ส่วนวิจัยต้นน้ำ สำนักอนุรักษ์และจัดการต้นน้ำ แนวทางการวัดน้ำท่าและตะกอนในลำธาร เพื่อวัดผลสำเร็จของการจัดการพื้นที่ต้นน้ำ ส่วนวิจัยต้นน้ำ สำนักอนุรักษ์และจัดการต้นน้ำ

การตรวจวัดปริมาณน้ำท่าของลุ่มน้ำ (1) 1. กำหนดจุด outlet ของพื้นที่ต้นน้ำศึกษา ควร กำหนดให้มีพื้นที่ขนาดเล็ก เพราะพื้นที่ต้นน้ำขนาดเล็ก ทำ ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการทำงานตามหน้าที่ ในการให้บริการของพื้นที่ต้นน้ำตอบสนองอย่างรวดเร็ว หลังจากการส่งเสริมกิจกรรมป่าเปียก ต้นไม้ที่ปกคลุมดินสมบูรณ์ขึ้น peak flow หรืออัตราการไหลหลากของน้ำท่าจะลดลง 2. เก็บวัดข้อมูลพื้นที่หน้าตัดของลำน้ำ ณ จุด outlet แล้วนำเข้าสู่โปรแกรมประเมินน้ำท่า จะได้คำนวณค่าพื้นที่หน้าตัดของ ลำน้ำ (A) เมื่อความสูงของน้ำท่า (H) เปลี่ยนไปทุก 1 มม.

การตรวจวัดปริมาณน้ำท่าของลุ่มน้ำ (2) 3. จะได้ตารางคำนวณ Q = V x A (จากข้อ 2. รู้ H จะได้ค่า A) โดยที่ Q = อัตราการไหลของน้ำ (ลูกบาศก์เมตร/วินาที) A = พื้นที่หน้าตัดของลำธาร (ตารางเมตร) V = ความเร็วกระแสน้ำ (เมตร/วินาที) ในตารางรูปล่าง เมื่อใส่ค่าความสูงของระดับน้ำ (H) และค่าความเร็วของทุ่นลอย (V) แล้ว จะได้อัตราการไหลของน้ำ ค่า (Q) ในคอลัมน์ J 4. ประเมินปริมาณการไหลของน้ำท่า / วัน = Q x 60 x 60 x 24 ลูกบาศก์เมตร/วัน สูตรจะคำนวณ ประเมินปริมาณการไหลของน้ำท่า / วัน ใน คอลัมน์ K

การตรวจวัดปริมาณน้ำท่าของลุ่มน้ำ (3) 5. จัดทำ rating curve ของน้ำในลำธาร ซึ่งแสดง ความสัมพันธ์ระหว่างความสูงของน้ำ (H) กับอัตราการ ไหลของน้ำในลำธาร (Q) จากข้อ 3. ตรวจวัดความเร็วกระแสน้ำที่ไหลในลำธารโดยเฉลี่ย (V, เมตร/วินาที) และระดับความสูงของน้ำจากท้องลำธาร (H,เมตร) แตกต่างกัน 10 ระดับ นำข้อมูลมาสร้างกราฟ ดังรูป จะได้สมการ ที่เป็นตัวแทนของ rating curve คือ Q = 0.000077 x H2.25 เมื่อรู้ค่าความสูงของน้ำจากแผ่นวัดระดับน้ำ ก็สามารถประเมินปริมาณน้ำท่าได้รวดเร็ว และตรวจวัดได้อย่างต่อเนื่อง

การตรวจวัดปริมาณน้ำท่าของลุ่มน้ำ (4) 6. จัดทำ hydrograph ของลุ่มน้ำ (1) ซึ่งเป็นกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณน้ำ (Q) ต่อหน่วยเวลา (time) ทุกครั้งที่ฝนตกตรวจวัดข้อมูลระดับน้ำท่าที่ไหลในลำธาร(H) โดย ดำเนินการตรวจวัดระดับน้ำทุกๆ 5 นาที (เพราะพื้นที่ต้นน้ำขนาดเล็ก น้ำท่าที่ไหลในลำธารจะขึ้นไวลงไว) ตั้งแต่ระดับน้ำท่าที่ไหลในลำธารเริ่มขึ้นหลังจากฝนเริ่มตก จนกระทั่งถึง จุดสูงสุด และลดระดับลงจนถึงระดับปกติก่อนฝนตก ใช้ rating curve แปลงค่าระดับความสูงของน้ำท่า (H) ให้เป็นค่า อัตราการไหลของน้ำ (Q) แล้วหาปริมาณน้ำท่าทั้งหมดที่เกิดขึ้นจาก ฝนที่ตกในครั้งนั้น จากสมการที่ (2) คือ Qs = Qt1t2*(t2-t1) เมื่อ  เป็นสัญลักษณ์ของ ผลรวม เมื่อ Qs เป็นปริมาณน้ำท่าที่ไหลในลำธารที่เกิดจากการตกของฝนแต่ละครั้ง Qt1t2 เป็นค่าเฉลี่ยอัตราการไหลของน้ำท่าในลำธารที่ไหลในช่วงเวลา t1 และช่วงเวลา t2 (t2-t1) เป็นช่วงห่างของเวลาระหว่าง t2 กับ t1 ซึ่งก็คือ 5 นาที นั่นเอง ดังนั้นในแต่ละครั้งที่ฝนตก ข้อมูลที่ได้ คือ (1) ปริมาณน้ำฝน (2) ปริมาณน้ำท่าที่เกิดขึ้นจากการตกของฝนในครั้งนั้น และ (3) อัตราการไหลสูงสุดของน้ำ

