1. ี
การสูญเสยทางอุทกวิทยา
อุทกวิทยา (Hydrology) (Hydrologic Abstractions)
่ ั
 เป็ นทีแน่ชดว่า ปริมาณนํ้ าจากอากาศ หรือ นํ้ าฝน เมือตก
่
การระเหยและการคายนํา
้ ่ ื้ ่ ี่ ่
ลงสูพนโลกแล ้ว จะไหลบ่าลงสูทตําและกลายเป็ นปริมาณ
(EVAPORATION AND TRANSPRIRATION) นํ้ าท่าไหลในแม่นํ้า
่ ่ ื้
 แต่ปริมาณนํ้ าฝนทีตกลงสูพนโลกทังหมด อาจไม่สามารถ
้
เปลียนแปลงเป็ นปริมาณนํ้ าท่าได ้ 100%
่
 กระบวนการทีทําให ้เกิดการสูญหายไปของนํ้ าฝนก่อน
่
เหลือกลายเป็ นปริมาณนํ้ าท่า คือ “การสูญเสียทางอุทก
วิทยา”
หน้า 2
ี
การสูญเสยทางอุทกวิทยา
Hydrologic Abstractions (Hydrologic Abstractions)
Rainfall  ปริมาณการสูญเสียทางอุทกวิทยาทีสําคัญประกอบด ้วย
่
• การดักของพืช (Interception)
• การขังตามหลุม บ่อ หรือทีลมพืนที่ (Surface storage or
่ ุ่ ้
depression storage)
• การซึมผ่านผิวดิน (Infiltration)
• การระเหย (Evaporation)
Abstracted
• การคายระเหย (Evapotraspiration)
 ปริมาณนํ้ าฝนทังหมดทีตก เมือหักปริมาณการสูญเสีย
้ ่ ่
่
เรียกว่าปริมาณนํ้ าฝนส่วนเกิน (Rainfall excess) ซึงจะมีผล
ต่อการเกิดปริมาณนํ้ าท่าต่อไป
Runoff
หน้า 3 หน้า 4
1

2. การด ักของพืช การข ังตามหลุมตามบ่อ
(Interception) (Depression storage)
หน้า 5 หน้า 6
ึ
การซมผ่านผิวดิน (Infiltration) ้
องค์ประกอบของเนือหา
 ปริมาณนํ้ าฝนเมือตก่  การระเหย (evaporation)
่ ื้
ลงสูพนดินแล ้ว นํ้ า  การคายนํ้ า (transpiration)
บางส่วนจะสูญเสียไป  การคายนํ้ ารวมการระเหย (evapotranspiration)
จากการซึมลงไปในดิน
 Infiltration คือ การ
ซึมผ่านผิวดินของนํ้ าลง
ไปในดิน
หน้า 7 หน้า 8
2

3. การระเหยในว ัฏจ ักรของนํา
้ การระเหยในว ัฏจ ักรของนํา
้
 ในวัฏจักรของนํ้ า การระเหยสามารถเกิดขึนได ้ตลอดเวลา
้
ในทุกกระบวนการของวัฏจักรของนํ้ า เช่น
• การระเหยทีเกิดขึนขณะทีนํ้าจากอากาศกําลังตกลงสูพนโลก
่ ้ ่ ่ ื้
• การระเหยจากทะเลมหาสมุทร
• การระเหยจากนํ้ าทีค ้างหรือเก็บกักด ้วยต ้นไม ้ใบหญ ้า
่
• การระเหยจากแหล่งนํ้ าจืด
2
• การระเหยจากดิน
• การระเหยจากการคายนํ้ าของพืช
4
5
1 3
หน้า 9 หน้า 10
การระเหยในว ัฏจ ักรของนํา
้ การระเหยในว ัฏจ ักรของนํา
้
 ในการศึกษาด ้านอุทกวิทยา มีความจําเป็ นต ้องศึกษาการ  ดังนันปริมาณการระเหยในทางอุทวิทยาจึงพิจารณาเฉพาะ
้
ระเหยเพือนํ าไปวิเคราะห์ปริมาณนําฝนส่วนเกินทีจะตกลง
่ ้ ่ ่ ้ ่
ปริมาณการระเหยทีเกิดระหว่างสถานีตรวจวัด ถึงพืนดิน ซึง
้
บนพืนโลก ทีสามารถทําให ้เกิดปริมาณนํ้ าท่าได ้
่ ครอบคลุมการระเหยต่อไปนี:้
• การระเหยจากนํ้ าทีค ้างหรือเก็บกักด ้วยต ้นไม ้ใบหญ ้า
่
• การระเหยจากพืนดิน
้
 นักอุทกวิทยาใช ้ข ้อมูลปริมาณนํ้ าฝนทีวัดได ้จากสถานีวัด
่ • การคายระเหยและการคายนํ้ าของพืช
นํ้ าฝนไปวิเคราะห์ปริมาณนํ้ าฝนส่วนเกิน • การระเหยจากผิวนํ้ าจืด เช่น หนองนํ้ า บึง และอ่างเก็บนํ้ า
 การระเหยต่อไปนีจะไม่นํามาพิจารณา
้
 อย่างไรก็ตามการวัดนํ้ าฝนจะวัดเหนือ • ่
การระเหยโดยตรงจากเม็ดฝน ซึงเกิดขึนขณะทีนํ้าจากอากาศ
้ ่
