การประเมินปริมาณน้ำท่าที่ไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำห้วยทอน (ตอนบน) ระหว่างช่วงเหตุการณ์ภัยแล้ง และน้ำท่วมด้วยแบบจำลองทางอุทกวิทยา

กรมชลประทาน
กระทรวงเกษตรและสหกรณ์

เอกสารเผยแพร่

เรอื่ ง
การประเมนิ ปริมาณนำ้ ท่าท่ีไหลเขา้ สูอ่ ่างเก็บนำ้ หว้ ยทอน(ตอนบน)
ระหว่างชว่ งเหตุการณ์ภัยแล้ง และนำ้ ทว่ มด้วยแบบจำลองทางอทุ กวทิ ยา

โดย
นายอภิชาต ชมุ นุมมณี
ตำแหน่งผ้อู ำนวยการเฉพาะด้าน(วศิ วกรรมชลประทาน)
(ตำแหนง่ เลขที่ 2508)
ปฏิบตั ิหนา้ ท่ี ผอู้ ำนวยการสำนกั งานกอ่ สรา้ งชลประทานขนาดใหญท่ ี่ 3
สำนกั พัฒนาแหล่งน้ำขนาดใหญ่

เพื่อแต่งต้งั ใหด้ ำรงตำแหน่งผ้เู ช่ยี วชาญด้านวิศวกรรมโยธา
(ดา้ นควบคมุ การกอ่ สร้าง)

วศิ วกรโยธาเชย่ี วชาญ (ตำแหนง่ เลขที่ 5867)
สำนกั งานก่อสร้างชลประทานขนาดใหญ่ท่ี 3

สำนกั พัฒนาแหล่งนำ้ ขนาดใหญ่

คำนำ

การเปล่ียนแปลงสภาพภูมอิ ากาศส่งผลกระทบต่อระบบอทุ กวทิ ยา การเกิดเหตุการณ์ฝน
ทิ้งช่วงท่ียาวนาน หรือพายุที่รุนแรง ทำให้เกิดปัญหาภัยแล้ง และอุทกภัยอย่างต่อเน่ือง ส่งผลต่อปริมาณ
น้ำท่าในลุ่มน้ำที่ไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำห้วยทอน(ตอนบน) อันเน่ืองมาจากพระราชดำริ จังหวัดหนองคาย
ซึ่งเป็นแหล่งน้ำผิวดินท่ีสำคัญในการใช้สำหรับอุปโภค บริโภค และทำการเกษตร ของราษฎรในพื้นท่ี
อำเภอโพธิ์ตาก จังหวัดหนองคาย การใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อวิเคราะห์ปัญหาเป็นอีกแนวทาง
หนึ่งท่ีสามารถเข้าใจถึงกระบวนการเปล่ียนแปลงทางอุทกวิทยาได้ โดยการศึกษาน้ีมีวัตถุประสงค์เพ่ือ
วิเคราะห์ปริมาณน้ำท่าบริเวณลุ่มน้ำห้วยทอนที่ไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำห้วยทอน(ตอนบน) ด้วยแบบจำลอง
ทางอุทกวิทยา SWAT ช่วงระหว่างปี พ.ศ. 2550-2560 (11 ปี) ซึ่งประสบปัญหาภัยแล้งยาวนาน และ
น้ำท่วมฉับพลันและเปรียบเทียบผลการจำลองปริมาณน้ำท่า ณ จุดไหลเข้าอ่างเก็บน้ำกับสถานีตรวจวัด
น้ำท่า บรเิ วณบ้านทอนเหนือ ตำบลพระพุทธบาท อำเภอศรีเชียงใหม่ จังหวดั หนองคาย ซึ่งเป็นตำแหน่งท่ี
ใกล้เคียงกัน โดยทำการเปรียบเทียบผลลัพธ์ท่ีได้จากแบบจำลองและสถานีตรวจวัดจริง ซ่ึงผลงานเล่มนี้
สามารถเป็นแนวทางในการศึกษาปริมาณน้ำท่าที่เปล่ียนแปลงไปในลุ่มน้ำขนาดเล็ก และสามารถนำไปใช้
ประโยชนใ์ นด้านการปฏบิ ตั ิงานจรงิ ต่อไป

อภิชาต ชมุ นุมมณี
ตุลาคม 2564

บทคัดย่อ
เอกสารเผยแพร่

เรอื่ ง
การประเมนิ ปริมาณนำ้ ท่าทีไ่ หลเข้าส่อู ่างเกบ็ น้ำห้วยทอน(ตอนบน)

ระหว่างชว่ งเหตุการณภ์ ัยแล้ง และน้ำท่วมด้วยแบบจำลองทางอุทกวิทยา

การเปลยี่ นแปลงภูมิอากาศสง่ ผลกระทบต่อสภาพอุทกวทิ ยา การเกิดเหตกุ ารณ์ฝนทง้ิ ชว่ ง
ท่ียาวนานหรือพายุท่ีรุนแรง ทำให้เกิดปัญหาภัยแล้งและอุทกภัยอย่างต่อเน่ือง ส่งผลต่อปริมาณน้ำท่าใน
ลุ่มน้ำที่ไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำห้วยทอน(ตอนบน) การใช้แบบจำลองเชิงตัวเลขเพ่ือวิเคราะห์ปัญหาเป็นอีก
แนวทางหนึ่งที่สามารถเข้าใจถึงกระบวนการเปลย่ี นแปลงทางอุทกวิทยาได้ การศกึ ษาน้ีมีวัตถุประสงค์เพื่อ
วิเคราะห์ปริมาณน้ำท่าบริเวณลุ่มน้ำห้วยทอนที่ไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำห้วยทอน(ตอนบน) ในจังหวัด
หนองคาย ด้วยแบบจำลองทางอุทกวิทยา SWAT ระหว่างปี พ.ศ. 2550-2560 ซ่ึงประสบปัญหาภัยแล้ง
ยาวนานและน้ำท่วมฉับพลันและเปรียบเทียบผลการจำลองปริมาณน้ำท่า ณ จุดไหลเข้าอ่างเก็บน้ำกับ
สถานีตรวจวดั น้ำท่า บริเวณบ้านสาวแล ตำบลโพธต์ิ าก อำเภอโพธิ์ตาก จังหวัดหนองคาย ซึ่งเป็นตำแหน่ง
ท่ีใกล้เคียงกัน ผลการศึกษาพบว่าปริมาณน้ำท่าเฉล่ียรายปีท่ีคำนวณจาก SWAT เท่ากับ 13.08
ล้านลูกบาศก์เมตร ซึ่งผลท่ีได้มีความใกล้เคียงกับสถานีตรวจวัดอยู่ในเกณฑ์ที่น่าพอใจ โดยแสดงจากค่า
R2, RE และ ENS เท่ากับ 0.70, -1.27 และ 0.70 ตามลำดับ สำหรับตัวแปรที่มีผลต่อปริมาณน้ำท่า
มากที่สุด คือค่าปริมาณการไหลพื้นฐานของน้ำใต้ดิน และค่าปริมาณน้ำที่ดินสามารถเก็บกักน้ำไว้ได้
ผลการศึกษานี้ได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของแบบจำลอง SWAT ที่สามารถคำนวณผลลัพธ์ปริมาณ
น้ำท่าไดเ้ ปน็ ที่น่าพอใจ วธิ ีการท่ีไดแ้ สดงในการศึกษานค้ี าดว่าจะสามารถนำไปประยุกตใ์ ชเ้ พื่อปรับปรุงการ
บริหารจัดการน้ำในลุ่มน้ำ หรืออ่างเก็บน้ำขนาดเล็กถึงขนาดใหญ่ เพื่อให้เหมาะสมสำหรับภาคการเกษตร
อตุ สาหกรรม และการอปุ โภค-บริโภคในอนาคต