การตรวจวัดปริมาณน้ำท่าของลุ่มน้ำ (5) 6. จัดทำ hydrograph ของลุ่มน้ำ (2) เนื่องจากน้ำท่าที่ไหลในลำธารแต่ละครั้งจะขึ้นอยู่กับปัจจัยดังต่อไปนี้ 1. น้ำฝน (ปริมาณ ความหนักเบาในการตก และระยะเวลาที่ฝนตก) 2. พืชคลุมดิน ทำหน้าที่แบ่งน้ำฝนที่ตกลงมา ออกเป็นน้ำผิวดิน และน้ำใต้ผิวดิน 3. ลักษณะภูมิประเทศ ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของน้ำผิวดิน 4. ชนิดและความลึกของชั้นดิน ทำหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของน้ำใต้ผิวดิน 5. ทั้งน้ำผิวดินและน้ำใต้ผิวดินจะไหลและเคลื่อนตัวมารวมกันเป็นน้ำท่าที่ไหลในลำธาร แม้ว่าฝนตกเท่ากัน และมีพืชคลุมดินอย่างเดียวกัน (การสร้างป่า เปียก) แต่พื้นที่ต้นน้ำแต่ละแห่ง มีลักษณะภูมิประเทศ ชนิดของดิน และความลึกของชั้นดินที่แตกต่างกัน ก็ทำให้น้ำท่าที่ไหลในลำธารมีปริมาณ และลักษณะการไหลที่แตกต่างกันไปด้วย ดังนั้นในการเปรียบเทียบบทบาทของการสร้างป่าเปียก ซึ่งเป็น กิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับพืชคลุมดิน จึงควรเปรียบเทียบกับพื้นที่ เดียวกัน ทั้งนี้เพื่อลดความแปรปรวนของปัจจัยน้ำฝน ลักษณะภูมิ ประเทศ และชนิดดิน ภายใต้เงื่อนไขที่ว่า (ก).ปริมาณน้ำฝนที่ ตกจะต้องเท่ากัน หรือใกล้เคียงกัน (ข).เป็นฝนที่ตกในเดือนเดียวกัน เพื่อลดความแปรปรวนของความชื้นในดิน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญอันหนึ่งที่มีบทบาทต่อการไหลของน้ำท่าในลำธาร

การตรวจวัดปริมาณน้ำท่าของลุ่มน้ำ (6) t1-t2 = 5 นาที Qt1t2 เฉลี่ย Qp อัตราการไหลสูงสุด t7- t8 Time to peak การตรวจวัดข้อมูลระดับน้ำทุกๆ 5 นาที เพราะพื้นที่ต้นน้ำขนาดเล็ก น้ำท่าที่ไหลในลำธารจะขึ้นไวลงไว

การตรวจวัดปริมาณน้ำท่าของลุ่มน้ำ (7) 7. ประเมิน/วิเคราะห์ สมรรถนะของลุ่มน้ำ จากกราฟน้ำท่า (hydrograph) ดังนี้ 7.1 ขนาดพื้นที่รับน้ำ ของลุ่มน้ำทดลองไม่เกิน 1 ตารางกิโลเมตร จะเหมาะสม ถ้าหาพื้นที่ไม่ได้ ไม่ควรเกิน 3 ตารางกิโลเมตร 7.2 ใช้ช่วงเวลาตั้งแต่ระดับน้ำท่าที่ไหลในลำธารเริ่มขึ้นหลังจากฝนเริ่มตก จนกระทั่งถึงจุดสูงสุด และลดระดับลงจนถึงระดับปกติก่อนฝนตก ได้กล่าวไว้ใน ข้อ 6. จัดทำ hydrograph ของลุ่มน้ำ (1) ทุกครั้งที่ฝนตกตรวจวัดข้อมูลระดับน้ำท่าที่ไหลในลำธาร(H) โดยดำเนินการตรวจวัดระดับน้ำทุกๆ 5 นาที 7.3 ประเมินลักษณะทางอุทกวิทยาของลุ่มน้ำ ก่อนและหลังการสร้างป่าเปียก หรือการพัฒนาของตัวเอง จากกิจกรรมป่าเปียก ดัชนีชี้วัดความสำเร็จ คือ - อัตราการไหลสูงสุดของน้ำท่า (peak flow rate) Qp มีหน่วยเป็น(ลูกบาศก์เมตร/วินาที) เปรียบเทียบด้วยค่า Qp ถ้าปริมาณมาก peak สูงไม่ดี ถ้าปริมาณน้อย peak ต่ำดี เปรียบเทียบด้วยรูปร่างของ hydrograph ของน้ำท่า ถ้าเป็นรูปทรงกรวยแหลม ไม่ดี ถ้ารูประฆังคว่ำดี - ช่วงระยะเวลาที่น้ำท่าเริ่มขึ้นจนถึงระดับสูงสุด มีหน่วยเป็น (นาที) ระยะเวลาที่น้ำท่าเริ่มขึ้นจนถึงระดับสูงสุด ถ้าใช้เวลาน้อย น้ำขึ้นเร็ว ไม่ดี ถ้าใช้เวลามาก น้ำขึ้นช้า ดี 8. ประเมินโครงสร้าง/องค์ประกอบ ในการทำหน้าที่ของระบบลุ่มน้ำ อัตราการไหลสูงสุดของน้ำท่า ปริมาณน้อยดี จะเป็นรูประฆังคว่ำดี ระยะเวลาที่น้ำท่าเริ่มขึ้นจนถึงระดับสูงสุด ถ้าใช้เวลามาก ดี