พืนดินเพียงตามระยะของเครืองมือ (ไม่ก ี่
้ ่ ่ ื้
กําลังตกลงสูพนโลก
ฟุต) • การระเหยจากทะเลมหาสมุทร
หน้า 11 หน้า 12
3

4. การระเหยในว ัฏจ ักรของนํา
้ การระเหย (Evaporation)
 นอกจากการระเหยจะใช ้ในการวิเคราะห์ปริมาณนํ้ าฝน  กระบวนการระเหย
ส่วนเกินเพือประเมินปริมาณนํ้ าท่าแล ้ว
่ คือ การทีนํ้าในสถานะ
่
• บางครังปริมาณการระเหยของนํ้ าจะเป็ นแฟคเตอร์ทสําคัญในการ
้ ี่ ของเหลวเปลียน ่
ตัดสินใจเกียวกับการออกแบบอ่างเก็บนํ้ าในพืนทีทรกันดารหรือ
่ ้ ่ ุ
แห ้งแล ้ง (arid region)
สถานะกลายเป็ นไอนํ้ า
(water vapor)
• การระเหยและการคายนํ้ า (การคายระเหย) จะเป็ นดรรชนีบอกถึง
่ ้
การเปลียนแปลงหรือการลดความชืนในลุมนํ้ า และเป็ นแฟคเตอร์
่
 ทางด ้านอุทกวิทยานันการระเหยหมายถึง อ ัตราการ
้
ทีสําคัญทีใช ้ในการคํานวณความต ้องการนํ้ าของพืชทีปลูกใน
่ ่ ่
โครงการชลประทานต่าง ๆ เปลียนแปลงปริมาณไอนําหรือโมเลกุลของนําสุทธิไปสู่
่ ้ ้
บรรยากาศ
หน้า 13 หน้า 14
การระเหย (Evaporation) แฟคเตอร์ควบคุมกระบวนการระเหย
 ในสภาพธรรมชาติ บริเวณผิวนํ้ า  อัตราการระเหยนํ้ าขึนอยูกบแฟคเตอร์ทสําคัญ 2 ประการ
้ ่ ั ี่
กับบรรยากาศนันจะมีการ
้ คือ
แลกเปลียนโมเลกุลของนํ้ า
่
• แฟคเตอร์เกียวกับอุตนยมหรือสภาพลมฟ้ าอากาศ
่ ุ ิ
ตลอดเวลา (Meteorological factors)
• มีทงการระเหย (โมเลกุลของ
ั้
่
นํ้ าหลุดออกสูบรรยากาศ)
• และการกลันตัว (โมเลกุลของ
่ • แฟคเตอร์เกียวกับลักษณะของผิวทีมการระเหย
่ ่ ี
่ ิ
นํ้ าจากบรรยากาศกลับคืนสูผว (Nature of evaporation surface)
นํ้ า)
 การระเหยจะหยุดก็ตอเมืออัตรา
่ ่
การระเหยเท่ากับการกลั่นตัว
หน้า 15 หน้า 16
4

5. แฟคเตอร์เกียวก ับอุตนยมวิทยา
่ ุ ิ แฟคเตอร์เกียวก ับอุตนยมวิทยา
่ ุ ิ
(Meteorological factors) (Meteorological factors)
 เนืองจากการระเหยของ
่  อัตราการระเหยยังขึนอยูกบแฟคเตอร์อน ๆ อีกคือ
้ ่ ั ื่
นํ้ าเป็ นกระบวนการ solar radiation
• ความเร็วลม
แลกเปลียนพลังงาน
่
• อุณหภูมของอากาศ
ิ
 รังสีแสงอาทิตย์ (solar
radiation) จึงเป็ นแฟคเตอร์ • ความดันไอนํ้ า
ทีสําคัญมากทีสดต่อการ
่ ่ ุ evaporation • และอาจขึนอยูกบ
้ ่ ั
่
ระเหย ซึงมีการเปลียนแปลง
่ ความดันบรรยากาศอีกด ้วย
ตาม:
• ละติจด
ู
• ฤดูกาล
• เวลาของวัน
• และสภาพของท ้องฟ้ า
หน้า 17 หน้า 18
แฟคเตอร์เกียวก ับล ักษณะของผิวทีมการระเหย
่ ่ ี
ข้อคิด - ทําไมอากาศอิมต ัว
่
(Nature of evaporation surface)
 ความร ้อน  พืนผิวต่าง ๆ ทีได ้รับนํ้ าฝนโดยตรง เช่น พืนดิน พืนหญ ้า
้ ่ ้ ้
• ทําให ้โมเลกุลของนํ้ าเคลือนทีเร็วจนชนะแรงยึดเหนียวหลุดสู่
่ ่ ่ พืนถนน หรืออาคาร จะเป็ นผิวทีการระเหยมีโอกาสเกิดขึน
้ ่ ้
บรรยากาศ (การระเหย) เต็มที่ เนืองจากพืนทีดังกล่าว สามารถรับแสงแดดได ้เต็มที่
่ ้ ่
 อากาศอิมตัว
่
• เมือโมเลกุลของนํ้ าเต็มความจุของอากาศจะกลันตัว
่ ่  อัตราการระเหยบนพืนผิวทีมนํ้านัน จะมีจํานวนจํากัดโดย มี
้ ่ ี ้
 การลดอุณหภูม ิ ค่าไม่เกินจํานวนนํ้ าฝนทีต ้องการทําให ้ผิวดังกล่าวอิมตัวด ้วย
่ ่
