Page 1


บทคัดย่อ การศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้ า โดยการประยุกต์ใช้ โปรแกรมแบบจาลอง RIC – Nays กรณี ศึกษา: แม่น้ าปิ ง เป็ นการศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางชล ศาสตร์และ พลวัติสัณฐานท้องน้ าของแม่น้ าปิ ง ตลอดจนแนะแนวทางการป้ องกันและแก้ไข ปัญหาน้ าท่วมของจังหวัดเชียงใหม่ โดยได้รับความอนุเคราะห์ขอ้ มูลรู ปตัดขวางจากกรม ชลประทาน พร้อมทั้งทาการเก็บข้อมูลระดับผิวน้ าและการเก็บตัวอย่างดิน เพื่อใช้เป็ นข้อมูล ป้ อนเข้าและการปรับแก้แบบจาลอง ซึ่งได้แสดงผลการเปลี่ยนแปลงทางชลศาสตร์และสัณฐาน ท้องน้ าในรู ปแบบ 2 มิติ เมื่อนาผล ที่ได้จากการคานวณมาเปรี ยบเทียบกับผลการสารวจจริ งเพื่อ ปรับแก้แบบจาลองแล้ว พบว่าได้ ค่าสัมประสิ ทธิ์สหสัมพันธ์ R2 = 0.999 และดัชนี ประสิ ทธิภาพ ε = 0.962 ซึ่งนาไปประยุกต์ใช้ในการศึกษา โดยแบ่งกรณี ที่ใช้ในการวิเคราะห์ผล ออก เป็ น 4 กรณี และอัตราการไหลที่ใช้ใน การวิเคราะห์ผลคือ Q = 611.76, 725.19 และ 810.00 ลบ.ม./วินาที พบว่ากรณี ที่ 3 คือ รื้ อฝายดั้งเดิม ทั้ง 3 ฝายออกและสร้างประตูระบายน้ า ซึ่งทาให้ค่าระดับผิวน้ าต่ากว่าตลิ่ง ส่ งผลให้มีความเสี่ ยงต่อการเกิดน้ าล้นตลิ่งได้ชา้ กว่า ซึ่งได้ แนะแนวทางการป้ องกันและแก้ไขปัญหาน้ าท่วมของจังหวัดเชียงใหม่ ที่อาจจะเกิดขึ้นไว้ดว้ ย คาสาคัญ : RIC-Nays / พลวัติสัณฐานท้องน้ า / แม่น้ าปิ ง / น้ าท่วม / ป้ องกันและแก้ไข


Abstract This study the change in hydraulics and morphodynamics, by using application program RIC – Nays: Ping River case study, aims to research the effect of morphodynamics change on Ping river and also the protection and the flooding solution for Chiang Mai province are proposed in this research kindly received the aid cross-section data from Royal Irrigation Department and also collected water surface elevation and soil sampling as input data to calibrated the model. The result of this research shows result of morphodynamics change in two dimensions. Form this study, it was found that the correlation coefficient, R2 = 0.999 and Efficiency Index, ξ = 0.962 when comparing between analyzed data and field monitoring data. The analysis result is divided into four cases, and the flow rates that were used, Q = 611.76, 725.19 and 810.00 m3/s, respectively It was found that Case 3, releasing all weir and building a floodgate, has low water surface which effects a lower risk of water overflowing. Also the guidelines for preventing and solving the flood problem in Chiang Mai were proposed in this projects. Keyword: RIC-Nays / Morphodynamics / Ping river / Flood / Prevention and solving


กิตติกรรมประกาศ โครงงาน การ ศึกษาการเปลี่ยน แปลง ทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้้า โดยการ ประยุกต์ใช้โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC – Nays กรณีศึกษา: แม่น้าปิง จะประสบความส้าเร็จลุล่วงไปได้ ด้วยดี หากมิได้รับความอนุเคราะห์จากอาจารย์ที่มีคุณวุฒิ ซึ่งจะกล่าวได้ดังต่อไปนี้ อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานศึกษา ผศ.ดร.สนิท วงษา โดยอาจารย์ได้ให้คาปรึกษา แนะนาวิธีใน การศึกษา ตลอดจนขั้นตอนการใช้โปรแกรมแบบจาลองทางชลศาสตร์ RIC-Nays ช่วยใน การวิเคราะห์ผล และช่วยแก้ปัญหาต่างๆที่เกิดขึ้นตลอดเวลาในการทาโครงงานศึกษา สาเร็จลุล่วงไป ได้ด้วยดี ขอขอบคุณหน่วยงานจากกรมชลประทาน (ปากเกร็ด) และสานักชลประทานที่ 1 (เชียงใหม่) ที่ให้การอนุเคราะห์ข้อมูลพร้อมทั้ง อาจารย์เศรษฐพงศ์ ศรีวิริยานนท์ และอาจารย์อินทร์ธิรา คัมภีระ คณะกรรมการที่ได้กรุณาสละเวลามาให้ข้อเสนอแนะและคาแนะนาในการศึกษาครั้งนี้ให้มีความ สมบูรณ์มากยิ่งขึ้น ขอขอบคุณคุณวิทวัส บุญไทย นักศึกษาปริญญาโท ที่คอยให้คาแนะนาและ คาปรึกษาที่ดีตลอดระยะเวลาที่ทาโครงงาน ขอขอบคุณครอบครัวและบรรดาเพื่อนมิตรทุกท่านที่ คอย ให้ก้าลังใจและความช่วยเหลือตลอดจนการสนับสนุนเรื่อยมา ดังได้กล่าวมาแล้วข้างต้น ผู้ศึกษาขอกราบขอบพระคุณ ในความอนุเคราะห์จากคณาจารย์และ ผู้มีอุปการคุณทุกท่าน จนโครงงานเล่มนี้ประสบความสาเร็จลุล่วงไปได้ด้วยดี จึงขอกราบขอบพระคุณ ทุกท่านเป็นอย่างสูง มาไว้ ณ ที่นี้ด้วย


สารบัญ เรื่อง หน้า บทคัดย่อภาษาไทย บทคัดย่อภาษาอังกฤษ ค กิตติกรรมประกาศ ง สารบัญ จ รายการตาราง รายการรูปประกอบ

ซ ฌ

บทที่ 1. บทนา 1.1 ที่มาและความสาคัญของปัญหา 1.2 วัตถุประสงค์ของการวิจัย 1.3 ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ 1.4 ขอบเขตของการวิจัย 1.5 เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย 1.6 นิยามศัพท์

1 1 1 2 2 2

2. ทฤษฎีและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง 2.1 แม่น้าปิง 2.2 อุทกภัย 2.3 ฝาย 2.4 โปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays 2.5 ทฤษฎีสมการพื้นฐาน 2.6 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

3 4 7 11 17 24


สารบัญ (ต่อ) เรื่อง หน้า 3. การดาเนินการศึกษา 3.1 พื้นที่ศึกษา 3.2 เครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาข้อมูล 3.3 แผนการดาเนินการศึกษา 3.4 ขั้นตอนการดาเนินการศึกษา 3.5 การวิเคราะห์ผลจากการสารวจและเก็บตัวอย่าง 3.6 การวิเคราะห์ผลทางชลศาสตร์โดยโปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays

31 32 33 34 37 38

4. ผลการศึกษา 4.1 ผลการเก็บข้อมูล

40

4.2 ผลจากการประยุกต์ใช้โปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays 4.3 ผลการนาโปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays ไปประยุกต์ใช้ร่วมกับ โปรแกรม Google Earth

50 75

5. สรุปผลและข้อเสนอแนะ 5.1 สรุปผลการศึกษา 5.2 ข้อเสนอแนะ

77 79

เอกสารอ้างอิง

80

ภาคผนวก ก. โปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays ข. ข้อมูลป้อนเข้า ค. อัตราการไหลที่ใช้ในการวิเคราะห์ผลในโปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays ง. การคานวนหาค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ และค่าประสิทธิภาพ Nash and Sutcliffe ( ε ) จ. การทาค่าพิกัดโดยใช้โปรแกรม AutoCAD 1 ฉ. ลักษณะโครงสร้างประตูระบายน้า 1

83 92 102 104 07 10


สารบัญ (ต่อ) เรื่อง หน้า ประวัติผู้วิจัย - นางสาวชลลดา ยวงใย - นางสาวระพีพรรณ ทามูล

114 115


รายการตาราง ตาราง หน้า 2.1 4.1 4.2 4.3

ระดับน้าในล้าน้าปิง ที่สะพานนวรัฐ (P.1) ที่อัตราการไหลต่าง ๆ ในแต่ละกรณี ขนาดเสาและขนาดของฐานรากของสะพานต่างๆ อัตราการไหลที่ใช้ในการวิเคราะห์ผลในโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays การเปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระ Manning จากการสอบเทียบโปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays ที่อัตราการไหล 10 ลบ.ม./วินาที 4.4 ค่าระดับผิวน้าจากการสอบเทียบโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays และค่าระดับผิวน้า จากการส้ารวจ 4 ต้าแหน่ง 4.5 ค่าตัวแปรและค่าสัมประสิทธิ์ต่างๆที่ใช้ในวิเคราะห์ผลด้วยโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays 4.6 ระดับผิวน้าและหน้าตัดต่างๆ ที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที 4.7 ระดับผิวน้าและหน้าตัดต่างๆ ที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที 4.8 ระดับผิวน้าและหน้าตัดต่างๆ ที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที 4.9 ค่าระดับผิวน้าจากกรณีที่ 3 และค่าระดับผิวน้าจากการส้ารวจที่อัตราการไหล 10 ลบ.ม./วินาที ข.1.1 ข้อมูลต้าแหน่งพิกัดของตลิ่งซ้ายกับขวา (#Survey) ข.1.2 ข้อมูลรูปตัดขวาง (#X-Section) ข.2.1 การหาขนาดตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 1 กิโลเมตรที่ 0 ข.2.2 การหาขนาดตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 2 กิโลเมตรที่ 0.45 ข.2.3 การหาขนาดตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 3 กิโลเมตรที่ 4.25 ข.2.4 การหาขนาดตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 4 กิโลเมตรที่ 6.05 ค.1.1 อัตราการไหลที่ใช้ในการวิเคราะห์ผล โดยวิธีการแจกแจงแบบกัมเบว ง.1.1 ค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระ Manning ที่ใช้ในการเปรียบเทียบ ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์( 𝑅2 ) และค่าประสิทธิภาพ Nash and Sutcliffe ( 𝜀 )

24 41 44 46 47 49 55 62 69 72 93 94 98 99 100 101 103 105


รายการรูปประกอบ รูป หน้า 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11

เส้นทางการไหลของแม่น้าปิง ลักษณะของน้้าป่าไหลหลาก ลักษณะของน้้าท่วม ลักษณะของน้้าล้นตลิ่ง ความเสียหายที่เกิดจากน้้าท่วม ฝายเชียงใหม่ – ล้าพูน ลักษณะฝายท่าศาลา (ฝายพญาค้า) ลักษณะฝายหนองผึ้ง ลักษณะฝายท่าวังตาล หน้าต่างของ RIC-Nays launcher หน้าต่างของ RIC-NaysPre หน้าต่างของ RIC-Nays2d, 3D ตัวอย่างการค้านวณใน Sample solver and library ผังจ้าลองระบบโครงสร้างการท้างานของโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays ตัวอย่างข้อมูลต้าแหน่งพิกัดและรูปตัดขวาง ตัวอย่างข้อมูลอนุกรมเวลาของอัตราการไหลกับระดับน้้าด้านท้ายน้้า ระบบการเตรียมความพร้อมเพื่อรับมือกับเหตุการณ์ฉุกเฉินจากภัยพิบัติทางธรรมชาติ ขอบเขตพื้นที่จังหวัดเชียงใหม่ ขอบเขตการศึกษาและเก็บรวบรวมข้อมูล สะพานเหล็ก พื้นที่จริงที่ท้าการส้ารวจและเก็บตัวอย่าง สะพานเม็งรายอนุสรณ์ พื้นที่จริงที่ท้าการส้ารวจและเก็บตัวอย่าง สะพานป่าแดด พื้นที่จริงที่ท้าการส้ารวจและเก็บตัวอย่าง สะพานเกาะกลาง พื้นที่จริงที่ท้าการส้ารวจและเก็บตัวอย่าง ตัวอย่างการเก็บค่าพิกัดและระดับผิวน้้า การเก็บตัวอย่างดิน การหาขนาดเม็ดดิน ข้อมูลต้าแหน่งพิกัดของตลิ่งซ้ายกับขวา และข้อมูลรูปตัดขวางของแม่น้า ข้อมูลความสัมพันธ์ระหว่างอนุกรมเวลาของอัตราการไหลกับระดับน้้าด้านท้ายน้้า

3 5 5 6 7 8 10 10 11 12 12 13 13 14 15 16 27 31 32 34 35 35 36 36 37 37 38 38


รายการรูปประกอบ (ต่อ) รูป หน้า 3.12 ข้อมูลของค่าพารามิเตอร์ต่างๆ 4.1 ตัวอย่างของเสาตอม่อจากการส้ารวจในพื้นที่ของแม่น้าปิง 4.2 สภาพพื้นที่จริงของการส้ารวจในบริเวณพื้นที่ของแม่น้าปิง ตั้งแต่บริเวณ สะพานนวรัตน์ถึงบริเวณสะพานเกาะกลาง 4.3 ตัวอย่างขนาดเม็ดดินในบริเวณพื้นที่ของแม่น้าปิง ตั้งแต่บริเวณสะพานนวรัฐ ถึงบริเวณสะพานเกาะกลาง 4.4 กราฟข้อมูลแจกแจงความถี่ของอัตราการไหลของแม่น้าปิงรายปีด้วยวิธีการแจกแจง แบบกัมเบล 4.5 ผลการสอบเทียบ โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays ที่อัตราการไหล 10 ลบ.ม./วินาที 4.6 การเปลี่ยนแปลงความเร็วของกระแสน้้าที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที กรณีที่ 1, 2, 3 และ 4 ตามล้าดับ 4.7 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 1) 4.8 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 2) 4.9 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 3) 4.10 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 4) 4.11 ผลการค้านวณระดับผิวน้้าของหน้าตัดต่างๆ ที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที 4.12 การเปลี่ยนแปลงความเร็วของกระแสน้้าที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที กรณีที่ 1, 2, 3 และ 4 ตามล้าดับ 4.13 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 1) 4.14 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 2)

39 41 42 43 45 48 51 52 52 52 53 56 58 59 59


รายการรูปประกอบ (ต่อ) รูป หน้า 4.15 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 3) 4.16 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 4) 4.17 ผลการค้านวณระดับผิวน้้าของหน้าตัดต่างๆ ที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที 4.18 การเปลี่ยนแปลงความเร็วของกระแสน้้าที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที กรณีที่ 1, 2, 3 และ 4 ตามล้าดับ 4.19 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 1) 4.20 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 2) 4.21 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 3) 4.22 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 4) 4.23 ผลการค้านวณระดับผิวน้้าของหน้าตัดต่างๆ ที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที 4.24 ผลการเปรียบเทียบค่าระดับผิวน้้าจากกรณีที่ 3 และค่าระดับผิวน้้าจากการส้ารวจ ที่อัตราการไหล 10 ลบ.ม. /วินาที 4.25 การรื้อถอนสิ่ง ก่อสร้างที่ล่วงล้้า บริเวณหน้าเทศบาลนครเชียงใหม่ 4.26 การขุด ลอกขยายและสร้างผนังกั้นริมตลิ่งแม่น้าปิง บริเวณส้านักงานต้ารวจภูธร ภาค 5 4.27 วัชพืชและผักตบชวาในแม่น้าปิง 4.28 ผลการน้าโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays ไปประยุกต์ใช้ร่วมกับโปรแกรม Google Earth ก.1.1 ตัวอย่างข้อมูลต้าแหน่งพิกัดและรูปตัดขวาง ก.1.2 ตัวอย่างข้อมูลอนุกรมเวลาของอัตราการไหล ก.2.1 หน้าหลักของโปรแกรม ก.2.2 หน้า NaysPre ก.2.3 หน้า NaysPre หลังใส่ข้อมูลต้าแหน่งพิกัดของตลิ่งซ้ายกับขวา และข้อมูลรูปตัดขวาง ก.2.4 หน้า NaysPre หลังการตีกริด

59 60 63 65 66 66 66 67 70 73 74 74 75 76 84 85 86 87 87 88


รายการรูปประกอบ (ต่อ) รูป หน้า ก.2.5 ขั้นตอนการค้านวนในหน้า Solver ก.2.6 หน้า Nays 2D ก.2.7 หน้า Nays 2D แสดงการเปลี่ยนแปลงของระดับท้องน้้า ก.2.8 หน้า Nays 2D แสดงการเปลี่ยนแปลงเวกเตอร์การไหลของน้้า ก.2.9 หน้า Nays 2D ค่าระดับผิวน้้าโดยระบุต้าแหน่ง ก.2.10 การน้าผลจากโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-naysไปประยุกต์ใช้กับโปรแกรม Google Earth ข.2.1 เปอร์เซ็นต์การผ่านตะแกรงของตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 1 กิโลเมตรที่ 0 ข.2.2 เปอร์เซ็นต์การผ่านตะแกรงของตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 2 กิโลเมตรที่ 0.45 ข.2.3 เปอร์เซ็นต์การผ่านตะแกรงของตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 3 กิโลเมตรที่ 4.25 ข.2.4 เปอร์เซ็นต์การผ่านตะแกรงของตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 4 กิโลเมตรที่ 6.05 จ.1.1 เปิดโปรแกรม AutoCAD ปรับหน่วยหน้าจอให้เป็นหน่วยเมตรพร้อมทั้งน้ารูปแผนที่มา วางโดยใช้ค้าสั่ง Insert/Raster Image Preference/เลือกรูป จ.1.2 ลากเส้นเชื่อมระหว่างหน้าตัดฝั่งซ้ายจากหน้าตัดแรกไปจนถึงหน้าตัดสุดท้ายโดยให้ได้ ระยะห่างเท่ากับความเป็นจริง จ.1.3 ลากเส้นเชื่อมระหว่างจากตลิ่งฝั่งซ้ายไปยังฝั่งขวาโดยให้ได้ระยะห่างเท่ากับความเป็นจริง ซึ่งใช้ค้าสั่ง Ordinate ในการอ่านค่าพิกัด X และ Y ของเส้นเชื่อมระหว่างจากตลิ่งฝั่งซ้าย ไปยังฝั่งขวา จ.1.4 ลบรูปแผนที่ออก แล้วอ่านพิกัด X และ Y จากเส้นที่ลากเชื่อมตลิ่งฝั่งซ้ายไปยังฝั่งขวา ฉ.1 ลักษณะโครงสร้างประตูระบายน้้า ฉ.2 ด้านหน้าของประตูระบายน้้า ฉ.3 ด้านหลังของประตูระบายน้้า

88 89 89 90 90 91 98 99 100 101 108 108 109

109 111 112 112


บทที่ 1 บทนา 1.1 ที่มาและความสาคัญของปัญหา จังหวัดเชียงใหม่ เป็น จังหวัดล้าดับต้นๆ ของประเทศไทย ที่ประสบปัญหาเหตุการณ์น้าท่วม ที่ค่อนข้างรุนแรงและซ้้าซาก เนื่องจากจังหวัดเชียงใหม่มีเส้นทางล้าน้้าปิง ซึ่งเป็นแม่น้าสายหลักไหล ผ่านตัวเมือง ประกอบกับพื้นที่จังหวัดเชียงใหม่ได้รับการเร่งรัดพัฒนาทางด้านการประกอบอาชีพ และธุรกิจ ซึ่งก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปแบบที่ดินในเขตตัวเมือง นับเป็นสาเหตุประการหนึ่งที่ท้า ให้มีการรุกล้้าพื้นที่ในบริเวณริม 2 ฝั่งของแม่น้าปิง ซึ่งเดิมหน้าตัดแม่น้าตามธรรมชาติกว้างกว่า ปัจจุบันมาก เมื่อ พื้นที่การไหลของน้้าถูกบีบให้แคบลงไป จึงส่งผลท้าให้ปริมาณน้้าของแม่น้าปิงใน ฤดูน้าหลากไหลล้นเข้าท่วมบริเวณราบลุ่มที่อยู่สองข้างตลิ่งแม่น้า ท้าให้จังหวัดเชียงใหม่ประสบ ปัญหากับเหตุการณ์น้าท่วมอยู่ตลอดเรื่อยมา ดังนั้นในการศึกษานี้จึงท้าการศึกษาและวิเคราะห์ข้อมูล ทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้้า เพื่อเป็นแนวทางในป้องกันและหาวิธีในแก้ไขปัญหาน้้าท่วม ในจังหวัดเชียงใหม่ต่อไป

1.2 วัตถุประสงค์ของการวิจัย 1.2.1 เพื่อทราบค่าทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้้า ในบริเวณพื้นที่ของแม่น้าปิง ตั้งแต่บริเวณ สะพานนวรัตน์ถึงบริเวณสะพาน เกาะกลาง ในช่วงขอบเขตพื้นที่ต้าบลวัดเกตุถึงต้าบลป่าแดด อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ 1.2.2 เพื่อเป็นแนวทางการป้องกันและแก้ไขปัญหาน้้าท่วมของจังหวัดเชียงใหม่

1.3 ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ 1.3.1 ได้ข้อมูล ทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้้า ในบริเวณพื้นที่ของแม่น้าปิ ง ตั้งแต่บริเว ณ สะพานนวรัตน์ถึงบริเวณสะพาน เกาะกลาง ในช่วงขอบเขตพื้นที่ต้าบลวัดเกตุถึงต้าบลป่าแดด อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ 1.3.2 ได้แนวทางการป้องกันและวิธีการแก้ไขปัญหาน้้าท่วมของจังหวัดเชียงใหม่


2

1.4 ขอบเขตของการวิจัย 1.4.1 ศึกษาการเปลี่ยนแปลงสัณฐาน และพลวัติสัณฐาน ท้องน้้า ในบริเวณพื้นที่ของแม่น้าปิง ตั้งแต่ บริเวณสะพานนวรั ฐถึงบริเวณสะพาน เกาะกลาง ช่วงขอบเขตพื้นที่ต้าบลวัดเกตุถึ งต้าบลป่าแดด อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ 1.4.2 ศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้้า แบบ 2 มิติ

1.5 เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays ซึ่งจะสามารถดาวน์โหลดโปรแกรมพร้อมกับคู่มือการใช้งานได้จาก เว็บไซด์ http://i-ric.org/nays/en/download.html

1.6 นิยามศัพท์ 1.6.1 การเปลี่ยนแปลงสัณฐานท้องน้้า คือ การที่วัสดุที่อยู่บริเวณท้องน้้าถูกพัดพามาทับถมหรือถูกกัด เซาะออกไปจากบริเวณ ซึ่งเกิดจากอิทธิพลของกระแสน้้า 1.6.2 ฝาย คือ ท้านบเตี้ยและทึบตันชนิดหนึ่ง ซึ่งสร้างขวางกั้นทางน้้าไหลไว้ตลอดความกว้างของ แม่น้า ล้าธาร หรือล้าห้วย เพื่อทดน้้าให้สูงขึ้นจากระดับน้้าปกติธรรมชาติ


บทที่ 2 ทฤษฎีและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐาน ท้องน้้า โดยการประยุกต์ใช้โปรแกรม แบบจ้าลอง RIC – Nays กรณีศึกษา: แม่น้าปิง มีข้อมูลและทฤษฎีต่างๆ ที่เกี่ยวข้องดังนี้

2.1 แม่น้าปิง [17]

รูปที่ 2.1 เส้นทางการไหลของแม่น้าปิง [20]


