เร่งวิจัยเพิ่มกลยุทธ์บริหารเขื่อน ใช้ AI จัดการน้ำต้นทุน

เร่งวิจัยเพิ่มกลยุทธ์บริหารเขื่อน ใช้ AI จัดการน้ำต้นทุน

การจะผลิตผลงานวิจัยที่ตอบโจทย์และใช้ประโยชน์ได้จริงต้องมาจากการมีส่วนร่วมของผู้เป็นเจ้าของโจทย์หรือใช้ประโยชน์จากงานผลการศึกษานั้น

ดังนั้นในการศึกษากลยุทธ์การปรับเปลี่ยนแนวทางการปฏิบัติการอ่างเก็บน้ำสำหรับพัฒนาการบริหารจัดการน้ำต้นทุนระยะยาวของเขื่อนภูมิพล ภายใต้แผนงานยุทธศาสตร์เป้าหมายด้านสังคม แผนการบริหารจัดการน้ำหรือ โครงการวิจัยเข็มมุ่งฯ จึงทำงานร่วมกับการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทยมาตั้งแต่เริ่มแรก

ผลงานวิจัยเบื้องต้นพบว่าใน 3 แนวทางของการวิจัยสามารถทำให้เขื่อนมีน้ำกักเก็บเพิ่มมากขึ้นได้ และในระยะต่อไปยังจะได้ประมวลข้อมูลผลลัพธ์ของการศึกษาการพัฒนาเทคโนโลยีNew Water Management Technology Developmentจากงานวิจัยอื่นๆ ในแผนมาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพคาดการณ์ปริมาณน้ำที่แม่นยำยิ่งขึ้น

“แม้เขื่อนภูมิพลจะมีศักยภาพการกักเก็บน้ำได้ถึง 2,700 - 4,000 ล้าน ลบ.ม./ปี แต่จากความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศ ซึ่งมีผลต่อปริมาณน้ำกักเก็บ หากย้อนกลับไปดูปริมาณน้ำต้นทุนของเขื่อนภูมิพล พบว่า หลังปี 2554 มีปริมาณน้ำไหลเข้าอ่างเก็บน้ำค่อนข้างน้อย ทำให้ปริมาณน้ำเก็บกักมีแนวโน้มลดลง จำเป็นต้องปรับแผนการบริหารจัดการน้ำ เพื่อให้เกิดการใช้น้ำอย่างประหยัดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น รวมถึงสามารถเพิ่มปริมาณน้ำเก็บกักในเขื่อนในระยะยาว เพื่อแก้ปัญหาการขาดแคลนน้ำในอนาคต”

เมื่อปริมาณน้ำต้นทุนที่มีกับปริมาณความต้องการใช้น้ำไม่สมดุลกัน จึงมีแนวคิดที่จะเพิ่มปริมาณน้ำเก็บกักของเขื่อนภูมิพล โดยเสนอ 3 แนวทาง คือ1.การคำนวณความต้องการใช้น้ำที่แท้จริง โดยใช้ข้อมูลCould-Based IrriSat Application ติดตามพื้นที่เพาะปลูกจากข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียม วิเคราะห์ความต้องการใช้น้ำในทุกกิจกรรมบนพื้นที่โครงการเจ้าพระยาใหญ่ ซึ่งหากเราควบคุมพื้นที่เพาะปลูกได้อย่างเหมาะสมตามปัจจัยน้ำต้นทุน ก็จะสามารถประหยัดส่วนหนึ่งจากเขื่อนได้

2.การปรับเปลี่ยนกลยุทธ์การระบายน้ำของเขื่อนภูมิพลใหม่ โดยอาศัยหลักปัญญาประดิษฐ์ (AI) คือ แบบจำลองแบบFuzzy และ แบบจำลองNeuro Fuzzy แบบปรับได้ ซึ่งผลวิเคราะห์เบื้องต้นพบว่า สามารถเพิ่มปริมาณน้ำต้นทุนก่อนฤดูฝนได้ 18.37% และก่อนฤดูแล้ง 15.57% และ 3. การใช้โปรแกรมเชิงสุ่มแบบข้อจำกัด โดยนำข้อมูลการพยากรณ์ปริมาณน้ำไหลเข้าอ่างมากำหนดการระบายน้ำ โดยอาศัยเทคนิคการเรียนรู้แบบเคลื่อน(Machine Learning) ซึ่งผลทดสอบเบื้องต้นพบว่า สามารถเพิ่มปริมาณน้ำไหลเข้าเขื่อนในช่วงก่อนฤดูฝนได้ 14% ขณะที่ในช่วงฤดูแล้งเพิ่มได้10.36%

เชื่อว่า หากการดำเนินงานแล้วเสร็จจะเป็นส่วนสำคัญให้หน่วยงานภาคปฏิบัติ ไม่ว่าจะเป็นกรมชลประทาน และ กฟผ. นำไปใช้กำหนดแผนการบริหารจัดการน้ำในเขื่อนที่มีประสิทธิภาพในอนาคต หมายถึง สามารถบริหารจัดการน้ำต้นทุนในระยะยาวได้มีประสิทธิภาพ ลดปัญหาน้ำท่วม และภัยแล้งได้ อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ทีมวิจัยอยู่ในระหว่างปรับสมการข้อจำกัดให้สอดคล้องกับพื้นที่ศึกษา โดยหารือกับผู้ปฏิบัติงานในส่วนของกองการจัดการทรัพยากรน้ำ กฟผ.เพื่อให้สอดคล้องกับพันธกิจ

