การวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินที่มีผลต่อการเกิดน้ำท่าในลุ่มน้ำระยอง

Analysis of Land Use Change on Runoff Generation in Rayong Watershed

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินต่อปริมาณน้ำท่าในลุ่มน้ำระยอง วิธีการวิจัยเริ่มจากการใช้แบบจำลอง Soil and Water Assessment Tool (SWAT) คาดการณ์ปริมาณน้ำท่า โดยสอบเทียบค่าพารามิเตอร์และประเมินประสิทธิภาพแบบจำลองด้วยข้อมูลน้ำท่าตรวจวัดรายวันในปี 2558-2563 จากนั้นจึงคาดการณ์การใช้ประโยชน์ที่ดินในลุ่มน้ำระยองในปี 2570 2575 และ 2580 จากการเปลี่ยนแปลงระหว่างปี 2553-2559 ด้วยแบบจำลอง CA-Markov ใน 3 สถานการณ์ ประเมินความน่าเชื่อถือของการจำลองด้วยข้อมูลการใช้ประโยชน์ที่ดินปี 2563 ผลการศึกษาพบว่าสามารถคำนวณปริมาณน้ำท่าได้ในเกณฑ์พอใช้ในลุ่มน้ำดอกกราย ลุ่มน้ำหนองปลาไหล และลุ่มน้ำคลองใหญ่ โดยมีดัชนี NSE 0.37-0.57 และ R2 0.37-0.58 ในขณะที่ลุ่มน้ำทับมา ปริมาณน้ำท่าในช่วงอัตราการไหลสูงมีค่าน้อยกว่าค่าตรวจวัด และลุ่มน้ำบ้านค่ายปริมาณน้ำท่าจากแบบจำลองมีความถูกต้องน้อยที่สุด การใช้ประโยชน์ที่ดินของลุ่มน้ำระยองในปี 2580 ในสถานการณ์ที่พื้นที่อุตสาหกรรมเพิ่มขึ้นเฉลี่ยปีละ 0.5% และพื้นที่เกษตรกรรมลดลงเฉลี่ยปีละ 0.51% ของพื้นที่ลุ่มน้ำ ส่งผลให้ปริมาณน้ำท่าเพิ่มขึ้น 25.94% จากปี 2563 ซึ่งมากกว่าสถานการณ์อื่น ๆ การใช้ประโยชน์ที่ดินประเภท พืชไร่ ยางพารา อุตสาหกรรม และชุมชน ส่งผลทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำท่ามากที่สุดในทุกสถานการณ์จำลอง (R2 0.89-0.99) ในระดับลุ่มน้ำย่อยพบว่า ลุ่มน้ำทับมามีปริมาณน้ำท่าเพิ่มขึ้นมากที่สุดจากปี 2563 เนื่องจากพื้นที่อุตสาหกรรมและชุมชนเพิ่มขึ้นในขณะที่พื้นที่เกษตรกรรมลดลง มี (R2 0.7-0.99) และไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างสัดส่วนการใช้ที่ดินแต่ละประเภทกับปริมาณน้ำท่าที่ชัดเจนในลุ่มน้ำย่อยอื่น ๆ             (This research investigates the impacts of land use changes on discharge in the  Rayong basin. The methodology starts with using the Soil and Water Assessment Tool model (SWAT) to simulate the discharge. The model was calibrated and validated against daily discharge observations between 2558BE to 2563BE. Then, land use projection in 2570BE, 2575BE, and 2580BE was made for the  Rayong basin in three scenarios using the CA-Markov model. This land use projection was based on patterns of land use changes from 2553BE to 2559BE. Land use in 2563BE was used to evaluate the reliability of the land use projection. The results show that discharge in the Rayong basin can be satisfactorily simulated with Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) ranging from 0.37 to 0.57 and R2 from 0.37 to 0.58 in Dok Krai, Nong Pla Lai, and Khlong Yai subbasin. However, the model underestimates the amount of discharge during high flow periods in the Tab Ma subbasin, while the accuracy of discharge simulation is lowest in the Ban Kai subbasin. Land use in 2580BE largely increases the amount of runoff generated in the Rayong basin, particularly in the scenario where the industrial area increases by 0.5% per year and the agricultural area decreases by 0.51% per year, i.e. discharge increases by 25.94% from 2563BE compared to other scenarios. Changes in cropland, rubber plantations, industrial, and residential areas contribute to remarkable increases in catchment discharge in all land use change scenarios (R2 ranging from 0.89 to 0.99). Tap Ma subbasin shows the largest increase in runoff generation compared to other subcatchments. Relations between the proportion of industrial, residential, and agricultural areas to the amount of runoff generated are very high (R2 between 0.7 and 0.99). However, these relations in other sub-basins are quite minor.)