วันศุกร์ที่ 4 ตุลาคม พ.ศ. 2556

ปรับปรุงค่าความจุเก็บกักน้ำของเขื่อนในแบบจำลอง MIKE11 (Configuration of Dam in MIKE11)

โดยทั่วไป การจำลองเขื่อนลงในแบบจำลอง 1 มิติ จะทำได้ยาก หากต้องการความแม่นยำสูง

โดยสิ่งที่ทำได้ง่ายสุดคือ การใส่หน้าตัดลำน้ำของเขื่อน เข้าไปในแบบจำลองให้ถี่ที่สุด

เพื่อให้หน้าตัดลำน้ำทั้งหมด สามารถอธิบายความจุของเขื่อนได้อย่างถูกต้อง ตรงกับความเป็นจริง

แต่การใส่ข้อมูลหน้าตัดลำน้ำเข้าไปถี่ๆ เป็นการบังคับให้แบบจำลองจำเป็นต้องคำนวณ

ที่ระยะระหว่างหน้าตัด (dx) สั้นลง และบังคับให้แบบจำลองต้องใช้ timestep สั้นลง

ทั้งหมดทำให้การคำนวณใช้เวลานานขึ้นมาก

อย่างไรก็ตาม การตั้งค่าเขื่อน ในแบบจำลอง MIKE11 ให้จำลองได้เหมือนสภาพจริงนั้น

มีเทคนิคง่ายๆในการทำ โดยที่ยังคงความไม่ซับซ้อนในการคำนวณ

ข้อสำคัญในการจัดการแบบจำลองคือ ปรับปรุงข้อมูลหน้าตัดลำน้ำ (เท่าที่มีอยู่ในอ่างเก็บน้ำ) ให้สามารถอธิบายพื้นที่เก็บน้ำ และความจุอ่างเก็บน้ำให้ถูกต้อง โดยไม่เพิ่มหน้าตัดลำน้ำอื่นๆที่ไม่จำเป็น

และใช้ Control Structure เป็นตัวกำหนดการระบายน้ำจากเขื่อน 

ดังนั้นข้อมูลที่ต้องใช้ในการทำงานประกอบด้วย

ข้อมูลโค้งความจุเขื่อนดังตัวอย่าง



และข้อมูลโค้งการบริหารเขื่อน (Rule curve) ดังตัวอย่าง


ปรับแต่งแบบจำลอง โดยให้เหลือเพียงส่วนของเขื่อน และพื้นที่เก็บน้ำเหนือเขื่อนเท่านั้น


เพิ่มโครงสร้างไว้ที่ตำแหน่งของเขื่อน


กำหนดโครงสร้างเป็นแบบ Control Structure และให้เป็นแบบ Discharge และ Close ไว้ก่อน โดยตำแหน่งของเขื่อน ให้วางอยู่ระหว่าง 2 หน้าตัดสุดท้าย ซึ่งจะเป็นตำแหน่งที่แบบจำลองจะคำนวณค่า Discharge ส่วนที่ตำแหน่ง 2 หน้าตัดสุดท้ายนั้น แบบจำลองจะคำนวณค่าระดับน้ำ (ปริมาณน้ำที่คำนวณในแบบจำลองคือปริมาณน้ำที่อยู่ในแต่ละหน้าตัด โดยมาจากพื้นที่หน้าตัดกับระดับน้ำ ในหน้าตัดนั้นๆ)


จากนั้น ตั้งค่า Boundary ให้ปลายฝั่งต้นน้ำ เป็น Discharge มีค่าคงที่ เป็น 0 และปลายน้ำ เป็นระดับน้ำ และคงที่ โดยให้ระดับน้ำสูงกว่าท้องคลองเล็กน้อยก็พอ
จากนั้นให้กำหนด Point source เข้าไปที่หน้าตัดสุดท้ายก่อนตำแหน่งของเขื่อน แล้ว Trial ค่า Discharge Inflow โดยทดสอบว่า ปริมาณน้ำเท่าไหร่จึงรันได้สำเร็จในช่วงเวลาที่กำหนด เช่นรัน 1 เดือน หากเติมน้ำเข้าเขื่อนมากไปด้วยหน้าตัดลำน้ำเดิมๆ อาจทำให้ระดับน้ำสูงเกิน จนรันไม่สำเร็จได้ แต่ก็ต้องได้ระดับน้ำมากพอ ที่จะตรวจสอบพื้นที่ผิวน้ำในเขื่อนได้