• อากาศเย็นทําให ้เกิดการควบแน่นได ้ดีกว่าอากาศร ้อน นํ้ า (ศักยภาพในการรับนํ้ าของแต่ละพืนผิว)
้
เนืองจากโมเลกุลของไอนํ้ าเย็นมี
่
พลังงานน ้อยกว่า จึงสูญเสีย
ความเร็วและเปลียนสถานะเป็ น
่
ของเหลวได ้ง่าย
หน้า 19 หน้า 20
5

6. แฟคเตอร์เกียวก ับล ักษณะของผิวทีมการระเหย
่ ่ ี
(Nature of evaporation surface)
การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้
 อัตราการระเหยจะมีคามากในระยะเริมต ้น
่ ่  เนืองจากอ่างเก็บนํ้ า มีวัตถุประสงค์หลักในการเก็บนํ้ าในฤดูฝน
่
ไว ้ใช ้ตลอดปี หรือไว ้ใช ้ในฤดูแล ้ง
 เมือการระเหยเกิดขึนต่อไปเรือย ๆ พืนผิว (ดิน) ก็จะเริม
่ ้ ่ ้ ่ ่
 การสูญเสียของปริมาณนํ้ าไปโดยเปล่าประโยชน์จงเป็ นสิงที่
ึ
แห ้ง อัตราการระเหยลดลงและอุณหภูมของดินจะสูงขึนเพือ
ิ ้ ่ ต ้องพิจารณา
รักษาการสมดุลของพลังงาน
 การสูญเสียจากการระเหยจากผิวนํ้ ามีความสําคัญมากอย่างหนึง
่
 เมือถึงระยะเวลาหนึง การะเหยก็จะหยุดเพราะไม่มกรรมวิธ ี
่ ่ ี เนืองจากอ่างเก็บนํ้ ามีพนทีผวนํ้ ามาก
่ ื้ ่ ิ
่ ่ ึ ้ ่ ิ
ทีจะดึงนํ้ าทีอยูลกลงไปขึนมาสูผวดิน เพือการระเหยได ้อีก
่ ่
 ดังนันต ้องมีการคํานวณหาอัตราการระเหยเพือให ้ทราบปริมาณ
้ ่
นํ้ า เพือวางแผนบริหารนํ้ า หรือจ่ายนํ้ าได ้อย่างเพียงพอทังปี
่ ้
หน้า 21 หน้า 22
อ่างเก็บนํา
้ การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้
 การวัดการระเหยโดยตรงในสนามอาจจะกระทําได ้ยากหรือ
่
เป็ นไปไม่ได ้เลย ซึงไม่เหมือนกับการวัดระดับนํ้ าของแม่นํ้า
หรือปริมาณนํ้ าฝน
 ดังนันจึงมีผู ้เสนอวิธการต่างๆ ในการคํานวณการระเหยจาก
้ ี
อ่างเก็บนํ้ า ดังนี้
• หลักดุลยภาพของนํ้ า (Water Budget Determination)
• หลักดุลยภาพของพลังงาน (Energy Budget Determination)
• วิธ ี Aerodynamic
• ใช ้ข ้อมูลถาดวัดการระเหยและข ้อมูลอุตนยมวิทยาทีเกียวข ้อง
ุ ิ ่ ่
หน้า 23 หน้า 24
6

7. การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้ การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้
ด้วยหล ักดุลยภาพของนํา
้ ด้วยหล ักดุลยภาพของนํา
้
 วิธนจะใช ้หลักการของสมดุลของนํ้ า (water budget) คือ
ี ี้  สมการทีใช ้ในการวิเคราะห์คอสมการต่อเนือง
่ ื ่
นํ้ าจะไม่การสูญหาย แต่จะมีการเปลียนสถานะและเปลียน
่ ่ S  Inflow  Outflow
E  ( S1  S 2 )  I  P  O  Og
ตําแหน่งทีอยู่
่ S  ( I  P )  (O  Og  E )
่ ่ึ
 ข ้อมูลทีจําเป็ นในการวิเคราะห์ซงต ้องตรวจวัดได ้จากอ่าง E  I  P  O  O g  ( S ) S  ( S 2  S1 )
เก็บนํ้ า (สมมติฐานคือ ข ้อมูลต่างๆ วัดได ้จริง)
• ปริมาตรนํ้ าทีมอยูในอ่างเก็บนํ้ า (storage, S)
่ ี ่ Inflow (I) Evaporation (E) Precipitation (P)
• ปริมาณนํ้ าทีไหลเข ้าอ่าง (surface inflow, I)
่ Outflow
• ปริมาณนํ้ าทีไหลออกจากอ่าง (surface outflow, O)
่ S = S2-S1 (O)
• ้
การรั่วซึมลงไปในดินชันล่าง (subsurface seepage, Og )
• และปริมาณนํ้ าฝน (Precipitation, P) Storage (S)
Outflow
Seepage (Og) (O)
หน้า 25 หน้า 26
การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้ การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้
