไหล

รปู ท่ี 11 โครงสรา้ งของแบบจาลอง Baikood Model

15

ตารางท่ี 2 ผลการทดสอบความคลาดเคล่อื นของ

แบบจาลอง Baikood Model

ครงั้ ท่ี อตั ราการไหล (ลบ.ม./วนิ าท)ี ความคลาด

เคลอ่ื น

Baikood วดั ดว้ ย %

Model M9

1 4.55 4.09 -10.1

รปู ท่ี 12 การรายงานผลของ Baikood Model 2 4.25 4.55 7.1

3.5 ควำมถกู ตอ้ งของแบบจำลอง 3 2.56 2.28 -10.9
การตรวจสอบความถูกต้องของแบบจาลอง
4 3.47 3.7 6.6
Baikood Model ระหว่างเดอื นกรกฎาคม – กนั ยายน
2555 จานวน 10 ครัง้ ในคลองบางขนาก อาเภอ 5 7.94 7.11 -10.5
บางน้าเปร้ียว จังหวัดฉะเชิงเทรา ด้วยเคร่อื งมือวัด
อตั ราการไหลแบบคล่นื เสยี ง (Acoustic Doppler River 6 8.45 9.53 12.8
Discharge Measurement System) ข อ ง บ ริ ษั ท
SonTek รุ่ น River Surveyor – M9 แ บ บ จ า ล อ ง 7 22.67 21.14 -6.7
Baikood Model ให้ค่าความคลาดเคล่อื นเฉล่ยี 9.6%
ตามตารางท่ี 2 และมีค่าสัมประสิทธิก์ ารตัดสินใจ 8 17.07 18.9 10.7
(Coefficient of Determination, R2) เทา่ กบั 0.98 ตาม
รปู ท่ี 13 ซ่งึ สาเหตุของความคลาดเคล่อื นทเ่ี กดิ ขน้ึ มา 9 22.04 19.67 -10.8
จาก การปรบั แกห้ น้าตดั การไหลของหน้าตดั ควบคมุ ให้
เป็นรูปทรงเรขาคณิต การใช้ค่าสัมประสิทธิค์ วาม 10 24.15 21.81 -9.7
ขรุขระเฉล่ยี แทนการหาค่าสมั ประสทิ ธทิ์ ่ีแท้จรงิ ตาม
อตั ราการไหล และระดบั น้า และความละเอียดของ คา่ ความคลาดเคลอ่ื นเฉลี่ย 9.6
เคร่อื งมอื ตรวจวดั ระดบั น้าทใ่ี ช้ (แบบลกู ลอย)
อัตราการไหลที่วัดไ ้ดจากเคร่ือง River Surveyor – M9 4. สรปุ
25(ลกบาศก์เมตร วินาที
Baikood Model เป็ นแบบจาลองคณิตศาสตร์
20 สาหรับหาค่าอัตราการไหลในทางน้าเปิด ซ่ึงพฒั นา
จากสมการพลงั งาน (Energy Equation) ตามระเบยี บ
15 วิธี Standard Step Method และใช้ระเบียบวิธีเชิง
ตวั เลข (Numerical Method) ปรบั ค่าอตั ราการไหลผา่ น
10 หน้าตดั ควบคุม 1 และ 2 เพ่อื ใหค้ ่าระดบั น้าท่หี น้าตดั
ควบคุม 2 ของแบบจาลองเท่ากับผลท่ีได้จากการ
5 ตรวจวัดในสนาม โดยทาการทดสอบผลของแบบ
จาลอง ในคลองบางขนาก อาเภอบางน้าเปร้ียว
R² = 0.979 จงั หวัดฉะเชิงเทรา ซ่ึงข้อมูลนาเข้าของแบบจาลอง
0 ประกอบดว้ ย

0 5 10 15 20 25 (1) รปู ตดั การไหลของหน้าตดั ควบคมุ ทงั้ 2 จดุ
อัตราการไหลจากแบบจาลอง Baikood Model (ลกบาศก์เมตร วินาที (2) ค่าสมั ประสทิ ธคิ์ วามขรุขระของแมนน่ิงเฉล่ีย
ระหวา่ งหน้าตดั ควบคมุ 1 และ 2 เทา่ กบั 0.091
รปู ท่ี 13 ค่าสมั ประสทิ ธกิ์ ารตดั สนิ ใจของ (3) ระดบั น้าทห่ี น้าตดั ควบคมุ ทงั้ 2 จดุ โดยทาการ
Baikood Model ตรวจวดั ดว้ ยอุปกรณ์วดั ระดับน้าแบบลูกลอย และส่ง
สญั ญาณทุก 15 นาที จากแผงวงจรรวมผ่านระบบ
GPRS เขา้ สู่ http://www.tronic99.com/2point_tele ซง่ึ
ใชเ้ ป็น Internet Host Sever

16

จากการตรวจสอบความถูกต้องของแบบจาลอง กรณีศกึ ษำ โครงกำรส่งน้ำและบำรุงรกั ษำสองพี่
ระหว่างเดอื นกรกฎาคม – กนั ยายน พ.ศ. 2555 ด้วย น้อง. (ปริญญานิพนธ์ดุษฎีบณั ฑิต). นครปฐม:
เคร่ืองมือวดั อัตราการไหลแบบคล่ืนเสยี ง (Acoustic มหาวทิ ยาลยั เกษตรศาสตร์ กาแพงแสน.
Doppler River Discharge Measurement System) Chaudhry, M.H. (1993). Open-Channel Flow. New
ของบริษัท SonTek รุ่น River Surveyor – M9 พบว่า Jersey, USA: Prentice-Hall, Englewood Cliffs.
ผลการคานวณอตั ราการไหลดว้ ย Baikood Model ให้ Henderson, F.M. (1966). Open Channel Flow. New
ค ว า ม ค ล า ด เ ค ล่ื อ น เ ฉ ล่ี ย เ ท่ า กั บ 9.6% โ ด ย York, USA: The Macmillan Company.
มีค่าสัมประสิทธิก์ ารตัดสินใจ (The Coefficient of Hu, R. (1999). Food Product Design; A Computer –
Determination, R2) เท่ ากับ 0.98 ห มาย ควา มว่ า Aided Statistical Approach. Pennsylvania, USA:
การใชแ้ บบจาลอง Baikood Model ในการหาอตั ราการ Technomic Publishing Co., Ltd.
ไหลมคี วามแมน่ ยาเพยี งพอสามารถนาไปใชง้ านไดจ้ รงิ Kiusalaas, J. (2005). Numerical Methods in
ในสนาม โดยมีสาเหตุ ของความคลาดเคล่ือน Engineering with MATLAB. New York, USA:
มาจาก รูปทรงของหน้าตัดการไหลไม่เป็นรูปทรง Cambridge University Press.
ทางเรขาคณิต การใชค้ ่าสมั ประสทิ ธคิ์ วามขรุขระเฉลย่ี Wikipedia. (2011). 2011 Thailand floods. Retrieved
และการใชร้ ะบบตรวจวดั ขอ้ มลู ระดบั น้าแบบลกู ลอย June 11, 2012, from: http://en.wikipedia.org/wi
ki/.
5. กิตติกรรมประกาศ Wikipedia. (2012). World Bank presidential election,
ผเู้ ขยี นต้องขอขอบคุณ “ทุนอุดหนุนวจิ ยั ของ
2 0 1 2 . Retrieved June 14 , 2012, from: http:
กรมชลประทาน” ทไ่ี ดใ้ หท้ นุ สนบั สนุนในการวจิ ยั
//en.wikipedia.org/wiki/.

6. เอกสารอ้างอิง

ชเู กยี รติ ทรพั ยไ์ พศาล และไตรรตั น์ ศรวี ฒั นา. (2527).
กำรไหลในทำงน้ำเปิด. กรุงเทพฯ: ฟิสิกส์เซ็น
เตอรก์ ารพมิ พ.์

วรี ะพล แตส้ มบตั .ิ (2525). หลกั อทุ กวทิ ยำ. กรุงเทพฯ:
มหาวทิ ยาเกษตรศาสตร.์

สมเกยี รติ อภพิ ฒั นวศิ ว,์ สเุ มธ สาธุเสน และธาดา สขุ ะ
ปุณพันธ์. (2553). กำรสร้ำงเส้นโค้งแสดง
ควำมสมั พนั ธร์ ะหวำ่ งระดบั น้ำและปรมิ ำณน้ำดว้ ย
วธิ ดี ชั นคี วำมเรว็ . นนทบุร:ี สานกั วจิ ยั และพฒั นา,
กรมชลประทาน.

อนิรุธ ลวดทรง. (2550). เอกสำรประกอบคำสอนกำร
วิเครำะห์และระเบียบวิธีเชิงตัวเลข. กรุงเทพฯ:
มหาวทิ ยาลยั เทคโนโลยพี ระจอมเกลา้ ธนบรุ .ี

อุรนิ ทร์ โสตรโยม. (2554). กำรปรบั ปรุงระบบบรหิ ำร
คลองส่งน้ ำด้วยแบบจำลองคอมพิวเตอร์ :

17

วิวฒั นาการของเทคโนโลยีเพื่อการตรวจวดั ปริมาณน้าในทางน้าเปิ ด
Evolution of Technology in Open Channel Flow Measurement

สมเกยี รติ อภพิ ฒั นวศิ ว์
สำนกั วจิ ยั และพฒั นำ กรมชลประทำน
เลขท่ี 200 ม.1 ถ.ตวิ ำนนท์ ต.บำงตลำด อ.ปำกเกรด็ จ.นนทบุรี 11120

E-mail: [email protected]

บทคดั ยอ่
กำรควบคุมปริมำณน้ำท่ีไหลในทำงน้ำเปิ ด เช่น แม่น้ำ ลำคลอง คลองชลประทำน เป็ นต้น
ใหม้ ปี รมิ ำณกำรไหลตำมแผนกำรจดั สรรน้ำ เป็นหน่ึงในปจั จยั หลกั ทม่ี ผี ลต่อควำมสำเรจ็ ในกำรบรหิ ำรจดั กำรน้ำ
ดงั นัน้ จึงมีกำรพฒั นำเคร่ืองวดั ปรมิ ำณน้ำในทำงน้ำเปิด เพ่อื ตรวจสอบปริมำณน้ำว่ำเป็นไปตำมแผนหรือไม่
ในระยะแรกเคร่ืองวัดปริมำณน้ำท่ีพฒั นำข้นึ เป็นเคร่ืองวดั แบบเฉพำะจุด (Point Measurement) คือต้องนำ
เคร่อื งวดั ไปวำง ณ ตำแหน่งตรวจวดั เพ่อื วดั ควำมเรว็ กระแสน้ำ เช่น Pitot Tube หรอื Current Meter เป็นต้น
จำกนัน้ จงึ นำควำมเรว็ กระแสน้ำ ณ ตำแหน่งเหล่ำนัน้ มำคูณกบั พ้นื ท่หี น้ำตดั กำรไหลเพ่อื คำนวณปรมิ ำณน้ำใน
ลำน้ำ ซ่ึงกำรตรวจวัดแต่ละครงั้ มีขนั้ ตอนท่ียุ่งยำก ใช้บุคคลำกร ระยะเวลำตรวจวัด และงบประมำณมำก
นอกจำกนัน้ ยงั มอี นั ตรำยหำกต้องตรวจวดั ในช่วงน้ำหลำก ต่อมำด้วยเทคโนโลยอี เิ ล็คทรอนิคและคอมพวิ เตอร์
ซอฟทแ์ วรท์ ก่ี ำ้ วหน้ำขน้ึ จงึ มกี ำรพฒั นำเคร่อื งวดั ทไ่ี มจ่ ำเป็นตอ้ งนำเครอ่ื งวดั ไปวำง ณ ตำแหน่งตรวจวดั แต่อำศยั
คล่นื เสยี งดอปเปลอร์ทส่ี ่งออกไปตรวจวดั ควำมเรว็ กระแสน้ำในตำแหน่งทต่ี ้องกำร ช่วยใหก้ ำรตรวจวดั ไม่ยุ่งยำก
สะดวก รวดเรว็ ประหยดั และปลอดภยั อกี ดว้ ย ซง่ึ เคร่อื งวดั ในยุคหลงั น้ี มหี ลำยประเภทใหเ้ ลอื กใช้ มตี งั้ แต่ตดิ ตงั้
ใตผ้ วิ น้ำ ลอยอย่บู นผวิ น้ำ จนถงึ ตดิ ตงั้ เหนือผวิ น้ำ ดงั นนั้ วตั ถุประสงคข์ องบทควำมน้ีคอื นำเสนอ 1) ววิ ฒั นำกำร
ของเทคโนโลยี ทป่ี ระยุกต์ใชเ้ พ่อื กำรตรวจวดั ปรมิ ำณน้ำในทำงน้ำเปิด 2) ประเภทและกำรทำงำนของเคร่อื งวดั
ปรมิ ำณน้ำ และ 3) กำรเลอื กใชเ้ คร่อื งวดั ปรมิ ำณน้ำทเ่ี หมำะสมกบั งำนตรวจวดั ทงั้ น้ีควำมเขำ้ ใจเทคโนโลยที ใ่ี ช้
ประเภท กำรทำงำน และกำรเลือกใช้เคร่ืองวัดท่ีเหมำะสมกับงำน จะช่วยให้กำรตรวจวัดมีประสิทธิภำพ
ไดผ้ ลทถ่ี กู ตอ้ งตรงต่อวตั ถุประสงคข์ องกำรตรวจวดั

คาสาคญั : กำรวดั ปรมิ ำณน้ำในทำงน้ำเปิด ปรำกฏกำรณ์ดอปเปลอร์ Acoustic Doppler Current Profile (ADCP)
Non-contact ADCP Non-contact Laser Doppler Velocity

18

1. บทนำ งบประมำณมำก อย่ำงไรกต็ ำม ธรรมชำตขิ องกำรไหล
ในลำน้ำเปิด ปริมำณกำรไหลจะเปล่ียนแปลงอยู่
กำรบรหิ ำรจดั กำรน้ำท่ีมีประสทิ ธิภำพ ขน้ึ อยู่กับ ตลอดเวลำ หรือทำงวิศวกรรมชลศำสตร์เรียกว่ำ
ปจั จยั หลกั สำมตวั คอื ปรมิ ำณน้ำ สถำนท่ี และ เวลำ กำรไหลแบบไม่คงท่ี (Unsteady Flow) ในปจั จุบัน
กล่ำวคือ ผู้บริหำรต้องส่งน้ำให้เป็นไปตำมแผนกำร กำรตรวจวดั ปริมำณน้ำในลำน้ำเปิด ส่วนใหญ่จะใช้
จดั สรรน้ำทว่ี ำงแผนไว้ คอื ส่งน้ำในปรมิ ำณทก่ี ำหนด เคร่อื งวดั ควำมเรว็ กระแสน้ำ (Current Meter)ทงั้ แบบ
ไปถึงพ้ืนท่ีเป้ ำหมำย ณ เวลำท่ีกำหนด ดังนัน้ กำร ดงั้ เดมิ คอื แบบใบพดั หรอื แบบคล่นื แม่เหลก็ ไฟฟ้ำ ซ่งึ
ควบคุมปรมิ ำณน้ำในทำงน้ำเปิด เช่น แม่น้ำ ลำคลอง สำมำรถตรวจวดั ควำมเรว็ กระแสน้ำไดเ้ ฉพำะจุด ทำให้
คลองชลประทำน ให้ไหลในปริมำณท่ีกำหนดไว้ใน ตอ้ งนำเคร่อื งวดั ไปวำง ณ ตำแหน่งทต่ี รวจวดั หลำยๆ
แผนกำรจดั สรรน้ำ นับว่ำเป็นปจั จัยหลกั ท่สี ำคญั ต่อ จดุ เพ่อื ใหไ้ ดค้ วำมเรว็ กระแสน้ำหลำยจุดในหน้ำตดั ลำ
ประสทิ ธภิ ำพกำรบริหำรจดั กำรน้ำ เพรำะจะช่วยลด น้ำ แล้วจึงนำมำหำค่ำเฉล่ียของควำมเร็วกระแสน้ำ
กำรสญู เสยี น้ำไปโดยเปล่ำประโยชน์ ในกรณีทส่ี ่งน้ำใน จำกนัน้ จึงคูณด้วยพ้ืนท่ีหน้ำตัดกำรไหล จึงจะได้
ปริมำณท่ีมำกกว่ำปริมำณท่ีกำหนดไว้ไปยังพ้ืนท่ี ปริมำณกำรไหลในช่วงเวลำท่ีตรวจวัด ทัง้ น้ีกำร
เป้ ำหมำย และในกรณีกลับกันคือส่งน้ำไปยังพ้ืนท่ี ตรวจวัดต้องใช้ผู้ชำนำญงำน เลือกจุดตรวจวัดท่ี
เป้ ำหมำยในปริมำณท่ีน้อยกว่ำปริมำณท่ีกำหนดไว้ เหมำะสมตำมหลกั วชิ ำกำร อย่ำงไรกต็ ำม หำกลำน้ำมี
ก่อให้เกิดกำรขำดแคลนน้ำ สร้ำงควำมเดอื ดร้อนแก่ ขนำดใหญ่มำก กำรตรวจวดั ควำมเร็วกระแสน้ำใน
ประชำชน และสร้ำงควำมเสียหำยต่อผลผลิตทำง ระดบั ควำมลึกมำกๆ จะยุ่งยำก เน่ืองจำกต้องใช้เรือ
กำรเกษตรหรือทำงกำรอุตสำหกรรม ดังนั้นกำร ลอยลำเหนือตำแหน่งตรวจวัด จำกนั้นจึงหย่อน
ควบคุมน้ำให้ไหลไปยังพ้ืนท่ีเป้ ำหมำยในปริมำณท่ี เคร่อื งวดั ลงไปในน้ำโดยใชต้ ุ้มน้ำหนักถ่วงใหเ้ คร่อื งวดั
ถูกต้องใกลเ้ คยี งกบั ปริมำณน้ำตำมแผนกำรจดั สรรท่ี อยู่ในตำแหน่งควำมลึกท่ีต้องกำร จะเห็นได้ว่ำกำร
กำหนดไว้ ช่วยใหก้ ำรใชน้ ้ำเกดิ ประโยชน์สงู สดุ ลดกำร ตรวจวดั ในแต่ละจุดใช้เวลำมำก ต้องใช้งบประมำณ
สูญเสยี น้ำซง่ึ เป็นทรพั ยำกรท่มี ีจำกดั โดยนำไปใชใ้ ห้ มำก ยง่ิ ไปกวำ่ นนั้ กำรตรวจวดั ใชร้ ะยะเวลำมำก ทำให้
เป็นประโยชน์ในกิจกรรมต่ำงๆได้ ดงั นัน้ กำรหมนั่ ควำมแม่นยำลดลง เน่ืองจำกในแม่น้ำมีลกั ษณะกำร
ตรวจวดั ปริมำณน้ำท่ีส่งไปยงั พ้ืนท่ีเป้ำหมำย จงึ เป็น ไหลทไ่ี มค่ งท่ี เปลย่ี นแปลงอยตู่ ลอดเวลำ ดงั นนั้ ในขณะ
กิจกรรมท่ีจำเป็ นต้องดำเนินกำรอย่ำงสม่ำเสมอ เริ่มตรวจวัด และเสร็จส้ินกำรตรวจวัด ปริมำณน้ำ
เม่ือพบว่ำปริมำณน้ำคลำดเคล่ือนไป ก็ปรับแก้ให้ แตกต่ำงกันมำก ทำให้ผลท่ีตรวจวัดได้มีควำม
กลบั มำเท่ำกบั ปรมิ ำณน้ำตำมแผน กจ็ ะช่วยใหแ้ น่ใจได้ คลำดเคล่อื นสงู ตวั อย่ำงเช่น กำรตรวจวดั ปรมิ ำณน้ำ
วำ่ น้ำไดร้ บั กำรจดั สรรอย่ำงถูกตอ้ งตำมแผน ส่งผลให้ ในแมน่ ้ำอเมซอน ประเทศบรำซลิ ดว้ ย Current Meter
กำรบรหิ ำรจดั กำรน้ำเป็นไปอย่ำงมปี ระสทิ ธภิ ำพ ในเวลำประมำณ 1.5 วนั ในกำรตรวจวดั ปรมิ ำณน้ำแต่
ละคำ่ (Sloat, 2013)
เคร่ืองมือตรวจวัดปริมำณน้ ำในทำงน้ ำ เปิ ด
สร้ำงข้ึนและใช้งำนกันมำเกือบสำมร้อยปี แล้ว ในปจั จบุ นั เทคโนโลยอี เิ ลค็ ทรอนิคและคอมพวิ เตอร์
โดยในยุคแรกท่เี ทคโนโลยีไม่ก้ำวหน้ำนัก เคร่ืองวัด ซอฟท์แวร์ก้ำวหน้ำอย่ำงมำก ทำให้มีกำรพัฒนำ
ท่ีสร้ำงข้ึนจึงไม่มีควำมซับซ้อน และควำมถูกต้อง เคร่อื งมอื ตรวจวดั กำรไหลในทำงน้ำเปิด ซง่ึ ใชง้ ำนได้
แม่นยำก็ไม่สูงนัก แต่กำรตรวจวัดน้ำเป็นมีควำม สะดวก ตรวจวดั ไดร้ วดเรว็ และใหค้ วำมถกู ตอ้ งแมน่ ยำ
ยุ่งยำก ซับซ้อน และในกำรตรวจวัดแต่ละครัง้ นัน้ สงู ขน้ึ และทส่ี ำคญั คอื ไม่จำเป็นตอ้ งนำเคร่อื งวดั ไปวำง
ส้ินเปลืองทรัพยำกรมำก กล่ำวคือต้องใช้บุคลำกร ในตำแหน่งตรวจวดั ทงั้ น้ี กำรตรวจวดั ใชห้ ลกั กำรของ
ท่ีมีควำมชำนำญ ใช้เวลำตรวจวัดมำก และใช้เงิน