การประเมินปริมาณนำ้ ท่าทไี่ หลเข้าสอู่ า่ งเก็บน้ำหว้ ยทอน(ตอนบน)
ระหวา่ งช่วงเหตกุ ารณภ์ ัยแลง้ และน้ำท่วมด้วยแบบจำลองทางอทุ กวิทยา

อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศโลก การใช้ประโยชน์ที่ดินที่เปลี่ยนแปลงไปจากเดิม
เนื่องจากการเพ่ิมขึ้นของจำนวนประชากร การพัฒนาทางด้านเศรษฐกจิ และสังคม กอ่ ใหเ้ กิดเหตุการณ์สภาวะ
โลกร้อน ส่งผลกระทบต่อสภาพอุทกวิทยาและปริมาณน้ำในแหล่งเก็บกัก ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาพื้นที่ภาค
ตะวนั ออกเฉยี งเหนือประสบกับปัญหาน้ำท่วมและภัยแล้งอยา่ งต่อเน่ือง ดังเชน่ เหตกุ ารณ์ใน พ.ศ. 2550 2553
และ 2554 พื้นที่จังหวัดหนองคาย มีปริมาณฝนสูงกว่าค่าเฉลี่ย ในขณะที่ พ.ศ. 2555-2558 มีปริมาณฝนต่ำ
กว่าค่าเฉลี่ย ส่งผลทำให้พื้นท่ีอำเภอโพธิต์ าก จังหวัดหนองคาย ประสบปัญหาน้ำท่วมและภัยแล้งอย่างรนุ แรง
ตามลำดับ เหตกุ ารณน์ ้ไี ด้สง่ ผลกระทบโดยตรงต่ออ่างเก็บนำ้ หว้ ยหว้ ยทอน(ตอนบน) ซง่ึ เป็นแหลง่ น้ำผวิ ดินที่ทำ
หน้าที่เก็บกักน้ำและชะลอน้ำหลากสำหรับเขตอำเภอโพธิ์ตาก จังหวัดหนองคาย โดยพบว่าช่วงน้ำท่วมมี
ปรมิ าณนำ้ ท่ีไหลเข้าอ่างเก็บน้ำสูงเกินกวา่ 19 ลา้ นลกู บาศก์เมตร และช่วงประสบปัญหาภัยแล้งมีปริมาณน้ำท่ี
ไหลเข้าอ่างเกบ็ นำ้ เฉลี่ยต่ำกว่า 8 ล้านลูกบาศก์เมตร (กรมอุตนุ ยิ มวิทยา, 2560) ส่งผลให้การบริหารจัดการน้ำ
ในพื้นที่ประสบปัญหาไม่สามารถดำเนินการได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้จึง
ต้องการประเมนิ ปรมิ าณนำ้ ทา่ ท่ีไหลเข้าสู่อ่างเกบ็ น้ำห้วยทอน(ตอนบน) ระหวา่ ง พ.ศ.2550-2559 ตามปริมาณ
น้ำท่าไหลเข้าอ่างเก็บน้ำ 3 ช่วงเวลา ได้แก่ 1) น้อยกว่าค่าเฉลี่ยปกติหรือช่วงแล้ง 2) สูงกว่าค่าเฉลี่ยปกติหรือ
ช่วงน้ำท่วม และ 3) ใกล้เคียงค่าเฉลี่ยปกติ โดยใช้แบบจำลองทางอุทกวิทยา SWAT สำหรับการวิเคราะห์ถึง
ปัจจยั ทว่ มอุทกวิทยาที่ส่งผลกระทบตอ่ ปรมิ าณนำ้ ท่าในชว่ งเวลาดังกล่าว รวมถึงการประเมินประสิทธิภาพของ
แบบจำลองสำหรับการคำนวณผลปริมาณนำ้ ทา่

พื้นที่ศกึ ษา

อ่างเก็บน้ำห้วยทอน(ตอนบน) เป็นโครงการอันเนื่องมาจากพระราชดำริตรงของ
พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร ที่ดำริให้กรมชลประทาน
ดำเนินการพิจารณาก่อสร้างอ่างเก็บน้ำในพื้นที่ลุ่มน้ำห้วยทอน เพื่อแก้ปัญหาความขาดแคลนน้ำสำหรับ
การเกษตรและอุปโภค บริโภค ของราษฎรในพื้นท่ี อำเภอโพธิ์ตาก จังหวัดหนองคาย โดยกรมชลประทานเริ่ม
กอ่ สร้างเมอื่ ปี พ.ศ. 2536 ถึง 2537 เป็นโครงการก่อสรา้ งชลประทานขนาดกลาง ตั้งอยู่ในพื้นท่ลี ุ่มนำ้ ห้วยทอน
ซึ่งเป็นลุ่มน้ำย่อยของลุ่มน้ำห้วยโมง ที่เป็นลุ่มน้ำย่อยของลุ่มน้ำโขงในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ มีพื้นที่รับน้ำ
ประมาณ 42.80 ตารางกิโลเมตร ปริมาณฝนเฉลี่ยรายปีเท่ากับ 1,386.20 มิลลิเมตร ปริมาตรเก็บกักน้ำ 9.30
ลา้ นลูกบาศกเ์ มตร มีปริมาณนำ้ ไหลเขา้ อา่ งเฉล่ยี 13.42 ล้านลกู บาศกเ์ มตรตอ่ ปี โดยมีสถานีตรวจวดั นำ้ ท่าของ
โครงการอ่างเก็บน้ำห้วยทอน(ตอนบน) เป็นสถานีวัดน้ำท่าไหลเข้าอ่างเก็บน้ำ ดังแสดงใน รูปท่ี 1 (กรม
ชลประทาน, 2558) อ่างเก็บน้ำห้วยทอน(ตอนบน) เป็นแหล่งน้ำที่ความสำคัญของอำเภอโพธิ์ตาก จังหวัด
หนองคาย เนื่องจากใช้ปริมาณน้ำถึงร้อยละ 25 ของความต้องการใช้น้ำทั้งหมด (กรมทรัพยากรน้ำ, 2557)
วตั ถุประสงคใ์ นการก่อสร้างเพื่อการชลประทาน บรรเทาอุทกภัย การอุปโภค-บริโภค เป็นแหลง่ เพาะพันธ์ุปลา
และทอ่ งเทีย่ ว

ที่ตั้งโครงการ

โครงการอ่างเก็บน้ำห้วยทอน(ตอนบน) ตั้งอยู่ท่ีที่ตั้งหัวงานอยู่ท่ีบ้านทอนเหนือ ตำบลพระ
พุทธบาท อำเภอศรีเชียงใหม่ จังหวัดหนองคาย พิกัด 48 Q TE 236 – 875 แผนที่มาตราส่วน 1:50,000
ระวาง 5444 I ละติดจูด 17°-57’-48” เหนือ ลองติจูด 102°-22’-53” ตะวันออก สังกัดโครงการชลประทาน

2
หนองคาย สำนกั งานชลประทานที่ 5 อ่างเกบ็ น้ำห้วยทอน(ตอนบน) เป็นอา่ งเก็บน้ำเอนกประสงค์เป็นแหล่งน้ำ
ต้นทนุ สำคญั ของตำบลโพธิ์ตาก จังหวดั หนองคาย วัตถุประสงค์เพ่ือเกบ็ กักน้ำเพื่อการชลประทาน การอุปโภค
บริโภค การบรรเทาอุทกภัย การประมงน้ำจืด และเป็นสถานที่ท่องเที่ยวพักผ่อนหย่อนใจอยู่ห่างจากอำเภอ
เมอื งหนองคายประมาณ 65 กิโลเมตร

พนื้ ที่ศึกษาอ่าง
เก็บน้ำห้วยทอน

(ตอนบน)