ด้วยหล ักดุลยภาพของนํา
้ ด้วยหล ักดุลยภาพของนํา
้
 ทฤษฎีวธนดเหมือนว่าเป็ นวิธทงายมาก แต่ในทางปฏิบต ิ
ิ ี ี้ ู ี ี่ ่ ั  ความผิดพลาดจากการประเมินค่าปริมาณนํ้ าฝน (P )
่ ่
นันจะไม่คอยได ้ค่าทีเชือถือได ้มากนัก
้ ่ • จะไม่คอยมีปัญหามากนัก
่
− ถ ้าพิจารณาค่าเฉลียความลึกนํ้ าฝนทีสถานีตางๆ ทีตงอยูบนฝั่ งรอบๆ อ่าง
่ ่ ่ ่ ั้ ่
เก็บนํ้ า เป็ นค่าความลึกนํ้ าฝนทีตกลงมาในอ่างฯ
่
 การคํานวณด ้วยวิธนจะมีความถูกต ้องสูงเมือ ค่าต่างๆ ใน
ี ี้ ่ • แต่ความผิดพลาดยังคงมีเนืองจาก
่
− ไม่มการติดตังสถานีวดนํ้ าฝนรอบอ่างโดยตรงเนื่องจาก
ี ้ ั
สมการต่อเนือง (I, P, Og, O, S) สามารถวัดได ้โดยตรง
่
– ทําได ้ยาก และสินเปลืองค่าใช ้จ่ายมาก
้
− แม ้มีการติดตังสถานี แต่ในกรณีทภมประเทศรอบ ๆ อ่างมีลกษณะสูงชัน
้ ี่ ู ิ ั
มากเกินไป
 แต่ในทางปฏิบัตไม่สามารถวัดค่าต่างๆ ได ้โดยตรง ดังนัน
ิ ้ – การใช ้ข ้อมูลนํ้ าฝนเฉลียจากสถานีรอบ ๆ อ่าง อาจคลาดเคลือนได ้
่ ่
การคํานวณด ้วยวิธนจะมีความผิดพลาดตามไปด ้วย
ี ี้ − ถ ้าพืนทีผวนํ้ าของอ่างเก็บนํ้ ามีขนาดใหญ่มาก
้ ่ ิ
– อาจทําให ้ลักษณะสภาพอากาศผิดแผกจากภูมประเทศรอบ ๆ
ิ
– ปริมาณนํ้ าฝนโดยรอบไม่สามารถเป็ นตัวแทนฝนตกในอ่างได ้
หน้า 27 หน้า 28
7

8. การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้ การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้
ด้วยหล ักดุลยภาพของนํา
้ ด้วยหล ักดุลยภาพของนํา
้
 ความผิดพลาดจากการประเมินปริมาณนํ้ าไหลเข ้าอ่างฯ (I )  ความผิดพลาดจากการวัดอัตราการรั่วซึม (Og )
• จะมีความถูกต ้องสูงถ ้าปริมาณนํ้ าไหลเข ้าอ่างวัดค่าได ้ • ้
อัตราการรั่วซึมลงไปในดินชันล่างจะคํานวณจากการวัดระดับนํ้ า
− ต ้องมีการตังสถานีวดนํ้ าท่าในทุกจุดทีนํ้าไหลเข ้าอ่างฯ
้ ั ่ ใต ้ดินและค่า permeability ของดิน
− ่
ซึงมีความผิดพลาดค่อนข ้างสูง
• จะมีความผิดพลาดเมือไม่สามารถวัดนํ้ าไหลเข ้าอ่างได ้โดยตรง
่  ความผิดพลาดจากการวัดปริมาณนํ้ าไหลออก (O )
− ต ้องประเมินโดยใช ้หลักการทางอุทกวิทยา ซึงก่อให ้เกิดความ
่ • ขึนอยูกบความน่าเชือถือของสมการทีใช ้ในการคํานวณปริมาณ
้ ่ ั ่ ่
่
คลาดเคลือนได ้ ซึงความคลาดเคลือนขึนอยูกบ:
่ ่ ้ ่ ั นํ้ าไหลออกทีอาคารทางออกต่างๆ
่
− Spillway
– จํานวนเปอร์เซ็นต์ของพืนทีลมนํ้ าทีไม่มสถานีวดนํ้ า
้ ่ ุ่ ่ ี ั
− River outlet
่
– ความเชือถือได ้ของโค ้งปริมาณนํ้ า (rating curve)
หน้า 29 หน้า 30
การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้
ด้วยหล ักดุลยภาพของนํา
้
ต ัวอย่าง
 ความผิดพลาดจากการประเมิน ค่าการเปลียนแปลง
่  ณ ต ้นเดือนมิถนายน
ุ
ปริมาตรเก็บกัก ( S ) • อ่างเก็บนํ้ าแห่งหนึง มีระดับนํ้ าอยูทระดับ 160 ม.รทก.
่ ่ ี่
• ขึนอยูกบความถูกต ้องในการเก็บข ้อมูลระดับขึนลงของนํ้ าในอ่าง
้ ่ ั ้ • มีนํ้าไหลเข ้าอ่างเก็บนํ้ าด ้วยอัตราการไหล 2 ลบ.ม./วินาที
• มีนํ้าไหลออกจากอ่างเก็บนํ้ าด ้วยอัตราการไหล 1 ลบ.ม./วินาที
• จะมีความผิดพลาด 12 10 8
้ ่ ิ ้
พืนทีผวนํา (ตร. กม.)
