การประเมินปริมาณน้ำฝนเชิงพื้นที่ความละเอียดสูงด้วยเรดาร์สำหรับการจำลองปริมาณน้ำท่วมแบบฉับพลัน (โครงการวิจัยต่อเนื่อง)

บทคัดย่อ

น้ำท่วมฉับพลันเป็นภัยพิบัติทางธรรมชาติที่ตอบสนองต่อฝนตกหนักในระยะเวลาสั้นซึ่งยากต่อการเตือนภัยและอพยพได้ทันท่วงทีถ้าไม่มีสถานีวัดน้ำฝนอัตโนมัติที่หนาแน่นเพียงพอ การศึกษานี้มีเป้าหมายสำคัญที่จะพัฒนาเครื่องมือและเทคนิคการประเมินน้ำฝนความละเอียดสูงทั้งเชิงพื้นที่และเวลาด้วยการใช้เทคโนโลยีเรดาร์ตรวจอากาศ ให้มีความแม่นยำในการวิเคราะห์เรดาร์คอมโพสิต การจำลองน้ำฝนแบบใกล้เวลาจริง การพยากรณ์ฝนเรดาร์ระยะสั้น ตลอดจนการเชื่อมโยงผลการวิเคราะห์น้ำฝนความละเอียดสูงกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อประเมินปริมาณการไหลในพื้นที่ศึกษานำร่องลุ่มน้ำระยองและลุ่มน้ำทับมาอย่างอัตโนมัติ เพื่อไปพัฒนาระบบอัตโนมัติในการวิเคราะห์สถานการณ์น้ำฝนและท่วมล่วงหน้าและนำไปสู่การบริหารจัดการน้ำได้มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น ในการวิจัยได้เลือกใช้ข้อมูลผลิตภัณฑ์เรดาร์จากสถานีเรดาร์สัตหีบและสถานีเรดาร์ระยอง จ. ระยอง เพื่อทำการวิเคราะห์น้ำฝนเรดาร์ และพิจารณาเลือกพื้นที่ลุ่มน้ำทับมาและลุ่มน้ำระยองที่มีขอบเขตการศึกษาอยู่ใต้สถานีวัดน้ำ Z.62 จนถึงจุดออกทะเลเป็นพื้นที่ศึกษานำร่อง ทั้งนี้ในกระบวนวิจัยมีขั้นตอนที่สำคัญดังนี้ 1) การศึกเรดาร์คอมโพสิต ระหว่างวิธีค่าเฉลี่ย ค่าสูงสุด ระยะห่างตามระยะทาง และวิธีถ่วงน้ำหนักตามระยะทาง 2) การเปรียบเทียบเทคนิคการจำลองฝนใกล้เวลาจริงระหว่างค่าปรับแก้ที่คงที่เชิงพื้นที่ และค่าปรับแก้ที่เปลี่ยนแปลงไปตามภูมิภาค 3) ศึกษาประสิทธิภาพของเทคนิคการพยากรณ์ฝนเรดาร์ระยะสั้นด้วยวิธี optical flow 4) การสอบเทียบและตรวจพิสูจน์แบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการจำลองการไหลและพื้นที่น้ำท่วมในพื้นที่ศึกษา ผลการศึกษาแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของเทคนิคเรดาร์คอมโพสิตวิธีค่าสูงสุดนั้นมีความเหมาะสมที่สุดในการใช้จำลองฝนปานกลางถึงฝนตกหนักในพื้นที่ศึกษาได้ดีกว่าการใช้ข้อมูลจากเรดาร์สถานีเดียว ทั้งนี้ความคลาดเคลื่อนในการประเมินฝนเรดาร์คอมโพสิตจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อประยุกต์ใช้ร่วมกับเทคนิคการปรับแก้ความคลาดเคลื่อนแบบเปลี่ยนแปลงไปตามภูมิภาคเพื่อประเมินฝนเรดาร์แบบใกล้เวลาจริง ในส่วนของการคาดพยากรณ์ฝนระยะสั้น 1-2 ชั่วโมงด้วยเทคนิค Optical flow แสดงให้เห็นถึงความแม่นยำในการพยากรณ์สูงในการคาดการณ์การฝนตกหรือฝนไม่ตกได้เป็นอย่างดี แต่ความแม่นยำในการคาดการณ์ปริมาณน้ำฝนจะลดลงตามระยะเวลาคาดการณ์ที่เพิ่มขึ้น สำหรับความถูกต้องในการจำลองน้ำท่วมด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ผลิตภัณฑ์ฝนเรดาร์แสดงประสิทธิภาพการจำลองน้ำท่วมได้ดีกว่าการใช้ข้อมูลฝนจากสถานีอย่างเห็นได้ชัด โดยความโดดเด่นของผลการจำลองน้ำท่วมคือสามารถคาดการณ์สถานการณ์น้ำในแม่น้ำไปได้ล่วงหน้าหลังจากฝนหยุดตก จากผลการศึกษาความเหมาะสมขององค์ความรู้ด้านต่างๆ คณะวิจัยได้พัฒนา Application ที่ทำงานแบบอัตโนมัติบนเว็บไซต์และมือถือ ที่ชื่อว่า “Radar4Flood” ในการวิเคราะห์สถานการณ์น้ำฝนเรดาร์ทั้งในรูปแบบฝนเรดาร์คอมโพสิต ฝนเรดาร์ใกล้เวลาจริง ฝนพยากรณ์ และการวิเคราะห์สถานการณ์น้ำท่วมในพื้นที่ศึกษา ที่มีความสะดวกและง่ายต่อการใช้งาน การแสดงผลหลากหลาย อีกทั้งยังสามารถนำข้อมูลออกสู่ภายนอกเพื่อนำไปใช้สำหรับวัตถุประสงค์อื่นๆ ตามภารกิจของหน่วยงานที่เกี่ยวข้องในอนาคต

คำสำคัญ