19

ปรำกฏกำรณ์ดอปเปลอร์ โดยคล่นื เสยี งอุตรำโซนิคท่ี วดั ใหเ้ หมำะกบั ประเภทงำนตรวจวดั ทำ้ ยทส่ี ดุ เป็นกำร
ปล่อยออกไป เม่ือสะท้อนอนุภำคในน้ำ กลับมำยัง สรุปและขอ้ เสนอแนะในกำรเลอื กใชเ้ คร่อื งวดั ปรมิ ำณ
เคร่อื งวดั ควำมถ่ขี องคล่นื เสยี งจะเปลย่ี นแปลงไปซ่งึ น้ำในทำงน้ำเปิด
ควำมเปล่ยี นแปลงของควำมถ่ีจะแปรผนั โดยตรงกบั
ควำมเร็วกระแสน้ำ ด้วยกำรพัฒนำอย่ำงต่อเน่ือง 2. ขนั้ ตอนการดาเนินการวิจยั
ตลอดกว่ำ 30 ปี ทำให้เคร่อื งวดั กำรไหลในลำน้ำเปิด ด้วยเทคโนโลยีท่ีไม่ก้ำวหน้ำอย่ำงในปจั จุบัน
น้ี ส ำ ม ำ ร ถ ต ร ว จ วั ด ไ ด้ ห ล ำ ย รู ป แ บ บ ทั ้ง ต ร ว จ วั ด
แบบต่อเน่อื งและไม่ต่อเน่อื ง ทงั้ แบบหลำยจดุ พรอ้ มกนั เคร่ืองวัดปริมำณในยุคแรก จึงพัฒนำข้ึนอย่ำงไม่
ทงั้ ตรวจวัดในแนวรำบและแนวด่ิง ทงั้ ตรวจวดั ท่ีได้ ซับซ้อน โดยอำศัยหลักควำมสัมพันธ์ทำงด้ำน
ปรมิ ำณน้ำในลำน้ำเลยหรอื เฉพำะควำมเรว็ กระแสน้ำ วิทยำศำสตร์อย่ำงง่ำย พัฒนำเคร่ืองวัดควำมเร็ว
ณ กลุ่มตำแหน่งทส่ี นใจนอกจำกนัน้ ยงั ทงั้ ชนิดติดตงั้ กระแสน้ำ ดงั น้ี
ใต้ผวิ น้ำ ลอยอยู่บนผวิ น้ำ และ ติดตงั้ เหนือผวิ น้ำอกี
ด้วย ดงั นัน้ กำรเลอื กใช้เคร่อื งตรวจวดั ท่เี หมำะสมกบั 2.1 Pitot Tube
งำนตรวจวดั จงึ เป็นสงิ่ จำเป็น เพรำะจะช่วยประหยดั Pitot Tube พฒั นำขน้ึ เม่อื ปี ค.ศ. 1732 เพ่อื วดั
งบประมำณทงั้ ยงั ไดผ้ ลกำรตรวจวดั ทถ่ี ูกตอ้ งแมน่ ยำสงู
ไ ม่ จ ำ เ ป็ น ต้ อ ง เ ลือ ก เ ค ร่ือ ง วัด ท่ีมีป ร ะ สิท ธิภ ำ พ สูง ควำมเร็วกระแสน้ำ โดยมีลักษณะเป็นท่อสองท่อ
เกินควำมต้องกำรของประเภทงำน นอกจำกน้ี ท่อหน่ึงวัดควำมดัน Total Pressure, Pt และอีกท่อ
เคร่ืองตรวจวัดเหล่ำน้ี ยังสำมำรถต่อเช่ือมเข้ำ หน่ึงวัดควำมดัน Static Pressure, Ps ดังนัน้ ผลต่ำง
กบั ระบบโทรมำตร หรอื ระบบ GPRS ของเครือข่ำย ของควำมดนั ในท่อทงั้ สองท่อ คอื ควำมดนั Velocity
โทรศัพท์เคล่ือนท่ีเข้ำสู่ Server และแสดงผลผ่ำน Pressure นนั่ เอง (ดงั แสดงในรปู ท่ี 1)
Webpage ทำใหส้ ำมำรถตดิ ตำม เฝ้ำระวงั สถำนกำรณ์
น้ำได้ทงั้ ระดบั น้ำและปริมำณน้ำได้ตลอดเวลำ ดงั นัน้ รปู ท่ี 1 หลกั กำรของ Pitot Tube
กำรใช้เทคโนโลยีกำรตรวจวดั กำรไหลในลำน้ำเปิด
สมัยใหม่ จึงเป็นทำงเลือกท่ีน่ำสนใจ ในกำรเพ่ิม เคร่อื งมือน้ีพฒั นำขน้ึ โดยอำศยั ควำมสมั พนั ธ์
ประสทิ ธภิ ำพกำรบรหิ ำรจดั กำรน้ำทด่ี ี ระหว่ำง ระดบั ควำมดนั แตกต่ำง (P) กับควำมเร็ว
กระแสน้ำ (V) โดยเม่อื ต้องกำรวดั ควำมเรว็ กระแสน้ำ
บทควำมน้ีเขยี นขน้ึ โดยมวี ตั ถุประสงคห์ ลกั คอื ก็นำปลำยท่อไปวำงในตำแหน่งท่ีต้องกำร แล้ววัด
เพ่ืออธิบำยถึง 1) วิวัฒนำกำรของเทคโนโลยี ควำมดันแตกต่ำงของท่อทงั้ สอง แล้วจึงคำนวณหำ
ทป่ี ระยกุ ตใ์ ชเ้ พ่อื กำรตรวจวดั ปรมิ ำณน้ำในทำงน้ำเปิด ควำมเรว็ จำกควำมสมั พนั ธข์ ำ้ งตน้
2) ประเภทและกำรทำงำนของเคร่อื งวดั ปรมิ ำณน้ำ
และ 3) กำรเลอื กใชเ้ คร่อื งวดั ปรมิ ำณน้ำทเ่ี หมำะสมกบั ปจั จุบนั Pitot Tube ไม่ได้รบั ควำมนิยมในกำร
งำนตรวจวดั ทงั้ น้ี ในส่วนต่อไปจะเป็นกำรอธบิ ำยถึง ตรวจวัดในทำงน้ำเปิดนัก เน่ืองจำกค่ำควำมดัน
วิวัฒนำกำรและเทคโนโลยีท่ีประยุกต์ใช้เพ่ือกำร แตกต่ำงมีควำมผันผวนมำกเม่ือเทียบกับควำมเร็ว
ตรวจวดั ควำมเร็วกระแสน้ำ ตัง้ แต่เคร่ืองวัดยุคแรก
ทต่ี ิดตงั้ เคร่อื งมอื ณ จุดตรวจวดั จนถงึ ประเภทตดิ ตงั้
เคร่ืองมือ นอกจุดตรวจวัด ทัง้ ประเภทติดตัง้ ใต้น้ำ
บนผวิ น้ำ และเหนือผวิ น้ำ และกำรเลอื กใชเ้ คร่อื งตรวจ

20

กระแสน้ำทไ่ี ม่สงู นัก จงึ ส่งผลต่อควำมถูกต้องแม่นยำ หลักกำรผลกระทบดอปเปลอร์ (Doppler Effect) มำ
อย่ำงไรกต็ ำม Pitot Tube ยงั นิยมกบั เคร่อื งบนิ เพ่อื วดั ตรวจวัดควำมเรว็ กระแสน้ำ ด้วยควำมก้ำวหน้ำทำง
ควำมเรว็ ของเคร่อื งบนิ ซง่ึ มคี ่ำสงู มำก ทำใหเ้ ม่อื เทยี บ เทคโนโลยอี เิ ลค็ ทรอนิคและคอมพวิ เตอรซ์ อฟแวร์ ทำ
กบั ควำมผนั ผวนคำ่ ควำมดนั แตกต่ำงจงึ น้อยมำก ใหม้ กี ำรพฒั นำเครอ่ื งตรวจวดั ควำมเรว็ กระแสน้ำ ซง่ึ ใช้
งำนง่ำย ตรวจวดั ได้สะดวก รวดเร็ว และปลอดภัย
2.2 Current Meter นอกจำกนนั้ ยงั ใหค้ วำมละเอยี ดแม่นยำสงู อกี ดว้ ย ทงั้ น้ี
Current Meter พฒั นำขน้ึ โดย U.S. Geological ปรำกฏกำรณ์ ดอปเปลอร์และวิวฒั นำกำรของเคร่อื ง
ADCP ศกึ ษำไดจ้ ำกสมเกยี รติ (2556)
Survey ในปี ค.ศ. 1965 โดยอำศยั หลกั ควำมสมั พนั ธ์
ของควำมเร็วกระแสน้ำและควำมเร็วรอบของใบพดั ADCP เป็นช่อื เรยี กรวมของเครอ่ื งวดั กระแสน้ำ
โดยเม่อื ควำมเร็วกระแสน้ำมำก ควำมเรว็ รอบกม็ ำก แบบคล่นื เสยี งดอปเปลอร์ทุกประเภท เรม่ิ มกี ำรผลิต
ในทำงตรงขำ้ มเม่อื ควำมเรว็ กระแสน้ำน้อย ควำมเรว็ จำหน่ำยในช่วงทศวรรษ 1980 โดยมีควำมถ่ีใช้กำร
รอบของใบพดั กจ็ ะน้อย ทงั้ น้ี Current Meter ในรนุ่ แรก ตั้ง แ ต่ 300 KHz ไ ป จ น ถึง 3 MHz ทั้ง น้ี ADCP
จะมลี กั ษณะเป็น Price Type (ดงั แสดงในรูปท่ี 2 บน) เป็นเคร่อื งวดั ควำมเร็วกระแสน้ำแบบคล่นื เสยี งในน้ำ
โดยมแี กนหมุนในแนวดงิ่ ทำใหต้ รวจวดั ควำมเรว็ สงู ได้ (Hydroacoustic Current Meter) คล้ำยเคร่ืองโซนำร์
ไม่ดี ต่อมำจงึ มกี ำรพฒั นำขน้ึ เป็น Propeller Type (ดงั (Sonar) ท่ีใช้ตรวจวัตถุใต้น้ำหรือมหำสมุทร เช่น
แสดงในรปู ท่ี 2 ล่ำง) ซง่ึ มแี กนหมนุ ในแนวนอน ช่วยให้ ฝูงปลำ เป็นต้น แต่ ADCP ใช้เพ่อื ตรวจวดั ควำมเร็ว
วดั ควำมเรว็ กระแสน้ำได้สูงข้นึ โดยรูปแบบใบพดั น้ี กระแสน้ำตลอดแนวควำมลึก โดยหลักกำรของ
ไดร้ บั ควำมนยิ มมำก ผลกระทบดอปเปลอร์ ซ่ึงคล่ืนเสยี งสะท้อนกลบั เม่ือ
กระทบกบั อนุภำคในน้ำและควำมถเ่ี ปลย่ี นแปลงไป
รปู ท่ี / บน Current Meter Price-Type
2.3 Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) ด้ว ย ระ ย ะ เว ลำ ท่ี เท ค โ นโ ลยีค ล่ืนเสีย ง
ดอปเปลอร์ พฒั นำมำตลอด 30 ปี ทำใหม้ ีกำรพฒั นำ
ดว้ ยแนวคดิ ท่นี ักวทิ ยำศำสตรต์ ้องกำรจะวดั น้ำ เค ร่ือง มือ ตร ว จวัด ก ำ ร ไ หลใ น ลำ น้ ำเ ปิ ด ออ ก มำ เ ป็ น
(เชน่ ควำมเรว็ กระแสน้ำและปรมิ ำณน้ำ) โดยผูต้ รวจวดั จำนวนมำกมำย หลำยประเภท ตำมกำรใช้งำน และ
ไม่จำเป็นต้องนำเคร่อื งตรวจวัดไปวำงหรือติดตงั้ ณ หลำกหลำยย่ีห้อ (Sontek, 2013; RDI, 2013) ทัง้ น้ี
ตำแหน่ งตรวจวัด อย่ำงเช่นเคร่ืองวัดควำมเร็ว สำมำรถแบ่งตำมลกั ษณะกำรตดิ ตงั้ และใชง้ ำน ไดเ้ ป็น
กระแสน้ำแบบใบพดั เป็นต้น เน่อื งจำกในชว่ งน้ำหลำก ประเภทต่ำงๆ ดงั น้ี
กำรตรวจวัดมีอันตรำยมำก จึงได้มีกำรประยุกต์ใช้
2.3.1 ประเภทตดิ ตงั้ ขา้ งตลงิ่
เคร่อื ง ADCP ประเภทติดตงั้ ข้ำงตลงิ่ น้ี

ออกแบบมำเพ่ือใช้วัดควำมเร็วกระแสน้ำในระนำบ
แนวรำบ โดยส่งคล่นื เสยี งออกจำกตลิง่ ท่ตี ิดตงั้ ไปยงั
ตลง่ิ อกี ดำ้ นหน่ึงของลำน้ำ ผู้ใชส้ ำมำรถตงั้ เวลำในกำร
วดั ได้ตำมควำมต้องกำร เช่น ตรวจวดั ทุกๆ 1 วนิ ำที
ไปจนถงึ ทุกๆ 24 ชวั่ โมง เป็นตน้ ทงั้ น้ี หำกตรวจวดั
บ่อย จะส้ินเปลืองพลังงำนและหน่วยควำมจำใน
ตวั เคร่อื งผูใ้ ช้จงึ ควรกำหนดควำมถ่ใี นกำรตรวจวดั ให้
สอดคล้องกับควำมต้องกำร นอกจำกนัน้ ผู้ใช้ยัง

