ในรอบ 10 ที่ผ่านมานี้เหตุการณ์น้ำท่วมและดินถล่มในประเทศไทย มีความถี่และรุนแรงมากขึ้นเรื่อย ๆ ก่อให้เกิดการสูญเสียต่อชีวิตและทรัพย์สินโดยไม่สามารถประเมินได้ สาเหตุหลักเกิดจากปริมาณน้ำฝนที่ตกมากเกินกว่าที่ศักยภาพของดินจะรองรับได้ เกิดน้ำไหลบ่านำเอาหน้าดินและต้นไม้ ไหลเข้าทำความเสียหาย ในขณะที่ศักยภาพของดินในการรองรับน้ำหรืออุ้มน้ำนั้น มีแนวโน้มลดลง เนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงพื้นที่โดยเฉพาะในพื้นที่ลาดชัน พื้นที่ราบเชิงเขาและพื้นที่ใกล้ทางน้ำไหล ปริมาณน้ำที่ไม่สามารถเก็บกักไว้ได้ในดินจำนวนมาก ไหลลงสู่พื้นที่ราบตอนล่าง เกิดลักษณะการท่วมอย่างฉับพลัน (Flash Flood) และท่วมพื้นที่อยู่อาศัย พื้นที่เกษตรในที่ราบตอนล่าง สร้างความเสียหายเป็นอย่างมาก

        ศูนย์วิจัยป่าไม้ คณะวนศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ได้มีการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับพื้นที่เสี่ยงภัยและการพัฒนาระบบเตือนภัยสำหรับชุมชนมาเป็นระยะเวลา กว่า 5 ปี โดยในระยะแรกนั้นได้รับการสนับสนุนงบประมาณวิจัยจากสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ ปี 2545 – 2547 และแนวคิดในการดำเนินการเรื่องนี้ไม่ได้หยุดนิ่ง นักวิจัยได้มีการพัฒนา ปรับปรุงและต่อยอดงานวิจัยดังกล่าวเพื่อให้ทันสมัยและสอดคล้องกับเทคโนโลยีสมัยใหม่ตลอดเวลาและรองรับความก้าวหน้าด้านเทคโนโลยี โดยได้พัฒนาระบบที่สามารถส่งผ่านข้อมูลระบบ GPRS และระบบดาวเทียมได้ นอกจากนี้ยังได้มีการศึกษาและพัฒนาดำเนินการในพื้นที่ลุ่มน้ำแม่วาง จังหวัดเชียงใหม่ และให้บริการผ่านเครือข่าย www.maewang.net คณะนักวิจัยได้เริ่มดำเนินการศึกษาเกี่ยวกับระบบเตือนภัยตั้งแต่ปี 2545 โดยทำการศึกษาวิจัย ในพื้นที่ลุ่มน้ำแม่วาง ภายใต้การสนับสนุนงบประมาณวิจัยจากสำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ซึ่งการวิจัยมีการพัฒนาระบบตรวจวัดข้อมูล ระบบส่งข้อมูลจากระยะไกล ระบบการประมวลผล และระบบของการเตือนภัย นอกจากนี้ยังได้ทำการพัฒนาและปรับปรุงระบบมาอย่างต่อเนื่องดังนี้ คือ (1) แม่วางรุ่นที่ 1 ระบบรับส่งด้วยวิทยุสื่อสาร VHF (2) แม่วางรุ่นที่ 2 ระบบส่งข้อมูลโดยสัญญาณโทรศัพท์มือถือแบบAnalog (3) แม่วางรุ่นที่ 3 ส่งข้อมูลด้วยระบบ GPRS และเทคโนโลยี 2-Way Communication และ (4) แม่วางรุ่นที่ 4 ระบบส่งข้อมูล ด้วยระบบดาวเทียม ซึ่งนักวิจัยได้พัฒนาระบบของการควบคุมจากระยะไกลและการประมวลผลเพื่อตัดสินใจในการเตือนภัยทั้งในสถานีสนามและสถานีควบคุมหลัก หรือเรียกว่าระบบ SCADA (Supper ) โดยทำการศึกษาวิจัยในพื้นที่ลุ่มน้ำแม่วาง จังหวัดเชียงใหม่ พื้นที่ลุ่มน้ำแม่วางซึ่งมีพื้นที่ประมาณ 544 ตารางกิโลเมตร ในอดีตพื้นที่ดังกล่าวประสบปัญหาน้ำท่วมประจำ และทำการคัดเลือกตำแหน่งที่เพื่อติดตั้งสถานีตรวจวัดข้อมูลและเตือนภัยจำนวน 4 สถานี ประกอบด้วย สถานีขุนวาง สถานีทุ่งหลวง สถานีสบวิน และสถานีพันตน โดยทำการติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดและระบบการส่งข้อมูลจากระยะไกลประกอบด้วย เครื่องวัดน้ำฝนแบบธรรมดา เครื่องวัดน้ำฝนแบบอัตโนมัติ เครื่องวัดอุณหภูมิ เครื่องวัดความชื้นในดิน โดยที่สถานีใกล้ลำน้ำจะติดตั้งสถานีวัดระดับน้ำอัตโนมัติด้วย

