บริหารจัดการน้ำบนสมาร์ทโฟน…ความท้าทายใหม่ภายใต้วิกฤติน้ำ


ปัจจุบันสถานการณ์น้ำท่วม น้ำแล้ง กำลังทวีความรุนแรงมากขึ้น เป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ หรือ Climate Change ที่หลายประเทศทั่วโลกกำลังเผชิญอยู่ สำนักงานคณะกรรมการอำนวยการแผนงานยุทธศาสตร์เป้าหมาย (Spearhead) ด้านสังคม แผนการบริหารจัดการน้ำ ภายใต้ความร่วมมือระหว่างสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ และสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สกสว.) เป็นรูปแบบทุนและการบริหารจัดการงานวิจัยแบบใหม่ ที่มีการบูรณาการการทำงานร่วมกันระหว่างแผนงาน นักวิจัย และหน่วยงานที่เกี่ยวข้องกับการบริหารจัดการน้ำ เพื่อให้เกิดความยั่งยืนตามแผนงานที่ได้ตั้งเป้าหมายไว้ คือ เพื่อสร้างกลไกการใช้น้ำที่เป็นธรรม และปรับพฤติกรรมการใช้น้ำอย่างประหยัดหรือลดการใช้น้ำลงร้อยละ 15 และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำจากแหล่งน้ำต้นทุนขึ้นร้อยละ 85 ภายในระยะเวลา 3 ปี แบ่งการดำเนินงานเป็น 3 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่มโครงการวิจัยที่ 1 เพื่อพัฒนาการวางแผนน้ำในพื้นที่ EEC , กลุ่มโครงการวิจัยที่ 2 เพิ่มประสิทธิภาพการจัดการน้ำในพื้นที่ชลประทาน และกลุ่มโครงการที่ 3 สนับสนุนด้านพฤติกรรมผู้ใช้น้ำ

โดยกลุ่มโครงการวิจัยที่ 2 เพิ่มประสิทธิภาพการจัดการน้ำในพื้นที่ชลประทานภาคกลางตอนบน มีด้วยกัน 2 โครงการ ได้แก่ โครงการการพัฒนาเทคโนโลยีการบริหารจัดการพื้นที่เกษตรกรรมที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำในระดับโครงการชลประทาน และโครงการการเพิ่มประสิทธิภาพระบบปฏิบัติการบริหารจัดการน้ำเกษตรกรรมเพื่อลดปริมาณการใช้น้ำเกษตรกรรมและการใช้น้ำต้นทุนที่เหมาะสม โดยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ ปิ่นทอง ศูนย์วิจัยวิศวกรรมน้ำและโครงสร้างพื้นฐาน มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ (มจพ.) ในฐานะนักวิจัย กล่าวว่า “ถ้ามองย้อนหลังไปในปี 2554 เรามีการปล่อยน้ำไปเกินกว่าที่เราวางแผนไว้ 4,000-5,000 ล้านลูกบาศก์เมตร ตอนนั้นกรมชลประทานไม่มีเครื่องมือ แต่เรามีประสบการณ์ในอดีต ณ วันนี้เรามีเครื่องมือ ถ้าเราพัฒนาเครื่องมือขึ้นมาจะสามารถอธิบายแทนเราได้ว่าเราจะปล่อยน้ำอย่างไร จึงจะสอดคล้องกับความเป็นจริง โดยการจำลองสถานการณ์ว่าถ้าเราปล่อยน้ำไปขนาดนี้จะเกิดอะไรขึ้น”

ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ ปิ่นทอง
ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ ปิ่นทอง

จุดเด่นของการดำเนินงานวิจัย คือ การพัฒนาเครื่องมือบริหารจัดการน้ำที่มีการบูรณาการพื้นที่ต้นน้ำ กลางน้ำ และปลายน้ำ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำต้นทุนในเขื่อนภูมิพลและเขื่อนสิริกิติ์โดยเฉลี่ยร้อยละ 85 และลดความเสี่ยงต่อการขาดแคลนน้ำในพื้นที่ชลประทานโดยเฉลี่ยร้อยละ 15

