Section outline

  • พื้นฐานการทำ flood map ด้วย HEC-GeoRAS สำหรับผู้เริ่มต้น

    Collapse all Expand all

    Flood Modeling (การจำลองน้ำท่วม) คือ กระบวนการจำลองหรือคาดการณ์การเกิดน้ำท่วมในพื้นที่หนึ่ง โดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์และแบบจำลองคอมพิวเตอร์ เพื่อศึกษาพฤติกรรมของน้ำ เช่น การไหล การกระจายตัว และระดับน้ำในช่วงเวลาต่าง ๆ ภายใต้เงื่อนไขหรือสถานการณ์จำลอง เช่น ฝนตกหนัก เขื่อนแตก หรือระดับน้ำทะเลเพิ่มสูงขึ้น

    จุดประสงค์ของการทำ Flood Modeling:

    • เพื่อ คาดการณ์ การเกิดน้ำท่วมในอนาคต
    • เพื่อ วางแผนการจัดการน้ำ และระบบระบายน้ำ
    • เพื่อ เตือนภัยล่วงหน้า และลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น
    • เพื่อใช้ใน การออกแบบโครงสร้างพื้นฐาน เช่น เขื่อน ระบบระบายน้ำ ถนน
    • เพื่อการ วางผังเมือง หรือการพัฒนาโครงการต่าง ๆ อย่างยั่งยืน
    • คาดการณ์การเกิดน้ำท่วม และพื้นที่ที่จะได้รับผลกระทบ
    • ประเมินความเสี่ยงและความเสียหาย ที่อาจเกิดขึ้น
    • ใช้ในการเตือนภัยล่วงหน้า เพื่ออพยพหรือจัดการภัยพิบัติ
    • สนับสนุนการวางผังเมือง และการใช้ประโยชน์ที่ดินอย่างยั่งยืน

    ประเภทของแบบจำลองน้ำท่วม:

    • แบบจำลองฝนตก-น้ำไหล (Rainfall-Runoff Models) คำนวณปริมาณน้ำไหลที่เกิดจากฝนตกในลุ่มน้ำ
    • แบบจำลองน้ำท่วมสองมิติ (2D Flood Models) จำลองการกระจายตัวของน้ำท่วมบนพื้นราบ (เช่น HEC-RAS 2D, MIKE 21)
    • แบบจำลองน้ำท่วมหนึ่งมิติ (1D Flood Models) ใช้สำหรับจำลองการไหลของน้ำตามแนวลำคลอง/แม่น้ำ เช่น HEC-RAS 1D
    • แบบจำลองแบบรวม (Integrated Models) ผสมผสานหลายแบบจำลองเข้าด้วยกัน เช่น แบบจำลองฝนตก-น้ำไหล + แบบจำลองการไหลในแม่น้ำ

    ข้อมูลที่ใช้ใน Flood Modeling:

    • ข้อมูลฝน (จากสถานีอุตุนิยมวิทยา หรือเรดาร์)
    • ข้อมูล DEM (Digital Elevation Model) หรือภูมิประเทศ
    • ข้อมูลการใช้ที่ดิน (Land use)
    • ข้อมูลลุ่มน้ำ / ระบบระบายน้ำ
    • ข้อมูลระดับน้ำในแม่น้ำหรือคลอง

    ตัวอย่างซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการจำลองน้ำท่วม:

    • HEC-RAS (ของ U.S. Army Corps of Engineers)
    • MIKE FLOOD / MIKE 11 / MIKE 21 (โดย DHI)
    • SWMM (Storm Water Management Model)
    • FLO-2D, TUFLOW

  • (part 1: create necessary river data)

    HEC GeoRAS มีไว้สำหรับ pre processing และ post processing ข้อมูล GIS:

    • Pre processing เช่น สร้างเส้นตั้งตัด (cross section lines), แนวแม่น้ำ (stream centerline), bank lines, levee alignment ฯลฯ จาก digital terrain model (DTM) แล้ว export ไปยังแบบจำลอง HEC RAS
    • Post processing: หลังจากรันโมเดล HEC RAS แล้ว สามารถนำผลลัพธ์ (water surface profiles, velocity, ฯลฯ) มาแปลงเป็นข้อมูล GIS เพื่อทำ floodplain mapping, แผนที่น้ำท่วม, polygon แสดงพื้นที่น้ำท่วม ฯลฯ
    • ให้ผู้ใช้ที่มีประสบการณ์กับ HEC RAS และพื้นฐาน GIS เข้าใจการทำงานได้ดีขึ้น แต่ถ้าไม่มีพื้นฐาน GIS มาก ก็ยังใช้ได้ แต่งานอาจยุ่งยากขึ้น
    • เวอร์ชันล่าสุดที่มีการทดสอบอ้างอิงจาก HEC คือเวอร์ชัน 10.2 สำหรับ ArcGIS 10.2.1
    • แต่ยังไม่ได้รับการทดสอบสำหรับ ArcGIS รุ่นใหม่กว่า
    • ฟีเจอร์บางอย่างของ HEC GeoRAS ถูกนำเข้าใน HEC RAS เอง เช่นการ mapping ของผลลัพธ์ในแผนที่ (results mapping) และบางส่วนของ preprocessing geometry
    • Part นี้ทำให้ผู้สนใจเข้าใจ tools และวิธีการในการสร้างข้อมูลจำเป็นสำหรับสร้างแบบจำลองน้ำท่วมต่อไป

     

    HEC-RAS คืออะไร?

    HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center – River Analysis System)

         คือซอฟต์แวร์ที่พัฒนาโดย Hydrologic Engineering Center (HEC) ภายใต้ US Army Corps of Engineers สำหรับการ จำลองการไหลของน้ำในแม่น้ำและลำน้ำ (River Hydraulics Modeling) HEC-RAS เป็น แบบจำลองเชิงคำนวณ ที่ใช้เพื่อวิเคราะห์และจำลองพฤติกรรมของการไหลของน้ำในแม่น้ำ คู คลอง หรือช่องทางน้ำอื่นๆ โดย

     

    สามารถจำลองได้ทั้งแบบ:

    • Steady Flow (การไหลคงที่) – วิเคราะห์การไหลในสภาวะสมดุล เช่น น้ำท่วมทั่วไป
    • Unsteady Flow (การไหลไม่คงที่) – วิเคราะห์การไหลที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา เช่น น้ำท่วมฉับพลัน พายุฝนหนัก
    • Sediment Transport – วิเคราะห์การพัดพาตะกอนในลำน้ำ
    • Water Quality Modeling – วิเคราะห์คุณภาพน้ำ (แบบพื้นฐาน)
    • 2D Flow Modeling – จำลองการไหลของน้ำในแนวราบสองมิติ (เพิ่มเข้ามาในเวอร์ชันใหม่)

    ใช้ทำอะไรได้บ้าง?

    HEC-RAS ถูกใช้ในหลายด้าน เช่น:

    • จำลองน้ำท่วมและจัดทำ แผนที่น้ำท่วม (Floodplain Mapping)
    • วิเคราะห์ผลกระทบจากการสร้างเขื่อน สะพาน ท่อระบายน้ำ ฯลฯ
    • วิเคราะห์แนวโน้มการกัดเซาะหรือทับถมของตะกอน
    • วางแผนการป้องกันอุทกภัยในชุมชนหรือเมือง
    • ออกแบบโครงสร้างด้านชลศาสตร์ เช่น Spillway, Culvert, Levee ฯลฯ

    ทำงานร่วมกับอะไร?

    • HEC-GeoRAS: ใช้ร่วมกับ ArcGIS เพื่อเตรียมและแสดงผลข้อมูลเชิงพื้นที่ (GIS)
    • RasMapper: เป็นเครื่องมือในตัวของ HEC-RAS สำหรับสร้างและดูผลลัพธ์แบบ 2D/แผนที่น้ำท่วม
    • LIDAR/DEM: ใช้ข้อมูลภูมิประเทศเพื่อสร้างโมเดลลำน้ำ
    • HEC-HMS: เชื่อมกับแบบจำลองน้ำฝน-น้ำท่าเพื่อป้อนน้ำให้ HEC-RAS