6 4 2 0  ถ ้าในเดือน มิ.ย. มีฝนตกลงอ่างเก็บนํ้ า 400 มม./เดือน
น ้อย 168
่ ้
ทําให ้ระดับนํ้ าในอ่างเก็บนํ้ าเพิมขึน 1 เมตร เมือสินเดือน มิ.ย.
่ ้
− ถ ้าหากว่าความสัมพันธ์ 166
ระหว่างระดับและพืนที่
้  จงหาปริมาณนํ้ าทีระเหยไปจากอ่างเก็บนํ้ าในเดือน มิ.ย.
่
ระด ับ (ม.รทก.)
164
ผิวนํ้ า (stage area 162
ดังกล่าว
relationship) นัน ้ • ในหน่วย ล ้านลูกบาศก์เมตร (ล ้าน ลบ.ม.)
ถูกต ้องเพียงพอ 160 ปริมาตรเก็บกัก
158 พืนทีผวนํ้ า
้ ่ ิ • ไม่มปริมาณการรั่วซึมจากอ่างเก็บนํ้ า
ี
156
154
0 5 10 15 20 25 30 35 40
หน้า 31 ปริมาตรเก็บก ัก (ล้าน ลบ.ม.) หน้า 32
8

9. ้ ่
โค้งพืนที-ระด ับ และโค้งความจุเก็บก ัก
ของอ่างเก็บนํา้
วิธทา
ี ํ
้ ่ ิ ้
พืนทีผวนํา (ตร. กม.)  จากสมการ E  ( S1  S 2 )  I  P  O  Og
12 10 8 6 4 2 0
168
ระดับ ความจุอ่างฯ พืนทีผวนํ้า
้ ่ ิ • S1 = 2.89 ล ้าน ลบ.ม.  I  P  O  Og  S
166
สะสม สะสม
(ม. รทก.) (ล ้าน ลบ.ม.) (ตร. กม.)
• S2 = 5.32 ล ้าน ลบ.ม.
• I = 2 ลบ.ม./วิ = 5.18 ล ้าน ลบ.ม.
ระด ับ (ม.รทก.)
164 156 0.000 0.000
157 0.107 0.214
162 158 0.536 0.644 • O = 1 ลบ.ม./วิ = 2.59 ล ้าน ลบ.ม.
• A1 = 1.85 ตร.กม.
159 1.411 1.105
160 ปริมาตรเก็บกัก 160 2.893 1.859
158 พืนทีผวนํ้า
้ ่ ิ
161
162
5.322
8.819
3.000
3.994
• A2 = 3.00 ตร.กม.
156
163 13.528 5.425 • P = (ความลึกนํ้ าฝน * พืนทีผวอ่างฯ เฉลีย ระหว่างระดับ+160
้ ่ ิ ่
และ +161 ม.รทก.)
164 19.713 6.946
165 27.447 8.521
154
0 5 10 15 20 25 30 35 40
166 36.627 9.839
 1.85  3.00 
0.4   
ปริมาตรเก็บก ัก (ล้าน ลบ.ม.)
=  2  = 0.97 ล ้าน ลบ.ม.
 แทนค่าสมการจะได ้การระเหยจากอ่าง (E) = 1.13 ล ้าน
ลบ.ม.
หน้า 33 หน้า 34
การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้ การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้
ด้วยหล ักดุลยภาพของพล ังงาน ด้วยหล ักดุลยภาพของพล ังงาน
 วิธการใช ้หลักดุลยภาพของพลังงานคํานวณหาปริมาณการ
ี  สมการสมดุลพลังงานมีรปแบบดังนี้
ู
ระเหยก็คล ้ายๆ กับการใช ้หลักดุลยภาพของนํ้ า Qn  Qh  Qe  Qz  Qv
• กล่าวคือ ใช ้สมการต่อเนืองในรูปของพลังงาน
่
Qn คือ รังสีสทธิจากดวงอาทิตย์ (net radiation) ของทุก
ุ
• และคํานวณหาปริมาณการระเหยจากปริมาณทีเหลือเพือรักษา
่ ่
คลืนความถีทถกดูดเก็บ (absorbed) โดยนํ้ า
่ ่ ี่ ู
ดุลยภาพหรือการสมดุลของพลังงาน ่
Qh คือ sensible heat ทีถายกลับคืนสูบรรยากาศ
่ ่
 ปั จจุบันการคํานวณปริมาณการระเหยด ้วยวิธนี้
ี Qe คือ พลังงานทีจําเป็ นต ้องใช ้ในการระเหย
่
• ส่วนมากจะใช ้เฉพาะในงานวิจัยและไม่ใช ้กว ้างขวางในกรณีทวๆั่ Qz คือ จํานวนพลังงานทีเพิมขึนและเก็บกักโดยนํ้ าในอ่าง
่ ่ ้
ไป Qv คือ พลังงานสุทธิท ี่ advect ลงไปในนํ้ าในอ่าง
• นอกเสียจากว่าจะมีการปรับปรุงเครืองมือในการวัดข ้อมูลให ้
่ พลังงานสุทธิของนํ้ าไหลเข ้าและไหลออกจากอ่างเรียกว่า
ทันสมัยยิงขึน
่ ้ advected energy
ทุกเทอมมีหน่วยเป็ นคาลอรีตอตารางเซนติเมตร
่ ่
หน้า 35 หน้า 36
9

10. การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้ การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้
ด้วยหล ักดุลยภาพของพล ังงาน ด้วยหล ักดุลยภาพของพล ังงาน
 ทําการจัดรูปสมการพลังงานใหม่ ทําให ้ได ้สมการการคํานวณ  จากสมการ Qn  Qv  Qz
ปริมาณการระเหย (E) ในหน่วย เซนติเมตร มีดังนี้ E
H v 1  R 
Qn  Qh  Qe  Qz  Qv • Hv คือ ปริมาณความร ้อนทีมวลสารดูดเข ้าไป
่ Qn  Qh  Qe  Qz  Qv To  T a p
ในการเปลียนจากนํ้ าเป็ นไอ (latent heat of
่ R  0.61 .