21

สำมำรถกำหนดจำนวนจุดตรวจวดั ในแนวรำบได้ โดย ควรหมนั่ ดูแล นำผกั ตบชวำออกอย่ำงสม่ำเสมอ ทงั้ น้ี
กำหนดขนำดของ Cell Size ซง่ึ มไี ดส้ งู สดุ ถงึ 128 Cell เคร่อื งวดั ประเภทน้ี กรมชลประทำน ไดน้ ำมำใชอ้ ย่ำง
Size (ดงั แสดงในรูปท่ี 3) นอกจำกน้ี เคร่อื งประเภทน้ี แพร่หลำย ในกำรตดิ ตำมสถำนกำรณ์น้ำของแมน่ ้ำสำย
ยงั มคี ล่นื เสยี งในแนวดง่ิ เพ่อื ใช้วดั ระดบั น้ำในลำน้ำได้ ใหญ่ ในลุ่มน้ำหลกั ของประเทศ เช่น แม่น้ำเจ้ำพระยำ
อกี ดว้ ย แม่น้ำปิง แม่น้ำยม แมน่ ้ำวงั และแม่น้ำน่ำน เป็นตน้

รปู ท่ี 3 แสดงกำรตดิ ตงั้ ADCP ประเภทตดิ ตงั้ ทข่ี ำ้ งตลงิ่ รูป ท่ี 4 เค ร่ือง ADCP ป ระ เภ ท ติดตั้ง ข้ำ ง ต ล่ิง
ข น ำ ด ค ว ำ ม ถ่ี ต่ ำ ง ๆ โ ด ย มีช่ือ ท ำ ง ก ำ ร ค้ ำ ว่ ำ
เคร่อื ง ADCP ประเภทน้ีมใี ห้เลอื กหลำยขนำด ChannelMaster (ด้ำ น ซ้ำ ย ) แ ล ะ Argonaut Side
แบ่งตำมควำมถ่ีของคล่ืนเสียง โดยมีขนำดตัง้ แต่ Looker (ดำ้ นขวำ)
ควำมถ่ี 300 KHz ไปจนถึง 1500 KHz กำรเลือกใช้
ขนำดใด ขน้ึ อยู่กบั ควำมกว้ำงของลำน้ำทจ่ี ะตรวจวดั 2.3.2 ประเภทตดิ ตงั้ กน้ ลาน้า
อย่ำงไรกต็ ำม เคร่อื งทใ่ี ชค้ วำมถต่ี ่ำจะตรวจวดั ลำน้ำได้ เคร่ือง ADCP ประเภทติดตัง้ ก้นลำน้ำ
กวำ้ งกว่ำเคร่อื งทใ่ี ชค้ วำมถส่ี งู โดยเครอ่ื งขนำดควำมถ่ี
300 KHz จะตรวจวัดลำน้ำได้กว้ำงถึง 300 เมตร ออกแบบเพ่อื ใชก้ บั ลำน้ำขนำดเลก็ ซง่ึ มคี วำมลกึ น้อย
ในขณะทเ่ี คร่อื งขนำดควำมถ่ี 1500 KHz จะตรวจวดั ลำ อันเป็ นปญั หำต่อกำรตรวจวัดในแนวรำบ ทัง้ น้ี
น้ำไดก้ วำ้ งเพยี ง 0.75 เมตร เคร่อื ง ADCP ประเภทน้ีส่งคล่นื เสยี งในแนวดงิ่ จำกกน้
คลองขน้ึ สู่ผิวน้ำ ผู้ใช้สำมำรถกำหนดจำนวนจุดของ
เคร่ือง ADCP ประเภทน้ี สำมำรถตรวจวัด ก ำ ร ต ร ว จ วั ด แ ล ะ ตั้ง เ ว ล ำ ข อ ง ก ำ ร ต ร ว จ วั ด ไ ด้
ควำมเรว็ กระแสน้ำได้อย่ำงต่อเน่ือง จงึ เหมำะกบั กำร เช่นเดียวกับเคร่ือง ADCP ประเภทติดตัง้ ข้ำงตลิ่ง
ติดตำมสถำนกำรณ์น้ ำในลำน้ ำ เช่น ควำมเร็ว เคร่อื งวดั ประเภทน้ี มคี วำมถร่ี ะหว่ำง 2.4 – 3.0 MHz
กระแสน้ำและระดบั น้ำได้อย่ำงต่อเน่ือง และสำมำรถ ใช้ได้กับลำน้ำท่ีมีควำมลึกตัง้ แต่ 0.08 เมตร ถึง
ต่อเช่ือมกับระบบโทรมำตรช่วยให้สำมำรถติดตำม 5 เมตร
สถำนกำรณ์น้ำในลำน้ำทส่ี นใจ ไดแ้ บบเวลำจรงิ (Real
Time) และหำกต้องกำรทรำบปรมิ ำณน้ำในลำน้ำอย่ำง เครอ่ื งวดั ประเภทน้ี ใชต้ ดิ ตำมถำนกำรณ์
ต่อเน่อื ง กส็ ำมำรถใชว้ ธิ คี วำมเรว็ ดชั นี (Index Velocity น้ำในลำน้ำขนำดเลก็ ไดด้ ี เช่นเดยี วกบั เคร่อื งวดั ระเภท
Method) เข้ำช่วยในกำรแปลงควำมเร็วตรวจวดั เป็น ติดตงั้ รมิ ตลง่ิ คอื ตดิ ตำมสถำนกำรณ์ไดแ้ บบเวลำจริง
ปรมิ ำณน้ำท่ไี หลในลำน้ำ ณ เวลำนัน้ ๆได้ (สมเกยี รติ ทงั้ ควำมเร็วกระแสน้ำและระดบั น้ำ หำกลำน้ำขนำด
และคณะ, 2554) อย่ำงไรกต็ ำม วชั พชื ทล่ี อยมำกบั น้ำ เลก็ น้ีมรี ูปหน้ำตดั ทรงเรขำคณิตเช่น คลองชลประทำน
เช่น ผักตบชวำ มักจะลอยมำติดอยู่เหนือระดับ กส็ ำมำรถคำนวณหำปรมิ ำณน้ำในลำน้ำได้เลย โดยใช้
เ ค ร่ือ ง วัด ท ำ ใ ห้ค ล่ืน เ สีย ง ท่ีวัด ร ะ ดับ น้ ำ ไ ม่ ส ำ ม ำ ร ถ ควำมสมั พนั ธ์ของกำรกระจำยควำมเรว็ ในหน้ำตดั ไม่
ทำงำนได้หรือทำงำนผิดพลำด ส่งผลให้ไม่สำมำรถ จำเป็นต้องทำวิธีควำมเร็วดัชนีแต่อย่ำงใด ทำให้
คำนวณหรอื คำนวณปรมิ ำณน้ำผดิ พลำดได้ ดงั นนั้ จงึ เคร่อื งวดั ประเภทน้ีเหมำะกบั กำรตดิ ตำมสถำนกำรณ์
น้ำในคลองชลประทำนเป็นอย่ำงย่ิง อย่ำงไรก็ตำม

22

เน่ืองจำกเคร่อื งวดั น้ีตดิ ตงั้ ทก่ี น้ ลำน้ำ ทำใหม้ ปี ญั หำใน อยำ่ งไรกต็ ำม แมว้ ่ำเครอ่ื ง ADCP ประเภท
กำรใชง้ ำนกบั ลำน้ำทม่ี ตี ะกอน เน่ืองจำกตะกอนจะตก น้ี จ ะ ส ำ ม ำ ร ถ วัด ป ริม ำ ณ น้ ำ ไ ด้โ ด ย ต ร ง แ ล ะ มีค ว ำ ม
ทบั ถมเคร่อื งวดั ทำใหท้ ำงำนผดิ พลำดหรอื ไม่สำมำรถ ถูกตอ้ งแม่นยำสงู แต่กไ็ ม่เหมำะกบั กำรใชเ้ พ่อื ตดิ ตำม
ทำงำนได้ จึงเป็นสำเหตุหลักท่ีเคร่ืองวัดประเภทน้ี สถำนกำรณ์น้ำผำ่ นระบบโทรมำตรได้ เน่อื งจำกทกุ ครงั้
ไม่ได้รับควำมนิยมนักในประเทศไทย เม่ือเทียบกบั ทต่ี รวจวดั ต้องนำเคร่อื งวงิ่ ตดั ลำน้ำ กรมชลประทำนนำ
เคร่อื งวดั ประเภทตดิ ตงั้ ขำ้ งตลง่ิ เคร่อื ง ADCP ประเภทน้ีพร้อมด้วยระบบหำค่ำพิกดั
ภูมิศำสตร์ (Differential Global Positionly System;
รูปท่ี 5 กำรติดตัง้ ADCP ประเภทติดตัง้ ท่ีก้นลำน้ำ DGPS) มำ ใช้เพ่ือต รวจ วัดปริมำ ณน้ ำ ในแม่ น้ ำ
(ซำ้ ย) เคร่อื ง ADCP ประเภทตดิ ตงั้ ก้นลำน้ำ Sontek- เจำ้ พระยำ (ชเู กยี รติ และคณะ, 2548) เมอ่ื เรอื เคล่อื นท่ี
IQ (กลำง) และ Vertical ADCP (ขวำ) ตดั ลำน้ำจำกตลงิ่ ฝงั่ หน่ึงไปยงั อกี ฝงั่ หน่ึง คล่นื เสยี งจะ
ตรวจวดั ควำมเรว็ กระแสน้ำของแต่ละจุดตลอดควำมลกึ
2.3.3 ประเภทตดิ กบั เรอื เคลอื่ นที่ ในแนวดงิ่ เมอ่ื คณู กบั พน้ื ทห่ี น้ำตดั กำรไหลในแนวดงิ่ นนั้
เคร่อื ง ADCP ประเภทตดิ กบั เรอื เคล่อื นท่ี กจ็ ะไดป้ รมิ ำณน้ำในพน้ื ทห่ี น้ำตดั ของแต่ละแนวดง่ิ เม่อื
เรือว่ิงถึงตลิ่งฝงั่ ตรงข้ำม ผลรวมของปริมำณน้ำใน
ออกแบบมำเพ่อื ใชว้ ดั ปรมิ ำณกำรไหลของน้ำในลำน้ำ พน้ื ทห่ี น้ำตดั ทงั้ หมด กค็ อื ปรมิ ำณน้ำในลำน้ำ ณ เวลำ
โดยตรง ไม่จำเป็นต้องใช้วิธีควำมเร็วดัชนีในกำร นนั้ นนั่ เอง (ดงั แสดงในรปู ท่ี 7)
คำนวณปรมิ ำณน้ำ ทำให้ผลกำรตรวจวดั ปรมิ ำณน้ำมี
ควำมถูกต้องแม่นยำกว่ำเคร่ืองวัดแบบติดอยู่กับท่ี รูปท่ี 7 กำรตรวจวัดปริมำณน้ำด้วยเคร่ือง ADCP
อย่ำงในสองประเภทขำ้ งตน้ โดยเคร่อื ง ADCP น้ีจะตดิ ประเภทตดิ กบั เรอื เคล่อื นท่ี
ไปกบั ขำ้ งเรอื และสง่ คล่นื เสยี งในแนวดง่ิ ไปยงั กน้ ลำน้ำ
(ดงั แสดงในรปู ท่ี 6) 2.3.4 ประเภทตดิ กบั แพเคลอื่ นที่
เคร่ือง ADCP ประเภทติดตั้งกับแพ
รปู ท่ี 6 กำรตดิ ตงั้ ADCP ประเภทตดิ ตงั้ กบั เรอื เคลอ่ื นท่ี
เคล่อื นท่ี ออกแบบมำเพ่อื ใช้งำนในลกั ษณะเดยี วกับ
เคร่อื งวดั ประเภทตดิ ตงั้ กบั เรอื เคล่อื นท่ี ซง่ึ วดั ปรมิ ำณ
น้ำในลำน้ำไดโ้ ดยตรง เน่อื งจำกกำรนำเรอื เขำ้ ตรวจวดั
ปรมิ ำณน้ำในลำน้ำท่ไี ม่กว้ำงมำก มคี วำมยุ่งยำกและ
สน้ิ เปลอื ง ประกอบกบั เทคโนโลยที ก่ี ้ำวหน้ำขน้ึ อย่ำง
รวดเรว็ ทำให้มกี ำรผลติ เคร่อื ง ADCP ประเภทติดกบั
เรอื เคล่อื นท่ีได้ในขนำดทเ่ี ลก็ ลงและน้ำหนักเบำ และ
ประสิทธิภำพสูงข้ึน จึงได้มีกำรผลิตเคร่ือง ADCP

23

ประเภทตดิ กบั แพเคล่อื นทข่ี น้ึ เพ่อื ใชว้ ดั ปรมิ ำณน้ำใน รปู ท่ี 9 กำรตรวจวัดปริมำณน้ำด้วยเคร่ือง ADCP
ลำน้ำท่ีไม่กว้ำงนักได้สะดวก รวดเร็วและประหยัด ประเภทตดิ กบั แพเคลอ่ื นท่ี ในกรณขี งึ เชอื กแลว้ ลำกตดั
งบประมำณในกำรตรวจวดั ลงไดม้ ำก ลำน้ำ (ซำ้ ย) และในกรณีลำกแพไปกบั เรอื (ขวำ)

เคร่ืองวัดประเภทน้ีจะมีเข็มทิศแม่เหล็ก กำรตรวจวดั ปรมิ ำณน้ำด้วยเคร่อื ง ADCP
(Magnetic Compass) ติดมำกบั เคร่ืองด้วยเพ่ือบอก น้ี ค ว บ คุ ม ด้ว ย ค อ ม พิว เ ต อ ร์ โ น๊ ต บุ ค โ ด ย ผ่ ำ น ร ะ บ บ
ทศิ ทำงท่แี พเคล่อื นท่ไี ด้ (โดยอำ้ งอิงกบั พ้นื ก้นลำน้ำ) Bluetooth ซ่ึงผลกำรตรวจวัดทัง้ หมดจะแสดงใน
นอกจำกนัน้ ยงั สำมำรถต่อเช่ือมกับระบบหำค่ำพกิ ัด หน้ำจอของคอมพวิ เตอรท์ ่ใี ชค้ วบคุม ทำใหผ้ ูต้ รวจวดั
ภูมศิ ำสตร์ (GPS) เพ่อื หำพกิ ดั ตำแหน่งได้แม่นยำขน้ึ เห็นผลกำรตรวจวัดเช่น ควำมเร็วกระแสน้ำ ณ จุด
ไดอ้ กี ดว้ ย ส่งผลใหใ้ นปจั จุบนั เคร่อื ง ADCP ประเภทน้ี ต่ำงๆในหน้ำตดั กำรไหล รูปหน้ำตดั กำรไหล ปรมิ ำณ
ได้รบั ควำมนิยมเป็นอย่ำงมำกในกำรตรวจวดั ปรมิ ำณ น้ำ ตลอดจนแนวกำรตรวจวดั ไดต้ ลอดระยะเวลำกำร
น้ำในลำน้ำ เคร่ืองวัดประเภทน้ีมีกำรพัฒนำอย่ำง ตรวจวัด (ดังแสดงในรูปท่ี 10) ในปี พ.ศ. 2548
รวดเรว็ มหี ลำกหลำยรนุ่ ใหเ้ ลอื ก มที งั้ กำรตรวจวดั แบบ กรมชลประทำน เร่ิมนำเคร่ืองวัดประเภทน้ีมำใช้ท่ี
ขณะแพลอยอยู่คงท่ี ( Stationary) และ แบบแพ จังหวัดเชียงใหม่ และปจั จุบันได้มีกำรใช้งำนอย่ำง
เคล่ือนท่ี ( Non-Stationary) ให้เหมำะสมกับงำน กว้ำงขวำง แทนกำรตรวจวดั ด้วยเคร่อื งวดั ควำมเรว็
ตรวจวดั ในกรณีต่ำงๆ (ดงั แสดงในรปู ท่ี 8) กระแสน้ำแบบใบพดั ช่วยให้กำรตรวจวดั ปรมิ ำณน้ำมี
ประสทิ ธภิ ำพมำกขน้ึ ตรวจวดั รวดเรว็ ขน้ึ และไดผ้ ลท่ี
แมน่ ยำขน้ึ

รูปท่ี 8 เคร่อื ง ADCP ประเภทติดกบั แพ รุ่น Stream
Pro (ซ้ำยบน) รุ่น RiverRay (ขวำบน) รุ่น RiverCat
(ซำ้ ยลำ่ ง) และ รนุ่ RiverSurveyor M9 (ขวำล่ำง)

ในกำรตรวจวดั ปรมิ ำณน้ำในลำน้ำทไ่ี มใ่ หญ่ รปู ท่ี 10 ผลกำรตรวจวัดปริมำณน้ ำจำก ADCP
หรือกว้ำงมำก ผู้วดั สำมำรถเดนิ ข้ำมสะพำนและลำก ประเภทตดิ กบั แพเคลอ่ื นท่ี
แพตดั ลำน้ำเพ่อื วดั ปรมิ ำณน้ำไดโ้ ดยไมต่ อ้ งใชเ้ รอื หรอื
ในกรณีไม่มสี ะพำน ผใู้ ชอ้ ำจขงึ เชอื กขำ้ มลำน้ำแลว้ ผูก ทงั้ น้ี ช่องด้ำนซำ้ ยมอื ในแนวดงิ่ คอื ข้อมูล
แพเข้ำกับเชือก จำกนัน้ จึงลำกแพข้ำมลำน้ำ เพ่ือ กำรตรวจวัดและปริมำณน้ำ ช่องแนวนอนด้ำนบน
ตรวจวดั ปริมำณน้ำได้เช่นกัน นอกจำกนัน้ ในกรณี แสดงหน้ำตดั กำรไหล คอื ควำมลกึ และควำมกวำ้ งของ
แม่น้ำใหญ่ ผูใ้ ชก้ ็ยงั สำมำรถผูกแพไว้กบั เรอื แล้วลำก ลำน้ำ ช่องแนวนอนกลำง คอื ทศิ ทำงและแนวทแ่ี พวงิ่
เรอื ตดั ลำน้ำไดเ้ ช่นกนั (ดงั แสดงในรปู ท่ี 9)