         เครื่องมือและระบบเตือนภัยที่ได้ดำเนินการนี้เป็นเทคโนโลยีการตรวจวัด บันทึก และส่งข้อมูลจากระยะไกล ประกอบด้วยเครื่องมือตรวจวัด ดังนี้

1. เครื่องวัดน้ำฝนแบบธรรมดา: เป็นกระบอกวัดน้ำฝนแบบมาตรฐานขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 นิ้ว ออกแบบโดยใช้สแตนเลสเพื่อป้องกันสนิม ทำการตรวจวัดปริมาณน้ำฝนทุกวัน

2. เครื่องวัดน้ำฝนอัตโนมัติ : พัฒนาเครื่องวัดน้ำฝนแบบถ้วยกระดกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 นิ้วมาตรฐาน ทำการตรวจวัดน้ำฝนขนาด 0.5 มิลลิเมตรเชื่อมต่ออุปกรณ์นับและเก็บบันทึกเวลาในอุปกรณ์หน่วยความจำ (Data Logger)

3. เครื่องวัดความชื้นในดิน :เป็นอุปกรณ์ตรวจวัดความชื้นในดินแบบมาตรฐานที่ออกแบบโดยใช้ Sensor แกนเหล็ก ปักไว้ในดินและส่งค่าขนาด 0-20 mV และพัฒนาโปรแกรมการสอบเทียมกับค่ามาตรฐาน TDR (Time Domain Refectometer)

4. เครื่องวัดระดับน้ำอัตโนมัติและเสาวัดระดับน้ำ : เครื่องวัดระดับน้ำอัตโนมัติและหรือ/เสาวัดระดับน้ำ ในกรณีที่มีลำน้ำไหลผ่านพื้นที่เสี่ยงภัยน้ำท่วมฉับพลัน–ดินถล่ม

5. สถานีเฝ้าระวังและเตือนภัย : สถานีเฝ้าระวังและเตือนภัยน้ำท่วมและดินถล่มนั้น ได้ออกแบบเพื่อติดตั้งอุปกรณ์สำหรับตรวจวัดข้อมูล อุปกรณ์สำหรับเก็บบันทึกข้อมูลและประมวลผลและอุปกรณ์สำหรับเตือนภัย โดยสัญญาณเตือนภัยนั้นออกแบบเป็นรูปแบบของสัญญาณเสียงและสัญญาณแสง 3 ระดับด้วยกัน โดยระบบการส่งข้อมูลจากระยะไกล จะใช้ระบบ GPRS

