M R Quick

1. โปรแกรมคำนวณค่าปริมาณการใช้น้ำของพืชอ้างอิง (ETO) จากข้อมูลอุตุนิยมวิทยาเกษตร Development of Meteorological Data and Reference Crop Evapotranspiration (ETO) Quick Computation Program MR Quick โดย กลุ่มวิจัยและพัฒนาด้านวิศวกรรม สำนักวิจัยและพัฒนา ร่วมกับ กลุ่มงานวิจัยการใช้น้ำชลประทาน ส่วนการใช้น้ำชลประทาน สำนักบริหารจัดการน้ำและอุทกวิทยา กรมชลประทาน รางวัลบุคคลหรือทีมงานที่มีผลงานสร้างสรรค์ดีเด่น (RID INNOVATION 2011) อันดับที่ 1 ประจำปี พ.ศ. 2554 ด้านการพัฒนาหรือประยุกต์ใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์และพัฒนาระบบฐานข้อมูล เพื่อสนับสนุนการบริหารและการติดตามงาน (MIS)

2. คณะผู้พัฒนาโปรแกรม MR Quick ผู้ดำเนินการ ชื่อ : นายนฤพลสีตบุตร ตำแหน่ง : วิศวกรโยธาปฏิบัติการ สังกัด : กลุ่มวิจัยและพัฒนาด้านวิศวกรรม สำนักวิจัยและพัฒนา กรมชลประทาน ผู้ร่วมดำเนินการ ชื่อ : นางมัณฑณา สุจริต ตำแหน่ง : นักวิชาการเกษตรชำนาญการพิเศษ สังกัด : กลุ่มงานวิจัยการใช้น้ำชลประทาน ส่วนการใช้น้ำชลประทาน สำนักบริหารจัดการน้ำและอุทกวิทยา กรมชลประทาน ผู้ร่วมดำเนินการ ชื่อ : น.ส.วราลักษณ์ งามสมจิตร ตำแหน่ง : นักวิชาการเกษตรชำนาญการ สังกัด : กลุ่มงานวิจัยการใช้น้ำชลประทาน ส่วนการใช้น้ำชลประทาน สำนักบริหารจัดการน้ำและอุทกวิทยา กรมชลประทาน

3. ความสำคัญและที่มาของปัญหาการเริ่มต้นก่อตั้งสถานีค้นคว้าและวิจัยด้านเกษตรชลประทานในประเทศไทยความสำคัญและที่มาของปัญหาการเริ่มต้นก่อตั้งสถานีค้นคว้าและวิจัยด้านเกษตรชลประทานในประเทศไทย ก่อนที่โครงการชลประทานเจ้าพระยาใหญ่ จะได้เริ่มสร้างในปี พ.ศ. 2494 นั้น กรมชลประทาน ทราบดีว่าเมื่อสร้างเสร็จแล้ว การควบคุม การจัดสรรน้ำ และแบ่งปริมาณน้ำที่มีมาตามลำน้ำธรรมชาติ เพื่อส่งเข้าคลองต่าง ๆ ไปยังไร่นาตลอดฤดูการเพาะปลูกตามวิธีการที่ถูกต้องในเวลาที่พืชต้องการ และมีปริมาณที่เพียงพอแก่การเจริญเติบโต เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ดังนั้นเพื่อให้บรรลุถึงจุดประสงค์ดังกล่าวข้างต้น กรมชลประทานจึงได้ติดต่อกับองค์การอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติ (FAO)ขอผู้เชี่ยวชาญในด้านการเกษตรชลประทานมาช่วยดำเนินการ โดยจัดตั้งไร่นาผสมตัวอย่างขึ้นที่แผนกโครงการชลประทานหลวงสามชุก เมื่อวันที่ 17 มีนาคม พ.ศ. 2498 ในปัจจุบันได้เปลี่ยนชื่อมาเป็น สถานีทดลองการใช้น้ำชลประทานที่ 4 (สามชุก) ซึ่งเป็นสถานี ฯ แห่งแรก ดำเนินการศึกษาและค้นคว้าวิจัยการใช้น้ำของพืชรวมทั้งวิธีการชลประทานต่าง ๆ เพื่อต้องการทราบว่าในการปลูกพืชแต่ละชนิด ได้แก่ ข้าว พืชไร่ พืชผัก ไม้ผล และการเกษตรแบบผสมผสานจะต้องทำการให้น้ำอย่างไรจึงจะเป็นการประหยัดน้ำ ทำให้พืชเจริญงอกงามและได้รับผลผลิตที่ดีทั้งปริมาณและคุณภาพ โดยมีเป้าหมายเพื่อให้การใช้น้ำชลประทาน และการใช้ที่ดินเพื่อการเกษตรกรรม เป็นไปอย่างเหมาะสม และเกิดประโยชน์สูงสุด ซึ่งจะช่วยให้เกษตรกรได้รับผลตอบแทนอย่างคุ้มค่า ในบริเวณที่ราบภาคกลาง