สำหรับไฟล์ HD11 ให้เพิ่มผลคำนวณโดยเลือก Flood Area ในส่วนของ Total ไว้ดังรูป


เมื่อสั่งคำนวณแล้ว จะได้ผลคำนวณเป็นไฟล์นามสกุล res11 ออกมาสองไฟล์ โดยไฟล์ที่มีชื่อตามที่เราตั้งค่าใน Result ไว้นั้น เราจะเปิดเพื่อตรวจสอบระดับน้ำที่หน้าตัดสุดท้ายก่อนเขื่อน

ทำโดยเลือกเมนู Plot/Timeseries จากนั้นเลือก List 


เลือกหน้าตัดที่ต้องการ ตามด้วยคลิกปุ่ม Show Values


จะได้ตารางแสดงค่าระดับน้ำพร้อมเวลาที่เกิดขึ้น ให้ Highlight ข้อมูลแล้ว Copy ไปแปะไว้ใน Excel


ทำเช่นเดียวกันกับไฟล์ผลคำนวณอีกไฟล์ที่จะมีชื่อตามที่เราตั้งค่าไว้ต่อท้ายด้วย HDAdd
โดยในไฟล์นี้ เราจะได้ค่า Flood Area ที่เวลาเดียวกันกับตารางระดับน้ำก่อนหน้านี้


จากนั้นทำการ Copy ข้อมูลพื้นที่ผิวน้ำดังกล่าว ไปวางคู่กับข้อมูลระดับน้ำ
แล้วตรวจสอบกับ พื้นที่ผิวน้ำที่เป็นค่าที่ได้จากโค้งความจุของเขื่อน ที่ระดับน้ำเดียวกัน
จะได้ตัวเลขพื้นที่ผิวน้ำที่ต้อง เพิ่ม หรือ ลด สำหรับระดับนั้นๆ
ตัวเลขพื้นที่ผิวน้ำที่เพิ่มหรือลดนี้ เราจะนำไปใช้ในหน้าตัดลำน้ำที่อยู่ในตำแหน่งก่อนเขื่อน

เปิดหน้าตัดลำน้ำ ที่ตำแหน่งก่อนเขื่อน


คลิกที่ปุ่ม View Processed Data จะได้ตารางแสดงข้อมูลของหน้าตัดนั้น พร้อมระดับน้ำและค่า Add.storage area (เบื้องต้นจะมีค่าเป็น 0 ทั้งหมด) จากนั้นให้ Copy พื้นที่ผิวน้ำที่ต้องการเพิ่มหรือลดจาก Excel มา Paste ลงไป (ระวัง ให้ข้อมูลตรงกัน ระหว่าง ระดับ กับค่าพื้นที่ผิวน้ำที่จะเพิ่มหรือลด)


เมื่อเพิ่มพื้นที่ผิวน้ำแล้ว ให้เซฟ แล้วรัน พร้อมกับ Trial ค่า Point source เพื่อให้ได้ระดับน้ำในช่วงเวลาที่รันมีระดับสูงพอให้ตรวจสอบความถูกต้องได้

เมื่อได้ผลรันใหม่แล้ว ให้ตรวจสอบเช่นเดิม โดย Plot ระหว่างค่าระดับน้ำกับพื้นที่ผิวน้ำ ว่าถูกต้องตรงกับข้อมูลจากโค้งความจุของเขื่อนหรือไม่ เพื่อเป็นการตรวจสอบซ้ำในกรณีที่มีการดำเนินการผิดขั้นตอน

แต่โดยปกติแล้ว การทำเนินการตามขั้นตอนดังกล่าวข้างต้น จะได้ผลพื้นที่ผิวน้ำที่ถูกต้อง หากเชคแล้วผิด หรือไม่ตรงกับข้อมูลตรวจวัด ให้ย้อนกลับไปตรวจสอบว่าขั้นตอนไหนผิดพลาด

เมื่อเสร็จขั้นตอนนี้ ก็จะได้หน้าตัดลำน้ำ ที่เป็นตัวแทนของอ่างเก็บน้ำ หรือเขื่อน ที่อธิบายระดับน้ำและปริมาณเก็บกักได้อย่างถูกต้อง พร้อมจะนำไปใช้ในการคำนวณในแบบจำลองรวมได้แล้ว

สำหรับกรณีการตั้งค่าการบริหารจัดการเขื่อนตาม Rule Curve นั้น ขอยกไปตอนต่อไปครับ





ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น