การตรวจวัดปริมาณดินตะกอนของลุ่มน้ำ (1) 1. คัดเลือก outlet ของพื้นที่ต้นน้ำศึกษา สร้างฝายหิน ควบคุมตะกอน ตามแบบ 1 หรือ 2 ที่สำนักอนุรักษ์และจัดการต้นน้ำ กำหนด 2. วิธีตรวจวัดปริมาณดินตะกอน ในช่วงเวลา 1 ปี วัดความหนาของตะกอนเฉลี่ย ที่หลังฝาย แล้วคูณด้วยพื้นผิวของตะกอนสด ปริมาตรตะกอนสด (Sy, ลบ.ม.) = พื้นผิวของตะกอน (A,ม2) x ความหนาของตะกอนสดเฉลี่ย (H,ม.) ความหนาแน่นของตะกอน มีค่าประมาณ 0.80 กรัม/ลบ.ซม. หรือ 0.80 ตัน/ลบ.ม. น้ำหนักตะกอน (Sw,ตัน) = 0.80 (ตัน/ลบ.ม.) x ปริมาตร ตะกอนสด (Sy, ลบ.ม.) ทำให้เป็นหน่วยมาตรฐาน โดยนำขนาดของพื้นที่รับน้ำ (ตารางกิโลเมตร) ไปหาร ค่าน้ำหนัก ตะกอน (Sw,ตัน) จะได้ค่าน้ำหนักตะกอน มีหน่วยเป็น ตัน/ตารางกิโลเมตร/ปี แล้ว นำไปเปรียบเทียบกับค่ามาตรฐาน

การตรวจวัดปริมาณดินตะกอนของลุ่มน้ำ (2) 3. ประเมินการทำงานตามหน้าที่ (function) ของลุ่มน้ำที่ ได้รับการจัดการ โดยการเปรียบเทียบกับค่ามาตรฐาน ค่ามาตรฐานป่าดิบเขา คือ 40 ตัน/ตารางกิโลเมตร/ปี (ดร. เกษม จันทร์แก้ว) หรือค่ามาตรฐานสากล 65 ตัน/ตารางกิโลเมตร/ปี (Holeman, 1968) และค่ามาตรฐาน พื้นที่ป่าไม้ที่ถูกทำลายและทำการเกษตร 625 ตัน/ตารางกิโลเมตร/ปี (กรมพัฒนาที่ดิน, 2524)

การตรวจวัดปริมาณดินตะกอนของลุ่มน้ำ (3) ข้อควรระวัง ขนาดของ rock check dam มีขนาดเล็ก เพราะ ส่วนใหญ่จะถูกสร้างบน first order ของลำธาร ทำให้เก็บ กักตะกอนได้น้อย จึงจำเป็นต้องทำการขุดลอกตะกอน บริเวณท้องลำธารเหนือฝายชะลอน้ำทุกครั้ง เมื่อความจุ ตะกอนของ rock check dam มีเหลือไม่ถึงร้อยละ 50 ของความจุทั้งหมด ถ้าไม่ขุดลอกตะกอนที่เต็มออก น้ำท่าที่ไหลในลำ ธารจะขุดคุ้ยและนำพาเอาตะกอนที่ตกใน rock check dam ก่อนหน้าติดตามออกไปด้วย ดังนั้นต้องรวมค่าปริมาณดินตะกอนใน rock check dam แต่ละครั้งที่เกิดขึ้นในรอบปีมาเปรียบเทียบกับค่า มาตรฐาน

สวัสดี