ติดตามผลกระทบจากพายุเตี้ยนหมู่ และแนวทางการบริหารจัดการน้ำในลุ่มเจ้าพระยาใหญ่

จับตา เดือน ต.ค. พายุเตี้ยนหมู่ กับแนวทางการบริหารจัดการน้ำในลุ่มเจ้าพระยาใหญ่ปี พ.ศ. 2564

     รศ.ดร.อารียา ฤทธิมา ภาควิชาวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล และคณะนักวิจัย โครงการวิจัยเข็มมุ่งการบริหารจัดการแผนงานยุทธศาสตร์เป้าหมายด้านสังคม แผนงานการบริหารจัดการน้ำ ระยะที่ 2 สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ เปิดเผยถึง พายุเตี้ยนหมู่ (Dianmu) กับสถานการณ์น้ำและพื้นที่ประสบภัยน้ำท่วม ระหว่างเดือนกันยายน-ตุลาคม วิเคราะห์ฐานข้อมูลอุทกวิทยาและแนวทางการระบายน้ำจาก 4 เขื่อนหลัก พร้อมพัฒนาและปรับปรุงประสิทธิผลแบบจำลอง ตอบประเด็นคำถามสำคัญ พยากรณ์ฝนล่วงหน้า 2 สัปดาห์ ชี้บริเวณเหนือเขื่อนยังมีฝนตกเล็กน้อยถึงปานกลาง ส่วนท้ายเขื่อนมีฝนตกหนักต่อเนื่องในบางพื้นที่ เขื่อนเจ้าพระยาต้องระบายน้ำ 2,500 ลบ.ม./วินาทีในช่วงนี้ คาดแนวโน้มพื้นที่เกษตรกรรม เขตโครงการชลประทานเจ้าพระยาฝั่งตะวันตก และตะวันออก อาจได้รับผลกระทบเพิ่มสูงขึ้นในอีก 2 สัปดาห์ข้างหน้านี้

เส้นทางพายุเตี้ยนหมู่ (Dianmu)

แสดงพื้นที่ประสบภัยน้ำท่วมในประเทศไทยเมื่อวันที่ 30 กันยายน พ.ศ. 2564

รูปที่ 3  ปริมาณฝนสะสม 30 วันจากข้อมูลดาวเทียม PERSIANN ระหว่างวันที่ 30 สิงหาคม–วันที่ 28 กันยายน พ.ศ. 2564

     อิทธิพลของพายุเตี้ยนหมู่ (Dianmu) พายุหมุนเขตร้อนจากมหาสมุทรแปซิฟิกตะวันตก ที่เคลื่อนตัวขึ้นฝั่งบริเวณเมืองกวางนาม ประเทศเวียดนาม และพัดเคลื่อนตัวมายังทิศตะวันตกกลายเป็นพายุดีเปรสชั่น เคลื่อนปกคลุมบริเวณจังหวัดอำนาจเจริญ และอุบลราชธานี ของประเทศไทย ตั้งแต่วันที่ 24 กันยายน พ.ศ. 2564 ทำให้ประเทศไทยตอนบนมีฝนเพิ่มขึ้น และฝนตกหนักถึงหนักมากบางแห่งในภาคเหนือ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ภาคกลาง ภาคตะวันออก รวมทั้งกรุงเทพมหานครและเขตปริมณฑล หลายพื้นที่มีปริมาณน้ำเพิ่มสูงขึ้น และน้ำท่วมเฉียบพลัน (Flash Flood) ครอบคลุมจังหวัดทางภาคเหนือ 6 จังหวัด ได้แก่ สุโขทัย พิษณุโลก กำแพงเพชร พิจิตร ตาก และเพชรบูรณ์ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ 8 จังหวัด ได้แก่ เลย ขอนแก่น ร้อยเอ็ด กาฬสินธุ์ ชัยภูมิ นครราชสีมา บุรีรัมย์ และสุรินทร์ ภาคตะวันออก 8 จังหวัด ได้แก่ นครนายก ปราจีนบุรี สระแก้ว ฉะเชิงเทรา ชลบุรี ระยอง ชลบุรี และตราด และภาคกลางตอนบน 9 จังหวัด ได้แก่ นครสวรรค์ ลพบุรี อุทัยธานี ชัยนาท สระบุรี สิงห์บุรี อ่างทอง พระนครศรีอยุธยา และสุพรรณบุรี นอกจากนี้ ยังมีแนวโน้มจะเกิดน้ำท่วมไหลหลากในเขตจังหวัดปทุมธานี นนทบุรี รวมทั้งกรุงเทพมหานครและเขตปริมณฑล ที่หลายภาคส่วนต่างตระหนักถึงภัยพิบัติอยู่ในขณะนี้