รปู ท่ี 1 แผนทีแ่ สดงท่ตี ง้ั อ่างเกบ็ น้ำในพน้ื ทศ่ี ึกษา

3

อ่างเก็บน้ำห้วยทอน(ตอนบน) 13.48 ล้านลกู บาศก์เมตรต่อปี
ปริมาณน้ำไหลลงอ่างฯ เฉลีย่ 2,314.6 มิลลิเมตรตอ่ ปี
ปรมิ าณฝนเฉลย่ี (ในรอบ 10 ปี) 42.80 ตารางกิโลเมตร
พน้ื ทรี่ ับน้ำเหนืออา่ งเก็บนำ้ ห้วยทอน 2.49 ตารางกโิ ลเมตร
พ้ืนท่ผี ิวอา่ งเกบ็ นำ้ 9.30 ล้านลกู บาศกเ์ มตร
ความจขุ องอ่างทรี่ ะดบั นำ้ เกบ็ กกั 0.48 ลา้ นลกู บาศก์เมตร
ความจทุ พ่ี ักตะกอน

เข่อื นห้วยทอน(ตอนบน)

เปน็ เขือ่ นดินถมแกนดินเหนียวบดอัดปิดกนั ลำห้วยทอน ที่บ้านทอนเหนือ ตำบลพระพทุ ธบาท

อำเภอศรเี ชียงใหม่ จังหวดั หนองคาย ซึ่งมรี ายละเอยี ดหัวงานดังน้ี

ความกวา้ งสันเขื่อน 8.00 เมตร

ความยาวสนั เขือ่ น 1,365.00 เมตร

ความสงู ตัวเขื่อน (สงู ทสี่ ดุ ) 17.00 เมตร

ระดบั ท้องนำ้ +183.30 เมตร (รทก.)

ระดบั นำ้ ต่ำสดุ +189.00 เมตร (รทก.)

ระดับเก็บกักปกติ +197.60 เมตร (รทก.)

ระดับเก็บกกั สูงสุด +198.60 เมตร (รทก.)

ระดบั สันเข่ือน +200.00 เมตร (รทก.)

แบบจำลองดา้ นอทุ กวิทยา

แบบจำลอง SWAT (Soil and Water Assessment Tool) เป็นแบบจำลองทางอุทกวิทยา
ที่ถูกพัฒนาขึ้นเพือ่ ใช้ในการประเมนิ สภาพทางอุทกวทิ ยา ปริมาณน้ำท่า ทั้งในสภาพอดีต ปัจจุบันและอนาคต
สามารถวิเคราะห์ผลกระทบการเปลย่ี นแปลงของปริมาณน้ำทา่ จากการเปลย่ี นแปลงการใช้ท่ีดินของพื้นท่ีลุ่มน้ำ
ขนาดใหญ่ และมีระบบท่ีสลับซับซ้อน (Large complex watershed) อันเนื่องมาจากการเปล่ียนแปลงสภาพ
อากาศ สภาพดิน การใช้ที่ดิน การเพิ่มความต้องการน้ำที่สูงขึ้นและการป้องกันน้ำท่วม เป็นต้น เนื่องจาก
แบบจำลอง SWAT ได้ถูกประยุกต์ให้สามารถใช้ร่วมกับข้อมูลระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ (GIS) โดยใช้
ข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial data) เช่น แบบจำลองความสูงเชิงตัวเลข (DEM) แผนที่การใช้ที่ดิน (Land use
map) และแผนที่จำแนกชนิดของดิน (Soil Type Map) แผนที่ลำน้ำ ร่วมกับข้อมูลสภาพอากาศ (Climate
data) เชน่ อณุ หภมู สิ ูงสดุ -ต่ำสุด ปรมิ าณนำ้ ฝน เป็นต้น ด้วยเหตนุ ี้ SWAT จึงถูกนำมาประยุกต์ใช้ในการศึกษา
ร่วมกับแบบจำลองการคาดการณ์สภาพภูมิอากาศ เพื่อศึกษาถึงผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ
ต่อระบบอุทกวิทยาของพื้นที่ลุ่มน้ำ การวเิ คราะหค์ าดการณป์ ริมาณน้ำใชก้ ารเฉล่ียรายปี เหตกุ ารณ์ภัยแล้งหรือ
อุทกภัยในอนาคต การศึกษาปริมาณการไหลของน้ำในแม่น้ำ ทั้งนี้ผลการวิเคราะห์จากแบบจำลองยังสามารถ
นำไปใช้เป็นข้อมูลสำหรับการตัดสินใจเพื่อส่งเสริมการปลูกพืชเกษตรกรรมและการวางแผนการพัฒนา
ทรพั ยากรนำ้ อย่างยงั่ ยนื

4

1) ประโยชนท์ ี่ไดจ้ ากแบบจำลอง SWAT
1.1) สามารถประเมินสภาพทางอุทกวิทยา และปริมาณการไหลของปรมิ าณนำ้ ทา่ ในลุ่มนำ้ ที่
ทำการศกึ ษา
1.2) สามารถหาความสัมพันธ์ระหว่างผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของข้อมูลที่นำเข้าใน
แบบจำลอง เช่น การเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดิน( Management practices changes) การ
เปลยี่ นแปลงสภาพภมู อิ ากาศ (Climate change) เปน็ ต้น
1.3) เพอื่ ชว่ ยวางแผนการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำในอ่างเก็บน้ำ และระบบชลประทานได้
อยา่ งเหมาะสม
1.4) เพอื่ ช่วยในการวางแผนโครงการพัฒนาแหล่งน้ำใหม่ ๆ ท่ีจะเกดิ ข้ึนในอนาคต

2) ขอ้ มลู ทต่ี อ้ งนำเขา้ แบบจำลอง SWAT

2.1) ขอ้ มลู ทางกายภาพ (Physical data) ได้แก่
2.1.1) ข้อมูลแบบจำลองระดบั สูงเชิงเลข ความละเอยี ดขนาด 30×30 ตารางเมตร
2.1.2) ข้อมลู แผนทก่ี ารใช้ประโยชน์ที่ดิน (land ues map)
2.1.3) ขอ้ มลู แผนทช่ี นดิ ดิน (Soil type map)
2.1.4) ข้อมูลแผนท่ลี ำน้ำ (Stream line)
2.1.5) ข้อมลู ขอบเขตพน้ื ท่ีศึกษา

2.2) ข้อมูลดา้ นอตุ -ุ อุทกวิทยา และอากาศ
2.2.1) ขอ้ มูลรายวนั ของปริมาณน้ำท่า
2.2.2) ข้อมูลรายวันของปรมิ าณน้ำฝนรายวนั
2.2.3) ขอ้ มลู รายวนั ของอณุ หภมู ิสงู สุด-ตำ่ สดุ
2.2.4) ขอ้ มูลรายวันของความชนื้ สัมพทั ธ์
2.2.5) ขอ้ มลู รายวนั ของความเรว็ ลม
2.2.6) ข้อมลู รายวนั ของความเข้มแสงอาทติ ย์

5

รูปที่ 2 รูปแบบของ SWAT model

3) การประเมนิ น้ำท่าดว้ ยแบบจำลอง SWAT

การวิเคราะห์ทางด้านอุทกวิทยาของลุ่มน้ำด้วยแบบจำลอง SWAT สามารถแบ่งออกเป็น
2 สว่ นหลัก คอื 1) ส่วนพนื้ ดนิ (Land phase) จะเปน็ การศึกษาวงจรอุทกวิทยา เพื่อประเมินหาปริมาณน้ำท่า
ตะกอน ไนโตรเจน และสารเคมีจากการเกษตรที่จะไหลลงสู่ลำน้ำหลักของแต่ละลุ่มน้ำย่อย และ 2) ส่วนการ
เคลื่อนทใี่ นลำน้ำ (Water routing phase) จะคำนวณการเคล่ือนท่ีของน้ำ ตะกอน ไนโตรเจน และอนื่ ๆ ซึ่งใน
บทความนี้ได้พิจารณาเฉพาะส่วนพื้นดิน เท่านั้น ซึ่งใช้สมการสมดุลน้ำมาพิจารณากระบวนทางอุทกวิทยา
ดังแสดงในสมการ