4 แม่น้าปิงเป็นแม่น้าสายส้าคัญที่สุดของภาคเหนือตอนบน โดยที่แม่น้าสายนี้จะไหลอยู่ในบริเวณ หุบเขาระหว่างทิวเขาถนนธงชัยกลางกับทิวเขาผีปันน้้าตะวันตกมีต้นน้้าอยู่ที่ดอยถ้วย ในเทือกเขา แดนลาว เขตต้าบลเมืองนะ อ้าเภอเชียงดาว จังหวัดเชียงใหม่ แล้วไหลลงมาทางใต้ของอ้าเภอเชียงดาว อ้าเภอแม่แตง อ้าเภอแม่ริม ใจกลางเมืองเชียงใหม่ อ้าเภอสารภี อ้าเภอหางดง อ้าเภอสันป่าตอง อ้าเภอจอมทอง และอ้าเภอฮอด รวมระยะทางที่แม่น้าปิงไหลผ่านในเขตจังหวัดเชียงใหม่ ยาวประมาณ 335 กิโลเมตร จากนั้นไหลผ่านเข้าเขตจังหวัดล้าพูน จังหวัดตาก จังหวัดก้าแพงเพชร และจังหวัดนครสวรรค์ มีความยาวล้าน้้าประมาณ 740 กิโลเมตร มีล้าน้้าสาขาที่ส้าคัญ คือ น้้าแม่ปิง น้้าแม่งัด น้้าแม่แตง น้้าแม่ริม น้้าแม่ทา น้้าแม่กวง น้้าแม่ขาน น้้าแม่ลี้ น้้าแม่กลาง น้้าแม่แจ่ม น้้าแม่ตื่น น้้าแม่หาด น้้าแม่อาวคลองวังเจ้า คลองแม่ระกา คลองสวนหมาก และค ลองขลุง เป็นต้น แม่น้าปิง ถือว่าเป็นแม่น้าสายหลักใหญ่ที่หล่อเลี้ยงชีวิตของผู้คนในจังหวัดเชียงใหม่ ชุมชนริมสองฝั่งน้้ามีการใช้ ประโยชน์เพื่อการอุปโภคบริโภค ตลอดจนเพื่อการสืบสานขนบธรรมเนียม ประเพณีวัฒนธรรมและ เป็นที่ตั้งของแหล่งศิลปกรรมที่มีคุณค่าอันควรอนุรักษ์เป็นจ้านวนมาก

2.2 อุทกภัย [16] 2.2.1 ความหมายและสาเหตุของอุทกภัย อุทกภัย หมายถึง ภัยและอันตรายที่เกิดจากสภาวะน้้าท่วมหรือน้้าท่วมฉับพลัน มีสาเหตุมาจากการเกิด ฝนตกหนักหรือฝนตกต่อเนื่องเป็นเวลานาน เนื่องจากสาเหตุดังต่อไปนี้ 1. หย่อมความกดอากาศต่้า 2. พายุหมุนเขตร้อน ได้แก่ พายุดีเปรสชั่น พายุโซนร้อนและพายุใต้ฝุ่น 3. ร่องมรสุมหรือร่องความกดอากาศต่้า 4. ลมมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ 5. ลมมรสุมตะวันออกเฉียงเหนือ 6. เขื่อนพัง

2.2.2 ลักษณะของอุทกภัย ลักษณะของอุทกภัยมีความรุนแรงและรูปแบบแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับลักษณะภูมิประเทศและ สิ่งแวดล้อมของแต่ละพื้นที่ โดยมีลักษณะดังนี้ 1. น้้าป่าไหลหลาก หรือน้้าท่วมฉับพลัน มักจะเกิดขึ้นในที่ราบต่้าหรือที่ราบลุ่มบริเวณใกล้ภูเขา ต้นน้้า เกิดขึ้นเนื่องจากฝนตกหนักเหนือภูเขาต่อเนื่องเป็นเวลานาน ท้าให้จ้านวนน้้าสะสมมีปริมาณ


5 มากจนพื้นดินและต้นไม้ดูดซับไม่ไหว จึงไหลบ่าลงสู่ที่ราบต่้าเบื้องล่างอย่างรวดเร็ว มีอ้านาจท้าลาย ล้างรุนแรงระดับหนึ่ง ที่ท้าให้บ้านเรือนพังทลายเสียหายและอาจท้าให้เกิดอันตรายถึงชีวิตได้

รูปที่ 2.2 ลักษณะของน้้าป่าไหลหลาก [17] 2. น้้าท่วม หรือน้้าท่วมขัง เป็นลักษณะของอุทกภัยที่เกิดขึ้นจากปริมาณน้้าสะสมจ้านวนมากที่ ไหลบ่าในแนวระนาบจากที่สูงไปยังที่ต่้าเข้าท่วมอาคารบ้านเรือน เรือกสวน ไร่นา ได้รับความเสียหาย หรือเป็นสภาพน้้าท่วมขัง ในเขตเมืองใหญ่ที่เกิดจากฝนตกหนักต่อเนื่องเป็นเวลา นาน มีสาเหตุมาจาก ระบบการระบายน้้าไม่ดีพอ มีสิ่งก่อสร้างกีดขวางทางระบายน้้า หรือเกิดน้้าทะเลหนุนสูงกรณีพื้นที่อยู่ ใกล้ชายฝั่งทะเล

รูปที่ 2.3 ลักษณะของน้้าท่วม [17]


6 3. น้้าล้นตลิ่ง เกิดขึ้นจากปริมาณน้้าจ้านวนมากที่เกิดจากฝนตกหนัก อย่าง ต่อเนื่อง ไหลลงสู่ ล้าน้้าหรือแม่น้าปริมาณมาก จนระบายลงสู่ลุ่มน้้าด้านล่างหรือออกสู่ปากน้้าไม่ทัน ท้าให้เกิดสภาวะ น้้าล้นตลิ่งเข้าท่วมเรือกสวน ไร่นา และบ้านเรือนตามสองฝั่งน้้า จนได้รับความเสียหายถนนหรือ สะพานอาจช้ารุดทางคมนาคมถูกตัดขาดได้

รูปที่ 2.4 ลักษณะของน้้าล้นตลิ่ง [23]

2.2.3 ความเสียหายที่เกิดจากอุทกภัย สามารถแบ่งอันตรายและความเสียหายที่เกิดจากอุทกภัยดังนี้ 1. น้้าท่วมอาคารบ้านเรือน สิ่งก่อสร้างและสาธารณสถาน ซึ่งจะท้าให้เกิดความเสียหายทาง เศรษฐกิจอย่างมาก บ้านเรือนหรืออาคารสิ่งก่อสร้างที่ไม่แข็งแรงจะถูกกระแสน้้าที่ไหลเชี่ยวพังทลาย ได้ คน สัตว์ พาหนะ และสัตว์เลี้ยง อาจได้รับอันตรายถึงชีวิตจากการจมน้้าตาย 2. เส้นทางคมนาคมและการขนส่งอาจจะถูกตัดเป็นช่วง ๆ โดยความแรงของกระแสน้้า ถนน และสะพานอาจจะถูกกระแสน้้าพัดให้พังทลายได้ สินค้าพัสดุ ที่อยู่ระหว่างการขนส่งจะได้รับความ เสียหายมาก 3. ระบบสาธารณูปโภคจะได้รับความเสียหายอาทิ เช่น โทรศัพท์ โทรเลข ไฟฟ้าและ ประปา เป็นต้น 4. พื้นที่การเกษตรและการปศุสัตว์จะได้รับความเสียหาย เช่น พืชผล ไร่นา ทุกประการที่ก้าลัง ผลิดอกออกผล อาจถูกน้้าท่วมตายได้ สัตว์พาหนะ วัว ควาย สัตว์เลี้ยง ตลอดจนผลผลิตที่เก็บกักตุน หรือมีไว้เพื่อท้าพันธุ์จะได้รับความเสียหาย ความเสียหายทางอ้อมจะส่งผลกระทบต่อเศรษฐกิจ โดยทั่วไป เกิดโรคระบาด สุขภาพจิตเสื่อม และสูญเสียความปลอดภัย เป็นต้น


7

รูปที่ 2.5 ความเสียหายที่เกิดจากน้้าท่วม [17]

2.2.4 การป้องกันและบรรเทาจากอุทกภัย วิธีปฏิบัติในการป้องกันตนเองและบรรเทาจากอุทกภัย สามารถกระท้าได้ดังนี้ 1. การวางแผนการใช้ที่ดินอย่างมีประสิทธิภาพ ควรก้าหนดผังเมืองเพื่อรองรับกา รเจริญ เติบโต ของตัวเมือง ไม่ให้กีดขวางทางไหลของน้้า โดยก้าหนดการใช้ที่ดินบริเวณพื้นที่น้าท่วมให้เป็นพื้นที่ ราบลุ่มรับน้้า เพื่อเป็นการหน่วงหรือชะลอการเกิดน้้าท่วม 2. การออกแบบสิ่งก่อสร้างอาคารต่างๆ ให้มีความสูงเหนือระดับที่น้าเคยท่วมแล้ว เช่น บ้านเรือนที่ยกพื้นสูงแบบไทยๆ เป็นต้น 3. การเคลื่อนย้ายวัสดุจากที่ที่จะได้รับความเสียหาย อันเนื่องมาจากน้้าท่วมให้ไปอยู่ในที่ ปลอดภัยหรือในที่สูง 4. การน้าถุงทรายมาท้าเขื่อน เพื่อป้องกันน้้าท่วม 5. การพยากรณ์และการเตรียมภัยน้้าท่วม ช่วยให้ประชาชนรับทราบล่วงหน้า เพื่อเตรียมป้องกัน 6. การสร้างเขื่อน ฝาย ท้านบ และถนน เพื่อเป็นการกักเก็บน้้าหรือเป็นการกั้นทางเดินของน้้า เป็นต้น

2.3 ฝาย [2] ฝาย (Diversion weir) คือ ท้านบเตี้ยและทึบตันชนิดหนึ่งซึ่งสร้างขวางกั้นทางน้้าไหลไว้ตล อดความ กว้างของแม่น้า ล้าธาร หรือล้าห้วย เพื่อทดน้้าให้สูงขึ้นจากระดับน้้าปกติธรรมชาติ ให้น้าไหลเข้า คลองส่งน้้าได้เต็มที่ตามความต้องการตลอดฤดูชลประทาน และปล่อยให้ปริมาณน้้ามากที่สุดของ ล้าน้้าหรือปริมาณน้้าที่เหลือใช้จา กการชลประทานไหลล้นเข้าฝายไปได้โดยไม่เกิดความเสียหาย เพราะน้้าท่วมแผ่นดินสองฝั่งแม่น้าด้านเหนือของฝายนั้น


8 ฝายมีหลายชนิดและมีรูปร่างต่างๆ กัน แต่โดยมากรูปตัดของฝายจะเป็นรูปสามเหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยม คางหมูโดยประมาณ ฝายสร้างด้วยวัสดุหลายชนิด เช่น กิ่งไม้ เสาไม้ ดิน ทราย กรวด หินเล็ก หินใหญ่ ไม้กระดาน คอนกรีตล้วน หินก่อ คอนกรีตเสริมเหล็ก และอาจสร้างด้วยวัสดุเหล่านี้คละกัน เป็นต้น

รูปที่ 2.6 ฝายเชียงใหม่ – ล้าพูน [20]

2.3.1 หน้าที่ของฝาย ฝาย ท้าหน้าที่กักกั้นน้้าเช่นเดียวกับท้านบ แต่ปล่อยให้น้าไหลข้ามไปได้ ซึ่งผิดลักษณะของท้านบ ทั่วไปจึงมีชื่อต่างจากท้านบธรรมดา โดยปกติเมื่อสร้างฝายขึ้นจะปะทะการไหลของน้้าในล้าน้้าท้าให้ ท้นสูง และเมื่อระดับน้้าสูงกว่าสันฝาย น้้าเริ่มไหลข้ามฝายไป น้้าจะไหลข้ามสันฝายลึกมากหรือน้อย ย่อมแล้วแต่ปริมาณน้้าที่ไหลมาในล้าน้้า ถ้าน้้าไหลมามากก็ท่วมสันฝายลึก ถ้าไหลมาน้อยก็ท่วม สันฝายน้อย ดังนั้นในขณะที่ปริมาณน้้าท่วมที่สุดของล้าน้้าไหลหลากมา น้้าจะท่วมสันฝายลึกที่สุด และท่วมแผ่นดินสองฝากแม่น้าด้านเหนือน้้าของฝายลึกจนเกิดอันตรายเสียหายได้ เพราะฉะนั้นฝายที่ สร้างโดยทั่วไปจึงไม่สูงหรือไม่สร้างให้ระดับสันฝายสูงถึงระดับตลิ่งแม่น้า เพื่อไม่ให้เกิดน้้าท่วมมาก ในเวลาที่มีปริมาณมากที่สุดไหลหลากมานั่นเอง อย่างไรก็ดีฝายบางแห่งอาจต้องมีระดับสันฝายสูงเพื่อ ทดน้้าซึ่งไหลมาน้อยในบางฤดูให้สูงถึงระดับที่จะไหลเข้าคลองส่งน้้าได้เต็มที่ เช่น ในการปลูกพืช ฤดูแล้ง เป็นต้น แต่เมื่อถึงเวลาน้้าใหญ่หรือปริมาณน้้ามากที่สุดไหลหลากมา ซึ่งจะท้าให้เกิดน้้าท่วม เสียหายแล้ว ก็จะออกแบบฝายนั้นเป็นชนิดที่ถอดหรือลดระดับสันฝายส่วนบนลงได้ หรือล้มพับลง นอนราบได้เอง (Collapsible weir)


9

2.3.2 ข้อดีและข้อเสียของฝาย 1. ข้อดี (ก) ฝายสร้างได้ง่าย ราคาถูก ค่าบริหารงานและค่าบ้ารุงรักษาประจ้าปีน้อย (ข) ฝายแข็งแรงมั่นคงต่อการกระทบกระแทกจากวัตถุหนักที่ลอยน้้ามาชนได้ดีมาก (ค) ฝายมีอายุใช้งานยืนยาว ถ้าสร้างด้วยวัสดุถาวรโดยถูกหลักวิชา (ง) ฝายไม่มีการปฏิบัติการที่ยุ่งยาก เพราะฝายจะปล่อยให้น้าไหลข้ามไปได้เองโดยอัตโนมัติ 2. ข้อเสีย (ก) ฝายท้าให้เกิดความสูงของน้้าท้นสูง น้้าอาจท่วมแผ่นดินสองฝากแม่น้าด้านเหนือน้้าของ ฝายลึก ท้าให้เกิดความเสียหายได้จึงสร้างฝายได้เฉพาะในบางท้องถิ่นเท่านั้น (ข) ฝายทดน้้าในแม่น้าไม่ได้ทุกระดับที่ต้องการ คือระดับน้้าเหนือสันฝายจะอยู่สูงหรือต่้า เพียงไรนั้น ย่อมแล้วแต่ปริมาณน้้าที่ไหลมามากหรือน้อย เราไม่สามารถบังคับระดับน้้าได้ (ค) กรวดทรายและตะกอนที่ไหลมากับน้้าในแม่น้า จะตกทับถมติด อยู่ทางด้านเหนือน้้าของ ฝาย และอาจหลุดเข้าไปในคลองส่งน้้าท้าให้คลองตื้นอย่างรวดเร็ว คลองจะส่งน้้าไม่ได้ตามปริมาณที่ ต้องการและต้องมีการขุดลอกคลองบ่อย และเสียค่าขุดลอกคลอง

2.3.3 ฝายในล้าน้าปิง [24] ในล้าน้้าปิงมีฝายเก่าแก่ทั้งหมด 3 ฝาย โดยฝายเหล่านี้มีประโยชน์ในการทดน้้าเข้าสู่ล้าเหมืองเพื่อพื้นที่ การเกษตร ช่วยยกระดับน้้าให้เต็มฝั่ง เพื่อความสวยงามของทัศนียภาพ เพื่อความสะดวกการคมนาคม ทางน้้า และเพื่อกิจกรรมการท่องเที่ยว อันได้แก่ 1. ฝายท่าศาลา (ฝายพญาค้า) ฝายท่าศาลาเป็นฝายหินทิ้งกั้นล้าน้้าปิงบริเวณบ้านท่าศาลา อ้า เภอเมือง จังหวัด เชียงใหม่ ซึ่งอยู่ เลยค่ายกาวิละไปทางใต้เล็กน้อย โดยสร้างขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 1800-1839 ด้วยวัตถุประสงค์เพื่อกักเก็บน้้า ส้าหรับพื้นที่การเกษตร ตัวฝายสร้างในสมัยเจ้าอินทวิชยานนท์ โดยพญาค้า หรือชื่อ บรรดาศักดิ์เต็มว่า “พญาค้าวิจิตรธุระราษฎร์” ซึ่งเป็นที่เคารพนับถือของชาวบ้าน ได้น้าชาวบ้านสร้างฝายดังกล่าวและขุด ล้าเหมืองขึ้น และผลจากการที่พญาค้าได้น้าชาวบ้านสร้างฝายและขุดล้าเหมืองดังกล่าวขึ้นมา หลังจาก นั้นจึงมีการเรียกฝายแห่งนี้ว่า ฝายพญาค้า หรือว่า ฝายท่าศาลา มาจนกระทั่งทุกวันนี้ ฝายท่าศาลามี ความกว้าง 104 เมตร สันฝายมีความสูงจากระดับท้องน้้าประมาณ 3-5 เมตร ดังนั้นบริเวณหน้าฝายจึงมี ระดับน้้าสูงกว่าด้านหลังฝายประมาณ 30 เซนติเมตร ซึ่งบริเวณหน้าฝายฝั่งตะวันออกของแม่น้าปิงจะ มีล้าเหมืองสายเล็กๆ ความกว้างประมาณ 5 เมตร ซึ่งเรียกว่าหัวฝาย ที่คอยดึงน้้าออกจากแม่น้าปิงและ ล้าเหมืองสายเล็กๆ สายนี้นี่เองที่เป็นทางผ่านให้น้าจากฝายพญาค้าไหลเข้าสู่เรือกสวนไร่นาของ เกษตรกรในด้านตะวันออกของแม่น้าปิงในเขตจังหวัดเชียงใหม่ และล้าพูนถึง 42 ชุมชน มีพื้นที่ต้นน้้า ได้แก่ ต้าบลหนองหอย ต้าบลหนองผึ้ง ต้า บลยางเนิ้ง ต้า บลชมพู ต้า บลชัยสถาน ส่วนพื้นที่ปลายน้้า


10 ได้แก่เขต ต้า บลหนองแฝก ต้าบลอุโมงค์ และ ต้า บลป่าแดด ครอบคลุมพื้นที่ 3 อ้าเภอคือ อ้า เภอเมือง อ้าเภอสารภี จังหวัดเชียงใหม่ และอ้าเภอเมือง จังหวัดล้าพูน รวมพื้นที่รับน้้ากว่า 32,000 ไร่

รูปที่ 2.7 ลักษณะฝายท่าศาลา (ฝายพญาค้า) 2. ฝายหนองผึ้ง ฝายหนองผึ้งอยู่ถัดลงทางใต้ของฝายท่าศาลาประมาณ 1.8 กิโลเมตร โดยฝายหนองผึ้งจะผัน น้้าปิงเข้าสู่ล้าเหมืองหนองผึ้ง เพื่อส่งน้้าไปเลี้ยงนาทุ่งยางเนิ้งจนถึงทุ่งแม่ออน และ ทุ่งล้าพูน โดยบริเวณฝายมีความกว้าง 100 เมตร ระดับท้องน้้าเท่ากับ 301.30 เมตร และฝายหนองผึ้งสามารถ ระบายน้้าได้ 140.58 ซม./วินาที

รูปที่ 2.8 ลักษณะฝายหนองผึ้ง


11 3. ฝายท่าวังตาล ฝายท่าวังตาลเป็นฝายกั้นน้้าที่เกิดจากภูมิปัญญาชาวบ้านที่ร่วมกันก่อสร้างเพื่อการเกษตรตั้งแต่ ปี 2440 อยู่ถัดจากฝายหนองผึ้ง ลงมาทางใต้อีกประมาณ 1.85 กิโลเมตร โดยบริเวณฝายมีความกว้าง 86 เมตร ระดับท้องน้้าเท่ากับ 300.50 เมตร และสามารถระบายน้้าได้ 139.30 ซม./วินาที

รูปที่ 2.9 ลักษณะฝายท่าวังตาล

2.4 โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays [11] โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays เป็น Freeware ที่ถูกพัฒนาขึ้นโดย The Foundation of Hokkaido River Disaster Prevention Research Center (RIC) แห่งประเทศญี่ปุ่น ซึ่งจะสามารถดาวน์โหลด โปรแกรมพร้อมกับคู่มือการใช้งานได้จากเว็บไซด์ http://i-ric.org/nays/en/download.html

2.4.1 ระบบของโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays มีลักษณะของระบบโครงสร้างที่ออกแบบไว้โดยมีองค์ประกอบที่ส้าคัญ 4 ส่วน คือ 1. RIC-Nays launcher เมื่อท้าการติดตั้งโปรแกรมแล้ว สามารถคลิกเปิดหน้าต่างนี้โดยเข้าไปใน เมนู Start (รูปที่ 2.10ก) เมื่อท้าการเปิดหน้าต่างขึ้นมาแล้วก็จะแสดงปุ่มการใช้งานต่างๆ (รูปที่ 2.10ข) และมีปุ่มที่จะใช้ส้าหรับ Run โปรแกรมคือ Solver อยู่ในล้าดับที่ 2


12

(ก) คลิกเปิดการท้างานจากเมนู Start

(ข) ปุ่มการท้างานบนหน้าต่าง RIC-Nays launcher รูปที่ 2.10 หน้าต่างของ RIC-Nays launcher [11] 2. RIC-NaysPre หน้าต่างนี้ใช้ส้าหรับสร้างกริด เพื่อใช้ในการค้านวณจากข้อมูลต้าแหน่งพิกัด รูปตัดขวาง และรูปตัดตามยาวของแม่น้าที่ได้จากการส้ารวจมี GUI และ Visualized ส้าหรับจัดการ ข้อมูลข้างต้น นอกจากนั้นยังใช้ส้าหรับก้าหนดค่าเริ่มต้นและค่าพารามิเตอร์ต่างๆ ของการค้านวณด้วย (รูปที่ 2.11)

รูปที่ 2.11 หน้าต่างของ RIC-NaysPre [11]


13 3. RIC-Nays2D, 3D จะเป็นส่วนที่ใช้ส้าหรับแสดงผลการค้านวณ (รูปที่ 2.12) ซึ่งสามารถแสดง ได้หลายรูปแบบทั้งที่เป็นปริมา ณสเกลาร์และปริมาณเวคเตอร์ เช่น เส้นการไหล เวคเตอร์ทิศทางของ การไหล เส้นชั้นความสูง และการเปลี่ยนแปลงสัณฐานท้องน้้า เป็นต้น และหรือมีความสามารถ น้าเสนอรูปภาพที่แสดงปริมาณหลายๆ อย่างในรูปภาพเดียวกันได้

(ก) เวคเตอร์กับเส้นระดับการเปลี่ยนแปลงรูปสัณฐานท้องน้้า

(ข) ผลการค้านวณบน Google Earth รูปที่ 2.12หน้าต่างของ RIC-Nays2d, 3D [11] 4. Sample solver and library เป็นตัวอย่างการค้านวณ เช่น แม่น้าเจ้าพระยา แม่น้า Ishikari และ Sample I-III เป็นต้น จะมีข้อมูลไฟล์ต่างๆ ที่ใช้ในการป้อนเข้าเพื่อ Run โปรแกรม เอกสารทฤษฎี กับ คู่มือการใช้งาน และไฟล์ Nayslib.f90 ที่จะใช้เตรียมข้อมูลให้กับโปรแกรม RIC-Nays

รูปที่ 2.13 ตัวอย่างการค้านวณใน Sample solver and library [11]