24

ตัดลำน้ำ และช่องแนวนอนล่ำงแสดงควำมเร็วของ หน้ำตัดนัน้ แล้วจึงนำมำรวมกันเป็นปริมำณน้ำทัง้
กระแสน้ำ ณ จดุ ต่ำงๆ ในหน้ำตดั กำรไหล ทงั้ น้ี ผลกำร หน้ำตดั
ตรวจวัดน้ี คือ กำรตรวจวัดปริมำณน้ำในแม่น้ ำ
เจำ้ พระยำ บรเิ วณวดั บำงฝ้ำย จ.สมุทรปรำกำร ในวนั ท่ี 2.4 Non-contact Laser Doppler Velocity
18 พฤศจกิ ำยน พ.ศ.2554 ไดป้ รมิ ำณน้ำ 4,921 m3/s เคร่ืองวัดประเภทน้ี ใช้หลักกำรดอปเปลอร์
ระยะเวลำตรวจวดั 5:42 นำที แม่น้ำกว้ำง 500 เมตร
ควำมลกึ สงู สดุ 13 เมตร เช่นเดยี วกบั ADCP แต่แทนทจ่ี ะใช้คล่นื เสยี ง กลบั ใช้
แสง Laser แทน ซง่ึ นอกจำกจะช่วยใหส้ ำมำรถตดิ ตงั้
2.3.5 ประเภทไมส่ มั ผสั น้า เคร่ืองวัดเหนือผิวน้ำโดยไม่ต้องสัมผัสน้ำ แล้วยัง
เคร่ืองวัดประเภทน้ี ออกแบบมำติดตัง้ สำมำรถตรวจวดั ควำมเรว็ กระแสน้ำใต้ผวิ น้ำได้ ทงั้ น้ี
สำมำรถตัง้ จุดตรวจวัดได้หลำยจุด (ดังแสดงใน
เหนือผิวน้ำ โดยไม่ไดส้ มั ผสั น้ำ (Non-Contact Type) รปู ท่ี 12)
เน่ืองจำกกำรติดตัง้ ใต้ผิวน้ำ อุปกรณ์ต้องแช่น้ ำ
ตลอดเวลำ ทำใหต้ ้องหมนั่ ดูแล ทำควำมสะอำดอย่ำง รปู ท่ี 12 เคร่อื ง Non-contact Laser Doppler Velocity
สม่ำเสมอ จึงมีกำรพัฒนำ ADCP ประเภทติดตัง้ ซ่ึงติดตัง้ เหนือน้ ำแต่สำมำรถตรวจวัดควำมเร็ว
เหนือน้ำ ทำใหส้ ะดวกต่อกำรดูแลบำรุงรกั ษำ อย่ำงไร กระแสน้ำไดห้ ลำยจุดและหลำยระดบั ควำมลกึ
ก็ตำม เคร่ืองประเภทน้ี สำมำรถตรวจวดั ควำมเร็ว
กระแสน้ำบรเิ วณผวิ น้ำเท่ำนัน้ จงึ ต้องอำศยั เทคนิคใน
กำรแปลงค่ำควำมเรว็ ทผ่ี วิ น้ำใหเ้ ป็นควำมเรว็ เฉลย่ี ของ
หน้ำตดั กำรไหล โดยมหี วั อ่ำนระดบั ผวิ น้ำรว่ มดว้ ย เพ่อื
คำนวณพน้ื ทห่ี น้ำตดั กำรไหล แล้วจงึ คำนวณปรมิ ำณ
น้ำในทำงน้ำได้

รปู ท่ี 11 เคร่ืองตรวจวัดควำมเร็วกระแสน้ำแบบไม่ อย่ำงไรก็ตำม ด้วยข้อจำกัดของแสง Laser
สมั ผสั น้ำ ในปจั จุบนั เคร่ืองวดั ประเภทน้ีสำมำรถวดั ควำมเร็ว
กระแสน้ำไดท้ ร่ี ะดบั ลกึ สุดเพยี ง 3.0 เมตร ทำใหย้ งั ไม่
สำมำรถนำไปใช้กบั ทำงน้ำเปิดขนำดใหญ่ได้ จงึ ใชก้ นั
เพยี งตรวจวดั ปรมิ ำณน้ำในทำงน้ำเปิดขนำดเลก็ เช่น
ท่อน้ำทง้ิ เป็นตน้ (Teledyneisco, 2013)

โดยทวั่ ไป เคร่อื งวดั น้ีนิยมติดตงั้ บนสะพำน 3. สรปุ
แ ล้ว ต ร ว จ วัด ค ว ำ ม เ ร็ว ก ร ะ แ ส น้ ำ ด้ำ น เ ห นื อ น้ ำ ข อ ง
สะพำน หำกเป็นแม่น้ำขนำดใหญ่ ก็จะแบ่งแม่น้ำ ววิ ฒั นำกำรของเครอ่ื งวดั ควำมเรว็ กระแสน้ำพฒั นำ
ออกเป็ นหลำยหน้ำตัดย่อย แล้วติดตัง้ เคร่ืองวัด เพ่ือกำรตรว จวัดควำมเร็วกระแสน้ ำใ นทำงน้ ำเปิ ด
ควำมเรว็ ผวิ น้ำใน แต่ละหน้ำตัดย่อย จำกนัน้ ก็แปลง แลว้ คำนวณหำปรมิ ำณน้ำ มใี ชง้ ำนกนั มำในระดบั รอ้ ย
เป็นควำมเร็วเฉล่ียในแต่ละหน้ำตัดย่อย โดยอำศัย ปีแล้ว ตัง้ แต่เทคโนโลยียังไม่ก้ำวหน้ำ จึงใช้หลัก
ควำมสมั พนั ธข์ องควำมเรว็ ผวิ น้ำและควำมเรว็ เฉลย่ี ใน ควำมสมั พนั ธง์ ่ำยๆในกำรตรวจวดั ควำมเรว็ กระแสน้ำ

25

เชน่ หลกั ควำมแตกต่ำงของควำมดนั ของ Pitot Tube กำรบรหิ ำรจดั กำรน้ำมปี ระสทิ ธภิ ำพขน้ึ ไดด้ ว้ ยขอ้ มูลท่ี
และ หลกั ควำมเรว็ รอบของใบพดั ของ Current Meter ทนั ต่อเหตุกำรณ์และถูกตอ้ งแมน่ ยำ อยำ่ งไรกต็ ำม กำร
ซง่ึ ใชง้ ำนกนั มำตงั้ แต่ปี ค.ศ. 1932 มำนำนกว่ำ 80 ปี ใช้งำนเคร่อื งวดั รุ่นต่ำงๆ ควรศกึ ษำและเลอื กประเภท
(Emery and Thomson, 2001) ของเคร่อื งวดั ให้เหมำะกบั งำนกำรตรวจวดั จงึ จะช่วย
ใหใ้ ชเ้ คร่อื งวดั ได้อย่ำงเตม็ ประสทิ ธภิ ำพและประหยดั
ดว้ ยเทคโนโลยที ก่ี ้ำวหน้ำในปจั จุบนั จงึ มกี ำร งบประมำณจัดซ้ือ ตำรำงท่ี 1 จึงสรุปควำมสำมำรถ
พฒั นำเคร่อื งวดั ควำมเรว็ กระแสน้ำทไ่ี ม่ตอ้ งตดิ ตงั้ ณ ของเคร่ืองวัด ตำมประเภทเทคโนโลยี เพ่ือกำร
จุดตรวจวดั และยงั เลอื กตรวจวดั ไดห้ ลำยจุดอกี ดว้ ย พจิ ำรณำเลอื กใชใ้ นเบอ้ื งตน้
โดยใช้หลกั กำรดอปเปลอร์ ซ่ึงมีทงั้ แบบคล่ืนเสยี ง
ท่ตี ้องตดิ ตงั้ ใต้น้ำเพ่อื วดั ควำมเรว็ ใต้น้ำ หรอื ติดตงั้ ปจั จุบัน เคร่ือง ADCP ได้รับควำมนิยม
เหนือน้ำ เพ่อื วดั ควำมเรว็ ทผ่ี วิ น้ำ ไปจนถงึ กำรใชแ้ สง นำไปใช้ในงำนวิจัยต่ำงๆมำกมำย เช่น ศึกษำถึง
Laser ซ่ึงสำมำ รถติดตั้งเคร่ือง วัดไว้เหนือน้ ำ คณุ ลกั ษณะของกำรไหลแบบปนั่ ป่วนในลำน้ำ (García
แลว้ ตรวจวดั ควำมเรว็ ใตน้ ้ำได้ et al., 2005) กำรศกึ ษำอตั รำกำรเคลอ่ื นตวั ของตะกอน
ท้อ ง น้ ำ ( Muste et al., 2007) ก ำ ร ศึก ษ ำ ต ะ ก อ น
เคร่อื งวดั ปรมิ ำณน้ำแบบดอปเปลอร์ ช่วยให้ แ ข ว น ล อ ย ใ น ล ำ น้ ำ (Filizola and Guyot, 2004)
กำรตรวจวดั ควำมเรว็ กระแสน้ำ กลำยเป็นเร่อื งง่ำย กำรศกึ ษำกำรรวั่ ซมึ ของน้ำในคลองดนิ (Kinzli et al.,
สะดวก รวดเรว็ ไม่ยุ่งยำกแลว้ ยงั ช่วยใหก้ ำรตรวจวดั 2010) เป็ นต้น ดังนั้น งำนวิจัยครั้งต่อไป โดย
มคี วำมถูกตอ้ งแม่นยำขน้ึ และประหยดั งบประมำณอกี เฉพำะงำนท่เี ก่ยี วข้อง กบั ชลศำสตร์ของของไหล จึง
ดว้ ย ดว้ ยควำมกำ้ วหน้ำของเทคโนโลยี ช่วยใหเ้ ครอ่ื ง ควรให้ควำมสนใจและนำเคร่อื ง ADCP มำใช้ในงำน
สมยั ใหม่เหล่ำน้ีสำมำรถตรวจวดั ตวั แปรต่ำงๆ ของ เพรำะจะช่วยใหไ้ ดข้ อ้ มลู ทล่ี ะเอยี ดและคุณภำพสงู อนั
กำรไหลในทำงลำน้ำเปิดได้หลำกหลำยเช่น ควำมเรว็ จะช่วยให้งำนวจิ ยั ประสบควำมสำเรจ็ และผลงำนวจิ ยั
กระแสน้ำ ระดบั น้ำ ควำมลึก พ้นื ท่หี น้ำตดั กำรไหล เป็นทย่ี อมรบั ในวงกวำ้ ง ต่อไป
และ ปรมิ ำณน้ำ ทงั้ น้ี กำรตรวจวดั ยงั เป็นกำรตรวจวดั ตำรำงท่ี 1 เปรยี บเทยี บควำมสำมำรถของเทคโนโยลี
ในเชิงพ้ืนท่ีและเชิงเวลำ (Spatial and Time) เช่น เคร่อื งตรวจวดั ปรมิ ำณน้ำ
ควำมเรว็ ของกระแสน้ำ ณ ตำแหน่งและเวลำต่ำงๆ
ควำมสำมำรถในกำรตรวจวดั
นอกจำกนั้น เคร่ืองรุ่นใหม่เหล่ำน้ียังมี
หลำกหลำยประเภท ทงั้ ทเ่ี หมำะสำหรบั กำรเฝ้ำระวงั เทคโนโลยี
และตดิ ตำมสถำนกำรณ์น้ำในลำน้ำโดยผ่ำนระบบโทร ติดตั้ง ณ จุดตรวจวัด
มำตร หรอื เหมำะสำหรบั กำรตรวจสอบปรมิ ำณน้ำในลำ ติดตั้งใต้ ้นำ/สัมผัส ้นำ
น้ำในกรณีกำรส่งน้ำ เพ่ือประโยชน์ต่อกำรปรับแก้ ตรวจวัดอัตโนมัติ
ปริมำณกำรส่งน้ำให้ถูกต้องตำมแผนงำน ซ่งึ ช่วยให้ เช่ือม ่ตอโทรมำตร

ใช่ ไม่ ใช่ ไม่ ใช่ ไม่ ใช่ ไม่

Pitot Tube  

Current  
Meter
ADCP  

LDV   

26

4. กิตติกรรมประกาศ Hydrological Sciences Journal, 49(1),
143-153.
ผเู้ ขยี นขอขอบคุณ นำยศุภชยั รุ่งศรี ผู้อำนวยกำร García, C., Cantero, M., Niño, Y., and García,
สำนักวิจัยและพัฒนำ กรมชลประทำน สำหรับ M. (2005). Turbulence Measurements with
คำแนะนำอนั เป็นประโยชน์ต่อคุณภำพของบทควำม Acoustic Doppler Velocimeters, Journal of
Hydraulic Engineering, Vol. 131, Issue 12, pp.
5. เอกสารอ้างอิง 1062–1073.
Kinzli, K. D., Martinez, M., Oad, R. Prior, A., and
ชูเกียรติ ทรัพย์ไพศำล , กอบเกียรติ ผ่องพุฒิ, Gensler, D. (2010). Using an ADCP to deter
เสรี เศวตเศรณี, และคณะ (2548). โครงกำรหำ mine canal seepage loss in an irrigation dis
ควำมสมั พนั ธ์ของระดบั น้ำและปรมิ ำณน้ำปำก trict, Agricultural Water Management, Vol. 97,
แม่น้ำเจ้ำพระยำอันเน่ืองมำจำกพระรำชดำริ, Issue 6, pp. 801-810.
รหสั โครงกำร RDG4430004, สำนักงำนกองทุน Muste, M., Vermeyen, T., Hotchkiss, R., and Oberg
สนบั สนุนกำรวจิ ยั K. (2007). Acoustic Velocimetry for Riverine
Environments, Journal of Hydraulic Enginee
สมเกยี รติ อภิพฒั นวิศว์, สุเมธ สำธุเสน, และ ธำดำ ring, Vol. 133, No. 12, pp. 1297-1298.
สุขะปุณพนั ธุ์ (2554). กำรคำนวณปรมิ ำณกำร Morlock, S. E. (1996). Evaluation of Acoustic
ไหลในแม่น้ำภำยใต้อิทธิพลระดับน้ำทะเลด้วย Doppler Current Profiler Measurements of
ดัชนีควำมเร็ว, กำรประชุมวิชำกำรวิศวกรรม River Discharge: U.S. Geological Survey
โยธำแหง่ ชำติ ครงั้ ท่ี 16 Water-Resources Investigations Report
95-4218, 37 p.
สมเกยี รติ อภพิ ฒั นวศิ ว์ (2556). เทคโนโลยคี ล่นื เสยี ง RDI (2013) Available at: http://www.rdinstruments.
เ พ่ือ ก ำ ร ต ร ว จ วัด ก ำ ร ไ ห ล ใ น ล ำ น้ ำ เ ปิ ด , com/ (Accessed: 6 April 2013)
8th THAICID NATIONAL SYMPOSIUM Using Simpson, M. R., and Oltmann, R. N., 1 9 9 3 ,
21st Century Technology to Better Manage Discharge measurement using an acoustic
ment of Irrigation, Drainage and Flood in Doppler current profiler with Application to
Thailand. Large Rivers and Estuaries: U.S. Geological
Survey Water-Supply Paper 2395, 34 p.
Christensen, J. L., and Herrick, L. E. (1982). Missis Sloat, J. (2013) personal communication (26 March
sippi River Test, Volume 1 . Final report 2013)
DCP4400/300, prepared for the U.S. Geolo SONTEK (2012) Available at: http://www.sontek.c
gical Survey by AMETEK/Straza Division, El om/ (Accessed: 6 April 2013)
Cajon, California, under contract No. 14–08– Teledyneisco (2013) Available at: http://www.teled
001–19003, p. A5–A10. yne isco.com/laserflow/ (Accessed: 1 July 20
13)
Emery W. J. and Thomson, R. E. (2001) Data
Analysis Methods in Physical Oceanography,
Second and Revised Edition, Elsevier,
the Netherlands.