        ระบบการเตือนภัยและการเตือนภัย

1. ลักษณะการเตือนภัย

เมื่อการตรวจวัดปริมาณน้ำฝนและอุปกรณ์อื่น ๆ และส่งข้อมูลผ่านระบบสื่อสารต่าง ๆ (GSM,GPRS, ระบบดาวเทียม) มายังส่วนกลาง เพื่อทำการประมวลผลด้วย model ทางอุทกวิทยาและส่งสัญญาณการเตือนภัยไปยังสถานีตามหมู่บ้านเสี่ยงภัย โดยมีเกณฑ์การเตือนภัยใน 3 ระดับ คือ

ระดับที่ 1 สัญญาณเสียงและแสงสีเขียว ให้ราษฎรเฝ้าระวัง
ระดับที่ 2 สัญญาณเสียงและแสงสีเหลือง ให้ราษฎรเตรียมพร้อม
ระดับที่ 3 สัญญาณเสียงและแสงสีแดง ให้ราษฎรอพยพหรือย้ายไปอยู่ในที่ที่ปลอดภัย โดยการศึกษาจะมีการจำลองแบบเพื่อกำหนดระดับและตำแหน่งของผลกระทบ หรือบ้านเรือนที่จะได้รับผลกระทบหากมีปริมาณน้ำฝนถึงจุดวิกฤติ


2. ค่าวิกฤตที่ใช้ในการเตือนภัย

ในการศึกษาวิจัยนี้ได้สร้างแบบจำลองสถานการณ์น้ำฝนและสถานการณ์การเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินในการกำหนดปัจจัยและเกณฑ์ในการเตือนภัยสำหรับพื้นที่ตอนบนและพื้นที่ตอนล่าง

2.1 เกณฑ์สำหรับเตือนภัยในสถานีบน (เสี่ยงภัยดินถล่ม)


ใช้ค่าปริมาณน้ำฝนและประเมินหาค่าดัชนีความชุ่มชื้นของดิน หรือ API วิกฤติหรือระดับที่เป็นอันตราย เปรียบเทียบกับปริมาณความชื้นในดินที่ทำการตรวจวัดได้ โดยใช้แบบจำลองคณิตศาสตร์และแบบจำลอง 3 มิติเข้าช่วย สำหรับลุ่มน้ำแม่วางนั้นพบว่า ค่า API วิกฤติที่จะทำให้เกิดอันตรายอยู่ที่เกณฑ์เฉลี่ย 180 มิลลิเมตร

2.2 เกณฑ์สำหรับเตือนภัยในสถานีกลาง (เสี่ยงภัยน้ำท่วมฉับพลันและดินถล่ม)


ใช้แบบจำลองปริมาณน้ำฝนสะสมทุกสถานีและประเมินการให้ปริมาณน้ำท่า ณ สถานีบ้านสบวินซึ่งมีระดับวิกฤติที่ระดับ 4.50 ม. (รสม.) ที่ทำให้เกิดน้ำท่วม โดยพบว่าหากมีปริมาณน้ำฝน 2 สถานี คือ สถานีทุ่งหลวง และสถานีขุนวาง รวมกันมากกว่า 200 มิลลิเมตร จะทำให้มีปริมาณน้ำที่สถานีบ้านสบวินมากกว่า 4.0 เมตร ในเวลาปริมาณ 4-6 ชั่วโมง

2.3 เกณฑ์สำหรับเตือนภัยในสถานีล่าง (เสี่ยงภัยน้ำท่วมฉับพลันและดินถล่ม)


ใช้ความสัมพันธ์ระหว่างระดับน้ำ 2 สถานี คือสถานีบ้านสบวิน และสถานีบ้านพันตนในการเตือนภัย คือ หากระดับน้ำสถานีบ้านสบวินสูง 4.50 ม.(รสม.) จะทำให้เกิดน้ำท่วมพื้นที่ตอนล่างใต้สถานีบ้านพันตน ในเวลาประมาณ 4-6 ชั่วโมง