4. ความสำคัญและที่มาของปัญหา (ต่อ) • ทำไมต้องศึกษาการใช้น้ำของพืช : ที่มา เกษตรชลประทานประยุกต์. สุรีย์ สอนสมบูรณ์. 2526 ตามหลักการชลประทาน ในการให้น้ำแก่พืชผู้ปฏิบัติจะต้องพยายามเลือกวิธีการปฏิบัติให้มีการสูญเสียน้ำที่ไร้ประโยชน์ให้น้อยที่สุด เช่น ควบคุมและป้องกัน การรั่วซึม การรั่วไหลออกจากแปลง การระเหยจากระบบส่งน้ำ ระบบกระจายน้ำ และในแปลงเพาะปลูก ซึ่งถ้าสามารถควบคุมสิ่งเหล่านี้ได้แล้ว ก็จะทำให้ประสิทธิภาพของการชลประทานสูงขึ้น แต่ถึงแม้ว่าประสิทธิภาพการชลประทานที่ได้จะสูงขึ้น แต่ถ้าผู้ปฏิบัติไม่ได้คำนึงถึงผลผลิตของพืชที่จะได้รับต่อไร่แล้ว ก็มักจะปรากฏว่าพื้นที่ชลประทานที่ประสิทธิภาพสูงแต่ผลผลิตของพืชจะต่ำ ดังนั้นการตรวจสอบประสิทธิภาพการชลประทาน จึงเป็นเพียงแค่มาตรการอันหนึ่งในการควบคุมการส่งน้ำและจัดสรรน้ำให้เกิดการประหยัดน้ำชลประทาน เพื่อที่จะสามารถขยายพื้นที่ออกไปได้มากที่สุดเท่านั้น แต่ถ้าคำนึงถึงผลผลิตของพืชที่จะได้รับด้วยแล้ว พืชจะให้ผลผลิตสูงสุดก็ต่อเมื่อได้รับน้ำเต็มที่ตามความต้องการของ ชนิดพืช พันธุ์พืช และตามการเจริญเติบโตของพืชในแต่ละช่วง ซึ่งอย่างน้อยอาจแบ่งได้ 3 ช่วง

5. ความสำคัญและที่มาของปัญหา (ต่อ)ทำไมต้องศึกษาการใช้น้ำของพืช : ที่มา เกษตรชลประทานประยุกต์. สุรีย์ สอนสมบูรณ์. 2526 ช่วงแรกคือ ช่วงการเจริญเติบโตทางใบและลำต้น ช่วงที่สองคือ ช่วงการตั้งท้องออกรวงออกดอก และช่วงที่สามคือ ช่วงการสร้างผลผลิต ดังนั้นในการให้น้ำจึงจำเป็นต้องควบคุมให้พืชได้รับน้ำเต็มที่ทั่วถึงทุกต้น หรือตลอดพื้นที่เพาะปลูกตามจังหวะที่พืชต้องการทั้งสามช่วง แต่ในทางปฏิบัติเป็นไปได้ ดังนั้นตามความเป็นจริงจะมีพืชจำนวนหนึ่งเทานั้นที่ได้รับน้ำเต็มที่และให้ผลผลิตสูงสุด ที่เหลือจะได้รับน้ำไม่เต็มที่และให้ผลผลิตต่ำ ถ้าพืชส่วนแรกมีเปอร์เซ็นต์สูงผลผลิตโดยรวมก็จะสูงขึ้นด้วย ดังนั้นเป้าหมายของการชลประทานจึงมิใช่อยู่ที่การเพิ่มประสิทธิภาพการชลประทานให้สูงขึ้นเท่านั้น แต่ยังต้องการให้ผลผลิตโดยรวมตลอดพื้นที่การชลประทาน หรือผลผลิตต่อไร่สูงขึ้นด้วย ซึ่งในทางวิชาการเป้าหมายในการเพิ่มผลผลิตต่อไร่ด้วยน้ำชลประทานมีชื่อเรียกว่า ประสิทธิภาพของการใช้น้ำให้เกิดประโยชน์ (Water Utilization Efficiency) มีหน่วยเป็นกิโลกรัมของผลผลิตที่ได้รับต่อจำนวนน้ำที่ใช้ไป 1 ลูกบาศก์เมตร