Filizola, N. and Guyot, J. L. (2004). The use of
Doppler technology for suspended sediment
discharge determination in the River Amazon,

27

โครงการศึกษาและพฒั นา Reservoir Operation Rule Curve
ของอ่างเกบ็ น้าคลองหาดส้มแป้ น เพ่ือบรรเทาภยั จากน้าในเขตจงั หวดั ระนอง
A Study and Development of Hardsompan Reservoir Operation Rule Curve

for Water Disaster Mitigation of Ranong Province

วชริ สามวงั 1 ศรชยั จรยิ านุพงศ2์ อรรถนนั ท์ เลก็ อุทยั 3
ดุษฎี พรพระแกว้ 4 กฤษฎา พทิ กั ษธ์ รรม5

1,2,3,4,5 กลมุ่ วจิ ยั และพฒั นาดา้ นวศิ วกรรม สานกั วจิ ยั และพฒั นา กรมชลประทาน
เลขท่ี 200 ม.1 ถ.ตวิ านนท์ ต.บางตลาด อ.ปากเกรด็ จ.นนทบุรี 11120
1 E-mail: [email protected]

บทคดั ยอ่

อ่างเกบ็ น้าคลองหาดสม้ แป้นตงั้ อยู่ทจ่ี งั หวดั ระนอง วตั ถุประสงคข์ องอ่างเกบ็ น้าเพ่อื ใชเ้ ป็นแหล่งน้าดบิ
สาหรบั การผลติ น้าประปา อ่างเกบ็ น้าคลองหาดสม้ แป้นก่อสรา้ งแล้วเสรจ็ ในปลายปี พ.ศ.2555 แต่ยงั ไม่มเี กณฑ์
การควบคุมการเก็บกักน้าในอ่างเก็บน้า (Reservoir Operation Rule Curve) จึงมีความจาเป็นต้องศึกษาและ
พฒั นาเกณฑ์ดงั กล่าวเพ่อื ใช้เป็นแนวทางในการรกั ษาระดบั น้าในอ่างเกบ็ น้าให้เหมาะสมในแต่ละ ช่วงฤดูกาล
โดยการวเิ คราะหส์ มดุลของน้าในอ่างเกบ็ น้า (Water Balance Study) และการจาลองสภาพของน้าในอ่างเกบ็ น้า
(Reservoir Simulation) เพ่ือวิเคราะห์หาค่า Net Reservoir Inflow (NRI) ของแต่ละเดือน โดยการศึกษาน้ีได้
พฒั นา Reservoir Operation Rule Curve เป็น 2 รูปแบบ คือ Operation Rule Curve แบบค่าเฉล่ีย NRI และ
Probability Based Rule Curve (ท่ีระดับความเส่ียง 5%, 10%, 20%, 30% และ 40%) ผลการศึกษาพบว่า
ในฤดฝู นใหค้ วบคุมการระบายน้าตาม Upper Rule Curve โดยใหเ้ รมิ่ พร่องน้าในอ่างเกบ็ น้าตงั้ แต่เดอื นพฤษภาคม
เป็นต้นไปและควบคุมปริมาณน้าในอ่างเก็บน้าให้น้อยท่สี ุดในเดอื นสงิ หาคมสาหรบั รองรบั ปริมาณน้าทจ่ี ะเขา้
อ่างเกบ็ น้า จากนนั้ ยอมใหเ้ กบ็ กกั น้าไดเ้ พมิ่ ขน้ึ ตามลาดบั จนถงึ เดอื นพฤศจกิ ายน สว่ นในฤดแู ลง้ ใหค้ วบคุมการส่ง
น้าตาม Lower Rule Curve โดยรกั ษาปรมิ าณน้าในอา่ งเกบ็ น้าใหม้ ากทส่ี ดุ ในเดอื นธนั วาคมเพ่อื ใหม้ นี ้าใชพ้ อเพยี ง
สาหรบั ในฤดแู ลง้
คาสาคญั : โคง้ ปฏบิ ตั กิ ารอ่างเกบ็ น้า อา่ งเกบ็ น้าคลองหาดสม้ แป้น Reservoir Operation Rule Curve

28

1. บทนา 3.2 วเิ คราะหข์ อ้ มูลน้าทา่ น้าฝน การระเหย การซมึ
อ่างเกบ็ น้าคลองหาดสม้ แป้นเป็นการพฒั นาแหล่งน้า ความตอ้ งการน้าจากอ่างเกบ็ น้าเพ่อื การผลติ น้าประปา
ความตอ้ งการน้าจากอ่างเกบ็ น้าเพ่อื รกั ษาสภาพลาน้า
ของกรมชลประทาน ท่ีก่อสร้างข้นึ เพ่ือแก้ไขปญั หา ทา้ ยอ่างเกบ็ น้า
เร่อื งน้าให้กบั ประชาชนจงั หวดั ระนอง โดยโครงการ
สร้างอ่างเกบ็ น้าคลองหาดสม้ แป้น ซ่งึ เป็นอ่างเกบ็ น้า 3.3 ศึ ก ษ า ส ม ดุ ล น้ า (Water Balance Study)
ขนาดกลาง มีขนาดความจุ 10 ล้านลูกบาศก์เมตร โดยการจาลองสภาพน้าในอ่างเก็บน้า (Reservoir
มกี าหนดคาดว่าจะดาเนินการแลว้ เสรจ็ ในปี พ.ศ. 2555 Simulation) เพ่อื วเิ คราะห์หาค่า NRI (Net Reservoir
ซง่ึ เม่อื การก่อสรา้ งแลว้ เสรจ็ และเรม่ิ ใช้งานอ่างเกบ็ น้า Inflow) ทค่ี วามเสย่ี งระดบั ต่างๆ
มีความจาเป็ นต้องใช้ Reservoir Operation Rule
Curve เพ่อื ใช้เป็นแนวทางในการบรหิ ารจดั การน้าใน 3.4 พัฒ น า Reservoir Operation Rule Curve
อ่างเกบ็ น้า อ่างเกบ็ น้าคลองหาดสม้ แป้นมวี ตั ถุประสงค์ แ บ บ Probability Based Rule Curve ส า ห รับ ก า ร
หลักคือเป็นแหล่งน้าเพ่ือการอุปโภคบริโภค การ บรหิ ารจดั การน้าในอ่างเกบ็ น้าทงั้ ในฤดูฝนและฤดูแล้ง
บรรเทาอุทกภยั ในฤดูฝนและขาดแคลนน้าในฤดูแล้ง ทค่ี วามเสย่ี งการบรหิ ารจดั การน้าในระดบั ต่างๆ
และยงั ช่วยให้น้าในคลองหาดส้มแป้นใสตลอดทัง้ ปี
เพราะน้าจากอ่างเกบ็ น้าจะช่วยเจอื จางและผลกั ดนั น้า 4.ทฤษฎีท่ีใช้ในการศกึ ษา
ขาวขุ่นท่ีเกิดจากการทาเหมืองดินขาวให้ไหลออกสู่ 4.1 การศกึ ษาสมดลุ ของน้าในอ่างเกบ็ น้า
ทะเล ซง่ึ ช่วยรกั ษาสภาพแวดลอ้ มของพน้ื ทค่ี ลองหาด สภาวะสมดุลของน้าในอ่างเกบ็ น้ากค็ อื ปรมิ าณ
สม้ แป้นอกี ดว้ ย
น้าเข้าและออกจากอ่างเก็บน้ าเท่ากัน ไม่มีการ
2.วตั ถปุ ระสงคก์ ารศกึ ษา เปลย่ี นแปลงของปรมิ าณน้าในอ่างเกบ็ น้า หากในกรณี
2.1 เพอ่ื ศกึ ษาสภาพทางอุทกวทิ ยาของพน้ื ทล่ี มุ่ น้า ทเ่ี กดิ สภาวะไม่สมดุลคอื ปริมาณน้าเขา้ และออกจาก
อ่างเกบ็ น้าไม่เท่ากนั จะมกี ารเปลย่ี นแปลงปรมิ าณน้า
ของอา่ งเกบ็ น้าคลองหาดสม้ แป้นและความตอ้ งการใช้ ของอา่ งเกบ็ น้าได้ 2 ลกั ษณะคอื สถานะทป่ี รมิ าณน้าใน
น้าจากอ่างเกบ็ น้าคลองหาดสม้ แป้น อ่างเกบ็ น้าเพิ่มข้นึ เน่ืองจากปรมิ าณน้าเข้ามากกว่า
ปรมิ าณน้าออกจากอา่ งเกบ็ น้า และสถานะทป่ี รมิ าณน้า
2.2 เพอ่ื ศกึ ษาและพฒั นา Reservoir Operation ในอ่างเกบ็ น้าลดลง เน่ืองจากปรมิ าณน้าเขา้ น้อยกว่า
Rule Curve สาหรบั ใชเ้ ป็นแนวทางการบรหิ ารจดั การ ปรมิ าณน้าออกจากอ่างเกบ็ น้า (ทองเปลว, ม.ป.ป.)
น้าในอา่ งเกบ็ น้าในกรณีทวั่ ไป
สมการแสดงปรมิ าณน้าในอ่างเกบ็ น้าแสดงดงั สมการ
2.3 เพ่อื ศึกษาและพฒั นา Probability Based Rule (1)St1  St  It  Pt  Rt  PMt  Et  St  SPt  Ot
Curve สาหรบั ใช้เป็นแนวทางการบรหิ ารจดั การน้าใน
อ่างเก็บน้าท่ีความเส่ยี งระดบั 5%, 10%, 20%, 30% เม่อื St1 = ป ริ ม า ณ น้ า ใ น อ่ า ง เ ก็ บ น้ า เ ม่ื อ
และ 40% ปลายเวลา t (ลบ.ม.)

3. ขนั้ ตอนการศึกษา St = ปริมาณน้ าในอ่างเก็บน้ าเม่ือต้น
3.1 รวบรวมขอ้ มลู อุทกวทิ ยาของพน้ื ท่ีทศ่ี กึ ษาและ เวลา t (ลบ.ม.)

ข้อ มู ล พ้ืน ฐ า น ข อ ง โ ค ร ง ก า ร อ่ า ง เ ก็บ น้ า ค ล อ ง ห า ด It = ป ริม า ณ น้ า จ า ก พ้ืน ท่ีรับ น้ า ข อ ง
สม้ แป้น อ่างเกบ็ น้าในช่วงเวลา t (ลบ.ม.)

Pt = ปรมิ าณฝนทต่ี กลงในอา่ งเกบ็ น้าใน
ชว่ งเวลา t (ลบ.ม.)

29

Rt = ปริมาณน้ าเข้าอ่างเก็บน้ าจาก และระดบั เก็บกักปกติ (Normal Pool Level) เรียกว่า
อา่ งเกบ็ น้าดา้ นเหนือน้าในช่วงเวลา Volume of Flood Control Reserve (VFC)
t (ลบ.ม.) (ทองเปลว, ม.ป.ป.) สมการทเ่ี กย่ี วขอ้ งแสดงดงั น้ี

PMt = ปรมิ าณน้าจากการสบู น้าเขา้ มาใน NRIt  It  Ot (2)
อา่ งเกบ็ น้าในช่วงเวลา t (ลบ.ม.)
It = Reservoir Inflow ในเดอื น t
Et = ปรมิ าณน้าจากการระเหยจากอ่าง
เกบ็ น้าในชว่ งเวลา t (ลบ.ม.) Ot = Reservoir Outflow ในเดอื น t

St = ปรมิ าณน้าทร่ี วั่ ซมึ จากอ่างเกบ็ น้าใน NRIt = Net Reservoir Inflow ใ น เ ดือ น t ซ่ึง มี
ช่วงเวลา t (ลบ.ม.)
f NRIt  เ ป็ น Probability Density Function
SPt = ปรมิ าณน้าทไ่ี หลลน้ จากอ่างเกบ็ น้า
ในช่วงเวลา t (ลบ.ม.) ดงั แสดงในรปู ท่ี 1

Ot = ปรมิ าณน้าทส่ี ง่ ออกจากอา่ งเกบ็ น้า VFCt = Volume of Flood Control Reserve
ในช่วงเวลา t (ลบ.ม.) ในเดอื น t

t = ชว่ งเวลาทพ่ี จิ ารณา เช่น วนั เดอื น เม่ือสามารถหา f NRIt  ได้แล้ว ค่าของ VFCt
หรอื ปี
สาหรบั การกาหนดค่าความเส่ยี งใดๆ สามารถหาได้
4.2 การพัฒนาโค้งปฏิบัติการอ่างเก็บน้ าด้วยวิธี จาก รปู ท่ี 1 หรอื จากสมการดงั น้ี
Probability Based Rule Curves
PNRIt  VFCt   Risk (3)
ด้วยความไม่แน่นอนของปริมาณน้าท่ีไหลใน
แม่น้าและความตอ้ งการใชน้ ้าของมนุษย์ จาเป็นใหต้ อ้ ง จากนนั้ Upper Rule Curves สามารถหาไดจ้ ากสมการ
มีการเก็บกักน้าไว้ในอ่างเก็บน้า เพ่ือใช้ในขณะ ดงั น้ี
ชว่ งเวลาทค่ี วามต้องการมากกว่าปรมิ าณน้าในแมน่ ้าท่ี
ไหลมาตามธรรมชาติ และในทางกลบั กนั ในช่วงเวลาท่ี VURCt  VNPt VFCt (4)
ปรมิ าณน้าในแมน่ ้าไหลมามากเกนิ ความความตอ้ งการ
ใช้ก็สามารถนาไปเก็บกกั ไว้ในอ่างเก็บน้าได้เพ่ือลด เ ม่ื อ VURCt = Reservoir Upper Rule Curve
ความสูญเสยี จากปญั หาอุทกภยั ทางด้านท้ายน้าของ Volume ในเดอื น t
อ่างเกบ็ น้าได้ ดงั นนั้ อ่างเกบ็ น้าจงึ จาเป็นตอ้ งมแี นวทาง
ใ น ก า ร ใ ช้ก า ร บ ริห า ร จัด ก า ร น้ า ใ น อ่ า ง เ ก็บ น้ า ใ ห้มี VNPt = ปรมิ าตรเกบ็ กกั ปกตใิ นเดอื น t
ประสทิ ธภิ าพสงู สดุ ทงั้ ในฤดฝู นและฤดแู ลง้

4.2.1 การพฒั นา Upper Rule Curves รู ป ท่ี 1 Probability Distribution ข อ ง NRIt แ ล ะ
Upper Rule Curves เ ป็ น ร ะ ดับ น้ า ห รือ การกาหนด VFCt

ปริมาณน้าในอ่างเกบ็ น้าท่ีมากท่ีสุดท่ีจะทาให้ความ
เ ส่ีย ง ต่ อ ก า ร ท่ีอ่ า ง เ ก็บ น้ า มีป ริม า ต ร ไ ม่ พ อ ท่ีจ ะ รับ
น้านองอยู่ในเกณฑท์ ย่ี อมรบั ได้ ระดบั น้าหรอื ปรมิ าณ
น้าในอ่างเกบ็ น้าท่มี ากท่สี ุดน้ี จะเปล่ยี นแปลงไปตาม
เวลา (เดือน) ระดับน้าระหว่าง Upper Rule Curves

30

4.2.2 การพฒั นา Lower Rule Curves เม่ือสามารถหา f D NRI t  ได้แล้ว ค่าของ
Lower Rule Curves เป็ นระดับน้ าหรือ  it 

ปรมิ าณน้าในอ่างเก็บน้าท่คี วรรกั ษาไว้เพ่อื หลกี เล่ยี ง VBUFt สาหรับการกาหนดค่าความเส่ียงใดๆ
ความเสย่ี งต่อการขาดแคลนน้าในอนาคต หรอื ความ
เ ส่ีย ง ต่ อ ก า ร ข า ด แ ค ล น น้ า ใ น อ น า ค ต อ ยู่ใ น เ ก ณ ฑ์ท่ี สามารถหาไดจ้ ากรปู ท่ี 2 หรอื สมการดงั น้ี
ยอมรบั ได้ ในการสรา้ ง Lower Rule Curves จะต้องมี
การกาหนดช่วงฤดูแล้งและฤดูฝนอย่างชัดเจนโดย PD NRI t  VBUFt   Risk (5)
กาหนดให้ฤดูแลง้ คอื ช่วงเวลาท่ี NRIt น้อยกว่าหรอื  it 
เท่ากบั ศูนย์ และฤดูฝนคอื ช่วงท่ี NRIt มากกว่าศนู ย์
ซ่งึ การกาหนดฤดูแล้งน้ีหมายถึงช่วงเวลาท่ีเกดิ การ ซ่งึ ค่า VBUFt ท่ไี ด้จากการกาหนดค่าความเส่ยี งก็
ขาดน้า และฤดูฝนหมายถึงช่วงเวลาท่มี ีน้ามากเกิน คอื Lower Rule Curves
ความจาเป็น ซ่งึ หลงั จากการกาหนดช่วงฤดูแลง้ และ
ฤ ดู ฝ น แ ล้ ว ก็จ ะ ส า ม า ร ถ ห า ค่ า ป ริ ม า ต ร ส ะ ส ม ข อ ง 4.2.3 ก า ร วิ เ ค ร า ะ ห์ ค ว า ม ถี่ (Frequency
NRIt ในชว่ งฤดแู ลง้ ได้ (ทองเปลว, ม.ป.ป.) Analysis)

D รูปแบบการกระจายตวั ท่นี ามาใช้ในการ
วเิ คราะหค์ วามถ่นี ้ีเกย่ี วขอ้ งกบั รูปแบบการกระจายตวั
 NRIt = ค่าสะสมของ NRIt สาหรบั ฤดแู ลง้ ซง่ึ มี ท่ี เ รี ย ก ว่ า Extreme Value Type I (Gumbel)
Distribution ส ม ก า ร Probability Density Function
it (PDF) แสดงดงั สมการ (Chow et al, 1988:372-373)

ฟงั ค์ชนั่ f D NRI t  เป็นฟงั ค์ชัน่ แจกแจงความ f x  1 exp  x u  x u 
 it    
  exp  (6)
น่ า จ ะ เ ป็ น (Probability Distribution Function)

ดงั แสดงในรปู ท่ี 2 โดยอยใู่ นชว่ ง    x  

D โดยท่ี   6sx , u  x  0.5772

รูปท่ี 2 การแจกแจงความน่าจะเป็นของ  NRIt 
it
5. ผลการศึกษา
และการกาหนดค่าของ VBUFt
5.1 สภาพทางอุทกวทิ ยา
D = เดอื นทส่ี น้ิ สดุ ฤดแู ลง้ คลองหาดสม้ แป้นเป็นลาน้าทจ่ี ดั ว่ามขี นาดเลก็

VBUFt = ปรมิ าตรของน้าสว่ นสารองในเดอื น t มที ศิ ทางการไหลไปทางทศิ ตะวนั ตกเฉียงเหนือ แลว้ ไป
ทางทิศตะวนั ตกโดยประมาณ ไหลผ่านอาเภอเมือง
ระนองไปลงคลองระนอง รวมความยาวทงั้ สน้ิ ประมาณ
19 กโิ ลเมตร สภาพลาน้าบรเิ วณท่ีตงั้ หวั งานมคี วาม
กว้างประมาณ 15 เมตร ลกึ ประมาณ 2 เมตร มพี น้ื ท่ี
รับน้าลงอ่างฯ วัดจากแผนท่ีมาตราส่วน 1:50,000
ประมาณ 18 ตร.กม. มีน้าไหลตลอดปี ดังแสดงใน
รปู ท่ี 3