“ปัจจุบันการนำปัญญาประดิษฐ์หรือเอไอ มาช่วยในการบริหารจัดการน้ำไม่ใช่เรื่องยาก เพียงแต่ต้องมีการบูรณาการความร่วมมือจากทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้อง ตลอดจนเกษตรกรผู้ใช้น้ำ โดยเริ่มจากการรวบรวมข้อมูลภาคสนามที่เกิดขึ้นจริงบนแปลงนา ผสานกับฐานความรู้เดิมของเกษตรกรผู้ใช้น้ำ มาพัฒนาเป็นเครื่องมือ เพราะถ้าเอไอพัฒนาอยู่บนข้อมูลเดียวก็อาจจะไม่มีความเชื่อถือ ข้อมูลจะผิดถูกขึ้นอยู่กับประสบการณ์เฉพาะบุคคล แต่ถ้าพัฒนาอยู่บนฐาน เช่น เข้าไปดูในพื้นที่ จำลองสภาพการไหลของน้ำออกมา วิเคราะห์โครงข่ายลำน้ำอยู่บนฐานของระบบที่เราบริหารอยู่ ใช้พารามิเตอร์ที่ตอบสนองกับข้อเท็จจริง จึงจะเป็นเอไอที่ตอบโจทย์ของเรา
งานวิจัยชิ้นนี้ จึงตั้งอยู่บนโจทย์ที่ว่า ทำอย่างไรให้องค์ความรู้ที่อยู่ในตัวเกษตรกรอยู่แล้ว ได้รับข้อมูลพื้นฐานเพิ่มขึ้นว่าเมื่อไหร่จะผันน้ำเข้านา ทำแล้วจะประสบปัญหาอะไร ฯลฯ แปรมาเป็นฐานข้อมูล เพื่อจัดทำแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ โดยถอดองค์ความรู้จากประสบการณ์จริงของเกษตรกรจากอดีตเข้ามาช่วยในการบริหารจัดการน้ำ”

ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ กล่าวอีกว่า เอไอของกรมชลประทานจะต้องตั้งอยู่บนฐานของข้อมูลที่เรามี จากโครงสร้างพื้นฐานที่เรามี และจากประสบการณ์ความรู้ที่เรามี นำไปพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ มีการเก็บข้อมูลเชิงกายภาพทุกตัว และใส่องค์ความรู้ที่เรามีเข้าไป เพื่อให้แบบจำลองแทนหูแทนตา ก็จะเอื้อต่อการทำงานให้ง่ายขึ้น “ถ้าเรารู้ว่ามีน้ำเข้ามาในโครงการส่งน้ำฯ ของเราเท่าไหร่ น้ำที่กระจายเข้าไปในพื้นที่ชลประทานเป็นอย่างไร และน้ำที่ไหลออกจากโครงการเราเป็นอย่างไร สามสิ่งนี้ถ้าเรารู้ได้ ทุกคนก็สามารถบริหารจัดการน้ำในพื้นที่ของเราได้”

“เมื่อก่อนเราเข้าใจกันว่า น้ำในเขื่อนต้องใช้ปีต่อปีให้หมดไป จริงๆ แล้วไม่ใช่ เพราะตลอดช่วง 30 ปีที่ผ่าน ปริมาณน้ำที่ไหลเข้าไปยังเขื่อนภูมิพล มีเพียงแค่ปีเดียวที่มีน้ำ 2,800 ล้านลูกบาศก์เมตร นอกนั้นมีปริมาณน้ำที่ไหลเข้าเขื่อนมากกว่า 4,000 ล้านลูกบาศก์เมตร นั่นหมายความว่าเรามีน้ำแน่ๆ 4,000 ล้านลูกบาศก์เมตร ฉะนั้น การจะบริหารให้มีน้ำคงอยู่ในเขื่อนข้ามไปถึงปีต่อไปอาจจะดูเป็นเรื่องยาก แต่สามารถทำได้ด้วยการทำแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับการบริหารจัดการน้ำ เพื่อประมวลผลสถานการณ์น้ำของโครงการชลประทานแบบทันต่อเวลาในการปฏิบัติการควบคุมจัดสรรน้ำชลประทาน เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำจากแหล่งน้ำต้นทุน”

บรรยากาศร่วมกับเจ้าหน้าที่ชลประทานในพื้นลุ่มน้ำปิง
บรรยากาศร่วมกับเจ้าหน้าที่ชลประทานในพื้นลุ่มน้ำปิง

ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ อธิบายว่า ปริมาณการไหลเข้าของน้ำในเขื่อนภูมิพลค่าเฉลี่ย 5,000 กว่าล้านลูกบาศก์เมตร แต่เขื่อนมีศักยภาพในเก็บกักได้ถึง 12,000-13,000 ล้านลูกบาศก์เมตร เช่นเดียวกับเขื่อนสิริกิติ์ที่มีปริมาณน้ำไหลเข้า 5,000 กว่าล้านลูกบาศก์เมตรแต่ในขณะที่เขื่อนมีศักยภาพในการเก็บกักน้ำได้ 9,000 กว่าล้านลูกบาศก์เมตร ถ้ารอแต่น้ำไหลเข้ามาต้องใช้เวลา 2 ปีน้ำจึงจะเต็มเขื่อนภูมิพล ดังนั้น เพื่อเชื่อมโยงข้อมูลตรวจวัดจากพื้นที่เกษตรกรรมแบบเรียลไทม์ ได้แก่ ระดับน้ำในคลองส่งน้ำชลประทาน ความชื้นของดิน ระดับน้ำด้านเหนือและท้ายเขื่อนของประตูระบายน้ำ ป้อนเข้าไปในแบบจำลอง จากนั้นแบบจำลองก็จะทำการประมวลสถานการณ์ในการจำลองสมดุลน้ำออกมา เพื่อเสนอแนะปริมาณการระบายน้ำที่เหมาะสมกับสถานการณ์ กระบวนการต่อไปคือ เชื่อมโยงข้อมูลที่ได้จากแบบจำลองเข้าสู่ระบบควบคุมสั่งการเครื่องมือการบริหารจัดการพื้นที่เกษตรกรรมแบบอัตโนมัติ ได้แก่ การเสนอแนะปริมาณการระบายน้ำ การจำลองการไหลในลำน้ำและการจัดสรรน้ำ ระบบสนับสนุนการตัดสินใจ

ยกตัวอย่างโครงการส่งน้ำและบำรุงรักษาท่อทองแดง (คบ.ท่อทองแดง) ซึ่งเป็นพื้นที่นำร่องของแผนงานยุทธศาสตร์เป้าหมายฯ เพื่อการบริหารจัดการน้ำ ครอบคลุมพื้นที่ชลประมาณ 5 แสนไร่ มีเกษตรกรผู้ใช้น้ำจาก คบ.ท่อทองแดง ทั้งหมด 29 กลุ่มผู้ใช้น้ำ (หรือ 29 โซน) ซึ่งแบบจำลองที่พัฒนาขึ้น จะสามารถจำลองปริมาณ และคำนวนการจัดสรรน้ำหรือแบ่งน้ำออกเป็นโซนๆ ได้ในรูปแบบที่เหมาะสม

นอกจากการออกแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อการจัดการน้ำแล้ว ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ กล่าวว่า อีกบทบาทของนักวิจัยคือ การเข้าไปรับฟังปัญหา ความคิดเห็น และเร่งทำความเข้าใจกับเกษตรกรว่าต่อไปจะมีการแบ่งโซนการใช้น้ำ ซึ่งต่อไปเมื่อมีปัญหาน้ำแล้ง กลุ่มผู้ใช้น้ำจะสามารถประเมินสถานการณ์ผ่านจอมอนิเตอร์ที่จะแสดงผลให้เห็นว่ากลุ่มพื้นที่ไหนหรือโซนใดประสบภาวะวิกฤตที่สุด ก็จะทำให้เราสามารถจัดลำดับการบริหารจัดการน้ำได้ง่ายขึ้น ด้วยระบบเซ็นเซอร์ที่นำเข้าไปติดตั้งไว้เพื่อตรวจจับระดับน้ำในแต่ละพื้นที่ ช่วยลดปัญหาความขัดแย้งในการแย่งน้ำได้

บรรยากาศการประชุมเกศตรกรกลุ่มผู้ใช้ำน้ำในพื้นที่ คบ.ท่อทองแดง จ.กำแพงเพชร
บรรยากาศการประชุมเกศตรกรกลุ่มผู้ใช้ำน้ำในพื้นที่ คบ.ท่อทองแดง จ.กำแพงเพชร