รูปที่ 4  แผนที่ฝนพยากรณ์เดือนกันยายนและตุลาคม 2564 จากแบบจำลอง SimIDX และผลการพยากรณ์ฝนรายสองสัปดาห์ล่วงหน้าด้วยแบบจำลอง WRF–ROMS (CFSV2) ในเดือนตุลาคมบริเวณพื้นที่ลุ่มน้ำเจ้าพระยาใหญ่

รูปที่ 5  แนวโน้มปริมาณน้ำท่าของสถานีตรวจวัดหลักในพื้นที่ลุ่มน้ำเจ้าพระยาใหญ่ในช่วงที่เกิดพายุเตี้ยนหมู่

     โดยบทบาทของคณะวิจัยโครงการวิจัยเข็มมุ่งด้านการบริหารจัดการน้ำ ในการขับเคลื่อนผลการดำเนินงานวิจัยและผลลัพธ์จากงานวิจัยให้เกิดการใช้ประโยชน์ผ่านกิจกรรม CORUN ได้ทำการวิเคราะห์ฐานข้อมูลอุทกวิทยาและแนวทางการระบายน้ำจากเขื่อนหลักได้แก่ เขื่อนภูมิพล เขื่อนสิริกิติ์ เขื่อนแควน้อยบำรุงแดน เขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ และเขื่อนทดน้ำเจ้าพระยา ตลอดจนทำการพัฒนาและปรับปรุงประสิทธิผลของแบบจำลอง (ที่อยู่ระหว่างขั้นตอนการดำเนินการ) ประกอบด้วย 3 ส่วนหลักคือ ส่วนที่ 1 แบบจำลองการพยากรณ์ฝนล่วงหน้ารายสองสัปดาห์ ส่วนที่ 2 แบบจำลองประมาณการปริมาณน้ำท่าที่สถานีตรวจวัดหลัก และส่วนที่ 3 แบบจำลองการพยากรณ์ปริมาณน้ำไหลเข้าเขื่อนหลักเพื่อกำหนดรูปแบบการระบายน้ำจากเขื่อนด้วยเทคนิคปัญญาประดิษฐ์ เพื่อร่วมกันตอบประเด็นคำถามที่สำคัญ ดังนี้

*ปริมาณฝนในช่วงเดือนกันยายนที่ผ่านมา และแนวโน้มฝนจากการพยากรณ์*

รูปที่ 6  ข้อมูลน้ำท่าของสถานีตรวจวัดหลักเดือนกันยายนและแนวโน้มระดับน้ำจากผลการคาดการณ์ล่วงหน้า ด้วยแบบจำลอง MIKE11 ในพื้นที่ลุ่มน้ำเจ้าพระยาใหญ่

     จากข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียม PERSIANN ไทยมีปริมาณฝนตกสะสมมากกว่า 500 มิลลิเมตร ทางบริเวณภาคเหนือตอนล่าง ภาคกลางตอนบน ภาคตะวันออก ภาคใต้ฝั่งตะวันตก และภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนล่าง รวมทั้งสิ้นกว่า 43 จังหวัด ในขณะที่ตอนบนของประเทศมีปริมาณฝนตกสะสมน้อยกว่า 150 มิลลิเมตร เมื่อทำการพยากรณ์ฝนล่วงหน้าด้วยแบบจำลอง WRF–ROMS (CFSV2) รายสองสัปดาห์บริเวณพื้นที่ลุ่มน้ำเจ้าพระยาใหญ่ (ระหว่างวันที่ 27 กันยายน–10 ตุลาคม 2564) ชี้ให้เห็นว่า ปริมาณฝนสะสมบริเวณเหนือเขื่อนยังคงมีฝนตกเล็กน้อยถึงปานกลาง ส่วนท้ายเขื่อนยังมีฝนตกอย่างต่อเนื่อง และตกหนักในบางแห่ง โดยเฉพาะบริเวณจังหวัดแพร่ ลำปาง อุตรดิตถ์ และสุโขทัย และเมื่อเปรียบเทียบกับค่าเฉลี่ย 30 ปี พบว่า ปริมาณฝนสะสมสูงกว่าปกติถึง 17 มิลลิเมตร โดยเฉพาะบริเวณลุ่มน้ำยมและลุ่มน้ำวังที่มีปริมาณฝนสะสมสูงกว่าปกติถึง 51 มิลลิเมตร และ 46 มิลลิเมตร ตามลำดับ และท้ายเขื่อนของเขื่อนหลักในพื้นที่ลุ่มน้ำเจ้าพระยา–ท่าจีนมีปริมาณฝนสะสมสูงกว่าค่าปกติถึง 34 มิลลิเมตร ซึ่งสูงกว่าบริเวณเหนือเขื่อนหลักลุ่มน้ำเจ้าพระยากว่าเท่าตัว นอกจากนี้ เมื่อวิเคราะห์ฝนพยากรณ์ตลอดทั้งเดือนตุลาคม 2564 มีแนวโน้มว่าปริมาณฝนจะสูงกว่าปกติบริเวณเหนือเขื่อนภูมิพลและเขื่อนสิริกิติ์ ดังนั้น เขื่อนหลักจำเป็นต้องเก็บกักน้ำให้ได้มากที่สุดเพื่อไว้ใช้ในช่วงการเพาะปลูกพืชฤดูแล้งปี 2565 