นอกจากนี้ หากพิจารณาถึงแหล่งน้ำต้นทุนอื่นๆ ที่จะสามารถเพิ่มปริมาณน้ำกักเก็บ ประหยัดน้ำได้เพิ่มขึ้นนั้น ในงานศึกษาและประเมินปริมาณน้ำต้นทุน (น้ำท่า น้ำผิวดิน และน้ำบาดาล) ในพื้นที่ลุ่มเจ้าพระยาตอนล่าง ซึ่งต้องรู้ถึงปริมาณน้ำต้นทุนในลุ่มเจ้าพระยาตอนล่างที่ละเอียดมากยิ่งขึ้นโดยใช้แบบจำลองวิเคราะห์ปริมาณน้ำท่าในพื้นที่ ซึ่งจะเป็นข้อมูล หากสามารถนำมาใช้ประโยชน์จะช่วยลดภาระการส่งน้ำของเขื่อนได้

 ผลการศึกษาพบว่า ในพื้นที่ลุ่มเจ้าพระยา ยังมีแหล่งน้ำต้นทุนสำคัญที่จะนำมาใช้ประโยชน์ได้อีก คือ แหล่งน้ำขนาดเล็กในชุมชน ที่มีปริมาณน้ำเก็บกักได้ถึง4,077– 4,554ล้าน ลบ.ม./ปี ซึ่งในเบื้องต้นทีมวิจัยได้สำรวจภาคสนามและลงพื้นที่สัมภาษณ์การใช้ประโยชน์แหล่งน้ำขนาดเล็กในลุ่มเจ้าพระยาจำนวนกว่า 318 แห่ง ทำให้เห็นศักยภาพของแหล่งน้ำชุมชนและรูปแบบการใช้ประโยชน์ที่น่าสนใจ อาทิ การใช้แหล่งน้ำขนาดเล็กร่วมกับน้ำชลประทาน เป็นต้น

"จากนี้ไปเราจะต้องประหยัดน้ำในฤดูฝน เพื่อเก็บน้ำไว้ใช้ในฤดูแล้ง การบริหารเขื่อนเป็นเรื่องที่ภาครัฐต้องการให้เพิ่มปริมาณน้ำเก็บกักน้ำก่อนเข้าหน้าแล้ง หรือ 1 พ.ย.ของทุกปีจาก 65%ขึ้นเป็น 85% ดังนั้น เพื่อให้ผลการวิจัยตอบโจทย์การใช้งานได้จริง กลไกวิจัยรูปแบบใหม่จึงเน้นการทำงานร่วมกับผู้มีส่วนเกี่ยวข้องโดยตรงตั้งแต่เริ่มต้น อาทิEGAT, กรมชลประทาน และ สทนช. เป็นต้น ซึ่งผลศึกษาในปีแรกนี้ได้ผลลัพธ์ของงานวิจัยในชุดโครงการ เป็นข้อมูลสำคัญที่สามรถนำมาเชื่อมโยงและปรับใช้แบบจำลอง อาทิ ข้อมูลปริมาณฝนคาดการณ์ล่วงหน้าสองสัปดาห์ ปริมาณความต้องการใช้น้ำในพื้นที่ราบภาคกลางโดยใช้ข้อมูลจากภาพถ่ายดาวเทียม ปริมาณน้ำท่า น้ำผิวดิน และน้ำใต้ดิน โดยใช้แบบจำลองการปฏิบัติการอ่างเก็บน้ำที่อยู่ระหว่างการพัฒนา เพื่อใช้ในการบริหารเขื่อนต่อไป ซึ่งผลการวิเคราะห์จะถูกนำไปใช้ประกอบการตัดสินใจปล่อยน้ำ และช่วยทำให้การเก็บกักน้ำของเขื่อนภูมิพลในช่วงฤดูฝนเพิ่มขึ้นตามเป้าหมาย"

ในช่วง 1 ปีที่ผ่านมา กฟผ.ได้มีส่วนร่วมกับการทำวิจัย ทั้งการสนับสนุนด้านข้อมูลและสนับสนุนผู้ปฏิบัติงาน เข้าร่วมศึกษาและแลกเปลี่ยนเรียนรู้กับทีมวิจัยด้วย นอกจากจะได้ประโยชน์ในแง่ของการนำชิ้นงานมาประยุกต์ใช้แล้ว ในตัวขององค์ความรู้ยังเป็นประโยชน์ในการพัฒนาต่อยอดใช้กับอีกหลายเขื่อน เช่น เขื่อนศรีนครินทร์ เขื่อนวชิราลงกรณ์ โดยเฉพาะเขื่อนอุบลรัตน์ในภาคอีสาน เนื่องจากเป็นเขื่อนขนาดเล็ก เมื่อเทียบกับปริมาณน้ำที่ไหลเข้าเขื่อนซึ่งมีความแปรผันค่อนข้างมาก

เพราะการบริหารจัดการน้ำนั้นมีความซับซ้อน จึงความจำเป็นต้องนำเทคโนโลยี และองค์ความรู้ใหม่ๆ เข้ามา เพื่อลดผลกระทบจากน้ำท่วมและภัยแล้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ

โดย...

ผศ.ดร.อารียา ฤทธิมา

คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล (หัวหน้าโครงการฯ)

รศ.ดร.สุจริต คูณธนกุลวงศ์ 

ประธานคณะกรรมการอำนวยการแผนงานยุทธศาสตร์เป้าหมาย(spearhead)ด้านสังคม

นางวันเพ็ญ แก้วแกมทอง

หัวหน้ากองจัดการทรัพยากรน้ำ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย