แบบจำลอง EPANET ระบบโครงข่ายท่อประปา การประปาส่วนภูมิภาคสาขาพิจิตร

Abstract

การประปาส่วนภูมิภาคสาขาพิจิตร (แม่ข่าย) เป็นอีกสาขาหนึ่งที่ประสบกับปัญหาแรงดันนํ้าที่ให้บริการตํ่ากว่า เกณฑ์ที่กําหนด กล่าวคือมีแรงดันนํ้าตํ่าในช่วงเวลาที่มีความต้องการใช้นํ้าสูงสุด (On Peak : 07.00 น.) ตํ่ากว่า 7 เมตร แต่กลับมีแรงดันนํ้าสูงเกินในช่วงเวลาที่มีความต้องการใช้นํ้าตํ่าสุด (Off Peak : 03.00 น.) จึงเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทําให้เกิด นํ้าสูญเสียสูงตามมา เนื่องจากแรงดันนํ้าจ่ายจากต้นทางในปัจจุบันไม่สอดคล้องกับรูปแบบความต้องการใช้นํ้าของผู้ใช้นํ้า และขนาดของเส้นท่อในบางพื้นที่มีขนาดเล็กไม่เหมาะสม ดังนั้นการบริหารจัดการแรงดันนํ้าในพื้นที่จึงเป็นวิธีการหนึ่งที่ สามารถช่วยแก้ปัญหาดังกล่าวการศึกษานี้ได้เลือกใช้แบบจําลองทางคณิตศาสตร์EPANET 2.0 เพื่อจําลองโครงข่ายระบบท่อประปา เนื่องจากพื้นที่ศึกษามีจํานวนผู้ใช้นํ้ามากและมีโครงข่ายท่อประปาขนาดใหญ่ ทําให้การวิเคราะห์ด้วยประสบการณ์อาจไม่สามารถแก้ไขปัญหาได้ทั้งหมด มีขั้นตอนการศึกษาโดยทําการรวมรวมข้อมูลแรงดันนํ้าจากภาคสนาม ทั้งหมด 11 จุด และปริมาณนํ้าจ่ายทั้งหมด 12 จุด ซึ่งผลการสอบเทียบที่ได้จากแบบจําลองเปรียบเทียบกับข้อมูลจาก ภาคสนามนั้นมีค่าความแตกต่างของแรงดันนํ้าเฉลี่ย 0.16 เมตร คิดเป็นค่าความคลาดเคลื่อน 1.19 เปอร์เซ็นต์การศึกษามีวัตถุประสงค์ให้ทั้งพื้นที่ศึกษาได้รับแรงดันนํ้าไม่น้อยกว่า 7 เมตร ทุกช่วงเวลา และในขณะเดียวกันก็สามารถลดแรงดัน ส่วนเกินในช่วงเวลาที่มีความต้องการใช้นํ้าตํ่า ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าสามารถลดแรงดันนํ้าเฉลี่ยต้นทางจากเดิม 16.80 เมตร เหลือ 13.79 เมตร และส่งผลให้ปริมาณนํ้าจ่ายเฉลี่ยต้นทางจากเดิม 552.88 ลูกบาศก์เมตรต่อชัวโมง เหลือ 505.71 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง ลดลง 47.17 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง หรือคิดเป็น 5.59 % โดยที่แรงดันนํ้าทั่วพื้นที่ศึกษายังคงไม่น้อยกว่า 7 เมตร ทุกช่วงเวลา และจากการศึกษาความเชื่อถือได้ทางชลศาสตร์(Reliability) ของระบบโครงข่ายท่อ พบว่าเมื่อนําเอาทฤษฎีค่าดัชนีความยืดหยุ่น (Resilience Index, Ir ) มาประยุกต์ใช้ในการตรวจสอบระบบโครงข่ายท่อนั้น ค่า Ir ซึ่งควรมีค่าอยู่ระหว่าง 0-1 แต่ในการศึกษานี้กลับได้ค่าติดลบในบางช่วงเวลาเนื่องจากปัจจุบันในพื้นที่เฝ้าระวัง (DMA) บางพื้นที่ผู้ใช้นํ้าได้รับแรงดันนํ้าตํ่ากว่าค่าที่ยอมรับได้จํานวนมากยิ่งไปกว่านั้นใน DMAs 04 และ 06 ที่อยู่ไกลที่สุดพบว่า ค่า Ir ในบางช่วงเวลามีค่ามากกว่า 1 ซึ่งแสดงว่ากําลังนํ้าทั้งหมดที่จุดนํ้าเข้า DMA นั้นไม่เพียงพออย่างรุนแรง ดังนั้นในการศึกษานี้จึงทําการเลือกใช้วิธีค่าการปฏิบัติตามมาตรฐานของแรงดันขั้นตํ่า (I5) ซึ่งได้ผลจากการวิจัยพบว่าค่า I5 ตํ่าสุดที่ผู้ใช้นํ้าได้รับในกรณีหลังทําการศึกษามีค่าสูงกว่าในกรณีก่อนทําการศึกษา โดยที่ในกรณีก่อนทําการศึกษามีค่า I5 ตํ่ากว่า 1 และในกรณีหลังทําการศึกษานั้นให้ค่าสูงกว่า 1 ทุก DMA ตลอดทุกช่วงเวลา ดังนั้นจึงสรุปได้ว่ากําลังที่ผู้ใช้นํ้าได้รับ นั้นมีค่าสูงกว่ากําลังที่ผู้ใช้นํ้าควรจะได้รับ (Pext>Pmin, ext ) ซึ่งสื่อถึงปริมาณและแรงดันนํ้าที่ผู้ใช้นํ้าได้รับจากระบบโครงข่ายท่อนั้นมีความเพียงพอต่อความต้องการใช้นํ้า