14

2.4.2 ระบบโครงสร้างของโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays 1. ส่วนสีส้ม เป็น Application ที่ผู้พัฒนาโปรแกรมจัดเตรียม 2. ส่วนสีเหลือง เป็น Procedures ต่างๆ รวมทั้งไฟล์ nayslib.f90 3. ส่วนสีฟ้า เป็นไฟล์ที่ผู้ใช้สามารถเข้าไปจัดการได้เองหรือจะต้องจัดเตรียมข้อมูลเอง 4. ตัว Solver ถูกสร้างมาให้มีความยืดหยุ่น โดยที่ผู้ใช้งานอาจจะใช้โปรแกรมที่ผู้พัฒนา โปรแกรมจัดเตรียมไว้ให้ (ภาษา Fortran90) หรือผู้ใช้งานอาจจะพัฒนาขึ้นมาด้วยตัวเองก็ได้ (2d_solver.exe)

รูปที่ 2.14 ผังจ้าลองระบบโครงสร้างการท้างานของโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays [11]


15

2.4.3 การใช้งานโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays 1. การเตรียมข้อมูลป้อนเข้า (ก) ข้อมูลต้าแหน่งพิกัดและรูปตัดขวาง ข้อมูลต้าแหน่งพิกัดและรูปตัดขวาง จะประกอบด้วยข้อมูล 2 ส่วนคือ ข้อมูลต้าแหน่งพิกัดของ ตลิ่งซ้ายกับขวา ( #Survey) กับข้อมูลรูปตัดขวาง ( #X-Section) ของแม่น้า ซึ่งข้อมูลเหล่านี้จะได้จาก การส้ารวจภาคสนาม จะเก็บไว้ในไฟล์ *.riv (รูปที่ 2.15 ก - ข)

(ก) ตัวอย่างข้อมูลต้าแหน่งพิกัดและรูปตัดขวาง

(ข) ตัวอย่างของรูปแปลนและรูปตัดขวาง รูปที่ 2.15 ตัวอย่างข้อมูลต้าแหน่งพิกัดและรูปตัดขวาง [11]


16 (ข) ข้อมูลของการไหล เช่น ความลึก และอัตราการไหล เป็นต้น ข้อมูลของการไหล จะประกอบด้วยอนุกรมเวลาของอัตราการไหลกับระดับน้้าด้านท้ายน้้า เพื่อใช้เป็นค่าขอบเขตด้านบนกับด้านล่างของแบบจ้าลอง ข้อมูลจะเก็บไว้ในไฟล์ *.d (รูปที่ 2.16)

รูปที่ 2.16 ตัวอย่างข้อมูลอนุกรมเวลาของอัตราการไหลกับระดับน้้าด้านท้ายน้้า (ค) ข้อมูลของค่าพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระของท้องน้้า ข้อมูลของค่าพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น  ,  , n, d,  t และก้าหนดเลือกค้านวณสภาพเริ่มต้น กับวิธีการค้านวณ เป็นต้น ซึ่งในไฟล์นี้จะท้าการก้าหนดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ รวมทั้งก้าหนดชื่อไฟล์ กับต้าแหน่งที่จัดเก็บเพื่อจะใช้เรียกอ่านเป็นข้อมูลป้อนเข้าและแสดงผลลัพธ์การค้านวณด้วย โดยจะ เก็บไฟล์ข้อมูลไว้ใน *.cond (ง) ขนาดช่วงเวลา (Time step:  t) และก้าหนดเลือกค้านวณสภาพเริ่มต้นกับวิธีการค้านวณ ผลลัพธ์และการน้าเสนอผลการค้านวณ เมื่อท้าการ run โปรแกรมเพื่อประมวลผลโดย Solver แล้ว ผลลัพธ์จากการค้านวณที่ได้ก็จะถูกจัดเก็บไว้ในไฟล์ชื่อ out.dat เป็นข้อมูลแบบ binary ซึ่งข้อมูล ในไฟล์ข้างต้นสามารถน้าเอาไปใช้โดย Nays2D, 3D เพื่อสร้างรูปภาพนิ่งและ/หรือรู ปภาพเคลื่อนไหว แบบต่างๆ ได้ ผลการค้านวณของ RIC-Nays2D, 3D สามารถน้ามาแสดงเป็นภาพนิ่งและ/หรื อภาพเคลื่อนไหวอย่าง ต่อเนื่องและยังสามารถน้าภาพเคลื่อนไหวไปสร้างเป็นไฟล์ *.kml เพื่อใช้แสดงบน Google Earth ได้


17

2.5 ทฤษฎีสมการพืนฐาน 2.5.1 สมการการไหลของน้า [11] สมการพื้นฐานที่ถูกน้ามาใช้ในโปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays จะประกอบด้วยสมการการไหล ต่อเนื่องและสมการโมเมนตัม ซึ่งในระบบพิกัดแบบฉาก เขียนได้เป็น h (hu) (hv)   0 t x y (hu ) (hu 2 ) (huv) H  x   (hu )    (hu )      gh   v  v t x y x  x  x  y  y  (hv) (huv) (hv 2 ) H  x   (hv)    (hv)      gh   v  v t x y x  x  x  y  y 

(2.1) (2.2) (2.3)

โดยที่ h

คือ ความลึก, u , v คือ ความเร็วเฉลี่ยในแนวดิ่ง ,  x, y คือ ความเค้นเฉือนในแนวแกน x กับ y คือ ความหนาแน่นของน้้า  ค่าเสาระดับ ( H  zb  h) H คือ Z b คือ ระดับของท้องน้้า  คือ ความหนืดจลน์ คือ เวลา t คือ แนวแกนของระบบพิกัดแบบฉากตามทิศทางการไหลกับทิศทางตั้งฉาก x, y ตามล้าดับ

พจน์ของความเค้นเฉือน  x , y และความหนืดจลน์สามารถค้านวณได้จาก  x   Cd u u 2  v 2 ,  y   Cd v u 2  v 2 v

k u*h 6

(2.4a, b) (2.5)


18 โดยที่

คือ k คือ

Cd

u*

ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทาน, ค่าคงที่ของ Karman (มีค่าเท่ากับ 0.4) คือ ความเร็วเฉือน ซึ่งสามารถหาได้จากความสัมพันธ์ของ u*  Cd u 2  v 2

(2.6)

2.5.2 สมการการขนส่งตะกอน [11] สมการต่อเนื่องของตะกอนท้องน้้าเขียนได้เป็น Zb 1  q x q y    0 t 1    x y 

โดยที่

(2.7)

คือ ระดับของท้องน้้า, q x , y คือ ปริมาณขนส่งของตะกอนท้องน้้า หรือตะกอนแขวนลอยในแนวแกน x กับ y  คือ สัดส่วนช่องว่างของเม็ดตะกอน Zb

ซึ่งสมการพื้นฐานที่ได้แสดงไว้ข้างต้นในระบบพิกัดฉาก ( x, y) จะถูกแปลงให้อยู่ในรูปของระบบ พิกัดแบบทั่วไป (General Coordinate System) และแก้ระบบสมการเพื่อหาผลเฉลยโดยใช้ระเบียบวิธี เชิงจ้านวนผลต่างสืบเนื่อง (Finite Difference Method: FDM) ตามแบบวิธี Upwind เนื่องจากมีความ เหมาะสมกับสภาพล้าน้้าที่ท้าการศึกษา และสามารถลดระยะเวลาในการค้านวณให้สั้นลง แต่อย่างไรก็ ตามในโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays สามารถเลือกใช้แบบวิธี CIP (Cubic Interpolation Pseudo particle) ที่มีความแม่นย้าสูงแต่มีระยะเวลาการค้านวณนานกว่า และสามารถเลือกใช้วิธีการค้านวณ การไหลแบบปั่นป่วนได้ 3 แบบ คือ (1) ค่าความหนืดคงที่ (2) 0-Equation และ (3) k-  model ซึ่งใน การศึกษาครั้งนี้ได้เลือกใช้กรณีการไหลแบบความหนืดคงที่ (Constant eddy viscosity) มีรูปสมการ ดังนี้ t  C

โดยที่

k2

คือ ความหนืดปั่นป่วน k คือ ค่าพลังงานจลน์ของความปั่นป่วน  คือ อัตราการสลายตัวแบบปั่นป่วน C คือ ค่าคงที่ มีค่าเท่ากับ 0.9 t

(2.8)


19

2.5.3 ทฤษฎีกัมเบล [7] ทฤษฎีกัมเบล เป็นวิธีการที่น่าสนใจและเหมาะส้าหรับการวิเคราะห์น้าท่วมด้วยหลักสถิติการเกิดใน ล้าน้้าของประเทศไทยโดยทั่วๆ ไปแล้ว ข้อมูลสถิติน้าท่วมสูงสุดรายปีของสถานีต่างๆ มีไม่ยาวนัก การใช้ทฤษฎีการแจกแจงความถี่ที่มีพารามิเตอร์ 2 ตัวจะให้ผลดีกว่าหรือมีโอกาสผิดพลาดได้น้อยกว่า ทฤษฎีการแจกแจงความถี่ที่มีพารามิเตอร์ 2 ตัวขึ้นไป การประมาณหาค่าพารามิเตอร์ของทฤษฎีกัมเบล สามารถท้าได้โดยทั้งวิธีโมเมนต์ สมการทั่วไปของทฤษฎีกัมเบลหรือเรียกว่า การแจกแจงความถี่ กัมเบล ก็คือ P(Q  q)  e

e

 Qu      

(2.9)

ก้าหนดให้ y  Q  u ซึ่งเรียกกันทั่วๆ ไปว่า Gumbel reduced variant และแทนค่า y ในสมการ (2.9) 

จะได้สมการทฤษฎีกัมเบลดังนี้ P(Q  q)  e  e

y

(2.10)

และจากหลักสถิติทั่วไปจะได้สมการของ P(Q  q) ในเทอมของ Tr ดังนี้ P(Q  q)  1 

1 Tr

(2.11)

จากสมการ (2.9) และ (2.10) จะได้ความสัมพันธ์ระหว่างกัมเบลรีดิ้วแวเรียท y และรอบปีการเกิดซ้้า Tr ดังนี้ y

e e  1 

1 Tr

(2.12)

ด้วยการท้าเป็นลอกการิซึม ทั้งสองข้างของสมการ (2.11) จะได้  1 e y   In 1    Tr 

(2.13)


20 และจากการน้าเป็นลอกกาลิซึมทั้งสองข้างของสมการ (2.12) จะได้ความสัมพันธ์ระหว่าง y และ Tr อีก แบบหนึ่งดังนี้   1 y   In   In  1   Tr 

  

(2.14)

เมื่อแทนค่า y  Q  u ในสมการ (2.13) และจัดรูปฟอร์มใหม่จะได้ความสัมพันธ์ระหว่างขนาด ของ 

น้้าท่วม   1  QTr  u   In   In 1     Tr   

(2.15)

สัมประสิทธิ์ u และ  ก็คือพารามิเตอร์ของทฤษฎีกัมเบล ค่า u เรียกว่าค่า Mode ส้าหรับค่า u และ  ค้านวณหาจากสมการดังนี้ 

6

(2.16)

SQ  0.7797 SQ

(2.17)

u  Q  0.577  Q  0.45SQ

ซึ่ง Q และ SQ ก็คือค่าเฉลี่ยคณิตศาสตร์ (Mean) และค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard deviation) ของตัว แปรน้้าท่วม Q นั่นเอง จากการแทนค่า u และ  ในสมการ (2.14) จะได้   1 QT  Q  0.45SQ  0.7797 SQ In  In 1  r   Tr

  

(2.18)

สมการ (2.11) ใช้ในการค้านวณขนาดน้้าท่วม QT ที่มีรอบปีการเกิดซ้้าเฉลี่ยเท่ากับ Tr ในกรณีที่ทราบ ค่าพารามิเตอร์ u และ  หรือทราบค่าโมเมนต์ในรูปของ Q และ SQ ตามต้องการ r

สมการ (2.18) สามารถจะกระจายออกเป็นเทอมหลายๆ เทอมในลักษณะของอนุกรมได้ดังนี้ 

1

1

1

QT  Q  0.45SQ  0.7797 SQ  InTr     ...  2Tr 4T 2 8T 3 r   r r

(2.19)


21 ดังนั้นในกรณีขนาดน้้าท่วม QT ที่มีค่า Tr มากๆ สมการ QT จะตัดลงเหลือโดยประมาณเพียงเทอมเดียว ในวงเล็บใหญ่ดังนี้ r

r

QT  Q  0.45SQ  0.7797 SQ InTr r

(2.20)

ทั้งนี้เพราะเทอมต่างๆ ถัดไปจะทีค่าน้อยมาก สรุปแล้วขั้นตอนในการค้านวณขนาดน้้าท่วม QT ส้าหรับรอบปีการเกิดซ้้าเฉลี่ย Tr ด้วยวิธีทฤษฎีกัมเบล และด้วยการประมาณค่าพารามิเตอร์โดยวิธี โมเมนต์มีดังต่อไปนี้

r

ค้านวณพารามิเตอร์ต่างๆ ในรูปของค่าเฉลี่ยคณิตศาสตร์ และค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานจากข้อมูลน้้าท่วม สูงสุดรายปีที่มีอยู่หรือที่ก้าหนดจากสูตรดังนี้ N

Q   Qi / N

(2.21)

i 1

N

SQ 

 (Q  Q) i 1

2

i

N 1

2  N 2    Qi  NQ  i 1  SQ   N 1

(2.22) (2.23)

ค้านวณขนาดน้้าท่วม QTr ส้าหรับรอบปีการเกิดซ้้าเฉลี่ย Tr ที่ก้าหนดต่างๆ จากสมการ (2.18) หรือใน กรณีเมื่อค่า Tr มีค่าสูงๆ ก็ให้ใช้สมการ (2.20) โดยประมาณได้เพราะผลจะใกล้เคียงกัน ท้าการ plot ความสัมพันธ์ระหว่างขนาดน้้าท่วม QTr และรอบปีการเกิดซ้้า Tr ในกระดาษกราฟพิเศษโดยเฉพาะ ซึ่งเรียกว่า Gumbel probability graph และได้ความสัมพันธ์เป็นเส้นตรง สามารถอ่านค่า QTr ส้าหรับค่า Tr อื่นได้ตามต้องการ ซึ่งรวมทั้งส่วนของกราฟที่ต่อออกไปในลักษณะของเส้นตรงด้วย

2.5.4 การวิเคราะห์การสอบเทียบโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays [22] จากผลลัพธ์ที่ได้จากโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays เมื่อพิจารณาหาค่าพารามิเตอร์ต่างๆและได้ค่าที่ เหมาะสมจากการสอบเทียบโปรแกรมแบบจ้าลองระว่างผลลัพธ์กับข้อมูลที่ตรวจวัดจริงของระดับน้้า ต่ออัตราการไหล โดยใช้หลักการทางสถิตมาเป็นเครื่องช่วยตัดสินใจ เพื่อที่จะได้อ้างอิงผลการจ้าลอง และคัดเลือกพารามิเตอร์ได้ง่ายขึ้น ซึ่งในการศึกษาครั้งนี้ได้เลือก ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ ( R 2 )


22 และค่าดัชนีการยอมรับ (Index of Agreement) ส้าหรับพิจารณาความเหมาะสมของการสอบเทียบดัง สมการที่ (2.24) และ(2.25) 1. ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ ( R 2 ) n

R2 

n

n

N  Oi M i   (Oi ) ( M i ) i 1

i 1

i 1

2      n   2 2 N O  ( O ) N M  ( M )   i  i     i  i    i 1    i 1  i 1    i 1 n

2

n

(2.24)

n

เมื่อ = ค่า Coefficient of Determination O = ข้อมูลจริงที่ได้จากการส้ารวจระดับน้้าเอง i=1,2,3…n i R

2

M

i

= ผลการค้านวณจากแบบจ้าลอง i=1,2,3…n = ค่าเฉลี่ยของข้อมูลจริงที่ได้จากแบบจ้าลอง

N

โดยที่ค่า R 2 มีค่าเข้าใกล้ 1 แสดงถึงข้อมูลที่มีความถูกต้องสมบูรณ์และสัมพันธ์กับข้อมูลที่ตรวจวัดจริง ถ้าค่าความคาดเคลื่อนนี้มีค่ามากกว่า 0.6 ในทางอุทกวิทยาถือว่ายอมรับได้ 2. Nash and Sutcliffe    n

  1

 (O  M )

2

 (O  O

2

i

i

(2.25)

1 n

i

avg

)

1

เมื่อ = ค่า Nash and Sutcliffe = ข้อมูลจริงที่ได้จากการส้ารวจระดับน้้า

 O i M

i

Oavg

= ผลการค้านวณจากแบบจ้าลอง = ค่าเฉลี่ยของข้อมูลจริงที่ได้จากการส้ารวจระดับน้้าเอง


23 โดยที่ค่า  มีค่าเข้าใกล้ 1 แสดงถึงข้อมูลที่ถูกต้องสมบูรณ์และสัมพันธ์กับข้อมูลที่ตรวจวัดจริง แต่ถ้า ค่า  มีค่าเข้าใกล้ 0 แสดงถึงข้อมูลที่ไม่มีความถูกต้องและไม่มีความสัมพันธ์กับข้อมูลที่ตรวจวัดจริง 3. ค่าเฉลี่ย (Mean) เป็นตัววัดถึงค่าโน้มน้าวส่วนกลาง ( Central tendency) ค่าโน้มน้าวส่วนกลางนี้อาจจะวัดได้จาก ค่าตรงกลางหรือมัธยฐาน (Median) ค่าที่ซ้ากันมาก ๆ หรือค่าฐานนิยม (Mode) รวมถึง ค่าเฉลี่ยน้้าหนัก (Weighted mean) มีสมการดังนี้ X 

 Xi

(2.26)

N

เมื่อ คือ ค่าเฉลี่ย X i คือ ค่าตัวแปร N คือ จ้านวนข้อมูล X

4. ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard Deviation) เป็นตัววัดการกระจายของข้อมูล Xi จากค่าเฉลี่ย X มีสมการค้านวณดังนี้

Sx 

เมื่อ คือ ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน X คือ ค่าเฉลี่ย X i คือ ค่าตัวแปร N คือ จ้านวนข้อมูล

Sx

2 n  Xi  X i 1 N 1

(2.27)


24

2.6 งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง ส้านักชลประทานที่ 1 (2551), [13] ได้ท้าการศึกษาแนวทางการแก้ไขปัญหาน้้าท่วมกรณีการระบายน้้า ออกจากพื้นที่น้าท่วมให้เร็วขึ้นและมากขึ้นในเขตพื้นที่อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ โดยใช้ แบบจ้าลอง Hydrodynamic (MIKE 11) ได้ท้าการวิเคราะห์สภาพการไหลในกรณีต่าง ๆ ผลการศึกษา ที่ได้น้ามาพิจารณาก้าหนดแนวทางการปรับปรุงล้าน้้าปิงที่มีความเหมาะสมและเป็นไปได้ทาง วิศวกรรม เพื่อแก้ไขปัญหาน้้าท่วมในเขตพื้นที่อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ โดยมุ่งเน้นให้สามารถ ระบายน้้าออกจากพื้นที่ที่เกิดน้้าท่วมให้เร็วขึ้นและมากขึ้น ซึ่ง ผลการศึกษาระดับน้้าในล้าน้้าปิงที่ สะพานนวรัฐ (สถานี P.1) ในกรณีต่าง ๆ เปรียบเทียบกับสภาพทางน้้าปกติ แสดงดังตารางที่ 2.1 ตารางที่ 2.1 ระดับน้้าในล้าน้้าปิง ที่สะพานนวรัฐ (P.1) ที่อัตราการไหลต่าง ๆ ในแต่ละกรณี ระดับน้าในล้าน้าปิง ที่สะพานนวรัฐ (P.1) ที่อัตราการไหลต่างๆ (ลบ.ม./วินาที) กรณีศึกษา 800 700 600 500 400 300 กรณีที่ 1 สภาพน้้าปิง ในปี 2550 305.375 305.169 304.912 304.506 304.098 303.584 กรณีที่ 2 ขุดขยายทางน้้าปากกว้าง 305.015 304.768 304.475 304.177 303.855 303.451 90 เมตร (ไม่รื้อฝาย) ปรับเกลี่ยทางน้้าเปรียบเทียบระดับ -0.360 -0.401 -0.437 -0.329 -0.243 -0.133 น้้ากับกรณีที่ 1 กรณีที่ 3 รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง 304.540 304.303 304.043 303.663 303.235 302.725 (โดยไม่ปรับลาดท้องน้้า) เปรียบเทียบระดับน้้ากับกรณีที่ 1 -0.835 -0.866 -0.869 -0.843 -0.863 -0.859 กรณีที่ 4 รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง 303.222 302.784 302.527 302.115 301.652 300.985 และปรับลาดท้องน้้า 1:2800 เปรียบเทียบระดับน้้ากับกรณีที่ 1 -2.153 -2.385 -2.385 -2.391 -2.446 -2.599 กรณีที่ 5 รื้อฝายและขุดขยายทาง 302.972 302.754 302.497 302.073 301.474 300.792 น้้าปากกว้าง 90 เมตร ลาดท้องน้้า 1:2800 เปรียบเทียบระดับน้้ากับกรณีที่ 1 -2.403 -2.415 -2.415 -2.433 -2.624 -2.792


25 กรณีที่ 6 รื้อฝายท่าศาลาเพียงแห่ง เดียว เปรียบเทียบระดับน้้ากับกรณีที่ 1 กรณีที่ 7 รื้อฝายหนองผึ้งเพียงแห่ง เดียว เปรียบเทียบระดับน้้ากับกรณีที่ 1 กรณีที่ 8 รื้อฝายท่าวังตาลเพียงแห่ง เดียว เปรียบเทียบระดับน้้ากับกรณีที่ 1 กรณีที่ 9 รื้อฝายท่าศาลาและฝาย หนองผึ้ง เปรียบเทียบระดับน้้ากับกรณีที่ 1 กรณีที่ 10 รื้อฝายท่าศาลาและฝาย ท่าวังตาล เปรียบเทียบระดับน้้ากับกรณีที่ 1 กรณีที่ 11 รื้อฝายหนองผึ้งและฝาย ท่าวังตาล เปรียบเทียบระดับน้้ากับกรณีที่ 1

305.126 304.804 304.473 304.217 303.970 303.51 -0.249 -0.365 -0.439 -0.289 -0.128 -0.074 304.960 304.775 304.495 304.215 303.963 303.503 -0.415 -0.394 -0.417 -0.291 -0.135 -0.081 304.925 304.838 304.567 304.367 304.008 303.541 -0.450 -0.331 -0.345 -0.139 -0.09 -0.043 304.743 304.594 304.321 304.056 303.836 303.302 -0.632 -0.575 -0.591 -0.450 -0.262 -0.282 305.185 304.761 304.518 304.261 304.015 303.547 -0.190 -0.408 -0.394 -0.245 -0.083 -0.037 304.593 304.485 304.367 303.951 303.732 303.312 -0.782

-0.684

-0.545

-0.555

-0.366

-0.272

การวิเคราะห์ผลการศึกษาในการบริหารจัดการน้้าในช่วงฤดูน้าหลาก เมื่อพิจารณาอัตราการไหล ที่ 800 ลบ.ม./วินาที พบว่าแนวทางการปรับปรุงทางน้้าในกรณีศึกษาที่ 5 คือการรื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้า ปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) พร้อมกับการขุดขยายทางน้้าปากกว้าง 90 เมตร และ ปรับลาดท้องน้้า 1 :2800 จะท้าให้ระดับน้้าลดลงตลอดแนวล้าน้้าในเขตพื้นที่ศึกษา (ลดลง 0.40-2.90 เมตร ) โดยไม่เกิดการเอ่อล้นตลิ่ง จึงเป็นแนวทางการปรับปรุงทางน้้าที่สามารถแก้ไขบัญหา น้้าท่วม โดยการเร่งระบายน้้าออกจากพื้นที่เสี่ยงภัยน้้าท่วม (ตัวเมืองเชียงใหม่) ให้เร็วขึ้นและมากขึ้ น ได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด อย่างไรก็ตาม เมื่อมีการด้าเนินการปรับปรุงทางน้้าโดยการรื้อฝาย 3 แห่งที่มีอยู่เดิม ประกอบด้วย ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล จะท้าให้ในช่วงฤดูแล้งระดับน้้าไม่สามารถอัดเข้า ล้าเหมืองส่งน้้าทั้ง 3 แห่งได้ จึงต้องพิจารณาก่อสร้างอาคารประตูระบายน้้าในล้าน้้าปิงบริเวณด้านท้าย ฝายท่าวังตาล (ป ระตูระบายน้้า ท่าวังตาล) เพื่อยกระดับน้้าเหนืออาคารให้อยู่ในระดับ +301.60 เมตร (รทก.) ซึ่งเป็นระดับน้้าที่อยู่สูงกว่าระดับน้้าปกติ (เมื่อไม่มีการรื้อฝาย) ในช่วงฤดูแล้ง นอกจากนี้