*ปริมาณน้ำท่าและแนวโน้มที่สถานีตรวจวัดหลักเดือนตุลาคมในสองสัปดาห์ข้างหน้า* 

รูปที่ 7  เปรียบเทียบข้อมูลน้ำท่าของสถานีตรวจวัด C.2 และสถานี C.13 แม่น้ำเจ้าพระยา

     จากผลการวิเคราะห์ข้อมูลปริมาณน้ำท่าของสถานีตรวจวัดหลัก ได้แก่ สถานี W.4A, Y.17, N.22A, CT.2A, C.2, C.13 และระดับน้ำของสถานี S.5, S.26 และประตูควบคุมน้ำลพบุรี พบว่า ปริมาณน้ำท่าของทุกสถานีตรวจวัดหลักเพิ่มปริมาณสูงขึ้น ตั้งแต่ฝนตกช่วงเดือนกันยายน และมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นอีกหลังพายุเตี้ยนหมูพาดผ่าน สำหรับสถานี Y.17 ซึ่งตรวจวัดน้ำในแม่น้ำยม ในพื้นที่ที่ประสบปัญหาน้ำท่วมอย่างฉับพลัน พบว่า ระดับน้ำเฉลี่ยในเดือนกันยายนเพิ่มสูงขึ้นจากเดือนสิงหาคมกว่า 4 เท่า โดยปริมาณน้ำท่าเฉลี่ยเท่ากับ 206.21 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที ในขณะที่สถานี C.2 ในแม่น้ำเจ้าพระยาซึ่งรับน้ำหลากจากแม่น้ำปิง แม่น้ำวัง แม่น้ำยม และแม่น้ำน่าน พบว่า ปริมาณน้ำท่าเพิ่มสูงขึ้นถึง 2,332 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที เมื่อวันที่ 26 กันยายน จากมวลน้ำที่ไหลสมทบจากทางภาคเหนือตอนบน ส่งผลให้ ณ วันที่ 27 กันยายน ปริมาณการระบายน้ำที่สถานีตรวจวัด C.13 ที่เขื่อนทดน้ำเจ้าพระยาสูงถึง 2,500 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที เพื่อตัดยอดน้ำและกระจายน้ำเข้าสู่ระบบคลองส่งน้ำทางฝั่งตะวันตกและฝั่งตะวันออกของแม่น้ำเจ้าพระยา เพื่อทำหน้าที่เป็นแก้มลิง ทำให้พื้นที่ลุ่มต่ำบางพื้นที่ท้ายเขื่อนทดน้ำเจ้าพระยาต้องประสบกับปัญหาน้ำท่วม ดังแสดงพื้นที่ประสบภัยน้ำท่วมในอำเภอบางบาล จังหวัดพระนครศรีอยุธยา นอกจากนี้ แนวโน้มปริมาณการระบายน้ำจากเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ที่เพิ่มสูงขึ้นทำให้ระดับน้ำของสถานีตรวจวัด S.5 และ S.26 ท้ายเขื่อนพระรามหกก่อนเกิดพายุเตี้ยนหมู่เพิ่มระดับสูงขึ้นถึง 0.87 และ 1.53 เมตร ตามลำดับ ในขณะที่ระดับน้ำที่ประตูควบคุมน้ำลพบุรีที่รับน้ำต่อจากโครงการชลประทานเจ้าพระยาฝั่งตะวันออกตอนบนกำลังเพิ่มระดับสูงขึ้นอยู่ในขณะนี้ 

