แบบจำลองอุทกพลศาสตร์ MIKE 11 HD สำหรับประเมินการเก็บกักอุทกภัยในทุ่งหน่วงน้ำโพธิ์พระยา

การผันอุทกภัยเข้าทุ่งหน่วงน้ำโพธิ์พระยาเป็นหนึ่งในมาตรการที่สำคัญสำหรับบริหารจัดการน้ำเหนือไหลหลากในพื้นที่ลุ่มน้ำเจ้าพระยา ดังนั้นวิทยานิพนธ์นี้จึงมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อพัฒนาแบบจำลองอุทกพลศาสตร์ MIKE 11 HD สำหรับอธิบายพื้นที่และความลึกของน้ำท่วมที่เก็บกักในทุ่งโพธิ์พระยา และเพื่อประยุกต์แบบจำลองที่พัฒนาขึ้นนี้ สำหรับประเมินผลกระทบของภาวะโลกร้อนต่ออุทกภัยที่เก็บกักในอนาคต แบบจำลอง MIKE 11 HD ที่นำเสนอในวิทยานิพนธ์นี้ หลีกเลี่ยงการสะสมของความคลาดเคลื่อน ตั้งแต่การจำลองอุทกภัยในแม่น้ำท่าจีน จนถึงการอธิบายการกระจายอุทกภัยในทุ่งโพธิ์พระยา โดยแบ่งย่อยการจำลองออกเป็นทีละส่วน (ทุ่งโพธิ์พระยา และแม่น้ำท่าจีน) ก่อนที่จะนำมาประกอบรวมกัน ผลการพัฒนาแบบจำลอง MIKE 11 HD โดยใช้ข้อมูลอุทกภัย (อัตราการไหล และระดับน้ำ) ข้อมูลพื้นที่น้ำท่วมของภาพถ่ายดาวเทียม (GISTDA) และข้อมูลความลึกน้ำท่วม ณ จุดสังเกตต่างๆ ระหว่าง ปี พ.ศ.2556 - ค.ศ.2560 พบว่า แบบจำลองนี้อธิบายการกระจายของพื้นที่น้ำท่วม ได้คล้ายคลึงกับข้อมูลพื้นที่น้ำท่วมในภาพถ่ายดาวเทียมของ GISTDA ทั้งในปีปรับเทียบ (พ.ศ. 2556) สอบทาน (พ.ศ.2559) และทดสอบ (พ.ศ. 2560) อีกทั้งมันยังให้ค่าเฉลี่ยและค่าสูงสุดของความลึกของน้ำท่วม ซึ่งแตกต่างจากของข้อมูลตรวจวัดเพียงแค่ 0.06 – 0.13 และ 0.15 – 0.19 เมตร เท่านั้น จากผลลัพธ์การจำลองที่แม่นยำเหล่านี้แบบจำลอง MIKE 11 HD จึงถูกแนะนำให้เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องมือ สำหรับบริหารจัดการอุทกภัยในลุ่มน้ำเจ้าพระยาอย่างบูรณาการได้ในลำดับต่อไป แบบจำลองนี้ได้ถูกนำไปประเมินการเก็บกักอุทกภัยในอนาคตภายใต้ภาวะโลกร้อน โดยใช้ข้อมูลผลลัพธ์ของน้ำท่ารายวันจากแบบจำลอง ACCESS-ESM1 , CanESM5 และ HadGEM3 ตามฉากทัศน์ SSP3 และ SSP5 ใน CMIP6 ซึ่งถูกปรับแก้ให้เข้ากับข้อมูลอัตราการไหลด้านเหนือน้ำของสถานี C13 ด้วยวิธีควอนไทล์แม็ปปิ้ง (quantile mapping) ผลการเปรียบเทียบข้อมูลน้ำท่ารายวันปรับแก้ของฉากทัศน์ที่พิจารณาทั้งหมดในอนาคตกับน้ำหลากในปี พ.