การศึกษาการเคลื่อนตัวของตะกอนดินในแม่น้ำลำภาชี
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อจำลองสภาพทางอุทกพลศาสตร์และการเคลื่อนตัวของตะกอนดินในแม่น้ำลำภาชีตั้งแต่ท้ายสถานีวัดน้ำท่า K.61 จนถึงจุดบรรจบแม่น้ำแควน้อยโดยการประยุกต์ใช้แบบจำลอง MIKE21-HD/ST เริ่มต้นจากการรวบรวมข้อมูลรูปตัดลำน้ำ ข้อมูลปริมาณการไหล ข้อมูลระดับน้ำ และข้อมูลตะกอนในแม่น้ำลำภาชีในช่วงปี พ.ศ. 2556-2559 สำหรับผลการปรับเทียบและตรวจพิสูจน์ MIKE21-HD ในแม่น้ำลำภาชี พบว่า ค่าสัมประสิทธิ์ความขรุขระ Manning’n ทั้งลำน้ำมีค่าเท่ากับ 0.0286 ซึ่งจะทำให้ผลการคำนวณระดับน้ำใกล้เคียงกับค่าที่ตรวจวัดจริงที่สถานี K.62 โดยจะให้ค่าดัชนีทางสถิติ R2 และ RMSE เท่ากับ 0.79 และ 0.54 ม. ตามลำดับ ต่อมาทำการปรับเทียบแบบจำลอง MIKE21-ST ร่วมกับแบบจำลอง MIKE21-HD โดยใช้การไหลแบบคงที่ในช่วงอัตราการไหล 5 ถึง 100 ลบ.ม./วินาที และใช้ค่าตะกอนที่ตรวจวัดได้ตลอดลำน้ำ จำนวน 3 แห่ง ซึ่งพบว่า มีค่าขนาดเฉลี่ยประมาณ 1.138 มม. ค่าหน่วยน้ำหนักของตะกอนดินเฉลี่ยเท่ากับ 2,675 กก./ลบ.ม. ค่าความพรุนของตะกอนเฉลี่ยเท่ากับ 0.28 และความเร็วของการตกตะกอนเท่ากับ 0.1504 ม./วินาที ผลการปรับเทียบพบว่า การเปลี่ยนแปลงท้องน้ำมีอัตราการตกตะกอนอยู่ในช่วง 0.33 ถึง 0.64 ม./ปี และอัตราการตกตะกอนจะแปรผันตามอัตราการไหล หลังจากนั้นแบบจำลอง MIKE21-HD/ST ได้ถูกประยุกต์ใช้เพื่อวิเคราะห์อัตราการตกตะกอนรายปีในช่วงตั้งแต่ปี พ.ศ. 2549-2558 โดยแบ่งออกเป็น 2 กรณีศึกษา คือ 1) กรณีเงื่อนไขขอบเขตเป็นการไหลคงที่ตามเวลา และ 2) กรณีเงื่อนไขขอบเขตเป็นการไหลไม่คงที่ตามเวลา ผลการศึกษาพบว่า กรณีที่ 1 อัตราการตกตะกอนเฉลี่ยรายปีประมาณ 0.357 ม./ปี ส่วนกรณีที่ 2 อัตราการตกตะกอนเฉลี่ยรายปีประมาณ 0.111 ม./ปี จะเห็นว่าการไหลแบบคงที่ตามเวลาจะให้อัตราการตกตะกอนมากกว่าการไหลแบบไม่คงที่ตามเวลาโดยเฉลี่ยประมาณร้อยละ 32 เนื่องจากการจำลองการไหลแบบไม่คงที่ตามเวลาจะมีความใกล้เคียงกับสภาพการไหลจริงในแม่น้ำลำภาชีมากกว่า อย่างไรก็ตามอัตราการตกตะกอนที่ได้จากแบบจำลองคณิตศาสตร์นั้นจะยังมีค่าสูงกว่าความเป็นจริง ทั้งนี้เพราะปริมาณตะกอนที่ใช้ในแบบจำลองใช้เป็นค่าเฉลี่ยตลอดช่วงแม่น้ำ แต่ในความเป็นจริงปริมาณตะกอนจะมีความผันแปรไม่เท่ากันในแต่ละเดือนและในแต่ละช่วงลำน้ำ
Article Details
References
Hardy, R.J., Bates, P.D., & Anderson, M.G. (2000). Modelling suspended sediment deposition on a fluvial floodplain using a two-dimensional dynamic finite element model. Journal of Hydrology, 229(3-4), 202-218.
Wu, W. (2004). Depth-Averaged Two-Dimensional Numerical Modeling of Unsteady Flow and Nonuniform Sediment Transport in Open Channels. Journal of Hydraulic Engineering, 130(10), 1013-1024.
Minh Duc, B., Wenka, T., & Rodi, W. (2004). Numerical Modeling of Bed Deformation in Laboratory Channels. Journal of Hydraulic Engineering, 130(9), 894-904.
Bourgoin, L. M., Bonnet, M.P., Martinez, J.M., Kosuth, P., Cochonneau, G., Moreira-Turcq, P., Guyot, J.L., Vauchel, P., Filizola, N., & Seyler, P. (2007). Temporal dynamics of water and sediment exchanges between the Curuaı´ floodplain and the Amazon River, Brazil. Journal of Hydrology, 335(1-2), 140–156.
Williams, D., Wolanski, E., & Spognol, S. (2006). Chapter 26 Hydrodynamics of Darwin Harbour. pp. 461-476. In The Environment in Asia Pacific Harbours. Springer, 498.
Taesombat, W. (2009). Two Dimensional Flow Modeling by Using MIKE21-HDFM Model for Darwin Harbour, Australia. Proceeding of 14th National Convention on Civil Engineering, Nakhonratchasima, Thailand, 13-15 May 2009.
Poulsen, J.B., Hansen, F., Ovesen, N.B., Larsen, S.E., & Kronvang, B. (2013). Linking floodplain hydraulics and sedimentation patterns along a restored river channel: River Odense, Denmark. The Journal of Ecological Engineering, 66, 120-128.
Puangpiw, A., & Taesombat, W. (2015). A Study of Sediment Transport in Pasak River Using MIKE21 Model. Thai Society of Agricultural Engineering Journal, 21(1), 45-55.
Van Rijn, L.C. (1984). Sediment Transport, Part I: Bed Load Transport. Journal of Hydraulic Engineering, 110(10), 1431–1456.
Vudhivanich, V. (2010). An Analysis of model accuracy using Nash-Sutcliffe Efficiency and R2. Chollakorn Journal.
U.S. Geological Survey. (2015). Groundwater Sources Have Their Origins in the Water Cycle and Are Held in Aquifers Beneath the Ground Surface, Available source: http://www.clean-water-for- laymen.com/groundwater-sources.html, Feb 14, 2017.