vaporization) eo  ea 1000
• R คือ อัตราส่วนปริมาณความร ้อนทีสญเสีย
่ ู  พบว่า
โดยการนํ า (conduction) ต่อปริมาณความ • ค่าของ Qh นันทําการวัดหรือคํานวณได ้ยาก จึงนิยมใช ้อัตราส่วน
้
Qn  Qv  Qz ่ ู ่
ร ้อนทีสญเสียโดยการระเหย ซึงเรียกว่า
โบเวนเพือจะตัดเทอม Qh ออกจากสมการพลังงาน
่
E อัตราส่วนโบเวน (Bowen ratio)
H v 1  R  •  คือ density ของนํ้ า • โบเวนได ้พบว่าค่าคงทีในสมการ (R) นันมีคาอยูในช่วงระหว่าง 0.58
่ ้ ่ ่
ถึง 0.66
• p คือ ความดันบรรยากาศ (มิลลิบาร์) ่
To Ta p − ซึงจะขึนอยูกบความมั่นคง (stability) ของบรรยากาศ
้ ่ ั
R  0.61 . • Ta คือ อุณหภูมของบรรยากาศ (องศาเซลเซียส)
ิ • และได ้สรุปว่าค่า 0.61 นีจะใช ้ในกรณีทสภาพบรรยากาศปกติทวไป
้ ี่ ั่
e o  e a 1000 • ea คือ ความดันไอนํ้ าของบรรยากาศ
(มิลลิบาร์) • ค่า Qn ประมาณได ้จากสมการต่อไปนี้
• To คือ อุณหภูมของผิวนํ้ า (องศาเซลเซียส)
ิ
• eo คือ ความดันไอนํ้ าทีจดอิมตัวเมืออุณหภูม ิ To
่ ุ ่ ่
หน้า 37 หน้า 38
การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้ การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้
ด้วยหล ักดุลยภาพของพล ังงาน ด้วยหล ักดุลยภาพของพล ังงาน
 จากสมการ Qn  Qv  Qz  ค่ารังสีสทธิจากดวงอาทิตย์ (Qn) จะต ้องประมาณให ้ถูกต ้อง
ุ
E
H v 1  R  มากทีสด จากสมการ
่ ุ
Qn  Qs  Qr  Qa  Qar  Qo
สมการรังสีสทธิจากดวงอาทิตย์
ุ สมการสมดุลนํ้ า (Water budjet)
Qn  Qs  Qr  Qa  Qar  Qo S 2  S1  I  P  O  Qg  E • ่ ้
Qs คือ รังสีคลืนสัน (shortwave radiation) จากดวงอาทิตย์และ
ท ้องฟ้ าทีตกลงบนผิวนํ้ า
่
X (คูณด ้วย) • ่ ้ ่
Qr คือ รังสีคลืนสันทีสะท ้อนกลับออกไป
• Qa คือ รังสีคลืนยาว (longwave radiation) ทีตกหรือปรากฏ
่ ่ ที่
อุณหภูมของนํ้ าในส่วนต่างๆ
ิ ้
ชันบรรยากาศ
• Qar คือ รังสีคลืนยาวทีสะท ้อนกลับออกไป
่ ่
1 • Qo คือ รังสีคลืนยาวทีถกปล่อยออกมา (emitted longwave
่ ่ ู
Qv  Q z  ( IT I  PT p  OT o  Q gT g  ET E  S 1T 1  S 2T 2 ) radiation)
A
หน้า 39 หน้า 40
10

11. การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้ การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้
ด้วยหล ักดุลยภาพของพล ังงาน ด้วยหล ักดุลยภาพของพล ังงาน
 ค่าของ energy advection และ storage (เทอม Qv-Qz ในหน่วย  อุณหภูมของนํ้ าฝนจะสมมุตเท่ากับอุณหภูมกระเปาะเปี ยก
ิ ิ ิ
คาลอรี/ตร. ซม.) คํานวณจากสมการ
่
 ทุก ๆ เทอมในสมการสมดุลนํ้ า มี (wet-bulb temperature)
สมการสมดุลนํ้ า (Water budjet) หน่วยเป็ น ลบ. ซม.