26 อาคารประตูระบายน้้า ท่าวังตาล ยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการระบายน้้าในช่วงฤดูน้าหลากได้อีก ด้วย ประพนธ์ เครือปาน (2548), [4] ศึกษาความเป็นไปได้ในการแก้ไขปัญหาน้้าท่วมด้วยฝายพับได้ บ้านต้นผึ้ง เทศบาลต้าบลต้นเปา อ้าเภอสันก้าแพง จังหวัดเชียงใหม่ เมื่อเกิดอุทกภัยฝายที่ก่อสร้างไว้ ตามล้าน้้าต่างๆ จะท้าให้ระดับน้้าด้านหน้าฝายยกตัวสูงขึ้น ท้าให้น้าไหลล้นตลิ่งเข้าไปท่วมบ้านเรือน ของราษฎร์ได้รับความเสียหาย ในการแก้ไขปัญหาดังกล่าวโดยการใช้ฝายพับได้ ที่สามารถปรับตัว ฝายให้พับขึ้นลงได้ โดยใช้ระบบไฮดรอลิกและอุปกรณ์เครื่องกล ซึ่งกลไกการท้างานของฝายพับจะ สามารถท้างานโดยอัตโนมัติขณะที่เกิดน้้าท่วม ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อที่จะศึกษาและพัฒนาฝายพับได้ ให้เกษตรกรที่อยู่ตามชนบท สามารถน้าไปใช้งานด้านการชลประทานและสร้างขึ้นได้ด้วยตนเอง เพื่อความสะดวกในการบริหารจัดการและบ้ารุงรักษาอาคาร โดยค้านึงถึงด้านราคา ก่อสร้างต้องไม่ แพงมากจนเกินไปและใช้วัสดุที่ผลิตภายในประเทศที่สามารถซื้อได้ตามท้องถิ่น ฝายพับได้จะมีความสะดวกในการใช้งานและช่วยในการระบายตะกอนได้ดี อีกทั้งยังไม่สร้าง ปัญหาการกีดขวางการระบายน้้าของทางน้้าอย่างที่ฝายคอนกรีตที่ก่อสร้างอยู่โดยทั่วไปได้สร้างปัญหา ท้าให้เกิดปัญหาน้้าท่วมอย่างรุนแรงดังเช่นทุกวันนี้ ผลของการศึกษาเปรียบเทียบฝายพับได้ที่ออก แบบกับอาคารชลประทานชนิดอื่นๆที่มีขนาดยาว 15.00 เมตร พบว่าฝายพับได้มีราคาถูกก ว่าฝายยาง ประมาณร้อยละ36 แต่มีราคาแพงกว่าฝายคอนกรีตประมาณร้อยละ 26 จากผลการทดสอบฝายต้นแบบ สามารถพับขึ้น-ลงได้ และระบบสามารถท้างานโดยอัตโนมัติ ชูโชค อายุพงศ์ , [5] ได้กล่าวไว้ว่า จากเหตุการณ์น้าท่วมใหญ่หลายครั้งในพื้นที่เขตเมืองเชียงใหม่ ในปี พ.ศ. 2548 ท้าให้เกิดการตื่นตัวของทุกภาคส่วนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการป้องกันและบรรเทา ผลกระทบจากภัยพิบัติทางธรรมชาติ เช่น โครงการจัดท้าระบบพยากรณ์และเตือนภัยน้้าท่วมใน พื้นที่เขตเมืองเชียงใหม่ การจัดท้าแผนที่ดิจิตอลสามมิติระบบ Scanning LIDAR ของพื้นที่เขตเมือง เชียงใหม่ ของหน่วยวิจัยภัยพิบัติทางธรรมชาติ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เป็นต้น การรับมือภัยพิบัติทาง ธรรมชาติให้มีประสิทธิภาพนั้นจ้าเป็นต้องมีระบบบริหารข้อมูลที่ดี เนื่องจากภัยพิบัติทางธรรมชาติมัก เป็นเหตุการณ์ใหญ่ครอบคลุมพื้นกว้าง และสร้างผลกระทบที่รุนแรงต่อชีวิตและทรัพย์สินของ ประชาชนในเขตภัยพิบัติ จึงได้มีการจัด แนวทางการท้าระบบการเตรียมความพร้อม เพื่อรับมือกับ เหตุการณ์ฉุกเฉินจากภัยธรรมชาติ โดยใช้เป็นข้อมูลในการวางแผนตัดสินใจและสั่งการของหน่วยงาน ที่รับผิดชอบ โดยมีแนวทางการจัดการ คือ สร้างภาพจ้าลองแบบ 3 มิติของสถานการณ์ที่อาจเกิดขึ้น บนแผนที่ระบบ 3 มิติที่มีความเสมือนจริงและเห็นได้ทุกมุมมอง ทั้งนี้เพื่อการวางแผนและการฝึก ซักซ้อมการรับมือ โดยน้าระบบข้อมูลแผนที่ดิจิตอล 3 มิติระบบ Scanning LIDAR ในพื้นที่เขตเมือง


27 เชียงใหม่ ของหน่วยวิจัยภัยพิบัติทางธรรมชาติ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ มาปรับปรุงและพัฒนาให้มี ความเสมือนจริงมากยิ่งขึ้นจนเพียงพอต่อการท้าระบบเตรียมความพร้อมเพื่อการรับมือเหตุฉุกเฉิ นและ จัดท้าระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์กลาง ที่จะสามารถน้าข้อมูลแผนที่หรือสารสนเทศที่ได้จาก โปรแกรมประยุกต์ที่ได้จัดท้าไว้ข้างต้นมารวมไว้ให้เป็นหนึ่งเดียว ทั้งนี้เพื่อให้ผู้มีอ้านาจในการ ตัดสินใจหรือบริหารจัดการเหตุการณ์ฉุกเฉิน สามารถเข้าใจในสถานการณ์ที่ก้าลังเกิดขึ้นอย่างถูกต้อง ครบถ้วนรอบด้านและทันต่อเวลามากที่สุด ระบบจะต้องเข้าถึงได้ง่ายและสามารถสร้างข้อมูลข่าวสาร ที่เป็นหนึ่งเดียวกัน เพื่อให้การประสานงานของหน่วยงานที่เกี่ยวข้องให้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ มากที่สุด อีกทั้งจัดท้ารายงานแผนที่แสดงผลกระทบจากเหตุการณ์ ทั้งนี้เพื่อใช้ในการเรียนรู้จาก เหตุการณ์นั้นและถ่ายทอดประสบการณ์แก่หน่วยงานที่เกี่ยวข้องและประชาชน

รูปที่ 2.17 ระบบการเตรียมความพร้อมเพื่อรับมือกับเหตุการณ์ฉุกเฉินจากภัยพิบัติทางธรรมชาติ


28 อกนิษฐ์ อรุณพิทักษ์พันธ์ (2549), [14] ได้ศึกษาการท้านายระดับน้้าท่วมของแม่น้าปิงจากสถานี P.67 ถึงสะพานนวรัฐในจังหวัดเชียงใหม่ โดยใช้แบบจ้าลองอุทกพลศาสตร์ โดยใช้ข้อมูลอัตราการไหลกับ เวลาที่สถานีบ้านแม่แต P.67 เป็นขอบเขตด้านเหนือน้้า ใช้ข้อมูลอัตราการไหลกับเวลาที่สถานี สะพานแม่ริม P.21 เป็นอัตราการไหลเข้าทางด้านข้าง ใช้ข้อมูลอัตราการไหลกับเวลาที่ค้านวณได้จาก แบบจ้าลองน้้าฝน และน้้าท่าของลุ่มน้้าย่อยน้้าเหมือง (A3) ลุ่มน้้าย่อยห้วยแม่แฝก (A4) ลุ่มน้้าย่อย น้้าแม่สา (A5) และลุ่มน้้าย่อยน้้าแม่เย็น (A6) รวมกับอัตราการไหลพื้นฐานเป็นอัตราการไหลเข้า ทางด้านข้าง และใช้ข้อมูลเส้นโค้งความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลกับระดับน้้าที่สถานีสะพาน นวรัฐ P.1 เป็นขอบเขตด้านท้ายน้้า ในการสอบเทียบและตรวจพิสูจน์แบบจ้าลองได้กระท้าควบคู่กัน ระหว่างแบบจ้าลองน้้าฝนและน้้าท่า และแบบจ้าลองอุทกพลศาสตร์ ทั้งนี้เนื่องจากไม่มีสถานีวัดน้้าท่า ของล้าน้้าสาขา ในการสอบเทียบและตรวจพิสูจน์แบบจ้าลองกระท้าโดยการเปรียบเทียบระดับน้้าที่ ค้านวณจากแบบจ้าลอง และระดับน้้าที่ได้จากการบันทึกข้อมูลที่สถานีสะพานนวรัฐ P.1 จากผลการ สอบเทียบและตรวจพิสูจน์ในส่วนของแบบจ้าลองน้้าฝน และน้้าท่าของลุ่มน้้าย่อยน้้าเหมือง (A3) ลุ่มน้้าย่อยห้วยแม่แฝก (A4) ลุ่มน้้าย่อยน้้าแม่สา (A5) และลุ่มน้้าย่อยน้้าแม่เย็น (A6) ได้ค่า Curve Number (CN) เท่ากับ 72, 71, 58 และ 70 ตามล้าดับ ค่า Lag Time (L) เท่ากับ 20, 9, 9 และ 3 ชั่วโมง ตามล้าดับในส่วนของแบบจ้าลองอุทกพลศาสตร์ได้ค่า Manning Number (n) กรณีการไหลในล้าน้้า เท่ากับ 0.03 กรณีการไหลในทุ่งน้้าท่วมเท่ากับ 0.05 จากนั้นน้าค่าพารามิเตอร์ที่ได้มาศึกษาสภาพ น้้าท่วมส้าหรับรอบปีการเกิดซ้้า 2, 5, 10, 50 และ 100 ปี โดยการวิเคราะห์ความถี่กราฟน้้าหลาก โดย ใช้วิธีการแจกแจงความถี่ของกัมเบล กรณีพื้นที่รับน้้าย่อยล้าน้้าสาขาไม่มีสถานีวัดน้้าท่า กระท้าการ วิเคราะห์โดยใช้ข้อมูลปริมาณน้้าฝนสูงสุดรายปี กรณีพื้นที่รับน้้าย่อยที่ล้าน้้าสายหลักและล้าน้้าสาขามี สถานีวัดน้้าท่า เมื่อ ท้าการวิเคราะห์โดยใช้ข้อมูลปริมาณน้้าหลากสูงสุดรายปี ผลการศึกษาพบว่า ส้าหรับรอบปีการเกิดซ้้า 2 และ 5 ปี สภาพการไหลของน้้าโดยรวมระดับน้้าไม่ล้นตลิ่ง โดยระดับน้้าต่้า กว่าตลิ่งประมาณ 0.13 – 6.11 เมตร ส่วนรอบปีการเกิดซ้้า 10, 50 และ 100 ปี เกิดสภาวะการไหลล้น ตลิ่งช่วงท้ายน้้า โดยมีค่าเฉลี่ยระดับน้้าล้นตลิ่งระหว่าง 0.56 – 0.92 เมตร สนิท วงษา ( 2549), [8] ได้น้าเสนอแบบจ้าลองคณิตศาสตร์เพื่อศึกษาพฤติกรรมทางชลศาสตร์และ การขนส่งของตะกอน โดยสมการพื้นฐานที่น้ามาใช้เป็นสมการการไหลแบบไม่คงที่ชนิด 2 มิติ ประกอบด้วยสมการการไหลต่อเนื่องและสมการโมเมนตัม ส้าหรับค้านวณสภาพการไหลของน้้าและ การขนส่งของตะกอนได้ใช้กระบวนการไฟไนต์ดิฟเฟอร์เรนต์ตามแบบ CIP (Cubic Interpolation Pseudo particle) ส้าหรับแก้สมการการไหลและกระบวนการค้านวณแบบท้าซ้้าส้าหรับแก้สมการการ ไหลต่อเนื่องของตะกอนได้ประยุกต์ใช้แบบจ้าลองคณิตศาสตร์นี้ เพื่อศึกษาศึกษาพฤติกรรมทางชล ศาสตร์และตะกอนบริเวณรอบๆ เขื่อนกันตลิ่ง ซึ่งจากผลการศึกษาโดยแบบจ้าลองคณิตศาสตร์พบว่า คุณลักษณะทางชลศาสตร์ มีพฤติกรรมแตกต่างกันตามความยาวและระยะห่างของเขื่อนกันตลิ่ง


29 สนิท วงษาและคณะ (2548) , [10] ได้น้าเสนอแบบจ้าลอง ทางคณิตศาสตร์์เพื่อ สร้างระบบพยากรณ์์ และเตือนภัย ล่วงหน้าส้าหรับ อุทกภัย เนื่องจากน้้า ป่าไหลแบบฉับพลัน ในลุ่มน้้าป่าสัก โดยใช้ฟังก์ชั่น เก็บกักแบบไร้้เชิง เส้นรวมกับทฤษฎี Extended Kalman Filter (EKF) ได้้มีการอธิบายถึงสมการ พื้นฐานและลักษณะสมบัติของฟัังก์์ชั่นเก็บกักแบบไร้้เชิงเส้น การแปลงสมการแบบไร้้เชิงเส้นให้้เป็น สมการแบบเชิงเส้น และขั้นตอนการประยุกต์์ทฤษฎี EKF เพื่อน้า ไปใช้สร้างระบบพยากรณ์์และเตือน ภัยล่วงหน้าที่สามารถท้านายปริมาณน้้าหลากที่อาจจะเกิดขึ้นในอนาคตล่วง หน้าได้ โดยการแก้สมการ พื้นฐานในรูปแบบของระบบสมการเชิงเส้น ในการสอบเทียบ แบบจ้าลอง นั้นจะ ใช้ข้อมูล น้้าฝน การระเหย การซึมลงใต้้ดิน อัตราการไหลของน้้าหลาก และขนาดพื้นที่รับน้้า เป็นข้อมูลป้อนเข้าพร้อม ทั้งได้้แสดงผล การค้านวณโดยเปรียบเทียบกับข้อมูลตรวจวัดจริงเพื่อแสดงความสามารถในการน้าเอา แบบจ้าลอง ไปประยุกต์ใช้ ซึ่งพบว่าแบ บจ้าลอง ที่พัฒนาขึ้นมานี้สามารถ น้าไปใช้ท้านายเส้นโค้ง น้้าหลาก เนื่องจากน้้า ป่า ไหลแบบฉับพลันได้ เป็นอย่างดี โดยที่ใช้เวลาในแต่ละการ ค้านวณใช้้เวลา ทั้งหมดเพียงประมาณ 2-3 วินาที เท่านั้น ดังนั้น แบบจ้าลอง นี้จึงเหมาะ ส้าหรับน้าไป ประยุกต์ใช้ เป็น ระบบพยากรณ์และเตือนภัยภาคสนามได้เป็นอย่างดี สนิท วงษาและคณะ (2552), [11] ได้น้าเอาโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays มาใช้เพื่อศึกษาด้าน ชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้้าแบบ 2 มิติ และ 3 มิติภายใต้สภาวะการไหลแบบต่างๆ ซึ่งใน งานวิจัยดังกล่าวน้าเสนอการประยุกต์ใช้โปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays ซึ่งเป็นโปรแกรม Freeware ที่พัฒนาขึ้นโดย The Foundation of Hokkaido River Disaster Prevention Research Center (RIC) แห่ง ประเทศญี่ปุ่น ระบบโครงสร้างของโปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays มีองค์ประกอบส้าคัญอยู่ 4 ส่วน ดังนี้ คือ (a) RIC-Nays launcher (b) RIC-NaysPre (c) RIC-Nays2D, 3D (d) Sample solver and library ทั้งนี้ผลที่ได้จากการค้านวณของโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays สามารถน้ามาแสดงเป็นภาพนิ่งแล ะ ภาพเคลื่อนไหวร่วมกั บรูปภาพ แผนที่และภาพถ่าย โดยแสดงผลด้วยโปรแกรม NaysPre และเมื่อใช้ โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays2D, 3D เพื่อแสดงผลการค้านวณจะสามารถน้าภาพเคลื่อนไหวไป สร้างเป็นไฟล์ *.kml เพื่อใช้แสดงบน Google Earth ได้ด้วย ทีฆวุฒิ พุทธภิรมย์และคณะ, [3] ได้ศึกษาการตรวจสอบค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระแมนนิ่ง กรณีการ ไหลแบบเปลี่ยนแปลงน้อย (Gradually Varied Flow) ได้ท้าการตรวจสอบที่คลองส่งน้้าสายใหญ่ฝั่ง ซ้ายของโครงการส่งน้้าและบ้ารุงรักษาล้าพระเพลิง จังหวัดนครราชสีมา ซึ่งได้ตรวจสอบทั้งสภาพการ


30 ไหลแบบ Drawdown Effect และ Back Water Effect โดยท้าการศึกษาเปรียบเทียบระหว่างการหาค่า สัมประสิทธิ์ความขรุขระแมนนิ่งโดยละเอียดกับโดยประมาณ ซึ่งในการค้านวณหาค่าสัมประสิทธิ์ ความขรุขระแมนนิ่งโดยละเอียด จะใช้ค่าความลาดชันของเส้นระดับพลังงาน ส่วนการหาค่า สัมประสิทธิ์ความขรุขระแมนนิ่งโดยประมาณ จะใช้ค่าความลาดชันของเส้นผิวน้้า ผลการศึกษา เปรียบเทียบพบว่า ทั้งสองวิธีให้ค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระแมนนิ่งแตกต่างกันกัน 0.76 - 2.26 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น ดังนั้นในการตรวจสอบค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระแมนนิ่งในคลองชลประทาน ซึ่งการไหลส่วนใหญ่เป็นการไหลแบบเปลี่ยนแปลงน้อยสามารถใช้ทั้งสองวิธีในการตรวจสอบได้ อย่างเหมาะสม ทั้งนี้ขอแนะน้าให้ใช้วิธีการตรวจสอบความลาดชันของเส้นผิวน้้า ซึ่งท้าได้สะดวกและ ประหยัดมากกว่า วิษุวัฒก์ แต้สมบัติและคณะ (2552), [6] ศึกษาการประยุกต์ใช้แบบจ้าลอง RMA-10 ในการจ้าลองแบบ ระบบแม่น้า Katherine ประเทศออสเตรเลีย ซึ่งมีความยาวของแม่น้าตามแนวล้าน้้าโดยประมาณ 10 กิโลกรัม โดยแบบจ้าลองดังกล่าวจ้าลองการไหลในลักษะการไหลแบบ 2 มิติคือ การไหลตามทิศ ทางการไหลของน้้าตามแนวล้าน้้าและการไหลตามทิศทางตั้งฉากกับการไหลตามแนวล้าน้้า แบบจ้าลอง RMA-10 เป็นแบบจ้าลองอุทกพลศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นโดย Resource Management Associates ประเทศสหรัฐอเมริกา ผลการพัฒนาแบบจ้าลอง RMA-10 พบว่า ค่าสัมประสิทธิ์ความ ขรุขระของ Manning ที่เหมาะสมส้าหรับแม่น้า Katherine อยู่ในช่วง 0.035 – 0.079 ของแต่ละช่วงของ แม่น้า โดยแบบจ้าลองที่จัดท้าขึ้นมีความพร้อมที่จะใช้ในการศึกษาการไหลของน้้าและการศึกษาด้าน อื่นๆ ต่อไป ยกตัวอย่าง เช่น การศึกษาการกัดเซาะและพัดพาของตะกอนในแม่น้าต่อไป เป็นต้น กนกวรรณ แท่นนอกและคณะ (2552), [1] ได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงสัณฐานท้องน้้าแบบตะกอนทราย ด้วยแบบจ้าลองชลศาสตร์ RIC-Nays ในบริเวณแม่น้าปิงช่วงท้ายเขื่อนภูมิพล เพื่อเป็นแนวทางใน การแก้ปัญหาที่เกิดจากการปล่อยน้้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า และศึกษาถึงผลกระทบที่เกิดจากการ เปลี่ยนแปลงสัณฐานท้องน้้ารวมไปถึงแนวทางในการป้องกันตลิ่ง ซึ่งได้ท้าการเก็บข้อมูลรูปตัดขวาง แม่น้าและระดับน้้าเพื่อใช้เป็นข้อมูลป้อนเข้ากับการปรับแก้แบบจ้าลอง ได้แสดงผลการเปลี่ยนแปลง สัณฐานท้องน้้าแบบตะกอนทรายในรูปแบบ 2 มิติ เมื่อน้าผลที่ได้จากการค้านวณมาปรับเทียบกับ ผลการส้ารวจจริงเพื่อปรับแก้แบบจ้าลองแล้ว พบว่าได้ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ R2= 0.99993 และ ดัชนีประสิทธิภาพ ε = 0.99475 ได้น้าไปประยุกต์ใช้ศึกษากรณีอัตราการไหล Q = 225, 360 และ 700 ลบ.ม./วินาที พบว่าที่อัตราการไหล Q = 700 ลบ.ม./วินาที มีกระแสน้้าที่รุนแรงส่งผลให้เกิดร่อง น้้าใหม่ ซึ่งในการศึกษานี้ได้มีการน้าเสนอแนวทางในการแก้ไขผลกระทบที่อาจจะเกิดขึ้นไว้ด้วย


บทที่ 3 การดาเนินการศึกษา 3.1 พื้นที่ศึกษา การศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้้า โดยการประยุกต์ใช้โปรแกรม แบบจ้าลอง RIC – Nays กรณีศึกษา : แม่น้าปิ ได้ท้าการศึกษาในบริเวณพื้นที่ของแม่น้าปิ ง ตั้งแต่ บริเวณสะพานนวรั ฐถึงบริเวณสะพานเกาะกลาง ในช่วงขอบเขตพื้นที่ ต้า บลวัดเกตุถึงต้าบลป่าแดด อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่

รูปที่ 3.1 ขอบเขตพื้นที่จังหวัดเชียงใหม่ [15]


32

สะพานนวรัฐ

สะพานเหล็ก

สะพานเม็งรายอนุสรณ์

สะพานป่าแดด

สะพานเกาะกลาง

รูปที่ 3.2 ขอบเขตการศึกษาและเก็บรวบรวมข้อมูล

3.2 เครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาข้อมูล 3.2.1 โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays 3.2.2 โปรแกรมเขียนแบบ AutoCad 3.2.3 โปรแกรม Notepad 3.2.4 โปรแกรม Microsoft Office 3.2.5 โปรแกรม Google Earth


33

3.3 แผนการดาเนินการศึกษา เพื่อให้กระบวนการศึกษาเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพเป็นระบบแบบแผน จึงได้ด้าเนินการศึกษาตาม แผนผังดังต่อไปนี้ กาหนดขอบเขตพื้นที่ทาการศึกษา

ศึกษาทฤษฎีและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

ศึกษาขั้นตอนและวิธีการใช้โปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays

ทดลองใช้โปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays จากข้อมูลตัวอย่าง (ทดสอบ RUN PROGRAM) RUN PROGRAM ไม่ผ่าน RUN PROGRAM ผ่าน

สารวจและเก็บตัวอย่างข้อมูลภาคสนาม

นาตัวอย่างมาวิเคราะห์ผล

วิเคราะห์ผลทางชลศาสตร์ โดยโปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays

สรุปผลการวิเคราะห์ เขียนรายงาน และนาเสนอผล การศึกษา


34

3.4 ขั้นตอนการดาเนินการศึกษา 3.4.1 การเตรียมข้อมูล 1. ก้าหนดขอบเขตพื้นที่ศึกษา เพื่อเตรียมในการออกส้ารวจ 2. ศึกษาเอกสาร ทฤษฎี ข้อมูลพื้นฐาน และงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเรื่องที่การท้าศึกษา จากหนังสือ อินเตอร์เน็ต และหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง

3.4.2 การใช้งานของโปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays 1. ศึกษาขั้นตอนและวิธีการใช้โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays 2. ทดลองการใช้โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays โดยใช้ข้อมูลตัวอย่างท้าการทดลอง เพื่อทดสอบการ Run Program

3.4.3 การสารวจและเก็บตัวอย่างข้อมูลภาคสนาม 1. ส้ารวจขอบเขตและสภาพแวดล้อมสถานที่จริง ตั้งแต่บริเวณสะพานนวรัฐจนถึงบริเวณ สะพานเกาะกลาง โดยมีลักษณะดังนี้ (ก) สะพานเหล็ก เขตพื้นที่ต้าบลวัดเกตุ อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่

รูปที่ 3.3 สะพานเหล็ก พื้นที่จริงที่ท้าการส้ารวจและเก็บตัวอย่าง


35 (ข) สะพานเม็งรายอนุสรณ์ เขตพื้นที่ต้าบลวัดเกตุ อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่

รูปที่ 3.4 สะพานเม็งรายอนุสรณ์ พื้นที่จริงที่ท้าการส้ารวจและเก็บตัวอย่าง (ค) สะพานป่าแดด เขตพื้นที่ต้าบลป่าแดด อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่

รูปที่ 3.5 สะพานป่าแดด พื้นที่จริงที่ท้าการส้ารวจและเก็บตัวอย่าง


36 (ง) สะพานเกาะกลาง เขตพื้นที่ต้าบลป่าแดด อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่

รูปที่ 3.6 สะพานเกาะกลาง พื้นที่จริงที่ท้าการส้ารวจและเก็บตัวอย่าง 2. การเก็บข้อมูลระดับผิวน้้า โดยการใช้ไม้ Staff วัดระดับแล้วอ่านค่าด้วยกล้องส้ารวจ

รูปที่ 3.7 ตัวอย่างการเก็บค่าพิกัดและระดับผิวน้้า


37 3. การเก็บตัวอย่างดิน เพื่อน้ามาหาขนาดของเม็ด ดินโดยเก็บ ตัวอย่างในบริเวณที่มีการทับถม ของเม็ดดิน

รูปที่ 3.8 การเก็บตัวอย่างดิน

3.5 การวิเคราะห์ผลจากการสารวจและเก็บตัวอย่าง 3.5.1 การหาขนาดเม็ดดิน โดยวิธี Sieve Analysis

รูปที่ 3.9 การหาขนาดเม็ดดิน


38

3.6 การวิเคราะห์ผลทางชลศาสตร์โดยโปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays 3.6.1 การป้อนข้อมูลเข้าสู่โปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays 1. ใช้โปรแกรม NotePad บันทึกข้อมูลโดยให้ใช้นามสกุลของไฟล์เป็น .riv เพื่อแสดงข้อมูล ต้าแหน่งพิกัดของตลิ่งซ้ายกับขวา (#Survey) กับข้อมูลรูปตัดขวาง (#X-Section) ของแม่น้า

รูปที่ 3.10 ข้อมูลต้าแหน่งพิกัดของตลิ่งซ้ายกับขวา และข้อมูลรูปตัดขวางของแม่น้า 2. ใช้โปรแกรม NotePad บันทึกข้อมูลโดยให้ใช้นามสกุลของไฟล์เป็น .d เพื่อแสดงข้อมูล ความสัมพันธ์ระหว่างอนุกรมเวลาของอัตราการไหลกับระดับน้้าด้านท้ายน้้า

รูปที่ 3.10 ข้อมูลความสัมพันธ์ระหว่างอนุกรมเวลาของอัตราการไหลกับระดับน้้าด้านท้ายน้้า


39 3. ใช้โปรแกรม Notepad บันทึกข้อมูลโดยใช้นามสกุลของไฟล์เป็น .cond เพื่อแสดงข้อมูลของ ค่าพารามิเตอร์ต่างๆ

รูปที่ 3.11 ข้อมูลของค่าพารามิเตอร์ต่างๆ

3.6.2 การวิเคราะห์ผลโดยโปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays ซึ่งแสดงผล 4 กรณี ดังต่อไปนี้ 1. กรณีที่ 1: มีฝายกั้นในล้าน้้าน้้าปิง 3 แห่ง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) 2. กรณีที่ 2: รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) 3. กรณีที่ 3: รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) แล้วท้าการ สร้างประตูระบายน้้าในบริเวณช่วงท้ายของฝายท่าวังตาล 4. กรณีที่ 4: ขยายพื้นที่หน้าตัดของล้าน้้าปิงออกข้างละ 20 เมตร ในเขตพื้นที่วิกฤต 4 จุด คือ ช่วง บริเวณโรงแรมเพชรงามถึงสะพานเหล็ก ช่วงบริเวณวัดชัยมงคลถึงฝายท่าศาลา ช่วงบริเวณโรงเรียน มงฟอร์ตถึงสะพานเม็งรายอนุสรณ์ และช่วงบริเวณฝายหนองผึ้งถึงสะพานต้ารวจภาค 5


บทที่ 4 ผลการศึกษา การศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้้า โดยการประยุกต์ใช้โปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays กรณีศึกษา: แม่น้าปิ ง ในบริเวณพื้นที่ของแม่น้าปิง ตั้งแต่บริเวณสะพานนวรัฐ ถึงบริเวณสะพานเกาะกลาง ในช่วงขอบเขตพื้นที่ต้าบลวัดเกตุถึงต้าบลป่าแดด อ้าเภอเมือง จังหวัด เชียงใหม่ ซึ่งผู้ศึกษาได้ท้าการเก็บรวบรวมข้อมูลและได้น้าข้อมูลมาประยุกต์ใช้โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays โดยแบ่งออกดังนี้

4.1 ผลการเก็บข้อมูล ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางชลศาสตร์และสัณฐานท้องน้้า โดยการประยุกต์ใช้โปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays ได้ท้าการเก็บรวบรวมข้อมูล เพื่อน้ามาวิเคราะห์ผลดังนี้

4.1.1 สภาพล้าน้้าจริงที่ท้าการส้ารวจ การส้ารวจสภาพลักษณะของแม่น้าปิง ในช่วงบริเวณสะพานนวรัฐจนถึงสะพานเกาะกลาง พบว่าใน บริเวณดังกล่าวมีสิ่งกีดขวางทางน้้า อาทิเช่น ฝายหินทิ้งกั้นจ้านวน 3 แห่ง คือ ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และ ฝายท่าวังตาล เสาตอม่อสะพานกั้นทางน้้าจ้านวน 6 แห่ง คือ สะพานนวรัฐ สะพานเหล็ก สะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร สะพานเม็งรายอนุสรณ์ สะพานป่าแดด และสะพาน เกาะกลาง เป็นต้น โดยขนาดของเสาและฐานรากของสะพาน มีขนาดต่างๆ ดังตารางที่ 4.1 ซึ่งใน บริเวณริมตลิ่งทั้งสองฝั่งของล้าน้้าเป็นพื้นที่ที่มีการบุกรุก เพื่อน้าไปเป็นที่อยู่อาศัยและประกอบธุรกิจ อาทิเช่น โรงแรม ร้านอาหาร สถานศึกษา และสถานที่ราชการ เป็นต้น สลับกับเป็นพื้นที่หญ้าขึ้นรก ในบริเวณริมตลิ่งเป็นช่วงๆ ประกอบกับมีการก่อสร้างผนังกั้นตลิ่งในช่วงบริเวณสะพานป่าแดดจนถึง บริเวณสะพานเกาะกลาง ซึ่งลักษณะการไหลของน้้าค่อนข้างมีกระแสน้้าที่แรงและมีปริมาณน้้าที่ ค่อนข้างสูง ลักษณะสีของน้้าเป็นสีส้ม อาจเนื่องมาจากกระแสน้้าที่พัดพาตะกอน ซึ่งจากการส้ารวจอยู่ ในช่วงฤดูฝนซึ่งอาจส่งผลให้สีของน้้าเกิดการเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย


41

ตางรางที่ 4.1 ขนาดเสาและขนาดของฐานรากของสะพานต่างๆ ขนาดของเสากว้าง (เมตร)

ขนาดฐานรากกว้าง (เมตร)

จ้านวน (ต้น)

สะพานนวรัฐ

0.80

1.50

5

สะพานเหล็ก

1.00 – 2.00

2.40

5

-

-

2

0.80

-

3

-

-

4

0.50

3.00

3

ข้อมูล

สะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร สะพานเม็งรายอนุสรณ์ สะพานป่าแดด สะพานเกาะกลาง

จากตารางที่ 4.1 แสดงขนาดเสาและขนาดของฐานรากของสะพาน ทั้ง 6 แห่ง ซึ่งได้รับข้อมูลจาก กรมชลประทาน (ปากเกร็ด) และจากการส้ารวจพื้นที่จริง ในช่วงบริเวณสะพานนวรัฐจนถึง สะพานเกาะกลาง ซึ่งแสดงดังรูปที่ 4.1

สะพานนวรัฐ

สะพานเหล็ก

สะพานป่าแดด

รูปที่ 4.1 ตัวอย่างของเสาตอม่อจากการส้ารวจในพื้นที่ของแม่น้าปิง


42

สะพานเหล็ก

สะพานนวรัฐ

ฝายท่าศาลา

สะพานเม็งรายอนุสรณ์

สะพานป่าแดด ฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าวังตาล

สะพานเกาะกลาง รูปที่ 4. 2 สภาพพื้นที่จริงของการส้ารวจในบริเวณ พื้นที่ของแม่น้าปิง ตั้งแต่บริเวณสะพานนวรัฐถึง บริเวณสะพานเกาะกลาง


43

4.1.2 ขนาดเม็ดดินของท้องน้้าที่ท้าการเก็บข้อมูล จากการเก็บตัวอย่างเม็ดดิน พบว่าลักษณะของดินในบริเวณริมตลิ่งที่ท้าการเก็บตัวอย่างมีความละเอียด และเป็นสีน้าตาลเข้ม ซึ่งบริเวณที่ท้าการเก็บตัวอย่างนั้นค่อนข้างมีการพัดพาของดิน ซึ่งอาจเกิดจาก ความเร็วของกระแสน้้าที่ไหล ค่อนข้างสูงในช่วงที่ท้าการส้ารวจ และจากการทดสอบหาขนาดของ เม็ดดินโดยการร่อนผ่านตะแกรง ซึ่งสามารถหาขนาดของเม็ดดินได้โดยเฉลี่ยประมาณ 0. 23 มิลลิเมตร ดังแสดงในรูปที่ 4.2

สะพานนวรัฐ ขนาดเม็ดดิน 0.23 มิลลิเมตร

สะพานเหล็ก ขนาดเม็ดดิน 0.24 มิลลิเมตร

สะพานป่าแดด ขนาดเม็ดดิน 0.23 มิลลิเมตร

สะพานเกาะกลาง ขนาดเม็ดดิน 0.21 มิลลิเมตร

รูปที่ 4. 3 ตัวอย่างขนาดเม็ด ดินในบริเวณ พื้นที่ของแม่น้าปิง ตั้งแต่บริเวณสะพานนวรัฐถึงบริเวณ สะพานเกาะกลาง


44

4.1.3 อัตราการไหลที่ใช้ในการวิเคราะห์ผลในโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays จากข้อมูล ปริมาณน้้าสูงสุดรายปีของแม่น้าปิง จากศูนย์อุทกวิทยาและบริหารน้้าภาคเหนือตอนบน ส้านักอุทกวิทยา กรมชลประทานที่ 1 (เชียงใหม่) สถานีวัดน้้า P.1 แม่น้าปิง สะพานนวรัฐ ต้าบลวัดเกตุ อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ ตั้งแต่ พ.ศ. 2497 - พ.ศ. 2552 ซึ่งสามารถน้ามาวิเคราะห์ผลหา อัตราการไหลเพื่อใช้ในการสอบเทียบ โปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays ได้โดยวิธีการแจกแจง แบบกัมเบล ซึ่งได้ผลตามตาราง ที่ 4.2 ตารางที่ 4.2 อัตราการไหลที่ใช้ในการวิเคราะห์ผลในโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays โดยวิธีการแจก แจงแบบกัมเบล

รอบปีการ เกิดซ้้า 2 5 10 15 25 50 60 70 80 90 100

InTr

-In[ -In(1 -

0.693 1.609 2.303 2.708 3.219 3.912 4.094 4.248 4.382 4.500 4.605

0.367 1.500 2.250 2.674 3.199 3.902 4.086 4.241 4.376 4.494 4.600

1 )] Tr

Q = 0.45SQ

326.708 326.708 326.708 326.708 326.708 326.708 326.708 326.708 326.708 326.708 326.708

QTr

,(ลบ.ม./วินาที) สูตรย่อ สูตรสมบูรณ์ 412.52 372.08 525.95 512.39 611.76 605.29 661.95 657.70 725.19 722.67 811.00 809.75 833.57 832.53 852.65 851.76 869.18 868.40 883.76 883.07 896.80 896.18


45

1000

811.00 725.19

ปริมาณน้้า - ลบ.ม./วินาที

611.76

100

1

10

รอบปีการเกิดซ้้า - ปี

25

50

100

5

รูปที่ 4. 4 กราฟข้อมูลแจกแจงความถี่ของอัตราการไหลของแม่น้าปิงรายปี ด้วย แบบกัมเบล

วิธีการแจกแจง

โดยอัตราการไหลที่ใช้ในการวิเคราะห์ผลการเปลี่ยนแปลงทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้้า ในโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays จะอยู่ในช่วงรอบปีการเกิดซ้้าที่ 10, 25 และ50ปี โดยใช้ หลักการ ค้านวณโดยสูตรย่อ ดังตารางที่ 4.2


46

4.1.4 ค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระ Manning ตารางที่ 4. 3 การเปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระ Manning จากการสอบเทียบโปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays ที่อัตราการไหล 10 ลบ.ม./วินาที ค่า Manning

ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์

ค่าประสิทธิภาพ Nash and Sutcliffe

ร่องน้้าลึก ร่องน้้าตื้น 0.029 0.035 0.029 0.034 0.029 0.033 0.029 0.032 0.029 0.031 0.029 0.030

(R2 )

( )

0.998 0.998 0.998 0.998 0.999 0.998

0.962 0.962 0.962 0.962 0.962 0.962

จากตารางที่ 4. 3 แสดงการเปรียบเทียบค่า Manning จากการสอบเทียบโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays ที่อัตราการไหล 10 ลบ.ม. /วินาที เพื่อตรวจสอบความถูกต้องและความแม่นย้าของ โปรแกรมแบบจ้าลอง ดังนั้นจึงท้าการปรับแก้ ค่า Manning ให้มีค่าใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากที่สุด โดยการน้าข้อมูลค่าระดับผิวน้้าจากแบบจ้าลอง และค่าระดับผิวน้้าจากการส้ารวจมาค้านวณหา ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ ( R 2 ) และค่าประสิทธิภาพของ Nash and Sutcliffe ( ) ซึ่งจะพบว่าเมื่อ ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ ( R 2 ) และค่าประสิทธิภาพของ Nash and Sutcliffe ( ) มีค่าเข้าใกล้ 1 มากเท่าใด แสดงว่าการเลือกใช้ค่า Manning และการจ้าลองพฤติกรรมทางชลศาสตร์ของโปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays มีความถูกต้องและความแม่นย้าสูงเช่นกัน ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าค่า Manning ที่ได้ท้าการปรับแก้ให้มีค่าใกล้เคียงกับความเป็นจริงมากที่สุด จึงมีค่าตามตารางที่ 4. 3 เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ ( R 2 ) และค่าประสิทธิภาพของ Nash and Sutcliffe ( ) มีค่าเข้าใกล้ 1 มากที่สุดนั่นเอง


47

4.1.5 ค่าระดับผิวน้้า เมื่อท้าการปรับแก้ ค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระ Manning เพื่อใช้ในการ สอบเทียบโปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays ที่อัตราการไหล 10 ลบ.ม./วินาที จากนั้นน้าข้อมูล ค่าระดับผิวน้้าจาก การสอบ เทียบโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays และค่า ระดับผิวน้้าจากการส้ารวจ 4 ต้าแหน่ง มาเปรียบเทียบ โดยแสดงผลดังตารางที่ 4.4 ตารางที่ 4. 4 ค่าระดับผิวน้้าจาก การสอบเทียบโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays และค่า ระดับผิวน้้า จากการส้ารวจ 4 ต้าแหน่ง ต้าแหน่ง 1. สะพานเหล็ก 2. สะพานเม็งรายอนุสรณ์ 3. สะพานป่าแดด 4. สะพานเกาะกลาง

ค่าระดับผิวน้้าจากแบบจ้าลอง (เมตร) 300.26 299.25 298.40 296.21

ค่าระดับผิวน้้าจากการส้ารวจ (เมตร) 300.42 299.26 298.34 296.25

จากตารางที่ 4.4 ได้แสดงค่าระดับผิวน้้าจาก การสอบเทียบ โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays และ ค่าระดับผิวน้้าจากการส้ารวจ โดยแสดงค่าระดับผิวน้้า 4 ต้าแหน่ง คือ บริเวณ สะพานเหล็ก บริเวณ สะพานเม็งรายอนุสรณ์ บริเวณสะพานป่าแดด และบริเวณสะพานเกาะกลาง โดยอัตราการไหลที่ใช้ใน การสอบเทียบนั้นจะอยู่ในช่วงเวลาที่ท้าการส้ารวจค่าระดับผิวน้้า ซึ่งจากค่าระดับผิวน้้าข้างต้นสามารถ น้ามาเปรียบเทียบได้ ดังรูปที่ 4.5


48


49

ตารางที่ 4.5 ค่าตัวแปรและค่าสัมประสิทธิ์ต่างๆที่ใช้ใน การวิเคราะห์ผลด้วยโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays

รอบปีการเกิดซ้้า อัตราการไหล (ลบ.ม./วินาที) ระยะเวลาการปล่อยน้้า (ชั่วโมง) ขนาดตะกอนท้องน้้า (มิลลิเมตร) ค่า Manning ของร่องน้้าลึก ค่า Manning ของร่องน้้าตื้น Turbulent model Finite difference method : (FDM)

ค่าตัวแปรและค่าสัมประสิทธิ์ 10 ปี 611.76

25 ปี 50 ปี 725.19 811.00 3 0.23 0.031 0.029 Constant eddy viscosity Upwind scheme

จากตารางที่ 4.5 ค่าตัวแปรและค่าสัมประสิทธิ์ต่างๆ ที่ใช้ในการวิเคราะห์ผลด้วยโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays โดยเลือกใช้การจ้าลองแบบ Turbulent model ซึ่งมีลักษณะการไหลแบบ Constant eddy โดยหลักการที่น้ามาใช้การแก้ระบบสมการ เพื่อหาผลเฉลยโดยใช้ระเบียบวิธีเชิงจ้านวนผลต่าง สืบเนื่อง Finite difference method: (FDM) ที่เหมาะสมกับตามลักษณะสภาพล้าน้้าของแม่น้าปิงจึง เลือกใช้แบบวิธี Upwind scheme เนื่องมาจากผลการวิเคราะห์ความแปรปรวนของสภาพน้้าที่ความ คลาดเคลื่อนน้อยที่สุด ทั้งนี้ยังช่วยลดระยะเวลาในการค้านวณให้สั้นลงมาด้วย


50

4.2 ผลจากการประยุกต์ใช้โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays การศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางชลศาสตร์และสัณฐานท้องน้้า โดยการประยุกต์ใช้โปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays กรณีศึกษา: แม่น้าปิ ง ได้จ้าลองพฤติกรรมทางชลศาสตร์ของแม่น้าปิงใน ระยะ เวลา 3 ชั่วโมง ซึ่งเป็นระยะเวลาของน้้าที่ไหลในสภาพนิ่ง โดยค่าตัวแปรและค่าสัมประสิทธิ์ต่างๆที่ใช้ ในการวิเคราะห์ผลด้วยโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays ตามตารางที่ 4.5 โดยแบ่งกรณีที่ใช้ในการ วิเคราะห์ดังนี้ 1. มีฝายกั้นในล้าน้้า 3 แห่ง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) 2. รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) 3. รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) แล้วท้าการสร้างประตู ระบายน้้าในบริเวณช่วงท้ายของท่าวังตาล 4. ขยายพื้นที่หน้าตัดของล้าน้้าปิงข้างละ 20 เมตร ในเขตพื้นที่วิกฤต 4 จุด คือ ช่วงบริเวณโรงแรม เพชรงามถึงสะพานเหล็ก ช่วงบริเวณวัดชัยมงคลถึงฝายท่าศาลา ช่วงบริเวณโรงเรียนมงฟอร์ตถึง สะพานเม็งรายอนุสรณ์ และช่วงบริเวณฝายหนองผึ้งถึงสะพานต้ารวจภาค 5

4.2.1 แสดงแบบจ้าลองที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที ซึ่งจะแบ่งตามกรณีต่างๆ ดังนี้ กรณีที่ 1 มีฝายกั้นในล้าน้้า 3 แห่ง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) กรณีที่ 2 รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) กรณีที่ 3 รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) แล้วท้า การสร้างประตูระบายน้้าในบริเวณช่วงท้ายของท่าวังตาล กรณีที่ 4 ขยายพื้นที่หน้าตัดของล้าน้้าปิงข้างละ 20 เมตร ในเขตพื้นที่วิกฤต 4 จุด


สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร

ฝายท่าวังตาล

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร

กรณีที่ 4

รูปที่ 4.6 แสดงการเปลี่ยนแปลงความเร็วของกระแสน้้าที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที กรณีที่ 1, 2, 3 และ 4 ตามล้าดับ

ฝายท่าวังตาล

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ผู้คนไว้สัญจร

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน นไว้สงัญสะพานส้ หรับผูา้คศาลาถึ ส้าฝายท่ จร าหรับ

3 ลองโปรแกรม า บบจ้ แ ช้ ใ ต์ ก ราการไหล ต ั m อ ่ ที 4.2.1 ผลการประยุ RIC-Nays 611.76 กรณีที่ 2 กรณีที่ 3/s กรณีที่ 1

51


52

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สญ ั จร สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าวังตาล

รูปที่ 4.7 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 1)

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สญ ั จร

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

รูปที่ 4.8 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 2)

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สญ ั จร

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

รูปที่ 4.9 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 3)


53

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สญ ั จร ฝายท่าวังตาล สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

รูปที่ 4.10 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 4) จากรูปที่ 4.6 ถึงรูปที่ 4.10 เป็นแบบจ้าลองที่ท้าการประมวลผล ด้วยโปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays โดยแสดงผลของอัตราการไหลที่ 611. 76 ลบ.ม./วินาที โดยแสดงเป็น 2 ส่วน คือ รูปที่ 4.6 แสดง การเปลี่ยนแปลงความเร็วของกระแสน้้าที่อัตราการไหล 611. 76 ลบ.ม./วินาที กรณีที่ 1, 2, 3 และ4 ซึ่ง รูปที่ 4.7 ถึงรูปที่ 4.10 แสดงเวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที กรณีที่ 1, 2, 3 และ4 ตามล้าดับ จากผลการศึกษาพฤติกรรมทางชลศาสตร์ในบริเวณพื้นที่ของแม่น้าปิง ตั้งแต่บริเว