ศ. 2560 ปรากฎว่า อุทกภัยในอนาคตที่จะรุนแรงกว่าในปีฐาน ได้แก่ อุทกภัยของฉากทัศน์ CanESM5 -SSP3 และ CanESM5-SSP5 เท่านั้น วิทยานิพนธ์นี้จึงใช้อุทกภัยของฉากทัศน์เหล่านี้ ในการประเมินผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศกับการเก็บกักอุทกภัยในอนาคต ผลการประเมินการเก็บกักอุทกภัยในอนาคตระยะใกล้ (พ.ศ. 2574 – 2593) กลาง (พ.ศ. 2594 – 2613) และไกล (พ.ศ. 2614 – 2633) เปรียบเทียบกับปัจจุบัน (พ.ศ. 2560) พอสรุปได้ว่า ค่าเฉลี่ยและค่าสูงสุดของความลึกน้ำท่วมในอนาคตจะลึกกว่าเดิมมากถึงร้อยละ ร้อยละ 15 – 76 และ 27 – 56 ตามลำดับ ในขณะที่พื้นที่น้ำท่วมในอนาคตจะเพิ่มขึ้นน้อยกว่า (ร้อยละ 0.66 – 13.52)

昭披耶河滞洪区的洪水调蓄是昭披耶河流域上游洪水管理的重要措施之一。为此，本研究旨在开发MIKE 11 HD水动力模型，以模拟昭披耶河滞洪区的洪水淹没范围与水深，并利用所开发的模型评估气候变化对未来滞洪区洪水的影响。本研究提出的MIKE 11 HD水动力模型通过分模块模拟（昭披耶河滞洪区与湄南河上游河段）后再进行耦合，避免了误差累积，模拟范围覆盖从湄南河上游洪水演进至昭披耶河滞洪区洪水扩散的全过程。本研究采用佛历2556年（公元2013年）至佛历2560年（公元2017年）的洪水数据（流量与水位）、泰国地理信息与空间技术发展局（GISTDA）的卫星遥感洪水淹没范围数据，以及各监测点的洪水水深数据，完成了MIKE 11 HD水动力模型的开发。结果显示，该模型在率定期（佛历2556年，即公元2013年）、验证期（佛历2559年，即公元2016年）与测试期（佛历2560年，即公元2017年）的洪水淹没范围模拟结果均与GISTDA卫星遥感数据高度吻合；同时其模拟得到的洪水水深平均值与最大值仅与实测数据相差0.06~0.13米与0.15~0.19米。基于上述高精度的模拟结果，MIKE 11 HD水动力模型可作为后续昭披耶河流域一体化洪水管理工具的组成部分。本研究进一步利用经过分位数映射（quantile mapping）校正的耦合模式比较计划第六阶段（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6，CMIP6）下共享社会经济路径SSP3与SSP5的ACCESS-ESM1、CanESM5及HadGEM3气候模式日径流数据，评估了气候变化情景下未来滞洪区的洪水调蓄情况，校正过程以C13水文站的上游流量数据为基准。将所有未来情景下校正后的日径流数据与佛历2560年（公元2017年）基准期的洪水数据进行对比后发现，仅CanESM5-SSP3与CanESM5-SSP5情景下的未来洪水相较于基准期更为严峻。因此，本研究采用上述两种情景的洪水数据，评估气候变化对未来滞洪区洪水调蓄的影响。通过将未来近期（佛历2574年至2593年，即公元2031年至2050年）、中期（佛历2594年至2613年，即公元2051年至2070年）与远期（佛历2614年至2633年，即公元2071年至2090年）的洪水调蓄评估结果与当前基准期（佛历2560年，即公元2017年）进行对比，可以发现：未来各时期的洪水水深平均值与最大值将分别较基准期增加15%~76%与27%~56%，而洪水淹没范围的增幅则相对较小（0.66%~13.52%）。