S 2  S1  I  P  O  Qg  E  เนืองจากพลังงาน (คาลอรี) ที่
่ ่
สะสมต่อนํ้ าหนักหนึงกรัมของนํ้ า คือ
่ ่ ึ
 อุณหภูมของนํ้ าทีซมลงไปในดินจะสมมุตเท่ากับอุณหภูม ิ
ิ ิ
ผลคูณของความร ้อนจําเพาะ ของนํ้ าในอ่างทีลกทีสดหรือทีก ้นอ่าง
่ ึ ่ ุ ่
X (คูณด ้วย) (specific heat) และอุณหภูม ิ
อุณหภูมของนํ้ าในส่วนต่างๆ
ิ  ถ ้าให ้ความหนาแน่นของนํ้ าและ
ความร ้อนจําเพาะมีคาเท่ากับ 1 ก็จะ
่
(TI , T p , To , Tg , TE , T1 , T2 ) ได ้  ส่วนอุณหภูมของนํ้ าทีระเหยจะเป็ นอุณหภูมของนํ้ าทีผวนํ้ า
ิ ่ ิ ่ ิ
ในอ่างนั่นเอง
1
Qv  Q z  ( IT I  PT p  OT o  Q gT g  ET E  S 1T 1  S 2T 2 )
A
TI, TP …คือ อุณหภูมในส่วนต่างๆ (องศาเซลเซียส)
ิ
หน้า 41
A คือ พืนผิวนํ้ าของทะเลสาบหรืออ่างเก็บนํ้ า (ตร.ซม.)
้ หน้า 42
การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้ การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้
ด้วยวิธ ี Aerodynamic ด้วยวิธ ี Aerodynamic
 การพัฒนาสมการแบบ turbulent-transport นันมาจาก
้  สมการทีคดค ้นขึนโดย Sverdrup และ Sutton นํ าเอาไป
่ ิ ้
แนวความคิดพืนฐานสองวิธด ้วยกันคือ
้ ี ตรวจสอบความถูกต ้องทีทะเลสาบเฮฟเน่อร์ (Hefner) และ
่
• การผสมไม่ตอเนือง (discontinuous) หรือ mixing-length
่ ่ ทะเลสาบมี๊ ด (Mead)
− ่
ซึงเกิดจากแนวความคิดของ Prandtl และ Schmidt
• การผสมแบบต่อเนือง (continuous mixing)
่ • สมการให ้ผลเป็ นทีน่าพอใจทีทะเลสาบเฮฟเน่อร์
่ ่
− ่
ซึงเป็ นแนวคิดของ Taylor
 ต่อจากนันได ้มีการทบทวนนํ าเอาวิธทังสองนีไปใช ้โดยเริม
้ ี ้ ้ ่ • แต่ไม่ถกต ้องเพียงพอเมือไปใช ้กับทะเลสาบมี๊ ด
ู ่
เตรียมการทดลองล่วงหน ้าทีทะเลสาบเฮฟเน่อร์ (Hefner)
่
และทะเลสาบมี๊ ด (Mead)
หน้า 43 หน้า 44
11

12. การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้ การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้
ด้วยวิธ ี Aerodynamic ด้วยวิธ ี Aerodynamic
 สมการเอมไพริกลต่าง ๆ ทีพัฒนาขึนจะพิจารณาการระเหยเป็ น
ั ่ ้  สูตรเอมไพริกบหลายสูตรด ้วยกันทีพัฒนาขึนโดยใช ้ข ้อมูล
ั ่ ้
ั่
ฟั งก์ชนกับส่วนย่อย ๆ ของบรรยากาศและจะมีแนวทางคล ้าย ๆ กับ ทีรวบรวมจากทะเลสาบเฮฟเน่อร์อาทิเช่น
่
วิธการ turbulent-transport ในบางส่วน
ี
 ยกตัวอย่างสมการของ Dalton ทีใช ้คํานวณการระเหยดังนี้
่ E  0.00304(eo  e2 )V4
E  eo  ea a  bV  E  0.00241(eo  e8 )V8
E  0.00271(eo  e2 )V4
• e0 คือ ความดันไอนํ้ าทีผวนํ้ า
่ ิ
ในบางกรณีใช ้ค่าความดันไอนํ้ าทีจดอิมตัว เมืออุณหภูม ิ
่ ุ ่ ่ • E คือ ปริมาณการระเหย (นิวต่อวัน)
้
เท่ากับอุณหภูมของอากาศ
ิ • e คือ ความดันไอนํ้ า (นิวของปรอท)
้
• ่ ุ ่
ea คือ ความดันไอนํ้ าทีจดซึงมีความสูงคงทีจากผิวนํ้ า
่ • V คือ ความเร็วลม (ไมล์ตอวัน)
่
หรือทีจดในอากาศทีอยูเหนือผิวนํ้ า
่ ุ ่ ่ • ตัวเลข subscripts ต่าง ๆ คือ ความสูงทีอยูเหนือผิวนํ้ า (เมตร)
่ ่
• V คือ ความเร็วลมทีจดสูงคงทีจดหนึง
่ ุ ่ ุ ่