ณสะพานนว รัฐ

ถึงบริเวณสะพานเกาะกลาง ในช่วงขอบเขตพื้นที่ ต้าบลวัดเกตุถึงต้าบลป่าแดด อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ โดย โปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays ในกรณีต่างๆ เมื่อพิจารณาที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที สามารถสรุปได้ดังนี้ กรณีที่ 1: มีฝายกั้นในล้าน้้าปิง 3 แห่ง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) จากผลการศึกษาพบว่า สภาพการไหลของน้้ามีความเร็วเฉลี่ยที่ค่อนข้างช้าจนถึงสภาพนิ่งในบริเวณ ริมตลิ่ง ซึ่งมีค่าความเร็วเฉลี่ยเท่ากับ 2.21 เมตร/วินาที โดยบริเวณฝายท่าวังตาลจะบริเวณที่มีความเร็ว เฉลี่ยมากที่สุด หากเมื่อเทียบกับบริเวณฝายท่าศาลาและบริเวณฝายหนองผึ้ง ซึ่งมีความเร็วเฉลี่ยเท่ากับ 6.63 เมตร/วินาที อีกทั้งเวกเตอร์แสดงทิศทางการไหลของน้้าค่อนข้างมีความปั่นป่วนเป็นบางแห่ง ซึ่ง ส่วนที่มีความปั่นป่วนของทิศทางการไหลสูง จะอยู่ในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพานส้าหรับผู้คน ไว้สัญจร บริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง และบริเวณฝายท่าวังตาล ดังนั้นจึงท้าให้เกิด


54

การเปลี่ยนแปลงของสัณฐานท้องน้้าซึ่งส่งผลให้บริเวณดังกล่าวเกิดการพัดพาของตะกอน อีกทั้งยัง เกิดการกัดเซาะในบริเวณริมตลิ่งตลอดจนการเกิดสันดอนกลางล้าน้้า กรณีที่ 2: รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) จากผลการศึกษาพบว่า สภาพการไหลของน้้ามีความเร็วที่เพิ่มขึ้น ซึ่งมีความเร็วเฉลี่ยเท่ากับ

3.00

เมตร/วินาที เนื่องจากบริเวณล้าน้้าไม่มีสิ่งกีดขวาง จึงท้าให้ สภาพการไหลของน้้ามีความคล่องตัวเพิ่ม มากขึ้น เมื่อมีการจ้าลองรื้อฝายในล้าน้้าปิงออกทั้ง 3 แห่ง จึงส่งผลให้บริเวณสะพานป่าแดดเกิดการ ปะทะกันระหว่างกระแสน้้ากับบริเวณเสาตอม่อค่อนข้างสูง และมีความเร็วเฉลี่ย 4.87 เมตร /วินาที ทั้งนี้บริเวณที่มีความเร็วเฉลี่ยสูงที่สุดจะพบในช่วงบริเวณสะพานเกาะกลาง โดยมีความเร็วเฉลี่ยถึง 5.63 เมตร/วินาที ประกอบกับเวกเตอร์แสดงทิศทางการไหลของน้้ามีความปั่นป่วนค่อนข้างสูง ซึ่งจะ พบในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร และบริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึง ฝายหนองผึ้ง ดังนั้นจึงท้าให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสัณฐานท้องน้้า ซึ่งส่งผลให้บริเวณดังกล่าวเกิด การพัดพาของตะกอน อีกทั้งยังเกิดการกัดเซาะในบริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิดสันดอนกลางล้าน้้า ในช่วงบริเวณดังกล่าว กรณีที่ 3: รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) แล้วท้าการสร้าง ประตูระบายน้้าในบริเวณช่วงท้ายของท่าวังตาล จากผลการศึกษาพบว่า สภาพการไหลของน้้ามีความเร็วเฉลี่ยที่สูงขึ้

น โดยมีความเร็วเฉลี่ย อยู่ที่

3.37 เมตร/วินาที เมื่อมีการจ้าลองการรื้อฝายในล้าน้้าทั้ง 3 แห่งออก ส่งผลให้บริเวณสะพานป่าแดดมี ความเร็วเฉลี่ยสูงถึง 4.50 เมตร/วินาที ซึ่ง ก่อให้ เกิดจากการปะทะกันระหว่างกระแสน้้ากับเสาตอม่อ ของสะพาน จึงท้าให้บริเวณดังกล่าวมีความเร็วเฉลี่ยที่สูงขึ้น ทั้งนี้ได้จ้าลองการสร้างประตูระบายน้้า บริเวณช่วงท้ายฝายท่าวังตาล พบว่ามีความเร็วเฉลี่ย 3.75 เมตร/วินาที และบริเวณที่มีความเร็วเฉลี่ย สูงสุดจะพบในช่วงบริเวณสะพานเกาะกลาง ซึ่งมีความเร็วเฉลี่ยถึง 5.25 เมตร/วินาที อีกทั้งเวกเตอร์ แสดงทิศทางการไหลของน้้า ที่มีความปั่นป่วน ไม่สูงมาก ดังนั้นจึงท้าให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของ สัณฐานท้องน้้า ส่งผลท้าให้เกิดการพัดพาของตะกอน อีกทั้งยังเกิดการกัดเซาะในบริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิดสันดอนกลางล้าน้้า ซึ่งจะพบในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพานส้าหรับผู้คนไว้ สัญจร และบริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง


55

กรณีที่ 4: ขยายพื้นที่หน้าตัดของล้าน้้าปิงข้างละ 20 เมตร ในเขตพื้นที่วิกฤต 4 จุด จากผลการศึกษาพบว่า สภาพการไหลของน้้ามีความเร็วเฉลี่ย 2.25 เมตร/วินาที โดยบริเวณที่ความเร็ว เฉลี่ยสูงจะอยู่ในช่วงบริเวณต้าแหน่งของฝายทั้ง 3 แห่ง และบริเวณที่มีความเร็วเฉลี่ยสูงสุด คือบริเวณ ฝายท่าวังตาล โดยมีความเร็วเฉลี่ยอยู่ที่ 7.12 เมตร/วินาที อีกทั้งเวกเตอร์แสดงทิศทางการไหลของน้้ามี ความปั่นป่วนเป็นบางแห่ง ซึ่งบริเวณที่มีความปั่นป่วนของทิศทางการไหลที่ค่อนข้าง สูงจะอยู่ในช่วง บริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร บริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง และบริเวณฝายท่าวังตาล ดังนั้นจึงท้าให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสัณฐานท้องน้้าไปอย่างช้าๆ ส่งผล ท้าให้เกิดการพัดพาของตะกอน อีกทั้งยังเกิดการกัดเซาะในบริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิดสันดอน กลางล้าน้้า ตารางที่ 4.6 ระดับผิวน้้าและหน้าตัดต่างๆ ที่อัตราการไหล 611.76 ลบ.ม./วินาที ระยะทาง (กิโลเมตร)

ระดับผิวน้้า (เมตร)

ระดับท้องน้้า ตลิ่งขวา (เมตร) (เมตร) กรณีที่ 1 กรณีที่ 2 กรณีที่ 3 กรณีที่ 4

ตลิ่งซ้าย (เมตร)

0.45

304.20

303.30

303.30

304.20

299.23

304.60

304.25

2.70 4.25

303.50 302.60

302.50 302.00

302.50 302.00

303.60 302.60

297.76 296.88

303.55 302.74

303.58 303.40

6.05

299.60

299.70

299.75

299.86

295.45

302.00

301.50


56


57

ผลจากการวิเคราะห์ด้วยโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays โดยจ้าลองพฤติกรรมทางชลศาสตร์ของ แม่น้าปิง ที่อัตราการไหล 611. 76 ลบ.ม./วินาที ในระยะเวลา 3 ชั่วโมง แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลง ของสัณฐานท้องน้้าทั้ง 4 กรณี โดยจะพบในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร บริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง และบริเวณฝายท่าวังตาล ซึ่งหากท้าการเปรียบเทียบ ค่าระดับผิวน้้าทั้ง 4 กรณี ดังตารางที่ 4. 6 และรูปที่ 4.10 จะพบว่าค่าระดับผิวน้้าในกรณีที่ 1 และกรณี ที่ 4 มีค่าระดับผิวน้้าที่ค่อนข้างสูงเมื่อเปรียบเทียบกับกรณีที่ 2 และกรณีที่ 3 จึงส่งผลท้าให้บริเวณ ริม 2 ตลิ่งมีสภาพเอ่อล้นของน้้าได้เร็วกว่า

4.2.2 แสดงแบบจ้าลองอัตราการไหลที่ 725.19 ลบ.ม./วินาที ซึ่งจะแบ่งตามกรณีต่างๆ ดังนี้ กรณีที่ 1 มีฝายกั้นในล้าน้้า 3 แห่ง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) กรณีที่ 2 รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) กรณีที่ 3 รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) แล้วท้า การสร้างประตูระบายน้้าในบริเวณช่วงท้ายของท่าวังตาล กรณีที่ 4 ขยายพื้นที่หน้าตัดของล้าน้้าปิงข้างละ 20 เมตร ในเขตพื้นที่วิกฤต 4 จุด


สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร

กรณีที่ 2

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร

กรณีที่ 3

ฝายท่าวังตาล

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร

กรณีที่ 4

รูปที่ 4.12 การเปลี่ยนแปลงความเร็วของกระแสน้้าที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที กรณีที่ 1, 2, 3 และ 4 ตามล้าดับ

ฝายท่าวังตาล

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร

กรณีที่ 1

58


59

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สญ ั จร สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าวังตาล

รูปที่ 4.13 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 1) ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สญ ั จร

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

รูปที่ 4.14 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 2) ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สญ ั จร

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

รูปที่ 4.15 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 3)


60

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สญ ั จร สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าวังตาล

รูปที่ 4.16 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 4) จากรูปที่ 4.12 ถึงรูปที่ 4.16 เป็นแบบจ้าลองที่ท้าการประมวลผล ด้วยโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays โดยแสดงผลของอัตราการไหลที่ 725.19 ลบ.ม./วินาที โดยแสดงเป็น 2 ส่วน คือรูปที่ 4. 12 แสดง การเปลี่ยนแปลงความเร็วของกระแสน้้าที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที กรณีที่ 1, 2, 3 และ4 ซึ่ง รูปที่ 4.13 ถึงรูปที่ 4.16 แสดงเวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที กรณีที่ 1, 2, 3 และ4 ตามล้าดับ จากผลการศึกษาพฤติกรรมทางชลศาสตร์ในบริเวณพื้นที่ของแม่น้าปิง ตั้งแต่บริเวณสะพานนววัฐถึง บริเวณสะพานเกาะกลาง ในช่วงขอบเขตพื้นที่ ต้าบลวัดเกตุถึงต้าบลป่าแดด อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ โดยโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays ในกรณีต่างๆ เมื่อพิจารณาช่วงน้้าหลากที่อัตรา การไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที สามารถสรุปได้ดังนี้ กรณีที่ 1: มีฝายกั้นในล้าน้้า 3 แห่ง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) จาก ผลการศึกษาพบว่า สภาพการไหลของน้้ามีความเร็วเฉลี่ยที่ค่อนข้างช้า ซึ่งมีความเร็ว โดย เฉลี่ย 2.69 เมตร/วินาที และบริเวณที่มีความเร็วเฉลี่ยมากที่สุดคือ บริเวณฝายท่าวังตาล โดยมีความเร็ว เฉลี่ยถึง 6.72 เมตร/วินาที อีกทั้งเวกเตอร์แสดงทิศทางการไหลของน้้ามีความปั่นป่วนเป็นบางแห่ง ซึ่งส่วนที่มีความปั่นป่วนของทิศทางการไหลที่ค่อนข้างมาก จะอยู่ในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึง สะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร บริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง และบริเวณฝายท่าวังตาล จึงส่งผลท้าให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสัณฐานท้องน้้าไปอย่างช้าๆ ซึ่งในบริเวณที่มีการให้เกิดการ พัดพาของตะกอน อีกทั้งยังเกิดกัดเซาะในบริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิดสันดอนกลางล้าน้้า จะพบในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพานส้าหรับผู้คนไว้สั ญจร และบริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง


61

กรณีที่ 2: รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) จากผลการศึกษาพบว่า สภาพการไหลของน้้ามีความเร็วที่สูงขึ้น โดยมีความเร็วเฉลี่ย เท่ากับ 3.85 เมตร/วินาที เนื่องจากล้าน้้าไม่มีสิ่งกีดขวาง จึงท้าให้การไหลของน้้ามีความคล่องตัวเพิ่มมากขึ้น เมื่อมี การจ้าลองรื้อฝายในล้าน้้าปิงออกทั้ง 3 แห่ง ส่งผลให้บริเวณสะพานป่าแดด เกิดการปะทะกันระหว่าง กระแสน้้ากับบริเวณเสาตอม่อค่อนข้างสูง โดยมีความเร็วเฉลี่ยเท่ากับถึง 5.00 เมตร/วินาที ทั้งนี้พบว่า บริเวณที่มีความเร็วเฉลี่ยสูงสุดอยู่ในช่วงบริเวณสะพานเกาะกลาง โดยมีความเร็วเฉลี่ยถึง 5.77 เมตร/วินาที ประกอบกับเวกเตอร์แสดงทิศทางการไหลของน้้ามีความปั่นป่วนค่อนข้างสูง จึงท้าให้เกิด การเปลี่ยนแปลงของสัณฐานท้องน้้า จึงส่งผลท้าให้เกิดการพัดพาของตะกอน อีกทั้งยังเกิดกัดเซาะใน บริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิดสันดอนกลางล้าน้้า ซึ่งจะพบในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร บริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง และบริเวณฝายท่าวังตาล กรณีที่ 3: รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) แล้วท้าการสร้าง ประตูระบายน้้าในบริเวณช่วงท้ายของฝายท่าวังตาล จากผลการศึกษาพบว่า สภาพการไหลของน้้ามีความเร็ วเพิ่ม สูง ขึ้น โดยมีความเร็วเฉลี่ย สูงถึง 3.45 เมตร/วินาที ซึ่งจะอยู่ในช่วงบริเวณสะพานป่าแดดจะมีความเร็วเฉลี่ยสูงถึง 4.60 เมตร/วินาที เนื่องจาก ในบริเวณฝายหนองผึ้งได้มีการจ้าลอง การรื้อฝายออกจากล้าน้้า จึงท้าให้กระแสน้้าไหลมาปะทะกับ บริเวณเสาตอม่อของสะพานป่าแดด ส่งผลให้บริเวณดังกล่าวมีความเร็วของกระแสน้้าที่ค่อนข้างสูง เมื่อมีการจ้าลองการสร้างประตูระบายน้้าในช่วงบริเวณฝายท่าวังตาล พบว่าบริเวณดังกล่าวมีความเร็ว เฉลี่ย 4.21 เมตร/วินาที และบริเวณที่มีความเร็วเฉลี่ยสูงสุด จะอยู่ในช่วงบริเวณสะพานเกาะกลาง โดยมีความเร็วเฉลี่ยเท่ากับ 6.13 เมตร/วินาที ประกอบกับเวกเตอร์แสดงทิศทางการไหลของน้้ามีความ ปั่นป่วนไม่สูงมาก ซึ่งจะพบในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร บริเวณสะพาน เม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง และบริเวณสะพานป่าแดดถึงฝายท่าวังตาล จึงท้าให้เกิดการ เปลี่ยนแปลงของสัณฐานท้องน้้า ส่งผลท้าให้ในบริเวณดังกล่าวมีการพัดพาของตะกอน อีกทั้งยังเกิด กัดเซาะในบริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิดสันดอนกลางล้าน้้า


62

กรณีที่ 4: ขยายพื้นที่หน้าตัดของล้าน้้าปิงข้างละ 20 เมตร ในเขตพื้นที่วิกฤต 4 จุด จากผลการศึกษาพบว่า สภาพการไหลของน้้ามีความเร็วของน้้าเฉลี่ย 2.67 เมตร/วินาที โดยบริเวณที่ มี ความเร็วเฉลี่ยสูงสุด อยู่ในช่วงบริเวณต้าแหน่งของฝายทั้ง 3 แห่ง โดยเฉพาะบริเวณช่วงฝายท่าวังตาล ที่มีความเร็วเฉลี่ยสูงถึง 7.28 เมตร/วินาที อีกทั้งเวกเตอร์แสดงทิศทางการไหลของน้้ามีความปั่นป่วน เป็นบางแห่ง ซึ่ง บริเวณ ที่มีความปั่นป่วนของทิศทางการไหล ของน้้า ที่ค่อนข้างมาก จะพบ ในช่วง บริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร บริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง และบริเวณฝายท่าวังตาล จึงท้าให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสัณฐานท้องน้้า ส่งผลท้าให้ในบริเวณ ดังกล่าวมีการพัดพาของตะกอน อีกทั้งยังเกิดกัดเซาะในบริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิดสันดอนกลาง ล้าน้้า ตารางที่ 4.7 ระดับผิวน้้าและหน้าตัดต่างๆ ที่อัตราการไหล 725.19 ลบ.ม./วินาที ระยะทาง (กิโลเมตร)

ระดับผิวน้้า (เมตร)

0.45

ระดับท้องน้้า ตลิ่งขวา ตลิ่งซ้าย (เมตร) (เมตร) (เมตร) กรณีที่ 1 กรณีที่ 2 กรณีที่ 3 กรณีที่ 4 304.40 303.80 304.20 304.60 299.23 304.60 304.25

2.70

303.80

302.90

303.00

304.00

297.76

303.55

303.58

4.25

303.00

302.40

302.60

303.00

296.88

302.74

303.40

6.05

300.00

300.10

300.10

300.17

295.45

302.00

301.50


63


64

ผลจากการวิเคราะห์ด้วยโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays โดยจ้าลองพฤติกรรมทางชลศาสตร์ของ แม่น้าปิง ที่อัตราการไหล 725 .19 ลบ.ม./วินาที ในระยะเวลา 3 ชั่วโมง แสดงเห็นถึงการเปลี่ยนแปลง ของสัณฐานท้องน้้าทั้ง 4 กรณีโดยจะพบในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร และบริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้งและฝายท่าวังตาล ซึ่งหากเราท้าการเปรียบเทียบค่า ระดับผิวน้้าทั้ง 4 กรณี ดังตารางที่ 4.7 และรูปที่ 4.16 จะพบว่า ค่าระดับผิวน้้าในกรณีที่ 1 และกรณีที่ 4 มีค่าระดับ ผิวน้้าที่สูงเมื่อเปรียบเทียบกับกรณีที่ 2 และกรณีที่ 3 จึงส่งผลท้าให้บริเวณริม 2 ตลิ่งมีสภาพ เอ่อล้นของน้้าได้เร็วกว่า

4.2.3 แสดงแบบจ้าลองที่อัตราการไหล 811 ลบ.ม./วินาที ซึ่งจะแบ่งตามกรณีต่างๆ ดังนี้ กรณีที่ 1 มีฝายกั้นในล้าน้้า 3 แห่ง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) กรณีที่ 2 รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) กรณีที่ 3 รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) แล้วท้า การสร้างประตูระบายน้้าในบริเวณช่วงท้ายของท่าวังตาล กรณีที่ 4 ขยายพื้นที่หน้าตัดของล้าน้้าปิงข้างละ 20 เมตร ในเขตพื้นที่วิกฤต 4 จุด


ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

สะพานป่าแดด ถึงฝายท่าวังตาล

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร

กรณีที่ 3

ฝายท่าวังตาล

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร

กรณีที่ 4

รูปที่ 4.18 การเปลี่ยนแปลงความเร็วของกระแสน้้าที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที กรณีที่ 1, 2, 3 และ 4 ตามล้าดับ

ฝายท่าวังตาล

กรณีที่ 2

กรณีที่ 1

65


66

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สญ ั จร สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าวังตาล

รูปที่ 4.19 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 1)

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สญ ั จร

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

รูปที่ 4.20 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 2) ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สญ ั จร

สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

สะพานป่าแดด ถึงฝายท่าศาลา

รูปที่ 4.21 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 3)


67

ฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สญ ั จร สะพานเม็งรายอนุสรณ์ ถึงฝายหนองผึ้ง

ฝายท่าวังตาล

รูปที่ 4.22 เวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที (กรณีที่ 4) จากรูปที่ 4.18 ถึงรูปที่ 4.22 เป็นแบบจ้าลองที่ท้าการประมวลผล ด้วยโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays โดยแสดงผลของอัตราการไหลที่ 811.00 ลบ.ม./วินาที โดยแสดงเป็น 2 ส่วน คือ รูปที่ 4. 18 แสดง การเปลี่ยนแปลงความเร็วของกระแสน้้าที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที กรณีที่ 1, 2, 3 และ4 ซึ่ง รูปที่ 4.19 ถึงรูปที่ 4.22 แสดงเวกเตอร์การไหลและการเปลี่ยนแปลงท้องน้้าที่อัตราการไหล 811.00 ลบ.ม./วินาที กรณีที่ 1, 2, 3 และ4 ตามล้าดับ จากผลการศึกษาพฤติกรรมทางชลศาสตร์ในบริเวณพื้นที่ของแม่น้าปิง ตั้งแต่บริเวณสะพานนวรัฐถึง บริเวณสะพานเกาะกลาง ในช่วงขอบเขตพื้นที่ ต้าบลวัดเกตุถึงต้าบลป่าแดด อ้าเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ โดย โปรแกรม แบบจ้าลอง RIC-Nays ในกรณีต่างๆ เมื่อพิจารณาที่อัตราการไหล 811 ลบ.ม./วินาที สามารถสรุปได้ดังนี้ กรณีที่ 1: มีฝายกั้นในล้าน้้าปิง 3 แห่ง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) จากผลการศึกษาพบว่า สภาพการไหลของน้้ามีความเร็วเฉลี่ย เท่ากับ 3.43 เมตร/วินาที โดยจะอยู่ ในช่วงบริเวณฝายกั้นล้าน้้าทั้ง 2 แห่ง เนื่องจากมีสิ่งกีดขวางล้าน้้าจึงท้าให้การไหลของน้้ามีความ คล่องตัวน้อย โดยบริเวณที่มีความเร็วเฉลี่ยสูงสุด จะอยู่ในช่วงบริเวณสะพานเกาะกลาง ซึ่งมีความเร็ว เฉลี่ยถึง 6.87 เมตร/วินาที อีกทั้งเวกเตอร์แสดงทิศทางการไหลของน้้ามีความปั่นป่วนเป็นบางแห่ง ซึ่ง ส่วนบริเวณที่มีความปั่นป่วนของทิศทางการไหลที่ค่อนข้างมาก จะอยู่ในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึง สะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร บริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง, บริเวณสะพานป่าแดดถึง ฝายท่าวังตาล และบริเวณฝายท่าวังตาล ดังนั้นจึงท้าให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสัณฐานท้องน้้า ส่งผล