สำหรับกระบวนการผลักดันการใช้ประโยชน์ จะต้องมีการสร้างความเข้าใจร่วมกัน โดยในส่วนของเจ้าหน้าที่ของกรมชลประทาน จะต้องมีการสร้างการเรียนรู้ระหว่างผู้ปฏิบัติงาน และการฝึกอบรมบุคลากรที่อยู่ส่วนกลางสำนักชลประทาน โครงการส่งน้ำและบำรุงรักษา และโครงการชลประทานจังหวัด ขณะเดียวกันจะต้องมีการลงพื้นที่ให้ความรู้ รับฟังความคิดเห็น และแนวทางการปรับตัวกับกลุ่มเกษตรกรผู้ใช้น้ำ เพื่อสร้างการมีส่วนระหว่างคณะผู้วิจัย เจ้าหน้าที่บุคลากรกรมชลประทาน และเกษตรกรผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย
ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ อธิบายเพิ่มเติมว่า เมื่อก่อนเกษตรกรบริหารน้ำวันต่อวัน เราก็ต้องบริหารน้ำวันต่อวัน แต่ถ้าเมื่อใดก็ตามที่เราสามารถช่วยชาวนาวางแผนจัดการน้ำได้ 7 วันล่วงหน้า เราก็ต้องบริหารจัดการน้ำได้ 7 วันล่วงหน้า ถ้าเราช่วยชาวนาวางแผนได้ 10 วันล่วงหน้า หรือ 1 ปีล่วงหน้า เราก็ต้องบริหารจัดการน้ำให้ได้ 10 วัน และ 1 ปีล่วงหน้าได้เช่นกัน ดังนั้น เราจึงต้องร่วมวางแผนกับเกษตรกรในการพัฒนาแผนการส่งน้ำให้ตรงกับแผนการใช้น้ำจริงทำให้ประสิทธิภาพการจัดการน้ำเพิ่มขึ้นมาก

โดยช่องทางที่ใช้ในการสื่อสาร แบ่งเป็น 3 ส่วน ส่วนแรกคือ Mobile Application เพื่อให้เกษตรกรทราบถึงสถานะน้ำในโซนพื้นที่ของตนเอง โดยเครื่องเซ็นเซอร์ที่นำไปติดในพื้นที่จะแสดงค่าตัวเลขตั้งแต่ความแรงของน้ำ ค่าความชื้น ระดับน้ำ ฯลฯ เพื่อเป็นข้อมูลสำหรับประเมินสถานการณ์ได้อย่างถูกต้องแบบเรียลไทม์ นอกจากนี้จะมีการพัฒนาระบบหรือโปรแกรมคอมพิวเตอร์ติดตั้งไว้ที่สำนักงานโครงการฯ ซึ่งทุกคนสามารถเข้าถึงและสามารถใช้งานโปรแกรมได้อย่างประสิทธิภาพ พร้อมด้วย Web Service เพื่อให้ติดตามสถานการณ์ต่างๆ ผ่านแอพพลิเคชั่น คือต้องบริหารจัดการน้ำบนมือถือได้ “ในอนาคต เมื่อชาวนาทำนาบนมือถือได้ เราก็ต้องบริหารจัดการน้ำบนมือถือได้”

“ทุกวันนี้เวลาที่มีการประชุมกับเกษตรกร ทางชลประทานจะสร้างความเข้าใจว่า น้ำยังไม่มาต้องอีก 2 สัปดาห์ แต่ถ้าเรามีเครื่องมือ ทุกคนจะสามารถรับรู้รับทราบถึงสถานการณ์ได้ทันที การประชุมจะเป็นเพียงแค่มาประชุมว่าน้ำที่ไหลเข้ามาคุณภาพเป็นอย่างไรเท่านั้น ดังนั้น เราจะช่วยพัฒนากำลังคนให้เพิ่มขึ้นอย่างไร เพื่อช่วยประหยัดเวลาและ ประหยัดบุคลากรในพื้นที่ โดยไม่ต้องกังวลใจเรื่องของน้ำอีก” ผศ.ดร.ภาณุวัฒน์ กล่าว


โดย ฝ่ายสื่อสาร แผนงานยุทธศาสตร์เป้าหมาย (Spearhead) ด้านสังคม แผนงานการบริหารจัดการน้ำ