หน้า 45 หน้า 46
การคํานวณการระเหยจากอ่างเก็บนํา
้ ้ ้
คํานวณการระเหยโดยใชขอมูลจากถาดว ัดการ
ด้วยวิธ ี Aerodynamic ระเหยและข้อมูลอุตนยมวิทยาต่างๆ
ุ ิ
 ถ ้าหากว่า  ถาดวัดการระเหย (pan evaporation)
• ความดันไอนํ้ ามีหน่วยเป็ นมิลลิบาร์ • เป็ นเครืองมือวัดการระเหยทีนยมใช ้กันมากทีสดในปั จจุบน
่ ่ ิ ่ ุ ั
• ความเร็วลมมีหน่วยเป็ นเมตรต่อวินาที
• ข ้อมูลทีได ้จากถาดวัดการระเหยจะนํ าไปใช ้งานออกแบบ
่
• และปริมาณการระเหยมีหน่วยเป็ นมิลลิเมตรต่อวัน จะได ้
ทางด ้านอุทกวิทยาและการจัดการโครงการพัฒนาแหล่งนํ้ าต่างๆ
E  0.122(eo  e2 )V4
E  0.097(eo  e8 )V8
 ถึงแม ้ว่าถาดวัดการระเหย
E  0.109(eo  e2 )V4
ยังเป็ นทีวพากษ์ วจารณ์
่ ิ ิ
 สมการแรกให ้ผลการคํานวณดีทสดทีทะเลมี๊ ด
ี่ ุ ่ เกียวกับความถูกต ้องทาง
่
 และเหตุผลประกอบหลายประการจึงเชือว่าเป็ นวิธทดสําหรับ
่ ี ี่ ี ด ้าน theoretical grounds
ประยุกต์ใช ้ในกรณีท่วไป
ั
ก็ตาม
หน้า 47 หน้า 48
12

13. ้ ้
คํานวณการระเหยโดยใชขอมูลจากถาดว ัดการ ้ ้
คํานวณการระเหยโดยใชขอมูลจากถาดว ัดการ
ระเหยและข้อมูลอุตนยมวิทยาต่างๆ
ุ ิ ระเหยและข้อมูลอุตนยมวิทยาต่างๆ
ุ ิ
 อัตราการระเหยจากถาดวัดการระเหย ขึนอยูกบ
้ ่ ั  อัตราการระเหยจากถาดวัดการระเหย ขึนอยูกบ
้ ่ ั
• ขนาด • สี
− เนื่องจากสีดําจะดูดพลังงานความร ้อนไว ้ได ้มากกว่าสีออน
่
− โดยทั่วไปการระเหยจากถาดขนาดใหญ่จะมากกว่าจากถาดขนาดเล็ก − ้ ่ ี ี
ดังนันการระเหย จากถาดทีมสดําจะมากกว่าการระเหยจากถาดขนาด
อย่างเห็นได ้ชัด ี ี ่
เดียวกันแต่มสออนกว่า
้
– ถ ้าความชืนสัมพัทธ์ของอากาศตํา
่
• วัสดุทใช ้ทําถาด
ี่
− ความแตกต่างระหว่างอัตราการระเหยจากถาดทีมขนาดไม่เท่ากันจะลด
่ ี
− การระเหยจากถาดทีทําด ้วยทองแดงจะมากกว่าถาดทีทําด ้วย
่ ่
น ้อยลง
อะลูมเนียม
ิ
้
– แต่ถ ้ามีความชืนสัมพัทธ์ของอากาศเพิมขึน่ ้
– ถ ้าในบริเวณรอบ ๆ ถาดวัดการระเหยมีการปลูกต ้นไม ้ จะควบคุม
้
ให ้มีความชืนสัมพันธ์คอนข ้างสูงอยูเสมอ
่ ่
หน้า 49 หน้า 50
้ ้
คํานวณการระเหยโดยใชขอมูลจากถาดว ัดการ
ระเหยและข้อมูลอุตนยมวิทยาต่างๆ
ุ ิ
ชนิดของถาดว ัดการระเหย
 อัตราการระเหยจากถาดวัดการระเหย ขึนอยูกบ
้ ่ ั  ถาดวัดระเหย อาจแบ่งออกได ้เป็ น 3 ชนิด คือ
• ระดับนํ้ าในถาด
− ถาดทีมระดับนํ้ าอยูตํากว่าจะมีการระเหยมากกว่าถาดทีนํ้าลึก
่ ี ่ ่ ่
• ชนิดฝั งดิน (sunken pan)
– ทังนี้เพราะผิวนํ้ าของถาดทีมระดับนํ้ าตํ่ากว่าจะได ้รับความ
้ ่ ี • ชนิดลอยอยูเหนือนํ้ า (floating pan)
่
กระทบกระเทือนจากความปั่ นป่ วนของลมทีพดผ่านมากกว่า
่ ั • ชนิดอยูบนผิวดิน (surface pan)
่
– นอกจากนันขอบของถาดยังมีอณหภูมสง เนื่องจากทีผวทีสมผัส
้ ุ ิ ู ่ ิ ่ ั
กับแสงแดดและบรรยากาศมากกว่า อุณหภูมของนํ้ าในถาดทีมนํ้า
ิ ่ ี
ตืนจะสูงกว่า
้
− ถึงอย่างไรก็ตาม การเปลียนแปลงระดับนํ้ าในถาดนันจะมีผลต่ออัตรา
่ ้
การระเหยของถาดทีวางอยูบนดินหรืออยูเหนือผิวดินมากกว่าถาดทีฝัง
่ ่ ่ ่
ไว ้ในดิน
หน้า 51 หน้า 52
13