( )t

SWt = SW0 + Rday − Qsurf − Ea −Wseep − Qgw

i =1

เม่ือ SWt คือ ปริมาณน้ำในดนิ สดุ ทา้ ย (มิลลเิ มตร)
SW0 คือ ปรมิ าณน้ำในดินเริม่ ตน้ (มิลลิเมตร)
t คอื เวลา (วนั )
Rday คือ ปริมาณฝนในวนั ที่ i (มิลลิเมตร)

Qsurf คือ ปริมาณน้ำผวิ ดนิ ในวันท่ี i (มิลลเิ มตร)

Ea คือ ปริมาณการคายระเหยในวนั ที่ i(มิลลิเมตร)

6

Wseep คอื ปริมาณนำ้ ไหลชึมลงสชู่ ้นั ใตด้ ินในวนั ที่ i (มลิ ลเิ มตร)
Qgw คอื ปรมิ าณนำ้ ใต้ดินทไี่ หลกลบั สู่ลำนำ้ ในวนั ท่ี i (มลิ ลเิ มตร)

การประเมินน้ำท่าผิวดิน (Surface Runoff) และค่าอัตราการไหลของน้ำท่าสูงสุด

ในแบบจำลอง SWAT ใช้วิธี SCS Curve Number เนื่องจากเป็นวิธีที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ดังแสดงใน

สมการ (1)

Rday − Ia 2
Rday − Ia + s
( ( ) )Qsurf = (1)

เมอื่ Qsurf คือ ปริมานน้ำทา่ เฉล่ยี รายวนั (ลูกบาศก์เมตรตอ่ วินาที)
Rday คอื ปรมิ าณน้ำฝนรายวนั (มลิ ลิเมตร)
Ia คอื การดกั และการแทรกซึมก่อนการไหลบา่ (มลิ ลเิ มตร)
S คอื ตวั แปรการกักเกบ็ Retention parameter (มิลลิเมตร)

แปรผันตามลักษณะพื้นที่ ได้แก่ชนิดดิน การใช้ประโยชน์ที่ดิน การจัดการและความลาดชัน
ผวิ ดิน และแปรผนั ตามปริมาณความช้ืนในดนิ ณ ชว่ งเวลาตา่ ง ๆ ซง่ึ ถูกรวมอยู่ในตัวแปรเพียงตวั เดียว เรียกว่า
Curve Number (สราวุฒิ โสภณพฒั นากลุ , 2551) โดยมีความสัมพันธ์ ดงั แสดงในสมการ (2)

S = 25.4   1,000 −10  (2)
 CN 

เมอ่ื S คอื ปริมาณน้ำที่ถูกกักเก็บไว้ในดิน (มิลลิเมตร) ค่าคงที่ 254 มีหน่วยเป็น
มิลลเิ มตร

CN คือ ค่า Curve Number ที่เกิดจากความสัมพันธ์ระหว่างความยากง่ายของน้ำ
ในการซึมผ่านชั้นดิน (Soil’s permeability) การใช้ประโยชน์ที่ดิน และสภาวะของน้ำในดินที่มีอยู่เดิม
(Antecedent soil water conditions) CN จะมคี ่าเท่ากับ 0 ≤ CN ≤ 100

4) การเปรียบเทยี บผลระหว่างขอ้ มูลท่คี ำนวณไดก้ บั ข้อมูลที่ไดจ้ ากการตรวจวดั
เพื่อให้มั่นใจได้ว่าแบบจำลอง SWAT สามารถที่จะนำมาประยุกต์ใช้ในการจัดการ

ทรัพยากรน้ำได้อย่างถูกต้องและน่าเชื่อถือตามหลักวิชาการ จึงจำเป็นที่จะต้องมีการทดสอบเปรียบเทียบ
ระหวา่ งการใชแ้ บบจำลองกบั ขอ้ มลู ทวี่ ดั ไดจ้ ากภาคสนาม ซง่ึ จะใช้ ปรมิ าณนำ้ ทา่ ในการเปรยี บเทียบโดยใช้ดัชนี
ในการเปรยี บเทยี บ ดงั นี้

4.1) สัมประสิทธก์ิ ารตดั สินใจ
สัมประสิทธิ์การตัดสินใจ (Coefficient of Determination, R2) คือ ตัวแปรทางสถิติที่ใช้
อธิบายความผันแปรของปัจจัยที่เกิดจากความสัมพันธ์กับอีกปัจจัยเชิงเส้นตรง R2 จะมีค่าระหว่าง 0 ถึง 1
โดยค่ามากกว่า 0.50 แสดงว่าปัจจัยทั้งสองมีความสัมพันธ์กันในระดับที่มีความน่าเชือ่ ถือ (Guo et al, 2002)
ดงั แสดงในสมการ (3)

7

 n 2
 
2  ((Qi - Qavr )×(Pi - Pavr )) 

R = i=1

n
2n 2
 (Qi - Qavr ) ×
 (Pi - Pavr ) 
 i=1 
i=1

(3)

เม่ือ 2 คอื คา่ สมั ประสทิ ธ์ิการตัดสินใจ
คอื ลำดับท่ี n คือ จำนวนท่ีเกบ็ ข้อมลู ทง้ั หมด
R คอื คา่ ที่ได้จากการวัดลำดับที่ i

i คอื คา่ เฉลย่ี ของข้อมูลจากการวดั ท้ังหมด

Qi คอื คา่ ที่ได้จากแบบจำลองลำดบั ท่ี i
Qavr
Pi คอื คา่ เฉล่ียของข้อมลู จากแบบจำลองท้ังหมด
Pavr

4.2) Nash-Sutcliffe Efficiency ( )

ในปี ค.ศ. 1970 Nash and Sutcliffe ได้พัฒนาวิธีการหาประสิทธิภาพของแบบจำลองทาง

อุทกวิทยา ผ่านตัวแปรที่เรียกว่า Nash-Sutcliffe Efficiency (Ens) โดยที่ Ens จะมีค่าอยู่ระหว่าง -∞ ถึง 1

ได้แนะนำว่าถ้าค่า Ens เท่ากับ 1 หมายความว่า ค่าที่ได้จากแบบจำลองตรงกับค่าที่ได้จากการวัดค่าในสนาม

หรือ แบบจำลองมีประสิทธิภาพสูงสุด ปกติถ้าค่า Ens อยู่ระหว่าง 0 - 1 ถือว่าเป็นค่าที่ยอมรับได้ แต่ถ้าค่า

Ens นอ้ ยกวา่ 0 จะถือวา่ แบบจำลองไมม่ ีประสทิ ธภิ าพ ดงั สมการที่ (4)

n2
(Q obs - Qsim )
i =1 (4)
Ens =1− n 2

(Q obs −Qavr )
i =1

4.3) Relative error (RE)

Relative error (RE) คือ ค่าความผิดพลาดสัมพัทธ์ เป็นเปอร์เซ็นต์ความผิดพลาดได้จากค่า

ความผิดพลาดสัมบูรณ์เปรียบเทียบกับค่าจริง ถ้าค่าของ RE เข้าใกล้ 1 หมายความว่าแบบจำลองมีความ

น่าเชื่อถือ สามารถคำนวณได้ใกล้เคียงกับความเป็นจริง ถ้าค่า RE เป็นบวกหมายความว่าแบบจำลองคำนวณ

ค่าไดส้ งู กว่าความเปน็ จรงิ ดงั แสดงในสมการ (5)

RE = ( Q sim - Qobs ) x 100% (5)
Q obs

เม่อื Qsim คือ ปริมาณน้ำทา่ ท่ีคำนวณไดจ้ ากแบบจำลอง
Qobs คือ ปริมาณนำ้ ท่าจากสถานีตรวจวดั