     สำหรับผลการคาดการณ์ระดับน้ำล่วงหน้าถึงวันที่ 6 เดือนตุลาคม ด้วยแบบจำลอง MIKE11 และอาศัยข้อมูลฝนพยากรณ์จากแบบจำลอง WRF–ROMS (GFS) 7 วันล่วงหน้าเป็นข้อมูลนำเข้า พบว่า แนวโน้มของระดับน้ำของสถานีตรวจวัดหลักต่าง ๆ ในเดือนตุลาคมส่วนใหญ่มีแนวโน้มคงที่และลดลง ยกเว้นสถานีตรวจวัด C.13 ที่เขื่อนทดน้ำเจ้าพระยาและสถานี PAS008 ที่ อ.ท่าเรือ จ.พระนครศรีอยุธยา ที่ระดับน้ำอยู่ในเกณฑ์ระดับน้ำเฝ้าระวังและมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นจากอิทธิพลของน้ำหลาก

*การบริหารเขื่อน และปริมาณน้ำไหลเข้าเขื่อน*

รูปที่ 8  พื้นที่ประสบภัยน้ำท่วมในอำเภอบางบาล จังหวัดพระนครศรีอยุธยา ณ วันที่ 30 กันยายน พ.ศ. 2564

ตารางที่ 3  พื้นที่ในเขตลุ่มน้ำเจ้าพระยาใหญ่ที่ประสบภัยน้ำท่วมจากอิทธิพลของพายุเตี้ยนหมู่

     ในขณะเดียวกัน อิทธิพลของพายุเตี้ยนหมู่ ส่งผลให้ปริมาณน้ำไหลเข้าเขื่อนสะสมของทั้ง 4 เขื่อนหลักเพิ่มสูงขึ้น กล่าวคือ ปริมาณน้ำไหลเข้าอ่างเก็บน้ำสะสมตั้งแต่ต้นปีถึงวันที่ 30 กันยายน เท่ากับ 3,203, 2,833, 1,106 และ 1,194 ล้านลูกบาศก์เมตร ตามลำดับ ส่งผลปริมาณน้ำใช้การของเขื่อนภูมิพลและเขื่อนสิริกิติ์เพิ่มสูงขึ้นไม่มากนักเพียง 29.08% และ 19.77% ของปริมาตรเก็บกักใช้การเท่านั้น และบริหารเขื่อนด้วยการลดปริมาณน้ำระบายน้ำลงต่ำสุดในช่วงสถานการณ์ดังกล่าว ในขณะที่อิทธิพลของพายุเตี้ยนหมู่ส่งผลต่อความแปรปรวนของข้อมูลปริมาณน้ำไหลเข้าของเขื่อนแควน้อยบำรุงแดนและเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ค่อนข้างสูง และชัดเจนยิ่งขึ้นหลังวันที่ 26 กันยายนที่ผ่านมา โดยพบว่า ปริมาณน้ำใช้การของเขื่อนแควน้อยบำรุงแดนสูงถึง 90.70% และเกินความจุเก็บกักสูงสุดของเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์โดยมีค่าเท่ากับ 107% เมื่อวันที่ 30 กันยายน ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องเพิ่มปริมาณการระบายน้ำจากทั้งสองเขื่อนสูงขึ้น จากการวิเคราะห์พบว่า อัตราส่วนปริมาณน้ำไหลเข้ารายปีสะสมในปี พ.ศ. 2564 ต่อความจุอ่างเก็บน้ำของเขื่อนแควน้อยบำรุงแดนและเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์สูงถึง 1.44 และ 1.52 หลังเกิดพายุเตี้ยนหมู่ คณะนักวิจัย จึงเผยผลการพยากรณ์ปริมาณน้ำไหลเข้าอ่างเก็บน้ำรายวันสองสัปดาห์ล่วงหน้าถึงวันที่ 14 ตุลาคมของ 4 เขื่อนหลักในลุ่มน้ำเจ้าพระยาใหญ่โดยอาศัยเทคนิคปัญญาประดิษฐ์ด้วยอัลกอรึทึม (Long Short–Term Memory, LSTM) พบว่า ต้นสัปดาห์แรกของเดือนตุลาคม ปริมาณน้ำไหลเข้าเขื่อนภูมิพลและเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ยังมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้น นอกจากนี้ยังบ่งชี้ว่า ปริมาณน้ำไหลเข้าของเขื่อนภูมิพล เขื่อนสิริกิติ์ เขื่อนแควน้อยบำรุงแดน และเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์มีแนวโน้มลดลงในปลายสัปดาห์ที่ 2 

