การศึกษาปริมาตรความจุ...

1
การประยุกต์ใช้ระบบภูมิสารสนเทศเพื ่อศึกษาความจุอ ่างเก็บน้า Application of Geo-informatics for Bathymetry วิธีการศึกษา 1. การสารวจเพื ่อหาราคาระดับและพิกัดฉาก การหาค่าระดับความสูงและพิกัดฉากของหมุดหลักฐานต่างๆ ที่ฝังไว้ถาวรเพื่อเป็นแนวใน การสารวจรูปตัดขวาง (X-Section) ของอ่างเก็บน้า โดยแนวของรูปตัดขวางอาจจะวางขนานหรือตั้งฉาก กับสันเขื่อน ซึ่งต้องพิจารณาถึงรูปร ่างของอ่างเก็บน้า ทิศทางของลาน้า และความสะดวกในการ ปฏิบัติงาน การดาเนินงานใช้หลักการสารวจเบื ้องต ้น โดยหลังจากวางหมุดคู ่ โดยรอบอ่างแล้วทาการเดิน วงรอบ (Traverse) ถ่ายระดับ (Elevation) และพิกัดฉากจากหมุดหลักฐาน (Bench Mark) ที่ทราบค่า ซึ่ง อาจจะเป็นหมุดหลักฐานของโครงการฯ หรือฐานอื่นๆ ที่อยู ่ใกล้เคียง โดยเริ่มออกการสารวจจากหมุด หลักฐานที่ทราบค่าพิกัดและระดับความสูง ทาการรังวัดมุม ระยะทาง ถ่ายทอดจนครบจานวนหมุด หลักฐานที่ฝังใหม่และมาบรรจบลงที่หมุดหลักฐานที่เป็นจุดเริ่มต้นของการทาวงรอบ (Close Traverse) เพื่อความสะดวกในการตรวจสอบปรับแก้ความคลาดเคลื่อนของวงรอบในภายหลัง และไม่ควรดาเนินการ เป็นวงรอบเปิด เนื่องจากไม่สามารถตรวจสอบความถูกต้องและปรับแก้ความคลาดเคลื่อนในการทางาน ได้ บางโครงการฯหมุดหลักฐาน ที่ใช้ในการอ้างอิงชารุด หรือสูญหาย จนไม่สามารถนามาอ้างอิงได้ ควรใช้ สันของอ่างเก็บน้า เป็นจุดที่ออกพิกัดทุกครั้งและให ้ราคาพิกัดสมมุติแทน เพื่อใช้ในการทารูปตัดขวางของ อ่างเก็บน้า การสารวจราคาระดับและพิกัดฉากของอ่างเก็บน้าแบ่งได ้เป็น 2 ส่วน ได้แก่ 1) การสารวจระดับและพิกัดฉากที่อยู ่บนบก ดาเนินการหลังจากที่ได้เดิน ระดับหมุดหลักฐานที่ฝังไว้รอบอ่างแล้ว การสารวจระดับความสูง-ต่า ของภูมิประเทศบริเวณใกล้เคียง หมุดหลักฐานนั้นๆ จะใช ้ราคาที่หมุดหลักฐานเป็นเกณฑ์ในการดาเนินการทาระดับทุกระยะ 40.00 เมตร โดยใช้เทปวัดระยะวัดเริ่มจากระดับผิวน้าในอ่าง จนถึงจุดที่มีความสูงเกินกว่าระดับเก็บกัก ดาเนินการใน ทุกๆ แนวของรูปตัดขวาง (X-Section) ที่ได้ดาเนินการวางแผนและหมุดหลักฐาน พร้อมบันทึกค่าพิกัดและ ระดับความสูง ตามขั้นตอนที่ได้กล่าวมาแล้ว จนครบทุกแนวรูปตัด 2) การสารวจระดับและพิกัดฉากส่วนที่อยู ่ในน้า โดยทั่วไปอาศัยเทคนิค การสารวจระยะไกล (Remote Sensing Technique) เพื่อหาความลึกของท้องน ้า ซึ่งเครื่องมือในการ สารวจความลึกของน้า คือ เครื่อง Echo Sounder ซึ่งอาศัยหลักการทางานของคลื่นเสียง และใช้วิธี Intersection Method ในการหาความลึกและตาแหน่งของจุด ข้อมูลความลึกที่ได้จะนาไปคานวณเป็น ราคาระดับเพื่อดาเนินการในขั้นต่อไป ราคาระดับที่ได้ในทั ้งส่วนที่อยู ่บนบกและในน้านั้น ได้ทาการเชื่อมต่อกับ ระบบกาหนดตาแหน่งบนพื้นผิวโลก (Global Position System: GPS) โดยเครื่องรับสัญญาณ GPS แบบ พกพา และอ้างอิงระบบพิกัดตามแผนที่สภาพภูมิประเทศ ลาดับชุด L7018 ในระบบ UTM: WGS1984 Zone47 ของกรมแผนที่ทหาร แสดงดังภาพที่ 1-1 ที ่มาและความสาคัญของปัญหา สภาพแวดล้อมในปัจจุบัน อาทิ ปรากฏการณ์โลกร้อน ทาให้ฝนตกหนักมากกว่าปกติ การเกษตรกรรมบริเวณเหนืออ่างเก็บน้า เป็นต้น ปัจจัยแหล่านี ้ล ้วนเร่งให้เกิดปริมาณตะกอน ซึ ่งมีผลโดยตรงต ่อประสิทธิภาพการเก็บกักของอ่างเก็บน้า ปัจจุบันการสารวจความจุอ่างเก็บน้า พบปัญหาการขาดแคลนเทคโนโลยีและบุคลากร ประกอบกับไม่มีวิธีดาเนินการตรวจวัดความจุ ที ่เป็นมาตรฐานและทันสมัย จึงทาให้การคานวณความจุอ ่างเก็บน้า มีความคลาดเคลื ่อนสูงและ ล่าช้าเป็นอย่างมาก ดังนั้น ในเบื้องต ้น กลุ ่มงานตะกอนและคุณภาพน้า ส่วนอุทกวิทยา สานักอุทกวิทยาและ บริหารน้า กรมชลประทาน พร ้อมทั ้งหน่วยงานที ่เกี ่ยวข้อง จึงได้ทาการศึกษาความจุอ ่างเก็บน้า ห้วยป่าแดง อาเภอเมือง จังหวัดเพชรบูรณ์ โดยการประยุกต์ใช้ระบบภูมิสารสนเทศ (Geo- informatics) และวิธีการสารวจของ USGS. (US Geological Survey) เพื ่อจัดทาวิธีการที ่เป็ น มาตรฐานยอมรับได้ในเชิงวิชาการ สามารถนามาประยุกต์ใช้กับอ่างเก็บน ้าของประเทศไทย ได อย่างมีประสิทธิภาพ 2.การคานวณความจุอ่างเก็บน้า การคานวณความจุอ่างเก็บน้า ดาเนินการโดยอาศัยระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ และ อ้างอิงวิธีการคานวณของกรมสารวจทรัพยากรธรณี ประเทศสหรัฐอเมริกา (USGS) (Sebree , 2005) ซึ่งเป็นการนาเข้าข้อมูลชนิดแบบจุด (Points) ที่ได้จากการสารวจพิกัดฉาก มาทาการประมาณค่า (Estimation) บริเวณพื้นที่ที่ไม่รู ้ค่าความสูงจากระดับน ้าทะเลปานกลาง โดยใช ้แบบจาลองโครงข่าย สามเหลี่ยมไม่ปกติ (TIN) จากนั้นดาเนินการสร ้าง แบบจาลองระดับสูงเชิงเลข (Digital Elevation Model: DEM ) และกาหนดขนาดตารางกริดเท่ากับ 1x1 เมตร อ้างอิงระบบพิกัด UTM : WGS1984 Zone47 แสดงดังรูปที่ 1-2 ซึ่งสามารถนาไปคานวณปริมาตรและพื้นที่ผิวของอ่างเก็บน้าในระดับความสูงชั้นต่างๆ ได้ พร้อมจัดสร้างแผนที่เส้นชั ้นความสูง (Contour Map) โดยมีระยะห่างของเส ้นชั ้นความสูงทุก 1 เมตร และปรับปรุงคุณลักษณะเส้นชั ้นความสูงให ้มีความโค้งแบบเวคเตอร์ด้วยเทคนิค Smooth Line (Farin, 1997 ) รายละเอียดของปริมาตรและพื้นที่ผิวของอ่างเก็บน้าห ้วยป่าแดงในระดับความสูงชั ้นต่างๆ แสดงดัง ภาพที่ 1-3 ผลการศึกษาและข้อเสนอแนะ เมื่อคานวณความจุสะสมซึ่งวิเคราะห์โดยระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์(GIS Analysis) พบว่า ปริมาตรความจุของอ่างเก็บน้าห ้วยป่าแดง ปี พ.ศ.2552 ที่ระดับเก็บกัก 158.6 เมตร จากระดับน้าทะเล ปานกลาง เท่ากับ 15.71 ล้านลูกบาศก์เมตร และมีพื ้นที่ผิว 2.14 ตารางกิโลเมตร ดังตารางที ่ 1-1 การใช้เทคโนโลยีระบบภูมิสารสนเทศ (Geo-Informatics) ในการวัดความจุอ่างเก็บน ้า เป็นการ วิเคราะห์ที่รวดเร็วและมีความถูกต้องสูงกว่า เมื่อเทียบกับระบบเดิมที่ใช้การวัดความจุ ด้วยการใช้ เครื่องมือวัดเนื้อที่ (Plane meter) ซึ่งต้องอาศัยผู ้เชี่ยวชาญและทักษะในการตรวจวัดสูง ดังนั้นควรส่งเสริม ความรู ้และจัดทาเอกสารเผยแพร่ทางวิชาการด้านเทคโนโลยีระบบภูมิสารสนเทศ (Geo-Informatics) ใน การประยุกต์ใช้ในงานด้านอุทกวิทยา ให้กับหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง ภาพที ่ 1-1.1 โครงข่ายสามเหลี่ยมไม่ปกติ (TIN) ภาพที ่ 1-1.2 แบบจาลองระดับความสูงเชิงเลข (DEM) ภาพที ่ 1-2 จุดสารวจราคาระดับ ภาพที ่ 1-3 เส้นชั ้นความสูง (contour) ตารางที ่ 1-1 รัตนา รัตนจารุรักษ์ 1 Email : [email protected] ลาภูมิ เทียบชัยภูมิ 2 Email : [email protected] และ กฤษนัยน์ เจริญจิตร 3 Email : [email protected] 1,2 กลุ ่มงานตะกอนและคุณภาพน้า ส่วนอุทกวิทยา กรมชลประทาน และ 3 คณะภูมิสารสนเทศศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา ภาพที ่ 1-1 เอกสารอ้างอิง [1] สุระ พัฒนเกียรติ. 2546. ระบบสารสนเทศภูมิสารสนเทศในทางนิเวศวิทยาและ สิ ่งแวดล้อม. โรงพิมพ์ยูไนเต็ด โปรดัคชั่น กรุงเทพฯ [2] Farin G. 1997. Curves and Surfaces for CAGD, A Practical Guide, 4th Edition, Academic Press, USA. [3] Johnson M.R., Anderson M.J., and Sebree S.K. 2008. Hydrographic Surveys for Six Water Bodies in Eastern Nebraska, 2005–07. Scientific Investigations Report 2008-5048.US Geological Survey.