8

การประยกุ ต์แบบจำลอง SWAT

ขั้นตอนกระบวนการประยุกต์ใช้แบบจำลอง SWAT จะขอใช้ตัวอย่างกรณีอ่างเก็บน้ำห้วย
ทอน(ตอนบน) อันเนื่องมาจากพระราชดำริ อำเภอโพธิ์ตาก จังหวัดหนองคาย เป็นกรณีศึกษา โดยมีขั้นตอน
การดำเนินการดงั ตอ่ ไปนี้

1) ข้อมูลอุทกวทิ ยาในพน้ื ทโี่ ครงการ

การรวบรวมข้อมูลอุทกวิทยาที่เกี่ยวข้องในพื้นที่ศึกษา ได้รวบรวมจากผลการสำรวจ
อุตุนิยมวิทยาและอุทกวิทยา โดยการจัดเก็บข้อมูลเป็นเชิงสถิติอุทกวิทยา (Statistical) เพื่อในไปสู่การ
ประมวลผล ในรูปแบบท่ีสมบูรณ์ พรอ้ มท่จี ะนำไปใชง้ านในการศกึ ษา

ตารางท่ี 1 ข้อมูลทางอุทกวิทยา ชว่ งปี พ.ศ. ปริมาณ
2550-2560 13.48 ลา้ นลูกบาศกเ์ มตร/ปี
ขอ้ มลู 2550-2560 1,386.20 มลิ ลิเมตร/ปี
ปรมิ าณน้ำท่า 2550-2560 32.70 องศาเซลเซยี ส
ปริมาณฝนเฉลยี่ 3 สถานี 2550-2560 22.00 องศาเซลเซยี ส
อุณหภูมิสงู สดุ เฉล่ยี
อณุ หภมู ติ ่ำสุดเฉล่ยี

2) การรวบรวมขอ้ มูลอทุ กวทิ ยาท่ีเกย่ี วขอ้ งในพ้ืนทีศ่ ึกษา

ได้รวบรวมจากผลการสำรวจอุตุนิยมวิทยาและอุทกวิทยา โดยการจัดเก็บข้อมูลเป็นเชิงสถิติ
อทุ กวทิ ยา (Statistical) เพ่ือในไปสู่การประมวลผล ในรปู แบบทส่ี มบูรณ์ พร้อมท่ีจะนำไปใชง้ านในการศกึ ษา

การประยุกต์ใช้แบบจำลอง SWAT ในพื้นที่ลุ่มน้ำห้วยทอนอันเนื่องมาจากพระราชดำริ
เพื่อประเมินปริมาณน้ำท่าที่ไหลเข้าอ่างเก็บน้ำห้วยทอน(ตอนบน) ในช่วงปี พ.ศ. 2550-2560 (11 ปี) ทำการ
ปรบั เทียบ (Calibration) และสอบเทียบ (Validation) ปริมาณน้ำท่าท่ไี ดจ้ ากแบบจำลอง และข้อมลู จากสถานี
ตรวจวดั น้ำทา่ อา่ งเกบ็ นำ้ ห้วยทอน(ตอนบน)

ตารางท่ี 2 การเตรยี มข้อมูลพื้นฐานเพอ่ื นำเข้าแบบจำลอง

ลำดบั ขอ้ มลู ช่วงระยะเวลา หนว่ ย ที่มา
ท่ี (พ.ศ.)
30x30 กรมพฒั นาที่ดนิ
1 แผนที่เส้นช้ันระดบั ความสูงเชิง 2554 ตารางเมตร
ตัวเลข (DEM) 1:50,000 กรมอุตนุ ิยมวทิ ยา
1:50,000 กรมชลประทาน
2 แผนท่ชี นดิ ดิน 2554 1:50,000

3 เส้นลำน้ำ 2554 รายวัน

4 แผนที่การใชป้ ระโยชนท์ ด่ี นิ 2558 รายเดือน

5 ขอ้ มลู สภาพอากาศ 2550-2560
6 ข้อมลู ฝน (3 สถานี)

7 ขอ้ มลู ปริมาณนำ้ ทา่ 2550-2560

9
3) ขอ้ มลู ทใ่ี ช้ในการศึกษา
3.1) ข้อมูลแผนที่ภูมิประเทศ (Topography map) แผนที่เส้นชั้นระดับความสูงเชิงตัวเลข
หรือ Digital Elevation Model (DEM) ใช้เป็นฐานข้อมูลที่บอกถึงลักษณะทางกายภาพของพื้นผิวลุ่มน้ำห้วย
ทอน โดยที่ DEM สามารถสร้างเสน้ แนวลำน้ำและแบ่งพื้นที่ลำน้ำยอ่ ยได้ โดยการศึกษาครั้งนี้ไดเ้ ลอื กใช้ข้อมูล
DEM ปี พ.ศ. 2558 จากกรมพัฒนาท่ีดิน ดงั แสดงในรปู ท่ี 3

รปู ที่ 3 แผนท่เี ส้นชน้ั ระดับความสูงเชิงตัวเลข (DEM)
3.2) ข้อมูลแผนที่ชนิดดิน (Soil type) แสดงถึงชนิดและคุณสมบัติของดินในพื้นที่ศึกษา
โดยการศกึ ษาคร้งั น้จี ะใช้แผนท่ชี นิดดินบริเวณภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนบน ปี พ.ศ. 2554 จากกรมพัฒนา
ที่ดิน แสดงถึงข้อมูลกลุ่มชุดดินในพื้นที่ศึกษา ในการศึกษาครั้งนี้ได้ทำการจัดกลุ่มชนิดดินออกเป็น 6 ชนิด
ดงั แสดงในรปู ท่ี 4 และ ตารางที่ 3

10

รูปที่ 4 แผนท่ีชนิดดิน

ตารางที่ 3 การจดั กลุ่มชนิดดนิ ปี พ.ศ. 2554

ลำดับที่ กล่มุ ชดุ ดิน กลุ่มชุดดินใน ลักษณะเด่นของชนดิ ดิน พนื้ ท่ี รอ้ ยละ
ท่ี พ้นื ท่ีลุ่ม (ตาราง พน้ื ที่
กิโลเมตร)

1 Soil 56 ชดุ ดินโพนงาม ลุ่มดินลึกปานกลางถึงชั้นหินพื้น เศษหินหรือ 28.06 65.56
(Png) ลูกรัง ปฏิกิริยาดินเป็นกรดจัด การระบายน้ำดี
ถึงดปี านกลาง ความอดุ มสมบูรณต์ ำ่

2 Soil 25 ชดุ ดนิ กันตงั กลุ่มดินตื้น ปฏิกิริยาดินเป็นกรดจัดถึงเป็นด่าง 7.85 18.33
(Kat) เล็กน้อย การระบายน้ำเลวถึงค่อนข้างเลว
ความอดุ มสมบูรณต์ ่ำ

กลุ่มดินตื้นถึงลูกรังหรือชั้นเชื่อมแข็งของเหล็ก

3 Soil 49 ชุดดนิ บรบอื ทับอยู่บนชั้นดินเหนียว ปฏิกิริยาดินเป็นกรดถงึ 6.89 16.11
(Bb) เป็นกลาง การระบายน้ำดีถึงดีปานกลาง ความ

อุดมสมบรู ณต์ ่ำ

รวม 42.80 100

3.3) ขอ้ มูลแผนทก่ี ารใชป้ ระโยชน์ท่ีดิน (Land use map) ชว่ งปี พ.ศ. 2554 จากกรมพัฒนา

ที่ดิน แสดงถึงข้อมูลการใช้ประโยชน์ที่ดินในพื้นที่ศึกษาในการศึกษาครั้งนี้ได้ทำการจัดกลุ่มการใช้ประโยชน์

ท่ีดนิ ออกเปน็ 9 ประเภท ดงั แสดงในรปู ที่ 5 และ ตารางที่ 4

11

รูปที่ 5 แผนทกี่ ารใช้ประโยชน์ท่ดี นิ
ตารางท่ี 4 การจัดกลุ่มการใช้ประโยชน์ทดี่ นิ ในพืน้ ท่ศี กึ ษา ปี พ.ศ. 2558