68

ท้าให้เกิดการพัดพาของตะกอน อีกทั้งยังเกิดการกัดเซาะในบริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิดสันดอน กลางล้าน้้า กรณีที่ 2: รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) จากผลการศึกษาพบว่า สภาพการไหลของน้้ามีความเร็วเฉลี่ยสูงขึ้น เนื่องจากไม่มีสิ่งกีดขวางล้าน้้า จึงท้าให้การไหลของน้้ามีความคล่องตัวเพิ่มมากขึ้น โดยมีความเร็วเฉลี่ยเท่ากับ 4.13 เมตร/วินาที ทั้งนี้ ในช่วงบริเวณสะพานป่าแดดเป็นบริเวณที่ความเร็วเฉลี่ยสูงถึง 5.37 เมตร/วินาที เมื่อมีการจ้าลองรื้อ ฝาย 3 แห่งออกจากล้าน้้า จึงท้าให้เกิดการปะทะกันระหว่างกระแสน้้ากับเสาตอม่อของสะพาน ส่งผล ให้ความเร็ว เฉลี่ย ของกระแสน้้าสูงขึ้น โดยเฉพาะบริเวณสะพานเกาะกลางที่มีความเร็วเฉลี่ยถึง 6.61 เมตร/วินาที ประกอบกับเวกเตอร์แสดงทิศทางการไหลของน้้ามีความปั่นป่วนค่อนข้างสูง จึงท้าให้เกิด การเปลี่ยนแปลงของสัณฐานท้องน้้า ซึ่งผลท้าให้การพัดพาของตะกอน อีกทั้งยังเกิดการกัดเซาะใน บริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิดสันดอนกลางล้าน้้า ซึ่งจะพบในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพาน ส้าหรับผู้คนไว้สัญจร บริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง และบริเวณสะพานป่าแดดถึงฝาย ท่าวังตาล กรณีที่ 3: รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) แล้วท้าการสร้าง ประตูระบายน้้าในบริเวณช่วงท้ายของฝายท่าวังตาล จากผลการศึกษาพบว่า สภาพการไหลของน้้ามีความเร็วเฉลี่ยเพิ่มสูงขึ้น โดยมีความเร็วเฉลี่ย สูงเท่ากับ 4.01 เมตร/วินาที เมื่อมีการจ้าลองรื้อฝายทั้ง 3 แห่งออกจากล้าน้้า โดยรื้อฝายหนองผึ้งออกจากล้าน้้า ส่งผลให้การไหลของกระแสน้้าไหลมาปะทะกับเสาตอม่อของสะพานป่าแดด จึงท้าให้บริเวณสะพาน ป่าแดดมีความเร็วเฉลี่ยถึง 4.60 เมตร/วินาที หากเปรียบเทียบกับบริเวณที่มีการสร้างประตูระบายน้้า คือช่วงบริเวณฝายท่าวังตาล มีความเร็วเฉลี่ยเท่ากับ 4.41 เมตร/วินาที และพบว่าในช่วงบริเวณสะพาน เกาะกลาง เป็นบริเวณที่มีความเร็วเฉลี่ยสูงสุดถึง 6.42 เมตร/วินาที ทั้งนี้เวกเตอร์แสดงทิศทางการไหล ของน้้ามีความปั่นป่วนไม่สูงมาก ซึ่งจะพบในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร บริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง และบริเวณสะพานป่าแดดถึงฝายท่าวังตาล ดังนั้นจึงท้า ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสัณฐานท้องน้้า ซึ่งในบริเวณดังกล่าวมีการพัดพาของตะกอนอีกทั้งเกิด การกัดเซาะในบริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิดสันดอนกลางล้าน้้าในช่วงบริเวณดังกล่าว


69

กรณีที่ 4: ขยายพื้นที่หน้าตัดของล้าน้้าปิงข้างละ 20 เมตร ในเขตพื้นที่วิกฤต 4 จุด จากผลการศึกษาพบว่า สภาพการไหลของน้้าโดยมีความเร็วเฉลี่ยเท่ากับ 3.18 เมตร/วินาที บริเวณที่มี ความเร็วเฉลี่ยค่อนข้างสูงจะอยู่ในช่วงบริเวณต้าแหน่งฝายทั้ง 3 แห่ง โดยเฉพาะบริเวณฝายท่าวังตาลมี ความเร็วเฉลี่ยสูงถึง 6.83 เมตร/วินาที ประกอบกับเวกเตอร์แสดงทิศทางการไหลของน้้าค่อนข้าง มี ความปั่นป่วนเป็นบางแห่ง ซึ่ง บริเวณที่มีความปั่นป่วนของทิศทางการไหลที่ค่อนมากจะอยู่ในช่วง บริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร บริเวณสะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง บริเวณสะพานป่าแดดถึงฝายท่าวังตาล และบริเวณฝายท่าวังตาล ดังนั้นจึงเกิดการเปลี่ยนแปลงของ สัณฐานท้องน้้า ซึ่งส่งผลท้าให้เกิดการพัดพาของตะกอน อีกทั้งยังเกิดการกัดเซาะในบริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิดสันดอนกลางล้าน้้า ตารางที่ 4.8 ระดับผิวน้้าและหน้าตัดต่างๆ ที่อัตราการไหล 811.00 เมตร/วินาที ระดับผิวน้้า (เมตร) ระยะทาง ระดับท้องน้้า (กิโลเมตร) กรณีที่ 1 กรณีที่ 2 กรณีที่ 3 กรณีที่ 4 (เมตร)

ตลิ่งขวา (เมตร)

ตลิ่งซ้าย (เมตร)

0.45

304.60

304.20

304.40

304.80

299.230

304.86

304.70

2.70 4.25

303.90 303.00

303.40 302.80

303.40 303.00

304.20 303.20

297.76 296.88

304.20 303.20

304.20 303.06

6.05

300.40

300.40

300.40

300.50

295.450

302.00

301.60


70


71

ผลจากการวิเคราะห์ ผลด้วยโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays โดยจ้าลองพฤติกรรมทางชลศาสตร์ ของแม่น้าปิง ที่อัตราการไหล 811.00 เมตร/วินาที ในระยะเวลา 3 ชั่วโมง ได้แสดงถึงการเปลี่ยนแปลง สัณฐานท้องน้้า ของทั้ง 4 กรณี พบว่าในช่วงบริเวณฝายท่าศาลาถึงสะพานส้าหรับผู้คนไว้สัญจร สะพานเม็งรายอนุสรณ์ถึงฝายหนองผึ้ง สะพานป่าแดดถึงฝายท่าวังตาล และฝายท่าวังตาล หากท้าการเปรียบเทียบค่าระดับผิวน้้าทั้ง 4 กรณี ดัง แสดงใน ตารางที่ 4.8 และรูปที่ 4.15 จะพบว่า ค่าระดับผิวน้้าในกรณีที่ 1 และกรณีที่ 4 มีค่าระดับผิวน้้าที่ค่อนข้างสูง เมื่อเปรียบเทียบกับ กรณีที่ 2 และกรณีที่ 3 จึงส่งผลท้าให้บริเวณริม 2 ตลิ่งมีสภาพเอ่อล้นของน้้าได้เร็วกว่า ผลจากการศึกษาจึงสรุปผลได้ว่า ทั้งกรณี 4 มีการเปลี่ยนแปลงทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานของ ท้องน้้า ส่งผลท้าให้เกิดการพัดพาของตะกอน อีกทั้งยังเกิดกัดเซาะในบริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิด สันดอนกลางล้าน้้า โดยหากเปรียบเทียบทั้ง 4 กรณี จะพบว่าในกรณีที่ 2 คือ รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) และกรณีที่ 3 คือ รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) แล้วท้าการสร้างประตูระบายน้้าในบริเวณช่วงท้ายของฝายท่าวังตาล แม้จะมีความเร็วเฉลี่ยของกระแสน้้าที่สูงเพิ่มขึ้น และเวกเตอร์แสดงทิศทางการไหลของน้้าที่มีความ ปั่นป่วน ซึ่งส่งผลท้าให้เกิดการพัดพาของตะกอน และการกัดเซาะในบริเวณริมตลิ่ง ตลอดจนการเกิด สันดอนกลางล้าน้้า ก็ตาม แต่เมื่อพิจารณาที่ ค่าระดับผิวน้้าของทั้ง 4 กรณี จะพบว่า ในกรณีที่ 2 และ กรณีที่ 3 มีค่าระดับผิวน้้าที่ต่้ากว่าระดับริมตลิ่ง ท้าให้ระยะเวลา การเอ่อล้นของน้้าหรือเข้าท่วมบริเวณ พื้นที่ริม 2 ตลิ่งไหลเข้าช้ากว่าและสามารถไหลได้สะดวก เนื่องจากไม่มีการสิ่งกีดขวางในล้าน้้า ดังนั้น จากผลการศึกษ าพฤติกรรมทางชลศาสตร์และการเปลี่ยนแปลงของสัณฐานท้องน้้า ทางผู้ศึกษาจึง เสนอแนวทางในการ ปรับปรุงและป้องกันปัญหาน้้าท่วมของจังหวัดเชียงใหม่ โดยการรื้อฝาย 3 แห่ง ในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) และท้าการสร้างประตูระบายน้้าในช่วงท้าย ของฝายท่าวังตาล เพื่อเป็นการลดปัญหาการเกิดน้้า ท่วมในจังหวัดเชียงใหม่ และเพื่อให้เกิดความ เชื่อมั่นในข้อเสนอแนะที่ผู้ศึกษาได้ท้าการศึกษา ดังนั้นจึงแสดงการเปรียบเทียบค่าระดับผิวน้้าใน สถาพปัจจุบันและในสภาพกรณีที่ท้า การรื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิงและท้าการสร้างประตูระบายน้้า ในช่วงท้ายของฝายท่าวังตาล ดังตารางที่ 4.7


72

ตารางที่ 4.9 ค่าระดับผิวน้้าจากกรณีที่ 3 และค่าระดับผิวน้้าจากการส้ารวจที่อัตราการไหล 10 ลบ.ม./วินาที ต้าแหน่ง 1. สะพานเหล็ก 2. สะพานเม็งรายอนุสรณ์ 3. สะพานป่าแดด 4. ฝายท่าวังตาล

ค่าระดับผิวน้้าจากกรณีที่ 3 (เมตร) 300.24 299.30 298.30 297.50

ค่าระดับผิวน้้าจากการส้ารวจ (เมตร) 300.42 299.26 298.34 297.10

จากตารางที่ 4. 9 แสดงค่าระดับผิวน้้าจากกรณีที่ 3 และค่าระดับผิวน้้าจากการส้ารวจ ที่อัตราการไหล 10 ลบ.ม./วินาที ซึ่งจะแสดงให้เห็นว่าแม้จะมีการรื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) และท้าการสร้างประตูระบายน้้าในช่วงท้ายของฝายท่าวังตาล ซึ่งค่าระดับผิวน้้าใน ต้าแหน่งที่ท้าการเปรียบเทียบยังคงมีระดับที่ใกล้เคียงกับค่าระดับผิวน้้าจากการส้ารวจ ซึ่งสรุปได้ว่า แม้อยู่ในช่วงฤดูแห้ง การรื้อฝายทั้ง 3 แห่งออก และท้าการสร้างประตูระบายน้้าในช่วงท้ายของ ฝายท่าวังตาล ก็สามารถกักเก็บน้้าในช่วงฤดูแห้งพร้อมทั้งลดปัญหาน้้าท่วมในช่วงฤดูน้าหลากของ จังหวัดเชียงใหม่ได้ด้วย ซึ่งจากค่าระดับผิวน้้าข้างต้นสามารถน้ามาเปรียบเทียบได้ ดังรูปที่ 4.24


73


74

เพื่อให้สอดคล้องกับการหาแนวทางการแก้ไขปัญหาน้้าท่วม ดังนั้นทาง ผู้ศึกษาจึงมีข้อเสนอแนะแนว ทางการป้องกันและวิธีการแก้ไขปัญหาน้้าท่วมเพิ่มเติม โดยสามารถสรุปผลได้ดังนี้ 1. การรื้อถอนสิ่งก่อสร้างที่ล่วงล้้าและขุดลอกขยายในบริเวณ 2 ริมตลิ่งของแม่น้าปิง จากรูปที่ 4.25 ถึงรูปที่ 4.26 แสดงการรื้อถอนสิ่ง ก่อสร้างที่ ล่วงล้้า บริเวณหน้าเทศบาลนครเชียงใหม่ และการขุด ลอกขยายและสร้างผนังกั้นริมตลิ่งแม่น้าปิง บริเวณส้านักงานต้ารวจภูธร ภาค 5 เนื่องจาก สภาพของแม่น้าปิงในปัจจุบันมีการบุกรุกพื้นที่ริม 2 ฝั่ง ดังนั้นจึงควรท้าการรื้อถอนสิ่งก่อสร้างแล้วท้า การขุด ลอกขยายและสร้างผนังกั้นริมตลิ่งแม่น้าปิง เพื่อลดปัญหาการเอ่อล้นของน้้าในบริเวณ 2 ริม ตลิ่ง

รูปที่ 4.25 การรื้อถอนสิ่งก่อสร้างที่ล่วงล้้า บริเวณหน้าเทศบาลนครเชียงใหม่ [19]

รูปที่ 4.26 การขุดลอกขยายและสร้างผนังกั้นริมตลิ่งแม่น้าปิง บริเวณส้านักงานต้ารวจภูธร ภาค 5 [19]


75

2. ตกแต่งดินตามลาดตลิ่งให้เรียบมิให้เป็นอุปสรรคต่อทางเดินของน้้า 3. ก้าจัดวัชพืช ผักตบชวา และรื้อท้าลายสิ่งกีดขวางทางน้้าไหลให้ออกไปจนหมดสิ้น

รูปที่ 4.27 วัชพืชและผักตบชวาในแม่น้าปิง 4. หากล้าน้้าคดโค้งมาก ให้หาแนวทางขุดคลองใหม่เป็นล้าน้้าสายตรงให้น้าไหลสะดวก

4.3 ผลการน้าโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays ไปประยุกต์ใช้ร่วมกับโปรแกรม Google Earth

จากการค้านวณผลทางชลศาสตร์ของโปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays สามารถน้ามาแสดงเป็นภาพนิ่ง และภาพเคลื่อนไหวร่วมกั บรูปภาพแผนที่และภาพถ่าย โดยแสดงผลด้วยโปรแกรม NaysPre และเมื่อ ใช้โปรแกรมแบบจ้าลอง RIC-Nays2D, 3D เพื่อแสดงผลการค้านวณจะสามารถน้าภาพเคลื่อนไหวไป สร้างเป็นไฟล์ *.kml เพื่อใช้แสดงบน Google Earth ซึ่งจะเป็นการประมวลผลของแบบจ้าลองซ้อนลง ไปในพื้นที่จริง โดยแสดงให้เห็นถึงต้าแหน่งที่ตั้งของบริเวณที่ท้าการศึกษา และภูมิประเทศจริงของ บริเวณที่ท้าการศึกษาได้อย่างชัดเจน ทั้งนี้ยังช่วยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของระดับท้องน้้า ได้อย่าง ชัดเจนยิ่งขึ้น ดังแสดงในรูปที่ 4.28


76


บทที่ 5 สรุปผลและข้อเสนอแนะ ในการศึกษาโครงงาน ผู้ศึกษาได้รับความอนุเคราะห์ข้อมูลจากกรมชลประทาน (ปากเกร็ด) และสานัก ชลประทานที่ 1 (เชียงใหม่ ) อีกทั้งได้ทาการออกสารวจเก็บข้อมูลภาคสนามและได้นาข้อมูลดังกล่าว มาวิเคราะห์ผลโดยโปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays ทั้งนี้ในการประมวลผลโดยโปรแกรมแบบจาลอง จาเป็นต้องมีการปรับแก้โปรแกรมแบบจาลอง เพื่อทาให้ โปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays นี้สามารถ นาไปใช้ได้จริง โดยสามารถสรุปผลที่ได้ดังนี้

5.1 สรุปผลการศึกษา จากการสารวจและเก็บข้อมูล ผู้ศึกษาได้ทาการวิเคราะห์ข้อมูล โดยสรุปผลการศึกษาดังนี้

5.1.1 การปรับแก้ผลจากแบบจาลอง RIC-Nays การศึกษาโครงงานในครั้งนี้ ได้ทาการออกสารวจและเก็บข้อมูลภาคสนาม โดยนาผลจากการสารวจ สภาพจริงของลาน้าปิงมา ทาการสอบเทียบ กับโปรแกรม แบบจาลอง RIC-Nays เพื่อให้แบบจาลองนี้ สามารถนาไปใช้งานได้จริง ดังนั้นจึง นาผล การสอบเทียบที่ได้ไป คานวณหาค่าสัมประสิทธิ์ สหสัมพันธ์ ( R 2 ) ซึ่งจากการคานวณ ได้ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ ( R 2 ) = 0.999 ซึ่งมีค่าเข้าใกล้ 1 จึง แสดงให้เห็นว่าค่าที่ได้จากแบบจาลองมีความคลาดเคลื่อนจากความเป็นจริงน้อยกว่า 0.01 เปอร์เซ็นต์ ทั้งนี้ได้ทาการตรวจสอบความแม่นยาของการศึกษาครั้งนี้ โดยได้ทาการหาค่าประสิทธิภาพของ Nash and Sutcliffe ( ) จากการคานวณพบว่าค่าประสิทธิภาพของ Nash and Sutcliffe ( ) = 0.962 ซึ่งมีค่า เข้าใกล้ 1 เช่นกัน นั่น หมายความว่า ในการศึกษาโครงงานครั้งนี้มีความ แม่นยาสูง หรือ กล่าวสรุป โดยรวมว่า การศึกษาพฤติกรรมทางชลศาสตร์โดย โปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays มีความถูกต้อง และแม่นยาสูง

5.1.2 การประยุกต์ใช้แบบจาลอง RIC-Nays จากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้้า โดยการประยุกต์ใช้โปรแกรม แบบจ้าลอง RIC – Nays กรณีศึกษา: แม่น้าปิง ได้จ้าลองพฤติกรรม ทางชลศาสตร์ ที่ได้จากการค้านวณ การเกิดรอบปีซ้าที่ 10, 25 และ 50 ปี โดยใช้วิธีการแจกแจงแบบกัมเบล ซึ่งใช้หลักการค้านวณ


78 โดยสูตรย่อ ที่อัตราการไหล 611. 76, 725.19 และ 811 ลบ.ม. /วินาที ตามล้าดับ ซึ่งในการศึกษา โครงงานในครั้งนี้ ได้ท้ากรณีศึกษาทั้งหมด 4 กรณี คือ 1. มีฝายกั้นในล้าน้้า 3 แห่ง คือ ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล 2. รื้อฝายทั้ง 3 แห่งออก (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) 3. รื้อฝายทั้ง 3 แห่งออก (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล ) แล้วท้าการสร้างประตู ระบายน้้าในบริเวณช่วงท้ายของฝายท่าวังตาล 4. ขยายพื้นที่หน้าตัดของล้าน้้าปิงข้างละ 20 เมตร ในบริเวณพื้นที่วิกฤต 4 จุด คือ ช่วงบริเวณ โรงแรมเพชรงามถึงสะพานเหล็ก ช่วงบริเวณวัดชัยมงคลถึงฝายท่าศาลา ช่วงบริเวณโรงเรียนมงฟอร์ต ถึงสะพานเม็งรายอนุสรณ์ และช่วงบริเวณฝายหนองผึ้งถึงสะพานต้ารวจภาค 5 ผลจากการศึกษาพบว่าในกรณีที่ 2 คือ รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝาย ท่าวังตาล) และกรณีที่ 3 คือ รื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) แล้วท้าการสร้างประตูระบายน้้าในบริเวณช่วงท้ายของฝายท่าวังตาล มีค่าระดับผิวน้้าที่ต่้ากว่าระดับ ริมตลิ่ง ท้าให้ระยะเวลา การเอ่อล้นของน้้าหรือเข้าท่วมบริเวณพื้นที่ริม 2 ตลิ่ง ไหลเข้า ช้ากว่า และ สามารถไหลได้สะดวก ดังนั้นจากผลการศึกษ าพฤติกรรมทางชลศาสตร์และการเปลี่ยนแปลงของ สัณฐานท้องน้้า ทางผู้ศึกษาจึงเสนอแนวทางในการ ปรับปรุงและป้องกันปัญหาน้้าท่วมของจังหวัด เชียงใหม่ โดยการรื้อฝาย 3 แห่งในล้าน้้าปิง (ฝายท่าศาลา ฝายหนองผึ้ง และฝายท่าวังตาล) และท้าการ สร้างประตูระบายน้้าในช่วงท้ายของฝายท่าวังตาล เพื่อเป็นการลดปัญหาการเกิดน้้าท่วมในจังหวัด เชียงใหม่ และเพื่อให้สอดคล้องกับสภาพล้าน้้าในปัจจุบัน ผู้ศึกษาจึงมีข้อเสนอแนะแนวทางการ ป้องกันและวิธีการแก้ไขปัญหาน้้าท่วมเพิ่มเติม โดยสามารถสรุปผลได้ดังนี้ 1. การรื้อถอนสิ่งล่วงล้้าและขุดลอกล้าน้้าเพื่อขุดลอกขยายแม่น้าปิง 2. ตกแต่งดินตามลาดตลิ่งให้เรียบมิให้เป็นอุปสรรคต่อทางเดินของน้้า 3. ก้าจัดวัชพืช ผักตบชวา และรื้อท้าลายสิ่งกีดขวางทางน้้าไหลให้ออกไปจนหมดสิ้น 4. หากล้าน้้าคดโค้งมาก ให้หาแนวทางขุดคลองใหม่เป็นล้าน้้าสายตรงให้น้าไหลสะดวก


79

5.2 ข้อเสนอแนะ การศึกษาโครงงานครั้งนี้ ผู้จัดท้าโครงงานมีข้อเสนอแนะดังนี้

5.2.1. ข้อเสนอแนะสาหรับการศึกษาครั้งต่อไป จากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้้า โดยการประยุกต์ใช้โปรแกรม แบบจ้าลอง RIC – Nays กรณีศึกษา: แม่น้าปิง ในครั้งนี้ได้ก้าหนดกรณีการศึกษาการเปลี่ยนแปลง ทางชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานของน้้าไว้เพียง 4 กรณีเท่านั้น ดังนั้น จึงได้เสนอแนะ ในการศึกษา ครั้งต่อไป ดังนี้ 1. ช่วงเวลาที่ไปทาการสารวจเก็บข้อมูลตัวอย่าง ไม่ควรทาการสารวจในช่วงฤดูฝน หรือน้า ไหลหลาก เนื่องจากเป็นอุปสรรคต่อการสารวจและก่อให้เกิดอันตรายถึงชีวิต 2. ควรศึกษากรณีต่างๆ เพิ่มเติม นอกเหนือจากที่ผู้ศึกษาได้ทาการศึกษาไว้แล้ว อาทิเช่น ทาการขยายพื้นที่หน้าตัดและรื้อฝายทั้ง 3 แห่งในลาน้าปิง การสร้างประตูระบายน้าและการขยาย พื้นที่หน้าตัดพร้อมทั้งรื้อฝายทั้ง 3 แห่งในลาน้าปิง การกาหนดขอบเขตพื้นที่การศึกษาเพิ่มเติม เป็นต้น 3. ควรศึกษาการประยุกต์ใช้ โปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays กับแม่น้าแหล่งอื่นๆ เพื่อเป็น ประโยชน์ในการศึกษาทางด้านชลศาสตร์และการพัฒนาโปรแกรมต่อไป


เอกสารอ้างอิง [1]

กนกวรรณ แท่นนอก และ ธนวัฒน์ ปาลอภิไตร, 2553 “การประยุกต์ใช้โปรแกรม RIC-Nays เพื่อศึกษาด้านชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้า: กรณีศึกษาแม่น้าปิง ”, ปริญญาตรี ครุศาสตร์อุตสาหกรรมบัณฑิต สาขาวิศวกรรมโยธา คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรมและ เทคโนโลยี, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี.

[2]

คณาจารย์ภาควิชาวิศวกรรมชลประทาน, 2546, การวางแผนและออกแบบระบบส่งน้า ชลประทาน, พิมพ์ครั้งที่ 1, สานักพิมพ์มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพมหานคร.

[3]

ทีฆวุฒิ พุทธภิรมย์ และ บุญชัย ตัณฑชุณห์, การตรวจสอบสัมประสิทธิ์ความขรุขระแมนนิ่ง กรณีการไหลแบบเปลี่ยนแปลงน้า, การประชุมวิชาการวิศวกรรมโยธาแห่งชาติ ครังที่ 9, 19-21 พฤษภาคม 2547.

[4]

ประพนธ์ เครือปาน , 2548, การศึกษาความเป็นไปได้ในการแก้ไขปัญหาน้าท่วมด้วยฝายพับ ได้, ปริญญาตรีวิศวกรรมศาสตร์มหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมและการบริหารการก่อสร้าง คณะวิศวกรรมศาสตร์, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี.

