จับตา ต.ค. พายุเตี้ยนหมู่ กับแนวทางบริหารจัดการน้ำในลุ่มเจ้าพระยาใหญ่ปี 64

โดย รศ.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

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

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*

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*

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*

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

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*

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