31

รปู ท่ี 3 พน้ื ทร่ี บั น้าของอา่ งเกบ็ น้าคลองหาดสม้ แป้น 5.3 สภาพน้าฝน (Rainfall)
ฝ น ท่ีต ก ใ น บ ริเ ว ณ พ้ืน ท่ีรับ น้ า ข อ ง โ ค ร ง ก า ร
5.2 สภาพน้าทา่ (Runoff)
เน่ืองจากพ้นื ท่รี บั น้าของอ่างเกบ็ น้าคลองหาด ส่วนใหญ่เป็ นฝนเน่ืองจากอิทธิพลของลมมรสุม
ตะวนั ตกเฉียงใต้ มีฤดูฝนประมาณ 8 เดือน โดยเริ่ม
ส้มแป้ นเป็นพ้ืนท่ีลุ่มน้าขนาดเล็ก จึงไม่มีสถานีวัด ตงั้ แต่เดอื นเมษายน ถงึ เดอื นพฤศจกิ ายน ช่วงทฝ่ี นตก
น้าท่า ส่งผลให้ไม่มีขอ้ มูลน้าท่าประกอบในรายงาน ชุกทส่ี ุดอย่ปู ระมาณเดอื นพฤษภาคม ถงึ เดอื นตุลาคม
ศึกษาความเหมาะสมโครงการ (กรมชลประทาน, ซ่งึ มีเดอื นมถิ ุนายน เป็นเดอื นท่มี ีฝนตกชุกมากท่สี ุด
2537) ต่อมามกี ารตงั้ สถานีวดั น้าท่า ซง่ึ อย่ทู า้ ยน้าใกล้ และเดอื นมกราคมเป็นเดอื นทม่ี ฝี นตกน้อยทส่ี ดุ สถานี
บรเิ วณหวั งานโครงการอ่างเกบ็ น้าคลองหาดสม้ แป้น ตรวจวดั น้าฝนทอ่ี ย่ใู กล้โครงการอ่างเกบ็ น้าคลองหาด
คอื สถานี x204 ทาใหม้ ขี อ้ มูลปี ค.ศ.2003 - ค.ศ.2009 ส้มแป้ นคือ สถานีระนอง จังหวัดระนอง ของกรม
ดังแสดงใน รูปท่ี 4 ซ่ึงในการศึกษาและพัฒนา อุตุนิยมวิทยา ซ่ึงอยู่ห่างจากโครงการอ่างเก็บน้าฯ
Operation Rule Curve น้ี ได้ใช้ข้อมูลปริมาณน้าท่า ประมาณ 8 กม. ข้อมูลปริมาณน้าฝนรายเดือนของ
รายเดือน ปี ค.ศ.2004 - ค.ศ.2009 ของสถานี x204 สถานีระนอง จงั หวดั ระนอง (532201) ดงั แสดงใน รูป
ดงั กล่าว ในการวเิ คราะห์สมดุลน้าในอ่างเกบ็ น้าคลอง ท่ี 5 ซ่งึ การศึกษาและพฒั นา Operation Rule Curve
หาดสม้ แป้น ในครงั้ น้ี ใช้ข้อมูลปริมาณน้าฝนรายเดือนของสถานี
ระนอง จงั หวดั ระนอง (532201 ตัง้ แต่ปี ค.ศ.2004 -
2009) ในการประเมินปริมาณน้าฝนเข้าอ่างเก็บน้า
คลองหาดสม้ แป้น

ฝนรายเดอื นเฉลยี่ (มม.)

น้าท่า (MCM) 800.0 ฝนเฉลย่ี (มม.)
ปริมาณฝน (มม.) 700.0
600.0
500.0
400.0
300.0
200.0
100.0

0.0
เม.ย. พ.ค. ม.ิ ย. ก.ค. ส.ค. ก.ย. ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ. ม.ี ค.
เวลา (เดอื น)

ปรมิ าณน้าท่ารายเดอื นเฉลย่ี (MCM) สถานี x204 รูปท่ี 5 ปริมาณฝนรายเดือนเฉล่ียท่ีสถานีระนอง
จงั หวดั ระนอง (532201) (ขอ้ มลู ปี คศ.2004-2009)
25.00

20.00

15.00 5.4 การระเหย (Evaporation)
อตั ราการระเหยทค่ี าดว่าจะเกดิ ขน้ึ ในบรเิ วณอา่ ง
ave
เกบ็ น้าคลองหาดสม้ แป้น ยงั ไม่เคยมกี ารตรวจสอบมา
10.00
84ก่อน (กรมชลประทาน, 2537) แต่เน่ืองจากจาเป็นตอ้ ง
5.00
ใช้ค่าการระเหยในการวเิ คราะห์สมดุลของน้าในอ่าง
0.00 เก็บน้า (Water Balance Study) ดังนัน้ ในการศึกษา
เม.ย. พ.ค. ม.ิ ย. ก.ค. ส.ค. ก.ย. ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ. ม.ี ค. และพฒั นา Operation Rule Curve ในครงั้ น้จี งึ ใชอ้ ตั ร7า8
การระเหยท่กี รมอุตุนิยมวิทยาได้ตรวจวดั ไว้ ท่สี ถานี
เวลา (เดอื น) ระนอง จังหวัดระนอง (532201) ใช้ข้อมูลระหว่างป7ี8

รปู ท่ี 4 ปรมิ าณน้าท่ารายเดอื นเฉลย่ี ของสถานี x204
(ขอ้ มลู ปี คศ.2003-2009)

32

ค.ศ. 2004 - 2009 มาใช้ในการประเมินปริมาณน้า 5.7 การปล่อยน้าเพอื่ รกั ษาสภาพลาน้า
ระเหยจากอ่างเกบ็ น้าคลองหาดสม้ แป้น ขอ้ มลู ปรมิ าณ ปรมิ าณการปล่อยน้าจากอ่างเกบ็ น้าเพ่อื รกั ษา
น้าระเหยของสถานีระนอง จงั หวดั ระนอง (532201) ดงั
แสดงใน รปู ท่ี 6 สภาพลาน้า การปล่อยน้าจากอ่างเกบ็ น้านอกจากเป็น
การปล่อยเพ่อื สง่ น้าดบิ เพ่อื ผลติ น้าประปาแล้ว ยงั ตอ้ ง
160.0 ปรมิ าณการระเหยรายเดอื นเฉลย่ี (มม.) มนี ้าอกี สว่ นหน่ึงทป่ี ล่อยลงส่ทู า้ ยน้าเพอ่ื เลย้ี งลาน้าใหม้ ี
140.0 การระเหยเฉลย่ี น้าในลาน้าตลอดเวลา ในลักษณะท่ีไม่น้อยไปกว่า
120.0ปริมาณการระเหย (มม.) สภาพการไหลเดิมทเ่ี คยเป็นอยู่ก่อนการสร้างอ่างเกบ็
100.0 เม.ย. น้าเพ่อื รกั ษาสภาพของลาน้า และไม่ปล่อยมากกว่า
พ.ค. ความสามารถในการปล่อยน้าของ Outlet Structure
80.0 มิ.ย. ขนาด 0.80 ม. จานวน 1 ทอ่
60.0 ก.ค.
40.0 ส.ค. ดงั นัน้ เม่อื พิจารณาขอ้ มูลน้าท่ารายเดอื นเฉล่ยี
20.0 ก.ย. ของเดอื นทม่ี ปี รมิ าณน้าน้อยทส่ี ดุ พบว่า เดอื นเมษายน
ต.ค. เป็นเดอื นท่มี ปี รมิ าณน้าท่าเฉลย่ี รายเดอื นน้อยท่สี ดุ ใน
0.0 พ.ย. รอบปี ซง่ึ มปี รมิ าณน้าทา่ รายเดอื นเฉลย่ี ประมาณ 1.76
ธ.ค. ล้าน ลบ.ม. หรือเท่ากับ 0.68 ลบ.ม./วินาที ดังนัน้
ม.ค.
ก.พ. 85เพ่ือให้สะดวกในการคานวณและเหมาะสมกับการ
มี.ค.
ปฏบิ ตั ิ การศึกษาและพฒั นา Operation Rule Curve
เวลา (เดอื น) ใอน่าคงรเกงั้ นบ็ ้ีนจ้างึ ใเชพค้่อื า่ รปกั รษมิ าาสณภนา้าพทลน่ี า้อนย้าทเส่ีทดุ ่าทกต่ีบั อ้ ง1ป.8ล1อ่ 4ยลจ้าานก78
ลบ.ม.หสราอื หเทรับ่ากใบนั ส0่ว.7น0ขลอบง.ปมร./ิมวนิาณาทกี ใานรกปาลร่อวเยิ คนร้าาะมหา์ก78
รปู ท่ี 6 ปรมิ าณน้าระเหยรายเดอื นเฉลย่ี ทส่ี ถานีระนอง ทส่ี ดุ ทไ่ี ม่เกนิ ความสามารถในการปล่อยน้าของ Outlet
จงั หวดั ระนอง (532201) (ขอ้ มลู ปี คศ.2004-2009) Structure จา กข้อมูลท่ีไ ด้จ า กโ ครง กา รฯ พ บ ว่ า
ความสามารถในการปล่อยน้าของ Outlet Structure
5.5 การซมึ (Infiltration) เท่ า กับ 4.24 ล บ . ม . / วิน า ที ท่ี ร ะ ดับ น้ า สูง สุ ด
อตั ราการรวั่ ซมึ ทค่ี าดว่าจะเกดิ ขน้ึ ในอ่างเกบ็ น้า (174.00 ม.รทก.) การวเิ คราะหพ์ บว่าหากระดบั น้าอยู่
กง่ึ กลางระหว่างระดบั น้าเกบ็ กกั ปกติ (172.50 ม.รทก.)
คลองหาดส้มแป้น ยงั ไม่เคยมกี ารตรวจสอบมาก่อน กับ ระดับน้าต่าสุด (150.50 ม.รทก.) คือท่ีระดับ
(กรมชลประทาน, 2537: หน้า 26) แต่เน่ืองจาก 161.50 ม.ทรก. พบว่าอตั ราการระบายน้าเท่ากบั 3.69
จาเป็นตอ้ งใชค้ ่าการรวั่ ซมึ ในการวเิ คราะหส์ มดลุ ของน้า ลบ.ม./วนิ าที ซง่ึ อตั ราการปล่อยน้าดบิ เพ่อื การประปา
ใ น อ่ า ง เ ก็บ น้ า (Water Balance Study) ดัง นั้น ใ น เท่ากบั 0.20 ลบ.ม./วนิ าที ตามทก่ี ล่าวไปแลว้ ดงั นัน้
การศกึ ษาและพฒั นา Operation Rule Curve ในครงั้ น้ี ปริมาณน้ามากทส่ี ุดทป่ี ล่อยได้เพ่อื รกั ษาสภาพลาน้า
จึงใช้อัตราการรวั่ ซมึ 2.50 มม./วนั ตามท่เี คยถูกใช้ ผ่าน Outlet Structure เท่ากบั 3.49 ลบ.ม./วนิ าที และ
ใน ร า ย ง า น ศึก ษ า ค ว าม เห ม า ะ สม โ ค ร ง ก า ร เพอ่ื ความสะดวกและเหมาะสมในทางปฏบิ ตั ิ การศกึ ษา
(กรมชลประทาน, 2537) แ ล ะ พั ฒ น า Operation Rule Curve ใ น ค รั้ง น้ี
จึงกาหนดให้อตั ราการปล่อยน้ามากท่ีสุดเพ่ือรกั ษา
5.6 ปรมิ าณน้าดบิ เพอื่ ผลติ น้าประปา
วตั ถุประสงคห์ ลกั ของโครงการอ่างเกบ็ น้าคลอง

หาดสม้ แป้นเพ่ือส่งน้าดบิ ให้การประปาส่วนภูมิภาค
จงั หวดั ระนอง โดยในขนั้ ตอนศกึ ษาความเหมาะสมของ
โครงการเม่ือปี 2537 (กรมชลประทาน, 2537)ได้
ประมาณคา่ ไวท้ ่ี 1,200,000 ลบ.ม./เดอื น แต่จากขอ้ มูล
ความตอ้ งการในปจั จุบนั พบว่าการประปาสว่ นภมู ภิ าค
จงั หวดั ระนองมคี วามต้องการใชน้ ้าดบิ เพ่อื ผลติ ประปา
ประมาณ 500,000 ลบ.ม./เดือน ซ่ึงการศึกษาและ
พัฒนา Operation Rule Curve ในครั้งน้ี จึงใช้ค่า
500,000 ลบ.ม./เดอื น หรอื เท่ากบั 0.20 ลบ.ม./วนิ าที
ในการวเิ คราะห์

33

สภาพลาน้าเทา่ กบั 3.00 ลบ.ม./วนิ าที (ซง่ึ ไม่เกนิ 3.49 ปริมาณน้าในอ่าง (MCM)การวิเคราะห์ URC และ LRC แบบใช้ค่าเฉล่ยี
ลบ.ม./วนิ าท)ี หรอื เทยี บเท่ากบั ปรมิ าณน้า 7.776 ลา้ น NRI ทก่ี ล่าวไปนนั้ หากนาไปใชง้ านกเ็ ปรยี บเสมอื นกบั
ลบ.ม./เดอื น ว่าถ้าควบคุมปริมาณน้าในอ่างเก็บน้าให้อยู่บนเส้น
URC แล้ว กจ็ ะมโี อกาสเสย่ี งราว 50% ท่นี ้าจะลน้ อ่าง
5.8 ผลการศึกษาสมดุลของน้ า (Water Balance เกบ็ น้าผา่ นทางระบายน้าลน้ (Spillway) ในฤดูฝน และ
Study) โดยการจาลองสภาพน้ าใ นอ่างเก็บน้ า หากควบคมุ ปรมิ าณน้าในอา่ งเกบ็ น้าใหอ้ ยบู่ นเสน้ LRC
(Reservoir Simulation) แล้ว ก็จะมีโอกาสเส่ียงราว 50% ท่ีจะเกิดการขาด
แคลนน้าในฤดูแล้ง เพราะสาเหตุจากการใช้ค่าเฉล่ยี
ผลการศกึ ษาสมดุลของน้าในอ่างเกบ็ น้า (Water NRI ในการพฒั นา URC และ LRC
Balance Study) พ บ ว่ า ค่ า NRI (Net Reservoir
Inflow) มคี า่ เฉลย่ี เป็นบวกในเดอื นพฤษภาคม ถงึ เดอื น Average Rule Curve
พฤศจกิ ายน และเดอื นมกราคม สว่ นค่าเฉลย่ี NRI ทม่ี ี
ค่าเป็นลบไดแ้ กเ่ ดอื นธนั วาคม และเดอื นกุมภาพนั ธถ์ งึ 12
เดอื นเมษายน เดอื นทม่ี คี า่ เฉลย่ี NRI เป็นบวกจะนามา
พจิ ารณาในส่วนท่เี ป็น Upper Rule Curve (URC) ใน 10
ส่วนท่ีค่าเฉล่ีย NRI เป็นลบนามาพิจารณาในส่วนท่ี
เป็น Lower Rule Curve (LRC) 8

5.9 โคง้ ปฏบิ ตั กิ ารของอา่ งเกบ็ น้า 6 URC
ผลการวิเคราะห์ Upper Rule Curve (URC) 4 LRC

และ Lower Rule Curve (LRC) แบบใช้ค่าเฉล่ีย NRI 2
แสดงดงั รปู ท่ี 7 ซง่ึ ผลการวเิ คราะห์ URC เผยใหเ้ หน็ วา่
ค่าปรมิ าณน้าในอ่างเกบ็ น้าสูงทส่ี ุดทค่ี วรเกบ็ กกั ไวใ้ น 0
ตน้ เดอื นสงิ หาคมเพ่อื เตรยี มพรอ้ มรบั กบั ปรมิ าณน้าเขา้ เม.ย. พ.ค. ม.ิ ย. ก.ค. ส.ค. ก.ย. ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ. ม.ี ค.
อ่างเก็บน้าในฤดูฝนคือไม่ควรเกิน 1.81 ล้าน ลบ.ม.
โดยเร่ิมลดปริมาณน้าในอ่างเก็บน้าตัง้ แต่ต้นเดือน -2
พฤษภาคม ใหไ้ ม่ควรเกนิ 8.88 ลา้ น ลบ.ม. และเม่อื เวลา (เดอื น)
ผ่านพ้นเดือนสงิ หาคมไปแล้วสามารถยอมให้ทาการ
เ ก็บ กัก น้ า ไ ว้ ใ น อ่ า ง เ ก็ บ น้ า ไ ด้ ม า ก ข้ึน ต า ม ล า ดับ รปู ท่ี 7 Operation Rule Curve แบบคา่ เฉลย่ี NRI
รายละเอยี ดของ URC ดงั แสดงในรปู ท่ี 7
ในสภาวะเหตุการณ์จรงิ ปรมิ าณน้าเขา้ และออก
ผลการวเิ คราะห์ Lower Rule Curve เผยใหเ้ หน็ จากอ่างเกบ็ น้าไม่ไดม้ คี า่ คงทห่ี รอื เป็นไปแบบขอ้ มลู ใน
ว่า เพ่ือให้มีน้าเก็บไว้ในอ่างเก็บน้าเพ่ือใช้ให้พอใน อดตี ทเ่ี คยเกดิ ขน้ึ ตามทไ่ี ดน้ ามาใชใ้ นการศกึ ษาพฒั นา
ตลอดฤดูแลง้ จาเป็นต้องเกบ็ กกั น้าใหม้ ปี รมิ าณน้าใน Operation Rule Curve ในครงั้ น้ี หากแต่เกย่ี วขอ้ งกบั
อ่างเกบ็ น้าในต้นเดอื นธนั วาคม ไม่น้อยกว่า 3.45 ลา้ น ความน่าจะเป็นหรือการบริหารความเสย่ี งในสภาวะ
ลบ.ม. และสามารถลดการเกบ็ ลงไดต้ ามลาดบั โดยให้ ต่างๆด้วย ดังนั้น Probability Based Rule Curves
ปลายฤดูแลง้ ซง่ึ หมายถงึ ต้นเดอื นเมษายน ไม่ควรมนี ้า จงึ ถูกพฒั นาขน้ึ เพ่อื ตอบสนองการบรหิ ารจดั การอ่าง
ในอ่างเกบ็ น้าน้อยกว่า 1.14 ลา้ น ลบ.ม. รายละเอยี ด เก็บ น้ า โ ดย ห ลักก า ร บ ริห า ร ค ว า ม เส่ีย ง (Risk
ของ LRC ดงั แสดงในรปู ท่ี 7 Management) ก า ร พัฒ น า URC แ ล ะ LRC แ บ บ
Probability Based จึงถูกพฒั นาขน้ึ จากการวเิ คราะห์
ความถ่ี (Frequency Analysis) ของค่า NRI ท่ีระดับ
ความเสย่ี งต่างๆได้แก่ ความเสย่ี งท่ี 5%, 10%, 20%,
30% และ 40% ผลการพัฒนา Probability Based
Upper Rule Curve ทค่ี วามเสย่ี งระดบั ต่างๆ ดงั แสดง
ในรปู ท่ี 8