[5]

ชูโชค อายุพงศ์ , แนวทางการจัดท้าระบบการเตรียมความพร้อมเพื่อรับมือกับเหตุการณ์ ฉุกเฉินจากภัยพิบัติทางธรรมชาติ ในพืนที่เขตเมืองเชียงใหม่ , ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์, มหาวิทยาลัยเชียงใหม่.

[6]

วิษุวัฒก์ แต้สมบัติ .2552.การจาลองการไหลแบบ 2 มิติ ด้วย MIKE21 HDFM บริเวณพื้นที่ ชายฝั่งท่าเรือเมืองดาร์วิน ประเทศออสเตรเลีย ( Two Dimensionnal Flow Modeling by Using MIKE21-HDFM Model for Darwin Habour Australia). การประชุมโยธาแห่งชาติ ครังที่14 . มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี จังหวัดนครราชสีมา ระหว่างวันที่ 13-15 พ.ค.52.

[7]

วีระพล แต้สมบัติ, 2531, อุทกวิทยาประยุกต์ , พิมพ์ครั้งที่ 1, ฟิสิกส์เซ็นเตอร์การพิมพ์, กรุงเทพมหานคร, หน้า 139-144.


81

[8]

สนิท วงษา, 2549, “การเปลี่ยนแปลงรูปแบบท้องน้าในแม่น้าที่คดเคี้ยวโดยใช้แบบจาลอง คณิตศาสตร์”, การประชุมวิชาการวิศวกรรมโยธาแห่งชาติ ครังที่ 11, 20-22 เมษายน, จ.ภูเก็ต, หน้า 324-328.

[9]

สนิท วงษา, 2551, “การเปลี่ยนสัณฐานท้องน้าแบบตะกอนทรายภายใต้การไหลแบบไม่ คงที่”, Proceedings of 3rd THAICID NATIONAL SYMPOSIUM, 17 มิถุนายน, กรุงเทพมหานคร, หน้า 87-98.

[10]

สนิท วงษา, พีระ ธนามี และสมชาย ชูชีพสกุล, 2548, "การพัฒนาระบบพยากรณ์และเตือนภัย น้าหลากในลุ่มน้าป่าสัก" , การประชุมวิชาการวิศวกรรมโยธาแห่งชาติ ครังที่ 10 , 2-4 พฤษภาคม, โรงแรมแอมบาสซาเดอร์ซิตี้ จอมเทียน, จ.ชลบุร,ี หน้า WRE-65 ถึง WRE-71.

[11]

สนิท วงษา และ ยาสุยูกิ ชิมิซึ, 2552, “การประยุกต์ใช้โปรแกรม Ric-Nays ในการคานวณ ด้านชลศาสตร์และพลวัติสัณฐานท้องน้า”, การประชุมวิชาการวิศวกรรมแหล่งน้าแห่งชาติ ครังที่ 3, 6-7 สิงหาคม, จ.นครนายก, หน้า 106-115.

[12]

สนิท วงษา และ ยาสุยูกิ ชิมิซึ, 2552, “แบบจาลองพลวัติสัณฐานท้องน้าเพื่อวิเคราะห์ พฤติกรรมการกัดเซาะของเสาตอม่อ”, การประชุมวิชาการวิศวกรรมโยธาแห่งชาติ ครังที่ 14, 13-15 พฤษภาคม, จ.นครราชสีมา, หน้า 1241-1246.

[13]

สานักชลประทานที่ 1 , 2551, “การศึกษาแนวทางการแก้ไขปัญหาน้าท่วมกรณีการระบายน้า ออกจากพื้นที่น้าท่วมให้เร็วขึ้นและมากขึ้นในเขตพื้นที่อาเภอเมือง จังหวัดเชียงใหม่ ”, เอกสาร ประชุมวิชาการ, 18 ส.ค.50.

[14]

อกนิษฐ์ อรุณพิทักษ์พันธ์ , 2549, การท้านายระดับน้าท่วมของแม่น้าปิงจากสถานี P.67 ถึงสะพานนวรัฐในจังหวัดเชียงใหม่ โดยใช้แบบจ้าลองอุทกพลศาสตร์ , วิทยานิพนธ์ วิศวกรรมศาสตร์มหาบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา, มหาวิทยาลัยเชียงใหม่.

[15]

กระทรวงพลังงาน, ด้านภูมิศาสตร์ของจังหวัดเชียงใหม่ [Online], Available: http://www.thaienergydata.in.th/province/50/, [2543 กรกฎาคม 19].


82

[16]

กรมอุตุนิยมวิทยา, อุทกภัย [Online], Available: http://www.tmd.go.th/info/info.php?FileID=70, [2553, กรกฎาคม 19].

[17]

นักข่าวบ้านนอก, เมื่อนักข่าว (บ้านนอก) ถูกกองทัพภาคที่ 3 ติติง [Online], Available: http://www.oknation.net/blog/print.php?id=7152, [2553, กรกฎาคม 19].

[18]

ฝ่ายทรัพยากรน้าบาดาล สานักงานทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมจังหวัดลาพูน , แหล่ง น้าธรรมชาติ จังหวัด ล้าพูน [Online], Available: http://i.lamphun.go.th/new2005/info/info_5_5.php#top, [2553, กรกฎาคม 19].

[19]

หน่วยวิจัยภัยพิบัติทางธรรมชาติ, ผลการดาเนินการขุดลอกแม่น้าปิงเร่งด่วน [Online], Available: http://202.28.24.131/flooding/?name=/chapter5/cp5_3/artical3 [2544, กุมภาพันธ์ 1].

[20]

สถานีวิทยุร่วมด้วยช่วยกัน, ค้าประตูน้าปิง [Online], Available: http://www.rd1677.com/branch.php?id=46476, [2553, กรกฎาคม 19].

[21]

สถาบันสารสนเทศทรัพยากรน้าและการเกษตร, ลุ่มน้าปิง [Online], Available: http://www.haii.or.th/wiki/index.php/ลุ่มน้าปิง, [2553, กรกฎาคม 19].

[22]

สมประสงค์ เสนารัตน์, การวิเคราะห์การถดถอยพหุคูณ [Online], Available: http://cdn.learners.in.th/assets/media/files/000/231/963/original_MRA_by_R.pdf?12854338 56, [2554, มกราคม 9].

[23]

สานักข่าวไทย, กรมชลประทานเตือนประชาชนริมแม่น้ายม [Online], Available: http://media.thaigov.go.th/pageconfig/viewcontent/viewcontent1.asp?pageid=471&director y=1782&contents=22712, [2554, กุมภาพันธ์ 11].

[24]

อานุภาพ นุ่นสง, ผู้เฒ่าทรนงแห่งฝายพญาคา เชียงใหม่ [Online], Available: http://www.oknation.net/blog/print.php?id=362475, [2554, กุมภาพันธ์ 25].


83

ภาคผนวก ก. โปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays


84 ก.1 เตรียมข้อมูลป้อนเข้า 1. ข้อมูลตาแหน่งพิกัดและรูปตัดขวาง ข้อมูลตาแหน่งพิกัดและรูปตัดขวาง จะประกอบด้วยข้อมูล 2 ส่วน คือข้อมูลตาแหน่งพิกัดของ ตลิ่งซ้ายกับขวา ( #Survey) กับข้อมูลรูปตัดขวาง ( #X-Section) ของแม่น้า ซึ่งข้อมูลเหล่านี้จะได้จาก การสารวจภาคสนามจะเก็บไว้ในไฟล์ *.Riv (รูปที่ ก.1.1 ก - ข)

ก) ตัวอย่างข้อมูลตาแหน่งพิกัดของตลิ่งซ้ายกับขวา (#Survey) กับข้อมูลรูปตัดขวาง (#X-Section)


85

ข) ตัวอย่างของรูปแปลนและรูปตัดขวาง รูปที่ ก.1.1 ตัวอย่างข้อมูลตาแหน่งพิกัดและรูปตัดขวาง 2. ข้อมูลของการไหล เช่น ความลึก และอัตราการไหล เป็นต้น ข้อมูลของการไหล จะประกอบด้วยอนุกรมเวลาของอัตราการไหลกับระดับน้าด้านท้ายน้า เพื่อใช้เป็นค่าขอบเขตด้านบนกับด้านล่างของแบบจาลอง ข้อมูลจะเก็บไว้ในไฟล์ *.D (รูปที่ ก.1.2)

เวลา (วินาที)

0.

611.756

อัตราการไหล

10800.

611.756

(ลบ.ม./วินาที)

รูปที่ ก.1.2 ตัวอย่างข้อมูลอนุกรมเวลาของอัตราการไหล


86 3. ข้อมูลของค่าพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระของท้องน้า ข้อมูลของค่าพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น  ,  , n , d , t และกาหนดเลือกคานวณสภาพเริ่มต้นกับ วิธีการคานวณ เป็นต้น ซึ่งในไฟล์นี้จะทาการกาหนดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ รวมทั้งกาหนดชื่อไฟล์กับ ตาแหน่งที่จัดเก็บเพื่อจะใช้เรียกอ่านเป็นข้อมูลป้อนเข้าและแสดงผลลัพธ์การคานวณด้วย โดยจะเก็บ ไฟล์ข้อมูลไว้ใน *.cond 4. ขนาดช่วงเวลา (Time step: t ) และกาหนดเลือกคานวณสภาพเริ่มต้นกับวิธีการคานวณ ผลลัพธ์และการนาเสนอผลการคานวณ เมื่อทาการ runโปรแกรมเพื่อประมวลผลโดย Solver แล้ว ผลลัพธ์จากการคานวณที่ได้ก็จะถูกจัดเก็บไว้ในไฟล์ชื่อ out.dat เป็นข้อมูลแบบ binary ซึ่งข้อมูลใน ไฟล์ข้างต้นจะสามารถนาเอาไปใช้โดย Nays2D,3D เพื่อสร้างรูปภาพนิ่งและ/หรือรู ปภาพเคลื่อนไหว แบบต่างๆ ได้ ผลการคานวณของ RIC-Nays2D, 3D สามารถนามาแสดงเป็นภาพนิ่งและ/หรื อภาพเคลื่อนไหวอย่าง ต่อเนื่องและยังสามารถนาภาพเคลื่อนไหวไปสร้างเป็นไฟล์ *.kml เพื่อใช้แสดงบน Google Earth ได้

ก.2 หน้าจอโปรแกรม

รูปที่ ก.2.1 หน้าหลักของโปรแกรม


87

รูปที่ ก.2.2 หน้า NaysPre

รูปที่ ก.2.3 หน้า NaysPre หลังใส่ข้อมูลตาแหน่งพิกัดของตลิ่งซ้ายกับขวา และข้อมูลรูปตัดขวาง


88

รูปที่ ก.2.4 หน้า NaysPre หลังการตีกริด

รูปที่ ก.2.5 ขั้นตอนการคานวนในหน้า Solver


89

รูปที่ ก.2.6 หน้า Nays 2D

รูปที่ ก.2.7 หน้า Nays 2D แสดงการเปลี่ยนแปลงของระดับท้องน้า


90

รูปที่ ก.2.8 หน้า Nays 2D แสดงการเปลี่ยนแปลงเวกเตอร์การไหลของน้า

รูปที่ ก.2.9 หน้า Nays 2D ค่าระดับผิวน้าโดยระบุตาแหน่ง


91

รูปที่ ก.2.10 การนาผลจากโปรแกรมแบบจาลอง RIC-naysไปประยุกต์ใช้กับโปรแกรม Google Earth


92

ภาคผนวก ข. ข้อมูลป้อนเข้า


93 ข.1 ข้อมูลตาแหน่งพิกัดของตลิ่งซ้ายกับขวา (#Survey) กับข้อมูลรูปตัดขวาง (#X-Section) ตารางที่ ข.1.1 ข้อมูลตาแหน่งพิกัดของตลิ่งซ้ายกับขวา (#Survey)


ตารางที่ ข.1.2 ข้อมูลรูปตัดขวาง (#X-Section)

94


ตารางที่ ข.1.2 ข้อมูลรูปตัดขวาง (#X-Section)

95


ตารางที่ ข.1.2 ข้อมูลรูปตัดขวาง (#X-Section)

96


ตารางที่ ข.1.2 ข้อมูลรูปตัดขวาง (#X-Section)

97


98 ข.2 ขนาดตัวอย่างดิน ตารางที่ ข.2.1 การหาขนาดตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 1 กิโลเมตรที่ 0

NO. 4 8 10 16 20 40 100 200 Pan

Sieve Dim (mm) 4.75 2.36 2 1.18 0.85 0.425 0.15 0.075 0

Weight Sieve (g) 487.4 708.8 554.8 615.2 506.5 496.0 470.4 295.8 479.5

Section 1 (g) 521.2 1057.67 644.89 830.07 632.38 689.92 691.94 797.26 776.5

สะพานนวรัฐ

Weight Sand (g) 0.0 348.9 90.1 214.9 125.9 193.9 221.6 501.5 297.6

% Retaining 0.00 17.50 4.52 10.77 6.31 9.72 11.11 25.15 14.92

% Finer 100.00 82.50 77.99 71.73 65.42 55.69 44.58 19.44 4.52

100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00

0.01

0.1

1

รูปที่ ข.2.1 เปอร์เซ็นต์การผ่านตะแกรงของตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 1 กิโลเมตรที่ 0

10


99 ตารางที่ ข.2.2 การหาขนาดตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 2 กิโลเมตรที่ 0.45

NO. 4 8 10 16 20 40 100 200 Pan

Sieve Dim (mm) 4.75 2.36 2 1.18 0.85 0.425 0.15 0.075 0

Weight Sieve (g) 487.4 708.8 554.8 615.2 506.5 496.0 470.4 295.8 479.5

Section 2 (g) 521.2 1057.67 644.89 830.07 632.38 689.92 691.94 797.26 776.5

สะพานเหล็ก

Weight Sand (g) 0.0 350.0 93.3 216.7 123.4 197.4 225.3 498.4 295.3

% Retaining 0.00 17.50 4.67 10.84 6.17 9.87 11.27 24.92 14.77

% Finer 100.00 82.50 77.83 71.66 65.49 55.62 44.35 19.43 4.67

100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00

0.01

0.1

1

รูปที่ ข.2.2 เปอร์เซ็นต์การผ่านตะแกรงของตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 2 กิโลเมตรที่ 0.45

10


100 ตารางที่ ข.2.3 การหาขนาดตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 3 กิโลเมตรที่ 4.25

NO. 4 8 10 16 20 40 100 200 Pan

Sieve Dim (mm) 4.75 2.36 2 1.18 0.85 0.425 0.15 0.075 0

Weight Sieve (g) 487.4 708.8 554.8 615.2 506.5 496.0 470.4 295.8 479.5

Section 2 (g) 521.2 1057.67 644.89 830.07 632.38 689.92 691.94 797.26 776.5

Weight Sand (g) 0.0 348.4 87.4 217.4 122.4 197.0 221.8 502.4 297.9

% Retaining 0.00 17.47 4.38 10.90 6.14 9.88 11.12 25.19 14.93

% Finer 100.00 82.53 78.15 71.63 65.50 55.62 44.50 19.32 4.38

สะพานป่าแดด 100.00 90.00 80.00

รูปที่ ข.2.3 แสดงเปอร์เซ็นต์การผ่านตะแกรงของเม็ดตะกอนหน้าตัดที่ 3 กิโลเมตรที่ 4.25 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0.01

0.1

1

รูปที่ ข.2.3 เปอร์เซ็นต์การผ่านตะแกรงของตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 3 กิโลเมตรที่ 4.25

10


101 ตารางที่ ข.2.4 การหาขนาดตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 4 กิโลเมตรที่ 6.05

NO. 4 8 10 16 20 40 100 200 Pan

Sieve Dim (mm) 4.75 2.36 2 1.18 0.85 0.425 0.15 0.075 0

Weight Sieve (g) 487.4 708.8 554.8 615.2 506.5 496.0 470.4 295.8 479.5

Section 2 (g) 521.2 1057.67 644.89 830.07 632.38 689.92 691.94 797.26 776.5

Weight Sand (g) 0.0 347.6 90.8 217.4 125.5 192.5 223.5 500.7 298.2

% Retaining 0.00 17.41 4.55 10.89 6.29 9.64 11.20 25.08 14.94

% Finer 100.00 82.59 78.04 71.70 65.41 55.77 44.57 19.49 4.55

สะพานเกาะกลาง100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0.01

0.1

1

รูปที่ ข.2.4 เปอร์เซ็นต์การผ่านตะแกรงของตัวอย่างดินหน้าตัดที่ 4 กิโลเมตรที่ 6.05

10


102

ภาคผนวก ค. อัตราการไหลที่ใช้ในการวิเคราะห์ผลใน โปรแกรมแบบจาลอง RIC-Nays


103 ตารางที่ ค.1.1 อัตราการไหลที่ใช้ในการวิเคราะห์ผล โดยวิธีการแจกแจงแบบกัมเบล

รอบปีการ เกิดซา

InTr

-In[ -In(1 -

2 5 10 15 25 50 60 70 80 90 100

0.693 1.609 2.303 2.708 3.219 3.912 4.094 4.248 4.382 4.500 4.605

0.367 1.500 2.250 2.674 3.199 3.902 4.086 4.241 4.376 4.494 4.600

1 )] Tr

Q = 0.45SQ

326.708 326.708 326.708 326.708 326.708 326.708 326.708 326.708 326.708 326.708 326.708

ค.1 สูตรคานวณ วิธีการแจกแจงแบบกัมเบล 1. สูตรสมการกัมเบลโดยสมบูรณ์   1 QTr  Q  0.45SQ  0.7797 SQ In   In 1   Tr 

2. สูตรสมการกัมเบลโดยย่อ QTr  Q  0.45SQ  0.7797SQ InTr

  

,(ลบ.ม./วินาที) สูตรย่อ สูตรสมบูรณ์ 412.52 372.08 525.95 512.39 611.76 605.29 661.95 657.70 725.19 722.67 811.00 809.75 833.57 832.53 852.65 851.76 869.18 868.40 883.76 883.07 896.80 896.18 QTr


104

р╕ар╕▓р╕Др╕Ьр╕Щр╕зр╕Б р╕З. р╕Бр╕▓р╕гр╕Др╕▓р╕Щр╕зр╕Щр╕лр╕▓р╕Др╣Ир╕▓р╕кр╕▒р╕бр╕Ыр╕гр╕░р╕кр╕┤р╕Чр╕Шр╕┤р╣Мр╕кр╕лр╕кр╕▒р╕бр╕Юр╕▒р╕Щр╕Шр╣М яАи R яАй р╣Бр╕ер╕░ р╕Др╣Ир╕▓р╕Ыр╕гр╕░р╕кр╕┤р╕Чр╕Шр╕┤р╕ар╕▓р╕Ю Nash and Sutcliffe ( ЁЭЬ║ ) 2


105 ตารางที่ ง.1.1 ค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระ Manning ที่ใช้ในการเปรียบเทียบ ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์( 𝑅2 ) และค่าประสิทธิภาพ Nash and Sutcliffe ( 𝜀 ) ค่า Manning

ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ ค่าประสิทธิภาพ Nash and Sutcliffe ( 𝑹𝟐 ) ( 𝜺) รองนาลึก รองนาตืน 0.029 0.035 0.99847 0.96185 0.029 0.034 0.99847 0.96183 0.029 0.033 0.99844 0.96185 0.029 0.032 0.99793 0.96220 0.029 0.031 0.99890 0.96180 0.029 0.030 0.99847 0.96185 ง.1 สูตรการคานวณค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์  R 2  n n n N  O M   (O )  ( M ) i i i i i 1 i 1 i 1 R2  2 2  n  n   n  n   2 2  N  O    (O )    N  M    ( M )    i  1 i  i  1 i    i  1 i  i  1 i     

เมื่อ R 2 = ค่า Coefficient of Determination O i M i

= ข้อมูลจริงที่ได้จากการสารวจระดับน้าเอง i=1,2,3…n = ผลการคานวณจากแบบจาลอง i=1,2,3…n

N = ค่าเฉลี่ยของข้อมูลจริงที่ได้จากแบบจาลอง

ง.2 Nash and Sutcliffe    n

  1

 (O  M ) i

2

i

1 n

 (O  O i

1

avg

)2


106 เมื่อ

 = ค่า Nash and Sutcliffe

O i M i

= ข้อมูลจริงที่ได้จากการสารวจระดับน้า = ผลการคานวณจากแบบจาลอง

Oavg = ค่าเฉลี่ยของข้อมูลจริงที่ได้จากการสารวจระดับน้าเอง


107

ภาคผนวก จ. การทาค่าพิกัดโดยใช้โปรแกรม AutoCAD


108 จ.1 ขันตอนการทาค่าพิกัดโดยใช้โปรแกรม AutoCAD

รูปที่ จ1.1 เปิดโปรแกรม AutoCAD ปรับหน่วยหน้าจอให้เป็นหน่วยเมตรพร้อมทั้งนารูปแผนที่มาวาง โดยใช้คาสั่ง Insert/Raster Image Preference/เลือกรูป

รูปที่ จ1.2 ลากเส้นเชื่อมระหว่างหน้าตัดฝั่งซ้ายจากหน้าตัดแรกไปจนถึงหน้าตัดสุดท้ายโดยให้ได้ ระยะห่างเท่ากับความเป็นจริง


109

รูปที่ จ1.3 ลากเส้นเชื่อมระหว่างจากตลิ่งฝั่งซ้ายไปยังฝั่งขวาโดยให้ได้ระยะห่างเท่ากับความเป็นจริง ซึ่งใช้คาสั่ง Ordinate ในการอ่านค่าพิกัด X และ Y ของเส้นเชื่อมระหว่างจากตลิ่งฝั่งซ้ายไปยังฝั่งขวา

รูปที่ จ1.4 ลบรูปแผนที่ออก แล้วอ่านพิกัด X และ Y จากเส้นที่ลากเชื่อมตลิ่งฝั่งซ้ายไปยังฝั่งขวา


ภาคผนวก ฉ. ลักษณะโครงสร้างประตูระบายน้า

การสร้างประตูระบายน้้า เป็นประตูชนิดบานเหล็กโค้ง ขนาดบานระบายน้้ากว้าง 12.50 เมตร สูง 6.50 เมตร จ้านวน 6 บาน พร้อมระบบควบคุมน้้าอัตโนมัติ บันไดปลาโจน ขนาดกว้าง 3 เมตร ยาวประมาณ


111 270 เมตร และอาคารท่อส่งน้้าปากคลองขนาด 2 x 2 เมตร จ้านวน 3 แห่ง เพื่อส่งน้้าให้แก่พื้นที่ฝายทั้ง 3 แห่ง

รูปที่ ฉ.1 ลักษณะโครงสร้างประตูระบายน้้า


112

รูปที่ ฉ.2 ด้านหน้าของประตูระบายน้้า

รูปที่ ฉ.3 ด้านหลังของประตูระบายน้้า


ประวัติผู้วิจัย


114 ประวัติผู้วิจัย ชื่อ – สกุล นางสาวชลลดา ยวงใย วัน เดือน ปีเกิด

25 เมษายน 2532

ประวัติการศึกษา ระดับมัธยมศึกษาตอนต้น โรงเรียนสงวนหญิง พ.ศ. ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย วิทยาลัยเทคนิคสุพรรณบุรี พ.ศ. ระดับปริญญาตรี คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรมและเทคโนโลยี สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

2546 2549

พ.ศ. 2553


115 ประวัติผู้วิจัย ชื่อ – สกุล นางสาวระพีพรรณ ทามูล วัน เดือน ปีเกิด ประวัติการศึกษา ระดับมัธยมศึกษาตอนต้น ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย ระดับปริญญาตรี

19 สิงหาคม 2531

โรงเรียนลาปางกัลยาณี พ.ศ. โรงเรียนบุญวาทย์วิทยาลัย พ.ศ. คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรมและเทคโนโลยี สาขาวิชาวิศวกรรมโยธา มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

2546 2549

พ.ศ. 2553

พลวัติสัณฐานน้ำ  
พลวัติสัณฐานน้ำ  

fgfjhhfhnfhfhfhhf

Advertisement