Upload: others

Post on 29-Feb-2020

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: การศึกษาปริมาตรความจุ ...hydrology.rid.go.th/sediment-wq/filepdf/academyproduct/... · 2019-12-04 · ภาพที่ 1-1.1 โครงข่ายสามเหลี่ยมไม่ปกติ

การประยกตใชระบบภมสารสนเทศเพอศกษาความจอางเกบน า Application of Geo-informatics for Bathymetry

วธการศกษา 1. การส ารวจเพอหาราคาระดบและพกดฉาก

การหาคาระดบความสงและพกดฉากของหมดหลกฐานตางๆ ทฝงไวถาวรเพอเปนแนวในการส ารวจรปตดขวาง (X-Section) ของอางเกบน า โดยแนวของรปตดขวางอาจจะวางขนานหรอตงฉากกบสนเขอน ซงตองพจารณาถงรปรางของอางเกบน า ทศทางของล าน า และความสะดวกในการปฏบตงาน การด าเนนงานใชหลกการส ารวจเบองตน โดยหลงจากวางหมดค โดยรอบอางแลวท าการเดนวงรอบ (Traverse) ถายระดบ (Elevation) และพกดฉากจากหมดหลกฐาน (Bench Mark) ททราบคา ซงอาจจะเปนหมดหลกฐานของโครงการฯ หรอฐานอนๆ ทอยใกลเคยง โดยเรมออกการส ารวจจากหมดหลกฐานททราบคาพกดและระดบความสง ท าการรงวดมม ระยะทาง ถายทอดจนครบจ านวนหมดหลกฐานทฝงใหมและมาบรรจบลงทหมดหลกฐานทเปนจดเรมตนของการท าวงรอบ (Close Traverse) เพอความสะดวกในการตรวจสอบปรบแกความคลาดเคลอนของวงรอบในภายหลง และไมควรด าเนนการเปนวงรอบเปด เนองจากไมสามารถตรวจสอบความถกตองและปรบแกความคลาดเคลอนในการท างานได บางโครงการฯหมดหลกฐาน ทใชในการอางองช ารด หรอสญหาย จนไมสามารถน ามาอางองได ควรใชสนของอางเกบน า เปนจดทออกพกดทกครงและใหราคาพกดสมมตแทน เพอใชในการท ารปตดขวางของอางเกบน า

การส ารวจราคาระดบและพกดฉากของอางเกบน าแบงไดเปน 2 สวน ไดแก

1) การส ารวจระดบและพกดฉากทอยบนบก ด าเนนการหลงจากทไดเดนระดบหมดหลกฐานทฝงไวรอบอางแลว การส ารวจระดบความสง-ต า ของภมประเทศบรเวณใกลเคยง หมดหลกฐานนนๆ จะใชราคาทหมดหลกฐานเปนเกณฑในการด าเนนการท าระดบทกระยะ 40.00 เมตร โดยใชเทปวดระยะวดเรมจากระดบผวน าในอาง จนถงจดทมความสงเกนกวาระดบเกบกก ด าเนนการในทกๆ แนวของรปตดขวาง (X-Section) ทไดด าเนนการวางแผนและหมดหลกฐาน พรอมบนทกคาพกดและระดบความสง ตามขนตอนทไดกลาวมาแลว จนครบทกแนวรปตด

2) การส ารวจระดบและพกดฉากสวนทอยในน า โดยทวไปอาศยเทคนคการส ารวจระยะไกล (Remote Sensing Technique) เพอหาความลกของทองน า ซงเครองมอในการส ารวจความลกของน า คอ เครอง Echo Sounder ซงอาศยหลกการท างานของคลนเสยง และใชวธ Intersection Method ในการหาความลกและต าแหนงของจด ขอมลความลกทไดจะน าไปค านวณเปนราคาระดบเพอด าเนนการในขนตอไป

ราคาระดบทไดในทงสวนทอยบนบกและในน านน ไดท าการเชอมตอกบระบบก าหนดต าแหนงบนพนผวโลก (Global Position System: GPS) โดยเครองรบสญญาณ GPS แบบพกพา และอางองระบบพกดตามแผนทสภาพภมประเทศ ล าดบชด L7018 ในระบบ UTM: WGS1984 Zone47 ของกรมแผนททหาร แสดงดงภาพท 1-1

ทมาและความส าคญของปญหา สภาพแวดลอมในปจจบน อาท ปรากฏการณโลกรอน ท าใหฝนตกหนกมากกวาปกต การเกษตรกรรมบรเวณเหนออางเกบน า เปนตน ปจจยแหลานลวนเรงใหเกดปรมาณตะกอน ซงมผลโดยตรงตอประสทธภาพการเกบกกของอางเกบน า ปจจบนการส ารวจความจอางเกบน า พบปญหาการขาดแคลนเทคโนโลยและบคลากร ประกอบกบไมมวธด าเนนการตรวจวดความจทเปนมาตรฐานและทนสมย จงท าใหการค านวณความจอางเกบน า มความคลาดเคลอนสงและลาชาเปนอยางมาก

ดงนน ในเบองตน กลมงานตะกอนและคณภาพน า สวนอทกวทยา ส านกอทกวทยาและบรหารน า กรมชลประทาน พรอมทงหนวยงานทเกยวของ จงไดท าการศกษาความจอางเกบน าหวยปาแดง อ าเภอเมอง จงหวดเพชรบรณ โดยการประยกตใชระบบภมสารสนเทศ (Geo-informatics) และวธการส ารวจของ USGS. (US Geological Survey) เพอจดท าวธการทเปนมาตรฐานยอมรบไดในเชงวชาการ สามารถน ามาประยกตใชกบอางเกบน าของประเทศไทย ไดอยางมประสทธภาพ