ผลการวเิ คราะห์ URC เผยใหเ้ หน็ ว่า ค่าปรมิ าณ
น้าในอ่างเก็บน้าสูงท่ีสุดท่ีควรเก็บกักไว้ในต้นเดือน
สงิ หาคมเพ่อื เตรยี มพรอ้ มรบั กบั ปรมิ าณน้าเขา้ อ่างเกบ็

34

น้ าในฤดูฝนคือไม่ควรเกิน (-15.34) ล้าน ลบ.ม. Probability Based Rule Curve
ท่คี วามเส่ยี ง 5% โดยเรมิ่ ลดปรมิ าณน้าในอ่างเกบ็ น้า
ตัง้ แต่ต้นเดือนพฤษภาคม ให้ไม่ควรเกิน (-2.22) 12.00
ล้าน ลบ.ม. ท่คี วามเส่ยี ง 5% และเม่ือผ่านพ้นเดือน
สงิ หาคมไปแลว้ สามารถยอมให้ทาการเกบ็ กกั น้าไวใ้ น ปริมาณน้าในอ่าง (MCM) 10.00 5%URC
อ่างเกบ็ น้าไดม้ ากขน้ึ ตามลาดบั อย่างไรกต็ ามจะเหน็ 8.00 10%URC
ไดว้ า่ การบรหิ ารจดั การน้าในอา่ งเกบ็ น้าใหม้ ปี รมิ าณน้า 6.00 20%URC
(-15.34) ล้าน ลบ.ม. ท่ีความเส่ยี ง 5% เป็นไปไม่ได้ 4.00 30%URC
ในทางปฏบิ ตั เิ พราะมคี ่าต่ากว่าปรมิ าณน้าเกบ็ กกั ต่าสุด 2.00 40%URC
ของอ่างเกบ็ น้า (Dead Storage) สะทอ้ นใหเ้ หน็ ว่าดว้ ย 5%LRC
ขอ้ มูลทใ่ี ช้ในการศกึ ษาในครงั้ น้ี การบรหิ ารจดั การน้า 10%LRC
ในฤดฝู นเพ่อื ใหม้ คี วามเสย่ี งท่ี 5% ทน่ี ้ามโี อกาสลน้ ทาง 20%LRC
ระบายน้าลน้ นัน้ เป็นไปไม่ไดส้ าหรบั อ่างเกบ็ น้าแห่งน้ี 30%LRC
เน่ืองจากผลการศกึ ษาขอ้ มลู ปรมิ าณน้าท่าเขา้ อ่างเกบ็ 40%LRC
น้าพบว่ามีปรมิ าณสูงมาก คือมีน้าท่าเฉล่ียประมาณ
21.90 ลา้ น ลบ.ม. ทส่ี ถานี x204 (คดิ เป็นน้าท่าเขา้ อ่าง 0.00
เกบ็ น้าประมาณ 17.08 ล้าน ลบ.ม.)ในเดอื นสงิ หาคม เม.ย. พ.ค. ม.ิ ย. ก.ค. ส.ค. ก.ย. ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ. ม.ี ค.
และเคยมนี ้าทา่ เขา้ สงู สดุ ทป่ี ระมาณ 34.20 ลา้ น ลบ.ม. เวลา (เดอื น)
ท่สี ถานี x204 (คิดเป็นน้าท่าเขา้ อ่างเก็บน้าประมาณ
26.68 ลา้ น ลบ.ม.) ในเดอื นสงิ หาคม ปี 2004 ในขณะ รปู ท่ี 8 Probability Based Rule Curve
ท่ปี ริมาณน้าเกบ็ กกั สูงสุดของอ่างเก็บน้ามีค่าเท่ากบั ของอา่ งเกบ็ น้า
10 ลา้ น ลบ.ม. เท่านนั้ รายละเอยี ดของ URC ทค่ี วาม
เสย่ี งระดบั ต่างๆ ดงั แสดงในรปู ท่ี 8 6. สรปุ

อย่างไรก็ตาม สามารถนา Probability Based ผลการศกึ ษาและพฒั นาโคง้ ปฏบิ ตั ิการของอ่างเกบ็
Upper Rule Curve มาประยกุ ตใ์ ชใ้ นการบรหิ ารจดั การ น้า (Reservoir Operation Rule Curve) พบวา่ กรณีใช้
น้าในฤดูน้าหลากได้ โดยจะทาใหผ้ บู้ รหิ ารจดั น้าในอ่าง คา่ เฉลย่ี NRI (Net Reservoir Inflow) เพ่อื วเิ คราะหห์ า
เกบ็ น้าทราบสภาพความเสย่ี งทน่ี ้าจะลน้ อ่างเกบ็ น้าเม่อื URC (Upper Rule Curve) ปรมิ าณน้าในอา่ งเกบ็ น้าสงู
ทราบปรมิ าณน้าในอา่ งเกบ็ น้าในเดอื นต่างๆ ท่ีสุดท่ีควรเก็บกักไว้ใ นต้นเดือนสิงหาคมเพ่ือ
เตรยี มพรอ้ มรบั กบั ปรมิ าณน้าเขา้ อ่างเกบ็ น้าในฤดูฝน
ผลการศึกษาและพัฒนา Probability Based คอื ไม่ควรเกนิ 1.81 ลา้ น ลบ.ม. โดยเรม่ิ ลดปรมิ าณน้า
Rule Curve สาหรบั การบรหิ ารจดั การน้าในอ่างเกบ็ น้า ในอ่างเกบ็ น้าตงั้ แต่ตน้ เดอื นพฤษภาคม ใหไ้ ม่ควรเกนิ
คลองหาดส้มแป้ น ดังแสดงในรูปท่ี 8 สามารถเป็น 8.88 ลา้ น ลบ.ม. และเมอ่ื ผ่านพน้ เดอื นสงิ หาคมไปแลว้
เคร่อื งมอื หน่ึงทช่ี ่วยใหผ้ ูท้ ม่ี หี น้าท่บี รหิ ารจดั การน้าใน สามารถยอมให้ทาการเก็บกกั น้าไว้ในอ่างเก็บน้าได้
อ่างเกบ็ น้า สามารถรบั รแู้ ละประเมนิ สภาวะความเสย่ี ง มากข้นึ ตามลาดบั ในส่วนการวเิ คราะห์เพ่อื หา LRC
เม่อื ทราบปรมิ าณน้าในอ่างเกบ็ น้าในแต่ละเดอื นและใช้ (Lower Rule Curve) พบว่าเพ่อื ให้มนี ้าเกบ็ ไว้ในอ่าง
เป็นแนวทางในการบรหิ ารจดั การน้าในอ่างเกบ็ น้าทงั้ เกบ็ น้าเพอ่ื ใชใ้ หพ้ อในตลอดฤดแู ลง้ จาเป็นตอ้ งเกบ็ กกั
ในฤดนู ้าหลากและฤดแู ลง้ ได้ น้าให้มปี รมิ าณน้าในอ่างเก็บน้าในต้นเดอื นธนั วาคม
ไม่น้อยกว่า 3.45 ลา้ น ลบ.ม. และสามารถลดการเกบ็
ลงได้ตามลาดบั โดยให้ปลายฤดูแล้งซ่ึงหมายถึงต้น
เดอื นเมษายน ไม่ควรมนี ้าในอา่ งเกบ็ น้าน้อยกว่า 1.14
ลา้ น ลบ.ม.

ผ ล ก า ร ศึ ก ษ า แ ล ะ พัฒ น า โ ค้ ง ป ฏิ บัติ ก า ร ข อ ง
อ่างเก็บน้า (Reservoir Operation Rule Curve) แบบ
Probability Based Rule Curve โดยมีความเส่ยี งน้า
ลน้ อา่ งเกบ็ น้าทาง Spillway ในฤดนู ้าหลากและมคี วาม
เสย่ี งต่อการขาดแคลนน้าในฤดแู ลง้ ทร่ี ะดบั ความเสย่ี ง
5%, 10%, 20%, 30% และ 40% พบว่า การบริหาร
จดั การน้าในอ่างเก็บน้าในฤดูน้าหลากท่รี ะดบั ความ

35

เสย่ี ง 5% นัน้ เป็นไปได้ยากเน่ืองจากผลการวเิ คราะห์ 7. กิตติกรรมประกาศ
แสดงใหเ้ หน็ ว่า เสน้ URC ในฤดนู ้าหลากสว่ นมากมคี ่า
อ ยู่ ต่ า ก ว่ า Dead Storage ข อ ง อ่ า ง เ ก็บ น้ า ซ่ึง คณะศึกษา ขอขอบพระคุณ นายศุภชัย รุ่งศรี
หมายความว่า ถ้าต้องการบรหิ ารจดั การน้าในฤดูน้า ผูอ้ านวยการสานักวจิ ยั และพฒั นา ท่สี นับสนุนและให้
หลากโดยให้มคี วามเสย่ี งเพียง 5% ท่จี ะมนี ้าล้นอ่าง โ อ ก า ส ค ณ ะ วิ จัย ใ น ก า ร ท า ก า ร ศึ ก ษ า โ ค ร ง ก า ร น้ี
เกบ็ น้า ตอ้ งลดปรมิ าณน้าในอ่างเกบ็ น้าใหเ้ หลอื ต่ากว่า ข อ ข อ บ พ ระ คุ ณ น า ย พิสิษ ฐ์ ว ง ศ์ฟู เ ฟ่ื อ ง ข จ ร
Dead Storage ซง่ึ เป็นไปไม่ไดใ้ นทางปฏบิ ตั ิ ในขณะท่ี ผู้เช่ียวชาญด้านวิศวกรรมชลประทาน (ด้านบริหาร
การบรหิ ารจดั การน้าในอ่างเกบ็ น้าในฤดูน้าหลากโดย จดั การน้า) ท่ีสนับสนุนให้โอกาสและคาแนะนาอนั มี
ยอมใหม้ คี วามเสยี งสงู ขน้ึ ไดแ้ ก่ 10%, 20%, 30% และ คุณค่ายง่ิ ขอขอบพระคุณ นายสุวฒั น์ พาหุสุวณั โณ
40% นั้น มีความเป็ นไปได้มากข้ึนในทางปฏิบัติ ผู้อานวยการกลุ่มวจิ ยั และพฒั นาด้านวศิ วกรรม ท่ใี ห้
ตามลาดบั โดยหากบรหิ ารจดั การอ่างเกบ็ น้าในฤดนู ้า โอกาสและสนับสนุนเป็นอย่างดีตลอดระยะเวลาของ
หลากทค่ี วามเสย่ี ง 40% พบว่าสามารถปฏบิ ตั ไิ ดใ้ นทุก การศกึ ษา ขอขอบคุณโครงการชลประทานระนอง ท่ี
เดอื นช่วงฤดนู ้าหลากโดยมเี ดอื นทต่ี อ้ งพร่องน้าในอ่าง สนับสนุนดา้ นขอ้ มูลและประสานงานเป็นอย่างดี และท่ี
เกบ็ น้าให้มากท่สี ุดคือเดือนสงิ หาคมโดยมนี ้าในอ่าง ไม่กล่าวถึงไม่ได้ ต้องขอขอบคุณนายเมธาฤทธิ์
เกบ็ น้าไม่ควรเกนิ 1.13 ลา้ น ลบ.ม. อย่างไรกต็ ามการ แนมสยั ท่ไี ด้แนะนาเทคนิควธิ กี ารจดั การอ่างเกบ็ น้า
น า Upper Probability Based Rule Curve น้ี ไ ป ใ ช้ และหารือประเด็นวิชาการตลอดระยะเวลาของ
บริหารจัดการน้าในอ่างเก็บน้านัน้ ไม่จาเป็นต้อง การศกึ ษาซง่ึ เป็นประโยชน์ต่อการศกึ ษาน้ีเป็นอย่างยง่ิ
บรหิ ารน้าในอ่างเกบ็ น้าใหอ้ ยู่บนเสน้ ค่าความเสย่ี งค่า ท้ายน้ี ขอขอบคุณผู้เก่ียวข้องทุกท่านท่ีให้การ
ใ ด ค่ า ห น่ึ ง ต ลอ ด เ ว ล า แ ต่ สา ม า ร ถ น า ไป ใ ช้เ พ่ือ เ ป็ น สนับสนุนการศึกษาด้วยดตี ลอดมา โครงการศกึ ษาน้ี
แนวทางในการพร่องน้าในอ่างเก็บน้าในช่วงฤดูน้า จะเกิดข้ึนไม่ได้หากขาดการสนับสนุ นจากกรม
หลากโดยสามารถทราบค่าความเสย่ี งในแต่ละเดอื น ชลประทาน จึงขอขอบพระคุณผู้บริหารระดบั สูงของ
ของชว่ งฤดนู ้าหลากได้ กรมชลประทานทุกท่านมา ณ ทน่ี ้ี

ผลการวิเคราะห์ Lower Probability Based Rule 8. เอกสารอ้างอิง
Curve เพ่ือใช้ในการบริหารจดั การน้าในอ่างเก็บน้า
ในช่วงฤดแู ลง้ นนั้ พบว่าหากต้องการบรหิ ารจดั การน้า กรมชลประทาน. (2537). รายงานวางโครงการ
ในอ่างเก็บน้าท่คี วามเสย่ี งต่อการขาดแคลนน้าในฤดู โครงการอ่างเก็บน้าคลองหาดส้มแป้น อาเภอ
แลง้ ท่ี 5% จะต้องมนี ้าในอ่างเกบ็ น้าในช่วงเรมิ่ ตน้ ของ เมอื ง จงั หวดั ระนอง. (พมิ พด์ ดี ). กรงุ เทพฯ : ฝา่ ย
ฤดแู ลง้ คอื เดอื นธนั วาคม โดยมนี ้าในอ่างเกบ็ น้าไมน่ ้อย วางโครงการ 3 กองวางโครงการ กรมชลประทาน
กว่า 9.76 ล้าน ลบ.ม. และลดปริมาณลงเร่ือยๆ
ตามลาดับจนถึงในช่วงปลายฤดูแล้งคือต้นเดือน กรมชลประทาน . (2541). การศึกษาผลกระทบ
เมษายน ควรมนี ้าในอ่างเกบ็ น้าไม่น้อยกว่า 3.84 ลา้ น สงิ่ แวดล้อมเบ้ืองต้นโครงการอ่างเก็บน้าคลอง
ลบ.ม. ในขณะทห่ี ากยอมใหม้ คี วามเสย่ี งมากขน้ึ ในการ หาดส้มแป้ น อาเภอเมือง จังหวัดระนอง.
ขาดแคลนน้าในฤดูแลง้ กส็ ามารถเลอื กบรหิ ารจดั การ กรงุ เทพฯ : กองวางโครงการ กรมชลประทาน
น้าในอ่างเกบ็ น้าใหเ้ ป็นไปตามเสน้ Lower Probability
Based Rule Curve ทค่ี วามเสย่ี งมากขน้ึ ได้ กรมชลประทาน. (2548). การศึกษาแนวทางพฒั นา
ลุ่มน้าเบ้อื งตน้ (Desk Study) โครงการพฒั นาลุ่ม
น้ าจังหวัดระนอง. ก รุ ง เ ท พ ฯ : ก ลุ่ ม ง า น
วางโครงการ 3 และกลุ่มมาตรฐานวางโครงการ
สานักบริหารโครงการ โครงการชลประทาน

36

ระนอง และสานกั งานเกษตรและสหกรณ์ จงั หวดั 90
ระนอง
กรมชลประทาน. (2552). การศกึ ษาโครงการเบ้อื งต้น 89
(Reconnaissance Study) โครงการแก้ไขและ 89
บรรเทาอุทกภัยในพ้ืนทีอ่ าเภอเมืองจังหวัด 78
ระนอง. ระนอง : กลุ่มพิจารณาโครงการ ส่วน 78
วศิ วกรรมบรหิ าร สานกั ชลประทานท่ี 14
กรมชลประทาน. (2553). โครงการอ่างเก็บน้าคลอง 37
หาดส้มแป้ น. ระนอง : กลุ่มงานก่อสร้าง 2
โครงการก่อสรา้ ง 2 สานกั ชลประทานท่ี 14 กรม
ชลประทาน
ทองเปลว กองจันทร์. ม.ป.ป.. เทคนิคและวิธีการ
จดั การอ่างเกบ็ น้า. กรุงเทพฯ: สถาบนั พฒั นาการ
ชลประทาน กรมชลประทาน
Chow, V.T. (1953). Frequency Analysis of
Hydrologic Data with Special Application to
Rainfall Intensities. Bulletin no.414: University
of Illinois
Chow, V.T., Maidment, D.R. and Mays, L.W.
(1988). Applied Hydrology. International
Edition. Singapore: McGraw-Hill.
Varawoot, V. and Areeya, R. (2003). Development
of Probability Based Rule Curves for a
Reservoir. Kasetsart J. (Nat. Sci) 37: 234-
242

โปรแกรมคำนวณค่ำปริมำณกำรใช้น้ำของของพืชอ้ำงอิง (ETO)
จำกข้อมลู อตุ นุ ิยมวิทยำเกษตร

The Development of Meteorological Data and Reference Crop
Evapotranspiration (ETO) Quick Computation Program (MR Quick)