ลำดับท่ี SWAT code การใช้ท่ดี ิน พืน้ ท่ี ร้อยละพ้นื ที่
(ตารางกโิ ลเมตร)
1 AGRL พืชไร่ 23.24
2 FRSE ป่าไม้ 9.95 42.57
3 WATR แหล่งนำ้ 18.22 20.28
4 URBN ชมุ ชน 8.68 10.06
5 RUBR ยาง 4.31 3.85
1.65 100
รวม 42.80

3.4) ข้อมูลแนวลำน้ำ (Stream line) แม้ว่า DEM จะสามารถสร้างเส้นแนวลำน้ำได้
แต่ความละเอียดถูกต้องของแนวลำน้ำจริงก็จำเป็นต้องใช้เพื่อความถูกต้องของข้อมูล โดยการศึกษาครั้งนี้ใช้
ข้อมลู Stream line ปี พ.ศ. 2554 จากกรมชลประทาน

3.5) ข้อมูลขอบเขตพื้นที่ศึกษา (Study area) เป็นข้อมูล Shape file โดยข้อมูลของลุ่มน้ำ
ห้วยทอน นไี้ มไ่ ดม้ ีผลตอ่ การนำเข้า SWAT แต่อยา่ งใด เพียงแต่ใชส้ ำหรับตรวจความถูกต้องของลุ่มน้ำที่ได้จาก
แบบจำลองกับลุ่มน้ำจริง โดยการศึกษาครั้งนี้ใช้ข้อมูล Shape file ของลุ่มน้ำห้วยทอนในปี พ.ศ. 2558 จาก
กรมชลประทาน

3.6) ข้อมูลสภาพอากาศรายวันตั้งแต่ปี พ.ศ. 2550-2560 (11 ปี) ประกอบด้วยข้อมูล
ปริมาณน้ำฝน อุณหภูมิสูงสุด-ต่ำสุด ความเร็วลม ความเข้มแสงแดด ความชื้นสัมพัทธ์ สำหรับข้อมูลสภาพ
อากาศของพื้นที่ลุ่มน้ำห้วยทอนได้จากสถานตี รวจอากาศ (1 สถานี) และสถานีวัดฝนของกรมอุตุนิยมวทิ ยา (3
สถานี)

12

3.7) ขอ้ มลู ปริมาณน้ำท่าเฉล่ยี รายเดอื น ณ สถานตี รวจวัดน้ำทา่ อา่ งเก็บนำ้ ห้วยทอน(ตอนบน)
(ใช้ข้อมูลอ่างเก็บน้ำขนาดกลาง) โดยใช้ในการปรับเทียบและสอบเทียบผลปริมาณน้ำท่าจากแบบจำลอง ช่วง
ขอ้ มูลตั้งแต่ ปี พ.ศ. 2550-2560 (11 ป)ี จากกรมชลประทาน

ตารางที่ 5 ขอ้ มูลสถานีอตุ ุ-อทุ กวทิ ยา ทใี่ ช้ในการศกึ ษา

ลำดับท่ี รหสั สถานี สถานทต่ี งั้ ประเภท ระดบั ความสูง
สถานี
1 30232 อำเภอ LAT LONG 182
2 30120 102.26 นำ้ ฝน 197
3 68272 สังคม 18.07 102.52 น้ำฝน 204
4 352201 102.18 นำ้ ฝน 180
5 อา่ งเกบ็ นำ้ หว้ ยทอน ทา่ บอ่ 17.85 102.72 นำ้ ฝน,อากาศ 240
102.38 น้ำท่า
นำ้ โสม จ.อดุ รธานี 17.76

เมือง 17.86

โพธิต์ าก 17.96

4) พารามิเตอร์ความอ่อนไหวของแบบจำลอง SWAT
เมื่อนำเข้าข้อมูล จะเข้าสู่การคำนวณของแบบจำลอง SWAT ซึ่งจะได้ผลต่าง ๆ ของลุ่มน้ำ
ออกมา ในส่วนของการประเมินน้ำท่าในลุม่ น้ำห้วยทอน ได้เลือกใช้ผลปริมาณน้ำท่ารายเดือน ผลของปริมาณ
น้ำท่ารายเดือนจะแปรผันตามค่าตัวแปรต่าง ๆ ที่มีผลต่อการเกิดน้ำท่า ในแบบจำลอง SWAT จะมี
ค่าพารามิเตอร์ที่สามารถปรับแก้ได้เป็นจำนวนมาก ซึ่งพารามิเตอร์แต่ละตัวจะส่งผลต่อกระบวนการทาง
อทุ กวทิ ยาและสง่ ผลให้เกิดการเปลยี่ นแปลงปริมาณน้ำทา่ ที่ไมเ่ ท่ากัน
เนื่องจาก SWAT จำเป็นต้องมีการปรับแต่งตัวแปรความอ่อนไหวของแบบจำลอง เพื่อให้
ผลลัพธ์ที่ได้มีค่าใกล้เคียงกับค่าจากสถานีตรวจวัดมากที่สุด การศึกษานี้จึงได้ทำการปรับแก้ค่าความอ่อนไหว
ของพารามิเตอร์ทางลกั ษณะกายภาพของลุ่มน้ำจำนวน 9 ค่า แบ่งเป็น 2 กลุ่ม คือ ค่าปริมาณการไหลพ้ืนฐาน
ของน้ำผิวดิน SOL_AWC, ESCO, SURLAG, HRU_SLP, CH_N2 และค่าปริมาณการไหลพื้นฐานของน้ำใต้ดิน
Alpha_BF, SLSUBBSN, GW_DELAY, GWQMN ดังแสดงในตารางท่ี 6