2.การค านวณความจอางเกบน า

การค านวณความจอางเกบน า ด าเนนการโดยอาศยระบบสารสนเทศภมศาสตร และอางองวธการค านวณของกรมส ารวจทรพยากรธรณ ประเทศสหรฐอเมรกา (USGS) (Sebree , 2005) ซงเปนการน าเขาขอมลชนดแบบจด (Points) ทไดจากการส ารวจพกดฉาก มาท าการประมาณคา (Estimation) บรเวณพนททไมรคาความสงจากระดบน าทะเลปานกลาง โดยใชแบบจ าลองโครงขายสามเหลยมไมปกต (TIN) จากนนด าเนนการสราง แบบจ าลองระดบสงเชงเลข (Digital Elevation Model: DEM ) และก าหนดขนาดตารางกรดเทากบ 1x1 เมตร อางองระบบพกด UTM : WGS1984 Zone47 แสดงดงรปท 1-2 ซงสามารถน าไปค านวณปรมาตรและพนทผวของอางเกบน าในระดบความสงชนตางๆ ได พรอมจดสรางแผนทเสนชนความสง (Contour Map) โดยมระยะหางของเสนชนความสงทก 1 เมตร และปรบปรงคณลกษณะเสนชนความสงใหมความโคงแบบเวคเตอรดวยเทคนค Smooth Line (Farin, 1997 ) รายละเอยดของปรมาตรและพนทผวของอางเกบน าหวยปาแดงในระดบความสงชนตางๆ แสดงดงภาพท 1-3

ผลการศกษาและขอเสนอแนะ เมอค านวณความจสะสมซงวเคราะหโดยระบบสารสนเทศภมศาสตร(GIS Analysis) พบวาปรมาตรความจของอางเกบน าหวยปาแดง ป พ.ศ.2552 ทระดบเกบกก 158.6 เมตร จากระดบน าทะเลปานกลาง เทากบ 15.71 ลานลกบาศกเมตร และมพนทผว 2.14 ตารางกโลเมตร ดงตารางท 1-1

การใชเทคโนโลยระบบภมสารสนเทศ (Geo-Informatics) ในการวดความจอางเกบน า เปนการวเคราะหทรวดเรวและมความถกตองสงกวา เมอเทยบกบระบบเดมทใชการวดความจ ดวยการใชเครองมอวดเนอท (Plane meter) ซงตองอาศยผ เชยวชาญและทกษะในการตรวจวดสง ดงนนควรสงเสรมความรและจดท าเอกสารเผยแพรทางวชาการดานเทคโนโลยระบบภมสารสนเทศ (Geo-Informatics) ในการประยกตใชในงานดานอทกวทยา ใหกบหนวยงานทเกยวของ

ภาพท 1-1.1 โครงขายสามเหลยมไมปกต (TIN)

ภาพท 1-1.2 แบบจ าลองระดบความสงเชงเลข (DEM)

ภาพท 1-2 จดส ารวจราคาระดบ

ภาพท 1-3 เสนชนความสง (contour)

ตารางท 1-1

รตนา รตนจารรกษ1 Email : [email protected]

ล าภม เทยบชยภม2 Email : [email protected] และ กฤษนยน เจรญจตร3 Email : [email protected]

1,2 กลมงานตะกอนและคณภาพน า สวนอทกวทยา กรมชลประทาน และ 3 คณะภมสารสนเทศศาสตร มหาวทยาลยบรพา

ภาพท 1-1

เอกสารอางอง [1] สระ พฒนเกยรต. 2546. ระบบสารสนเทศภมสารสนเทศในทางนเวศวทยาและ สงแวดลอม. โรงพมพยไนเตด โปรดคชน กรงเทพฯ

[2] Farin G. 1997. Curves and Surfaces for CAGD, A Practical Guide, 4th Edition, Academic Press, USA.

[3] Johnson M.R., Anderson M.J., and Sebree S.K. 2008. Hydrographic Surveys for Six Water Bodies in Eastern Nebraska, 2005–07. Scientific Investigations Report 2008-5048.US Geological Survey.