นฤพล สตี บุตร 1 มณั ฑนา สจุ รติ 2 วราลกั ษณ์ งามสมจติ ร 3
1 กลมุ่ วจิ ยั และพฒั นาดา้ นวศิ วกรรม สานกั วจิ ยั และพฒั นา กรมชลประทาน
เลขท่ี 200 ม.1 ถ.ตวิ านนท์ ต.บางตลาด อ.ปากเกรด็ จ.นนทบุรี 11120
2,3 กลมุ่ งานวจิ ยั การใชน้ ้าชลประทาน สว่ นการใชน้ ้าชลประทาน สานกั บรหิ ารจดั การน้าและอทุ กวทิ ยา

กรมชลประทาน 10306

บทคดั ยอ่

การพฒั นาโปรแกรมคานวณคา่ ปรมิ าณการใชน้ ้าของของพชื อา้ งองิ (ETO) จากขอ้ มลู อุตุนิยมวทิ ยาเกษตร
(MR Quick) มวี ตั ถุประสงค์เพ่อื ช่วยในการคานวณค่า ETO จากวิธกี ารต่าง ๆ จานวน 6 วธิ กี าร คอื Blaney –
Criddle Method, Radiation Method, Hargreaves Method, Modified Penman Method, Pan Evaporation

Method และ Penman – Monteith Method ในบรเิ วณพน้ื ทส่ี ถานที ดลองการใชน้ ้าชลประทานท่ี 1 (แมแ่ ตง) สถานี
ทดลองการใชน้ ้าชลประทานท่ี 2 (พษิ ณุโลก) สถานีทดลองการใชน้ ้าชลประทานท่ี 3 (หว้ ยบา้ นยาง) สถานีทดลอง
การใชน้ ้าชลประทานท่ี 4 (สามชกุ ) สถานีทดลองการใชน้ ้าชลประทานท่ี 5 (แมก่ ลองใหญ่) สถานที ดลองการใชน้ ้า
ชลประทานท่ี 6 (เพชรบุร)ี สถานที ดลองการใชน้ ้าชลประทานท่ี 7 (ปตั ตานี) สถานที ดลองการใชน้ ้าชลประทานท่ี 8
(นครศรธี รรมราช) ศนู ยส์ าธติ การใชน้ ้าชลประทานแม่กลอง และ พน้ื ทใ่ี กลเ้ คยี งกบั บรเิ วณพน้ื ทด่ี งั กล่าว เพ่อื ลด
ความยุ่งยาก ซบั ซอ้ น และใชเ้ วลานาน โดยผใู้ ชส้ ามารถใชโ้ ปรแกรมไดโ้ ดยไมจ่ าเป็นตอ้ งมคี วามรทู้ างคณติ ศาสตร์
และมคี วามมนั่ ใจมากขน้ึ กบั ผลลพั ธ์ท่ีได้ ในการพฒั นาโปรแกรมจะดาเนินการวเิ คราะห์ขอ้ มูลและปญั หา เก็บ
รวบรวมขอ้ มูลอุตุนิยมวทิ ยาเกษตรค่าต่าง ๆ ไดแ้ ก่ ค่าการระเหย ความเรว็ ลมผวิ ดนิ กลางวนั ความเรว็ ลมผวิ ดนิ
กลางคนื ความเรว็ ลมผวิ ดนิ ตลอดวนั ชวั่ โมงแสงแดด อุณหภูมสิ ูงสดุ อุณหภูมติ ่าสดุ อุณหภูมเิ ฉลย่ี เปอร์เซน็ ต์
ความชน้ื สมั พทั ธส์ งู สดุ เปอรเ์ ซน็ ตค์ วามชน้ื สมั พทั ธต์ ่าสดุ และเปอรเ์ ซน็ ตค์ วามชน้ื สมั พทั ธเ์ ฉลย่ี ในพน้ื ทท่ี ต่ี อ้ งการ
ใชเ้ ป็นตวั แทนในการคานวณ สรา้ งแบบฟอรม์ สาหรบั จดั การฐานขอ้ มูลอุตุนิยมวทิ ยาเกษตรใหม่ โดยใชโ้ ปรแกรม
Microsoft Excel Version 2003 จดั ทารายการคานวณคา่ ETO ดว้ ยมอื เพ่อื ใชต้ รวจสอบการทางานของโปรแกรม
ผลของการพฒั นาทไ่ี ดค้ อื โปรแกรม MR Quick ใชง้ านไดง้ ่ายไมซ่ บั ซอ้ น สามารถตรวจสอบรายการคานวณ เทยี บ
กบั การคานวณดว้ ยมอื ไดท้ ุกขนั้ ตอน และใชเ้ วลาในการคานวณน้อยลง

คำสำคญั : สมั ประสทิ ธกิ์ ารใชน้ ้าของพชื ปรมิ าณการใชน้ ้าของพชื ปรมิ าณการใชน้ ้าของพชื อา้ งองิ 38

38

1. บทนำ ด้วยเหตุน้ี สานักวิจัยและพัฒนา จึงได้ร่วมมือกับ
ปจั จุบนั คอมพวิ เตอรไ์ ด้มบี ทบาทเป็นอย่างมากใน สานักบริหารจดั การน้าและอุทกวิทยา ในการพฒั นา
โปรแกรมประยุกต์เพ่อื ใชใ้ นคานวณค่าปรมิ าณการใช้
ก า ร ช่ ว ย พัฒ น า ง า น ด้ า น ต่ า ง ๆ เ น่ื อ ง จ า ก มี น้าของพชื อ้างองิ (ETO) จากฐานขอ้ มูลอุตุนิยมวทิ ยา
ผู้พฒั นาโปรแกรมให้สามารถสงั่ งานคอมพิวเตอร์ได้ เกษตร โดยใช้ช่อื ย่อว่า MR Quick เพ่อื ให้ผู้คานวณ
ผูใ้ ช้งานอาจใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการจดั การขอ้ มูล ทางานได้รวดเรว็ ขน้ึ และป้องกนั ความผดิ พลาดทจ่ี ะ
ต่าง ๆ ทม่ี มี ากมาย เช่น ช่วยในด้านการคานวณทาง เกดิ จากการคานวณดว้ ยมอื
คณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ท่ียุ่งยาก ซับซ้อน
เป็นตน้ สง่ิ ทท่ี าใหค้ อมพวิ เตอรส์ ามารถดาเนินการให้ 2. แนวคิดในกำรพฒั นำโปรแกรมประยุกต์
ประโยชน์ไดม้ ากมายมหาศาลขนาดน้ี กค็ อื โปรแกรมท่ี ก า ร ใ ช้น้ า ข อ ง พืช อ้า ง อิง น้ี มีค ว า ม ส า คัญ ต่ อ ก า ร
สงั่ งานคอมพวิ เตอรน์ นั่ เอง ดงั นนั้ การพฒั นาโปรแกรม
จึงเป็นส่วนสาคัญของระบบคอมพิวเตอร์ หากขาด จัดก าร น้ า ชลปร ะท าน เป็ นอ ย่า งม าก เพ รา ะจ ะท าใ ห้
โปรแกรม คอมพิวเตอร์ก็ไม่สามารถทางานได้ ทราบค่าความต้องการน้าของพชื ชนิดต่าง ๆ ทไ่ี ม่ใช่
โปรแกรมจงึ เป็นสงิ่ ทจ่ี าเป็น และมคี วามสาคญั มาก พชื อา้ งองิ และสามารถคานวณไดจ้ ากสตู ร

ในงานวิจัยด้านเกษตรชลประทาน ของกรม ET = KC x ETO โดยท่ี
ชลประทาน ในเร่ืองท่ีเก่ียวกับการใช้น้าของพืช มี
ค่าพารามเิ ตอรท์ ่สี าคญั อยู่ 3 ค่า ค่าแรกคอื ค่าปรมิ าณ ET เป็นคา่ การใชน้ ้าของพชื ทต่ี อ้ งการทราบ
การใชน้ ้าของพชื (ET) การคายน้า (T) การระเหย (E)
ค่าท่สี องคอื ค่าปรมิ าณการใช้น้าของพชื อ้างองิ (ETO) KC เป็นคา่ สมั ประสทิ ธกิ์ ารใชน้ ้าของพชื ดงั กล่าว
เป็นค่าทน่ี กั วทิ ยาศาสตรค์ ดิ คน้ ขน้ึ แทนการวดั ค่าการ ซ่ึง ข้ึนอยู่กับ ชนิดแ ละ อา ยุข อง พืช เพีย ง
ใชน้ ้าของพชื แต่ละชนิดในทุกสภาพภูมอิ ากาศโดยตรง อย่างเดยี ว
และพารามเิ ตอร์ค่าสุดทา้ ยคอื ค่าสมั ประสทิ ธกิ ารใชน้ ้า
ของพชื (KC) ซง่ึ เป็นคา่ สมั ประสทิ ธทิ์ ข่ี น้ึ อยกู่ บั ชนิดและ ETO เป็นค่าปรมิ าณการใชน้ ้าของพชื อา้ งองิ
อายุของพชื แต่เพียงอย่างเดยี ว ค่าพารามเิ ตอร์ท่ไี ด้
ก ล่ า ว ม า แ ล้ ว ทั้ง ห ม ด มี ค ว า ม สัม พัน ธ์ กั น ดั ง ในทางกลบั กนั ถา้ ตอ้ งการทดลองวดั ค่า KC ของพชื
สมการ KC=ET/ETO โดยการพฒั นาโปรแกรมในครงั้ น้ี ชนดิ ใดชนดิ หน่งึ ในสนามเพอ่ื หาค่า KC ไปใชใ้ นการสง่
จะมุ่งเน้นทก่ี ารคานวณในสว่ นของค่า ETO จากวธิ กี าร น้าให้แก่พชื ชนิดนนั้ ๆ ในช่วงการเจรญิ เติบโตช่วงใด
ต่างๆ ทก่ี รมชลประทานเลอื กใชจ้ านวนทงั้ สน้ิ 6 วธิ กี าร ช่วงหน่งึ หรอื ตลอดฤดกู ารเพาะปลกู จะคานวณไดจ้ าก
คือ Blaney – Criddle Method, Radiation Method, สตู ร KC = ET/ETO ในเม่อื ET เป็นการใชน้ ้าของพชื ท่ี
วดั จรงิ ในสนามโดยใชถ้ งั วดั การใชน้ ้าของพชื และ ETO
Hargreaves Method, Modified Penman Method, เป็นการใช้น้าของพืชอ้างอิงโดยการปลูกหญ้า หรือ
คานวณจากข้อมูลภูมิอากาศท่ีได้ทาการวัดจริงใน
Pan Evaporation Method และ Penman – Monteith บรเิ วณพ้นื ท่ี ท่ที าการทดลอง จากสตู ร ต่าง ๆ จากท่ี
Method ในการคานวณค่า ETO น้ี ต้องใช้เวลาในการ ไดก้ ล่าวมาแล้วขา้ งต้นจะเหน็ ได้ว่าการคานวณหาค่า
คานวณค่อนขา้ งนาน และเกดิ ความผดิ พลาดจากการ ETO เป็นองค์ประกอบท่สี าคญั ทงั้ การทดลองเพ่อื วดั
คานวณไดง้ ่ายมาก ดงั นนั้ การใชโ้ ปรแกรมคอมพวิ เตอร์ คา่ KC และการนาค่า KC ไปใชใ้ นการบรหิ ารจดั การน้า
เขา้ มาช่วยในการคานวณทซ่ี บั ซอ้ นจงึ เป็นวธิ กี ารหน่งึ ท่ี ใหแ้ กพ่ ชื การคานวณค่า ETO ของสานกั บรหิ ารจดั การ
จะช่วยลดระยะเวลาในการดาเนินการ ลดขอ้ ผดิ พลาด น้าและอุทกวทิ ยาในปจั จุบัน ทาการคานวณด้วยมือ
ในการคานวณ และเพม่ิ ประสทิ ธภิ าพใหแ้ ก่ผูค้ านวณ จากสูตรท่ีนิยมใช้ในทางเกษตรชลประทานจานวน

39

6 สูตร ซง่ึ มคี วามยุ่งยาก และใช้เวลานาน เน่ืองจาก ตรวจสอบกบั โปรแกรมคอมพวิ เตอร์ ทงั้ หมด 6 วธิ กี าร
ต้องใช้ขอ้ มูลอุตุนิยมวิทยาเกษตรหลายค่า และบาง ดั ง น้ี คื อ Blaney – Criddle Method, Radiation
สตู รประกอบด้วยสมการทซ่ี บั ซ้อน การนาโปรแกรม Method, Hargreaves Method, Modified Penman
คอมพวิ เตอร์เขา้ มาช่วยในการคานวณภายใต้แนวคดิ Method, Pan Evaporation Method และ Penman –
ทว่ี า่ “ใชง้ านง่าย ไม่ซบั ซอ้ น ตรวจสอบรายการคานวณ
ไดท้ กุ ขนั้ ตอน” จะทาใหล้ ดเวลาในการทางานลง ทกุ คน Monteith Method
สามารถใชโ้ ปรแกรมไดโ้ ดยไม่จาเป็นตอ้ งมคี วามรทู้ าง 4.5 ด า เ นิ น ก า ร เ ขีย น ก ร ะ บ ว น ก า ร ท า ง า น
คณิตศาสตร์ และมคี วามมนั่ ใจมากขน้ึ กบั ผลลพั ธท์ ไ่ี ด้
จึงไ ด้มีกา รจัดท าโป รแ กรม MR Quick ข้ึนเพ่ือ (Algorithm) และออกแบบร่างหน้าจอการทางาน
ตอบสนองความตอ้ งการดงั กลา่ ว เบ้ืองต้นในกระดาษก่อน เพ่ือให้เห็นภาพรวมการ
ทางานก่อนว่าจะประกอบไปด้วยอะไรบ้าง ทางาน
3. วตั ถปุ ระสงคข์ องกำรพฒั นำโปรแกรมประยกุ ต์ ต่อเน่อื งกนั อย่างไร
เพ่ือพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ในการคานวณค่า
4.6 เขยี นแผนภาพการทางานของโปรแกรม (Flow
ปรมิ าณการใชน้ ้าของพชื อา้ งองิ (ETO) จากฐานขอ้ มูล Chart) จากกระบวนการทางาน (Algorithm)
อุตุนิยมวทิ ยาเกษตร
4.7 ออกแบบหน้าจอการทางานของโปรแกรม MR
4. วิธีกำรพฒั นำโปรแกรมประยุกต์ Quick ตามทไ่ี ดอ้ อกแบบไวแ้ ลว้ เบอ้ื งตน้ ในแบบร่าง
4.1 ศึ ก ษ า ค ว า ม ต้ อ ง ก า ร ข อ ง ผู้ ใ ช้ ( User
4.8 ปรบั แต่งคณุ สมบตั ขิ อง Control Object ต่าง ๆ
Requirement) และกาหนดวตั ถุประสงคข์ องโปรแกรม ใหไ้ ดต้ ามความตอ้ งการเพ่อื พรอ้ มทจ่ี ะเขยี นโปรแกรม
(Objective) ต่อไป

4.2 รวบรวมเอกสาร ศึกษา ค้นคว้าหาข้อมูลท่ี 4.9 เขียนโค้ด (Coding) เหตุการณ์ต่างๆ ให้กับ
เกย่ี วขอ้ งกบั สถานตี รวจอากาศเกษตร หน่วยการวดั ค่า Control Object แต่ละตวั ทส่ี รา้ งขน้ึ
อุตุนิยมวทิ ยาต่าง ๆ สรา้ งแบบฟอรม์ การบนั ทกึ ขอ้ มูล
อุตุนิยมวทิ ยาเกษตรใหมโ่ ดยใชโ้ ปรแกรม Excel 2003 4.10 ทดสอบการทางานของโปรแกรม (Testing)
เก็บ รว บ ร ว ม ข้อ มูล อุ ตุ นิ ย ม วิท ย า เพ่ือ ใ ช้เ ป็ นข้อ มูล และแก้ไขข้อผดิ พลาดของโปรแกรมว่าตรงกบั ความ
ตัวอย่างในการคานวณ โดยเลอื กจาก สถานีทดลอง ต้องการหรือไม่ โดยรันโปรแกรมเทียบคาตอบกับ
การใช้น้ าชลประทาน และศูนย์สาธิตการใช้น้ า ตวั อยา่ งการคานวณดว้ ยมอื
ชลประทาน ทงั้ 9 แห่ง ดาเนินการปรับแก้ข้อมูลท่ี
ผิดพลาด และคานวณค่าเฉล่ียในช่วงของข้อมูลท่ี 4.11 บันทึกโปรเจ็คเพ่ือท่ีจะนามาแก้ไขและ
ตอ้ งการคานวณ ปรบั ปรงุ ในภายหลงั

4.3 รวบรวมเอกสาร ศึกษา ค้นคว้าหาข้อมูลท่ี 4.12 แ ป ล ง โ ป ร เ จ็ค (Compile) อ อ ก ม า เ ป็ น
เก่ยี วข้องกบั คู่มือการใช้งานในการพฒั นาโปรแกรม Executable File หรอื .exe
คู่มือการใช้งานโปรแกรม Microsoft Office Excel
Version 2003 และจัดหาอุปกรณ์ท่ีเก่ียวข้องกบั การ 4.13 ใ ช้เ ค ร่ือ ง มือ Package and Deployment
ปฏบิ ตั งิ านอ่นื ๆ Wizard เพ่อื รวบรวมไฟลท์ ม่ี คี วามจาเป็นต่อการทางาน
ของโปรแกรม (Dependency File) เข้าด้วยกนั สร้าง
4.4 รวบรวมขอ้ มลู รายละเอยี ดเกย่ี วกบั สตู รคานวณ เป็นโปรแกรม Setup ใหโ้ ดยอตั โนมตั ิ
รวมทงั้ ทาตวั อย่างการคานวณค่า ETO ด้วยมือ เพ่ือ
4.14 จดั ทาเอกสารการพฒั นาโปรแกรม MR Quick
และคมู่ อื การใชง้ านโปรแกรม

4.15 แจกจ่ายโปรแกรมสมู่ อื ผใู้ ชง้ าน (Distribute)

40