ตารางที่ 6 พารามิเตอร์ความอ่อนไหวของ SWAT

ลำดบั พารามิเตอร์ คำอธบิ าย ช่วงในการปรับ คา่ ก่อนปรับ
ท่ี

1 SOL_AWC ค่าปริมาณน้ำทีม่ ีอย่ใู นดินท่สี ามารถเก็บกักไว้ได้ 0.14 0.27
เพื่อพชื สามารถนำไปใช้ประโยชน์

2 ESCO คา่ ปจั จัยชดเชยการระเหยในดนิ 0.95 0.45

3 ALPHA_BF คา่ ปัจจัยการไหลลดลงของปรมิ าณการไหล 0.05 0
พนื้ ฐาน

4 SLSUBBSN ค่าความยาวความลาดชนั เฉลย่ี 91.46 91.00

5 GW_DELAY ระยะเวลาการไหลของน้ำใต้ดิน 31 20.00

6 GWQMN ค่าระดบั ความลกึ ของนา้ ในช้นั น้ำบาดาลระดับ 900 1,000
ตน้ื

7 SURLAG คา่ สัมประสิทธ์ิการล่นื ไหลของพ้นื ผิว 1.40 2.00

8 HRU_SLP ความชันชันเฉลีย่ 0.03 0.031

9 CH_N2 คา่ Manning’s n สำหรับลำน้ำหลกั 0.01 0.014

13

5) ผลการประเมนิ ประสิทธภิ าพของแบบจำลอง SWAT

ผลการประเมินปริมาณน้ำท่าที่ไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำห้วยทอน(ตอนบน) จากแบบจำลอง
SWAT ก่อนการปรับเทียบพารามิเตอร์ความอ่อนไหวในช่วงปีปรับเทียบ พ.ศ. 2550-2556 มีค่าเท่ากับ 12.78
ล้านลูกบาศกเ์ มตร ในขณะทป่ี รมิ าณนำ้ ท่าเฉลี่ยรายปีจากสถานีตรวจวดั เท่ากับ 12.82 ลา้ นลกู บาศก์เมตร โดย
ได้ทำการตรวจสอบความถูกต้องด้วยค่าทางสถิติด้วยค่า R2 RE และ Ens เท่ากับ 0.42 -0.30 และ 0.36
ตามลำดับ และในช่วงสอบเทียบจะเป็นการเปรียบเทียบระหว่างผลการคำนวณจากแบบจำลองที่เป็นอิสระ
ปราศจากการปรับแต่งข้อมูลจากสถานีตรวจวดั ในปี พ.ศ. 2557-2560 ปริมาณน้ำท่ามคี ่าเท่ากับ 19.09 ล้าน
ลูกบาศก์เมตร ในขณะที่ปริมาณน้ำท่าเฉลี่ยรายปีจากสถานีตรวจวัดเท่ากับ 13.27 ล้านลูกบาศก์เมตร
ตรวจสอบความถูกต้องด้วยค่าทางสถิติด้วยค่า R2 RE และ Ens เท่ากับ 0.47 43.85 และ 0.08 ตามลำดับ
โดยผลการคำนวณปริมาณน้ำท่าโดยรวมช่วงปีฐาน พ.ศ. 2550-2560 มีค่าเท่ากับ 15.13 ล้านลูกบาศก์เมตร
ในขณะทป่ี ริมาณนำ้ ท่าเฉลย่ี รายปีจากสถานตี รวจวัดเทา่ กบั 13.48 ลา้ นลูกบาศก์เมตร ถงึ แม้ว่าปริมาณน้ำท่าที่
ได้จากแบบจำลองจะมีความใกล้เคียงกับปริมาณน้ำท่าที่ได้จากสถานีตร วจวัดแต่ความเข้ากันได้ของข้อมูลนั้น
ยงั ไมเ่ ข้ากนั ดีนัก ดูได้จากการตรวจสอบความถกู ต้องดว้ ยค่าทางสถิตดิ ว้ ยคา่ R2 และ Ens โดยค่าดัชนแี สดงผล
ลพั ธ์อยูใ่ นเกณฑ์ที่ยังไม่น่าเปน็ ท่ีพอใจ มเี พียงคา่ RE เทา่ น้ันท่ีใกลเ้ คียงกับสถานีตรวจวัด ดงั แสดงได้ในตารางท่ี
7 และรปู ที่ 6 และ 7 จงึ ตอ้ งทำการปรับแก้ค่าพารามิเตอรต์ ามตารางท่ี 8

ตารางที่ 7 ดัชนชี ี้วดั ผลของแบบจำลอง SWAT ก่อนปรับคา่ ความอ่อนไหวของพารามิเตอร์

ช่วง ปี (พ.ศ.) ปริมาณนำ้ ท่าเฉล่ีย ดชั นี ENS
(ล้าน ลบ.ม.) 0.36
ปรับเทยี บ 2550-2556 R2 RE 0.08
สอบเทยี บ 2557-2560 อ่างห้วยทอน SWAT 0.42 -0.30
2550-2560 12.82 12.78 0.47 43.85 -
รวม 13.27 19.09
13.48 15.13 --

ปริมาณ ้นา ่ทารายวัน ( ้ลาน ลบ.ม.) 1.00 14
0.90 ช่วงปรบั เทียบ ปี พ.ศ. 2550-2556 (7 ปี)
0.80 ชว่ งสอบเทยี บ ปี พ.ศ. 2557-2560 (4 ป)ี
0.70 Observed ปฐี าน SIM ปฐี าน
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00

2550
2551
2552
2553
2554
2555
2556
2557
2558
2559
2560

ระยะเวลา (วัน-เดอื น-ปี พ.ศ.)

รปู ท่ี 6 ความเขา้ กนั ได้ของปริมาณนำ้ ท่ารายวนั ก่อนปรับค่าความอ่อนไหวของพารามิเตอร์

0.00

Observed ีปฐาน (ล้าน ลบ.ม./ ัวน) 0.00 y = 0.0314x + 3E-05
R² = 0.7891

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00
0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08

SIMULATION ปีฐาน (ล้าน ลบ.ม./วนั )

รปู ที่ 7 กราฟความสัมพันธร์ ะหวา่ งปรมิ าณนำ้ ท่ารายวันกอ่ นปรบั ค่าความออ่ นไหวของพารามเิ ตอร์

15

ผลการปริมาณน้ำท่ารายวันที่ไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำห้วยทอน(ตอนบน) ระหว่าง พ.ศ. 2550-
2556 ที่คำนวณจาก SWAT เมื่อผ่านการปรับเทียบพารามเิ ตอร์ความอ่อนไหวทัง้ 9 ตัวแปรดังแสดงค่าที่ใช้ใน
ตารางที่ 7 แล้วนั้น พบว่าปริมาณน้ำท่าเฉลี่ยที่คำนวณจาก SWAT ในช่วงปีปรับเทียบเท่ากับ 13.00 ล้าน
ลูกบาศก์เมตร ในขณะที่ปริมาณน้ำท่าเฉลี่ยรายปีจากสถานีตรวจวัดเท่ากับ 12.82 ล้านลูกบาศก์เมตร
ตรวจสอบความถูกต้องด้วยค่าทางสถิติด้วยค่า R2 RE และ Ens เท่ากับ 0.81 1.42 และ 0.81 ตามลำดับ และ
ในช่วงปีสอบเทียบ ปี พ.ศ. 2557-2560 ปรมิ าณนำ้ ทา่ มีค่าเทา่ กับ 13.10 ล้านลูกบาศก์เมตร ในขณะท่ีปริมาณ
น้ำท่าเฉลี่ยรายปีจากสถานีตรวจวัดเท่ากับ 13.27 ล้านลูกบาศก์เมตร ตรวจสอบความถูกต้องด้วยค่าทางสถิติ
ดว้ ยค่า R2 RE และ Ens เทา่ กบั 0.70 -1.27 และ 0.70 ตามลำดับ โดยผลการคำนวณปรมิ าณน้ำท่าโดยรวมช่วง
ปี พ.ศ. 2550-2560 มีค่าเท่ากับ 13.08 ล้านลูกบาศก์เมตร ซึ่งใกล้เคียงกับค่าตรวจวัดที่มีค่าเท่ากับ 13.48
ลา้ นลูกบาศกเ์ มตร โดยค่าดชั นีทัง้ 3 ค่าแสดงผลลัพธ์อยูใ่ นเกณฑท์ ี่น่าพอใจดังแสดงในตารางท่ี 8 และความเข้า
กนั ได้ของขอ้ มูลใน รูปที่ 8 และ 9

ตารางท่ี 8 ดชั นีชี้วดั ผลของแบบจำลอง SWAT หลงั ปรับค่าความอ่อนไหวของพารามเิ ตอร์

ปริมาณนำ้ ทา่ เฉล่ยี ดชั นี
RE ENS
ช่วง ปี (พ.ศ.) (ล้าน ลบ.ม.)