รูปที่ 9  ปริมาณน้ำใช้การของเขื่อนหลักก่อนและหลังพายุเตี้ยนหมู่

     อย่างไรก็ดี ผลการกำหนดปริมาณการระบายน้ำล่วงหน้าด้วยแบบจำลองการโปรแกรมเชิงข้อจำกัด (Constraint Programming Model, CP) โดยอาศัยข้อมูลพยากรณ์ปริมาณน้ำไหลเข้าเขื่อนและข้อมูลปริมาณ Sideflow ล่วงหน้าถึงวันที่ 3 ตุลาคม 2564 แนะนำให้ระบายน้ำขั้นต่ำจากทุกเขื่อน สอดคล้องกับลักษณะผลการระบายน้ำจริงที่ผ่านมา ยกเว้นเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์ ที่กรมชลประทาน ซึ่งเป็นหน่วยงานรับผิดชอบหลักจำเป็นต้องเพิ่มการระบายน้ำสูงถึง 103.73 ล้านลูกบาศก์เมตรเมื่อวันที่ 29 กันยายนที่ผ่านมา ส่งผลให้หลายพื้นที่ทางด้านท้ายเขื่อนต้องเผชิญกับวิกฤตน้ำท่วม เนื่องจากปริมาณน้ำเก็บกักของเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์เกินความจุอย่างรวดเร็ว จากปัจจัยปริมาณน้ำไหลหลากจากทางตอนบนของพื้นที่ลุ่มน้ำ และอิทธิพลของพายุเตี้ยนหมู่อย่างฉับพลัน

*พื้นที่ประสบน้ำท่วม และพื้นที่ที่มีแนวโน้ม*

รูปที่ 10  แนวโน้มปริมาณน้ำไหลเข้าและปริมาณการระบายน้ำของเขื่อนหลักในช่วงก่อนและหลังพายุเตี้ยนหมู่

ตารางที่ 4  พื้นที่เกษตรกรรมในเขตโครงการชลประทานเจ้าพระยาใหญ่ที่ประสบภัยน้ำท่วมจากอิทธิพลของพายุเตี้ยนหมู่

     จากข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียมของ GISTDA ในพื้นที่ลุ่มน้ำเจ้าพระยาใหญ่ ณ วันที่ 30 กันยายน พ.ศ. 2564 พบว่า พื้นที่ทั้งหมดในลุ่มน้ำเจ้าพระยาใหญ่ที่กำลังประสบภัยน้ำท่วมคิดเป็น 4,168 ตารางกิโลเมตร (2,605,000 ไร่) แยกเป็นพื้นที่เกษตรกรรมในเขตโครงการชลประทานเจ้าพระยาใหญ่ 942,694 ไร่ หรือคิดเป็น 9.94% ของพื้นที่เพาะปลูกจริงสะสมในปี พ.ศ. 2563/2564 และคาดว่าในอีกสองสัปดาห์ข้างหน้านี้ พื้นที่เกษตรกรรมในเขตโครงการชลประทานเจ้าพระยาฝั่งตะวันตกและฝั่งตะวันออก มีแนวโน้มได้รับผลกระทบเพิ่มสูงขึ้นจากอิทธิพลของน้ำท่วมไหลหลากจากพื้นที่ภาคกลางตอนบน การระบายน้ำจากเขื่อนป่าสักชลสิทธิ์และเขื่อนทดน้ำพระรามหก และแนวทางการบริหารจัดการน้ำด้วยการตัดยอดน้ำโดยการกระจายน้ำเข้าระบบคลองส่งน้ำ 

รูปที่ 11  ผลการพยากรณ์ปริมาณน้ำไหลเข้าอ่างเก็บน้ำในเดือนตุลาคมด้วยเทคนิคปัญญาประดิษฐ์ของ 4 เขื่อน

รูปที่ 12  แสดงพื้นที่ประสบภัยน้ำท่วมในเขตและนอกเขตโครงการชลประทานเจ้าพระยาใหญ่ระหว่าง วันที่ 27 กันยายน–2 ตุลาคม พ.ศ. 2564