อา่ งหว้ ย SWAT R2
ทอน

ปรับเทยี บ 2550-2556 12.82 13.00 0.81 1.42 0.81

สอบเทยี บ 2557-2560 13.27 13.10 0.70 -1.27 0.70

รวม 2550-2560 13.48 13.08 - - -

1.00

0.90 ชว่ งปรบั เทยี บ ปี พ.ศ. 2550-2556 (7 ปี) ชว่ งสอบเทียบ ปี พ.ศ. 2557-2560 (4 ป)ี

ปริมาณน้า ่ทารายวัน (ล้าน ลบ.ม.) 0.80 Observed
0.70 Simulation
0.60

0.50

0.40

0.30

0.20

0.10

0.00

2550
2551
2552
2553
2554
2555
2556
2557
2558
2559
2560

ระยะเวลา (รายวนั )

รูปท่ี 8 ความเขา้ กนั ได้ของปรมิ าณน้ำทา่ รายวนั หลงั ปรบั ค่าความออ่ นไหวของพารามิเตอร์

16

0.14

y = 0.1304x + 0.0024
0.12 R² = 0.7972

0.10

Observed ปีฐาน (ล้าน ลบ.ม./ ัวน) 0.08

0.06

0.04

0.02

0.00
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
SIMULATION ปฐี าน (ลา้ น ลบ.ม./วัน)

รูปที่ 9 กราฟความสัมพนั ธ์ระหว่างปริมาณน้ำท่ารายวันหลงั ปรับค่าความอ่อนไหวของพารามเิ ตอร์

6) สรปุ และวิจารณ์ผลการศกึ ษา
ผลการใช้ SWAT จำลองปริมาณน้ำท่าตามปริมาณน้ำท่าไหลเข้าอ่างเก็บน้ำห้วยทอน
(ตอนบน) 3 ช่วงเวลา เมื่อพิจารณาจากปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อปริมาณน้ำท่ามากที่สุดคือปริมาณฝน สามารถ
อธบิ ายได้ดังต่อไปน้ี
6.1) ปริมาณน้ำท่านอ้ ยกว่าค่าเฉลี่ยปกติหรือช่วงแล้ง ได้แก่ พ.ศ. 2555-2559 (5 ปี) จะเห็น
ได้วา่ ชว่ งเวลานี้มปี ริมาณน้ำทา่ รายปีทีต่ ำ่ กวา่ คา่ เฉล่ยี (13.48 ลา้ น ลบ.ม.ต่อป)ี สอดคลอ้ งกับเหตุการณ์ภัยแล้ง
ในเขตพืน้ ที่จังหวดั หนองคายเน่ืองจากฝนท้งิ ช่วงในปี พ.ศ. 2555-2559
6.2) ปริมาณน้ำท่าสูงกว่าค่าเฉลี่ยปกติหรือช่วงน้ำท่วม ได้แก่ พ.ศ. 2550 2551 2554 และ
2560 (4 ปี) แสดงถึงปริมาณน้ำท่าในช่วงปีน้ำมาก ดังเช่นในปี พ.ศ. 2554 ที่เกิดเหตุการณ์มหาอุทกภัยจาก
พายุถึง 5 ลูก มีปริมาณฝนสะสมสูงถึง 1,613.4 มิลลิเมตร ส่งผลให้ปริมาณน้ำท่าเฉลี่ยรายปีจากแบบจำลอง
เท่ากับ 27.29 ลา้ นลกู บาศก์เมตร
6.3) ปริมาณน้ำท่าใกล้เคียงค่าเฉลี่ยปกติ ได้แก่ พ.ศ. 2552 และ 2553 (2 ปี) โดย SWAT
แสดงผลคำนวณได้ใกลเ้ คยี งกบั ค่าเฉล่ยี

17

50 800

45 1,000

40 1,200

35 1,400

ปริมาณ ้นา ่ทา (ล้าน ลบ.ม.) 30 ทว่ ม 1,600 ปรมิ าณฝน (มม.)
25
20 ทว่ ม ทว่ ม ปกติ ปกติ 1,800

ท่วม 2,000
2,200

15 แลง้ แล้ง 2,400
แล้ง
แล้ง
10 แลง้ 2,600

5 2,800

0 3,000

2550
2551
2552
2553
2554
2555
2556
2557
2558
2559
2560

ระยะเวลา (ปี พ.ศ.)
ปฐี าน ฝน เฉลี่ยรายปี (ปีฐาน) SWAT

รูปที่ 10 สถานการณ์นำ้ ทา่ ในแตล่ ะชว่ งเวลา

18

เอกสารอ้างอิง
กรมอุตุนิยมวิทยา. 2560. ข้อมูลปริมาณฝนรายปีจังหวัดหนองคาย. ส่วนพยากรณ์อากาศ. ศูนย์อุตุนิยมวิทยา

ภาคตะวนั ออกเฉียงเหนอื ตอนบน. กรมอุตนุ ยิ มวิทยา. กระทรวงดิจทิ ลั เพือ่ เศรษฐกิจและสงั คม
กรมชลประทาน. 2558. ข้อมูลโครงการเขื่อนห้วยทอน(ตอนบน). ส่วนวิศวกรรม. สำนักงานก่อสร้าง

ชลประทานขนาดใหญ่ท่ี 5. สำนักงานพัฒนาแหล่งนำ้ ขนาดใหญ่. กรมชลประทาน.
กระทรวงกระเกษตรและสหกรณ.์
กรมทรัพยากรน้ำ. 2557. ลุ่มน้ำโขงส่วนที่ 2. สำนักทรัพยากรน้ำ ภาค 3. กรมทรัพยากรน้ำ. กระทรวง
ทรัพยากรธรรมชาตแิ ละสิ่งแวดลอ้ ม.
โอฬาร เวชอุไร. 2548. ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินต่อปริมาณน้ำท่าในลุ่มน้ำน่าน
ตอนบนโดยใช้แบบจำลองทางอุทกวิทยา SWAT. วิทยานิพนธ์คณะวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต.
สาขาวศิ วกรรมแหลง่ นำ้ . คณะวิศวกรรมศาสตร์. จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลยั .
ภัทราพร แสงทอง และ ปรียาพร โกษา. 2557. การประเมินปริมาณน้ำท่าด้วยแบบจำลอง SWAT กรณีศึกษา
พืน้ ที่ลุ่มนำ้ ลำพระเพลิงตอนบน. วารสารวิชาการครศุ าสตร์อุตสาหกรรม พระจอมเกล้าพระนครเหนือ
ปที ่ี 5 ฉบับท่ี 2. หนา้ 165-176
ปิยะวัฒน์. 2559. การศึกษาการจำลองปริมาณน้ำท่าในลุ่มน้ำห้วย หลวงโดยใช้แบบจำลอง SWAT.
วารสารวิชาการโรงเรียนนายร้อยพระจลุ จอมเกลา้ ปีที่ 14. หน้า 145-158
Santhi C. Arnold J. Williams J. Dugas W, Srinivasan R. Hauck L. Validation of the SWAT Model
on a Large River Basin with Point and Nonpoint Sources. Journal of the American
Water Resources Association 2001. 37(5). 1169-1188.

การรบั รองผลงาน

1. คำรบั รองของผู้ขอรบั การประเมนิ
ขอรบั รองวา่ ผลงานดงั กลา่ วข้างต้นเป็นความจรงิ ทุกประการ
สดั ส่วนผลงานรอ้ ยละ 80

(ลงชื่อ) ................................................
(ตำแหน่ง) (นายอภิชาต ชมุ นุมมณี)

(วนั ท่ี) ปฏิบตั หิ น้าทผ่ี ้อู ำนวยการสำนักงาน
กอ่ สรา้ งชลประทานขนาดใหญ่ที่ 3
สำนกั พัฒนาแหลง่ นำ้ ขนาดใหญ่

2. คำรบั รองของผ้รู ว่ มจัดทำผลงาน (กรณเี ป็นผลงานรว่ มกันหลายคน)

ขอรบั รองวา่ สดั ส่วนหรือลักษณะงานในการดำเนินการของ นายอภิชาต ชุมนุมมณี

ทเี่ สนอไวข้ ้างตน้ ถูกต้องตามความเปน็ จริงทกุ ประการ

ลำดบั ชอ่ื -สกุล ตำแหน่ง/สังกดั สดั สว่ น ลายมอื ชอ่ื รบั รอง
ท่ี ผลงาน ของผ้รู ่วมดำเนินการ
รอ้ ยละ

1 นายชาครติ ฬ์ ไม้พันธ์ุ วศิ วกรชลประทาน 10 (ลงช่ือ)

ชำนาญการพเิ ศษ

2 นายสัณหวชิ ญ์ ถ่ินอบุ ล วิศวกรชลประทาน (นายชาครติ ฬ์ ไมพ้ นั ธ์)ุ
ชำนาญการ วันที่
10

(ลงชื่อ)

(นายสณั หวชิ ญ์ ถิ่นอบุ ล)
วันท่ี