6. ค่าพารามิเตอร์ที่สำคัญค่าพารามิเตอร์ที่สำคัญ ในงานวิจัยด้านเกษตรชลประทาน ของกรมชลประทาน ในเรื่องที่เกี่ยวกับการใช้น้ำของพืช มีค่าพารามิเตอร์ที่สำคัญอยู่ 3 ค่า 1. ค่าปริมาณการใช้น้ำของพืช (Consumptive Use หรือ Evapotranspiration; ET) ประกอบด้วย ปริมาณน้ำที่พืชดูดไปจากดิน นำไปใช้สร้างเซลล์และเนื้อเยื่อ ซึ่งเรียกว่า "การคายน้ำ (Transpiration; T)" กับปริมาณน้ำที่ระเหยจากผิวดินบริเวณรอบ ๆ ต้นพืช จากผิวน้ำในขณะให้น้ำหรือในขณะที่มีน้ำขังอยู่ และจากน้ำที่เกาะอยู่ตามใบเนื่องจากฝนหรือการให้น้ำ รวมเรียกว่า "การระเหย (Evaporation; E) 2. ค่าสัมประสิทธิการใช้น้ำของพืช (Crop Coefficient; KC) เป็นค่าสัมประสิทธิ์ที่ขึ้นอยู่กับชนิดและอายุของพืชแต่เพียงอย่างเดียว 3. ค่าปริมาณการใช้น้ำของพืชอ้างอิง (Reference Crop Evapotranspiration; ETO) เป็นค่าที่นักวิทยาศาสตร์คิดค้นขึ้น แทนการวัดค่าการใช้น้ำของพืชแต่ละชนิดในทุกสภาพภูมิอากาศโดยตรง ซึ่งการวัดโดยตรงเป็นสิ่งที่ทำได้ยาก (เป็นค่าที่โปรแกรม MR Quick คำนวณให้จากวิธีการทั้งสิ้น 6 วิธีการ)

7. วัตถุประสงค์ของพัฒนาโปรแกรม MR Quick เพื่อพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ในการคำนวณค่าปริมาณการใช้น้ำของพืชอ้างอิง (ETO) จากฐานข้อมูลอุตุนิยมวิทยาเกษตร ชื่อย่อ(MR Quick) โดยโปรแกรมประยุกต์นี้ทำงานภายใต้ระบบปฏิบัติการ Windows XP จัดการฐานข้อมูลอุตุนิยมวิทยาเกษตรโดยใช้โปรแกรม Microsoft Office ExcelVersion 2003 และเขียนโปรแกรมโดยใช้โปรแกรมภาษา Visual Basic Version 6.0 • แนวคิดในการพัฒนาโปรแกรม MR Quick การใช้น้ำของพืชอ้างอิงนี้มีความสำคัญต่อการจัดการน้ำชลประทานเป็นอย่างมากเพราะจะทำให้ทราบค่าความต้องการน้ำของพืชชนิดต่าง ๆ ที่ไม่ใช่พืชอ้างอิง และสามารถคำนวณได้จากสูตร ET = KC x ETOโดยที่ ET เป็นค่าการใช้น้ำของพืชที่ต้องการทราบ KCเป็นค่าสัมประสิทธิ์การใช้น้ำของพืชดังกล่าว ซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดและอายุของพืชเพียงอย่างเดียว ETOเป็นค่าปริมาณการใช้น้ำของพืชอ้างอิง ในทางกลับกันถ้าต้องการทดลองวัดค่า KCของพืชชนิดใดชนิดหนึ่ง ในสนามเพื่อหาค่า KCไปใช้ในการส่งน้ำให้แก่พืชชนิดนั้น ๆ ในช่วงการเจริญเติบโตช่วงใดช่วงหนึ่ง หรือตลอดฤดูการเพาะปลูก จะคำนวณได้จากสูตร KC = ET/ETOในเมื่อ ET เป็นการใช้น้ำของพืชที่วัดจริงในสนามโดยใช้ถังวัดการใช้น้ำของพืช และ ETOเป็นการใช้น้ำของพืชอ้างอิงโดยการปลูกหญ้า หรือ คำนวณจากข้อมูลภูมิอากาศที่ได้ทำการวัดจริงในบริเวณพื้นที่ ที่ทำการทดลอง จากสูตร ต่าง ๆ จากที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้นจะเห็นได้ว่าการคำนวณหาค่า ETOเป็นองค์ประกอบที่สำคัญ ทั้งการทดลองเพื่อวัดค่า KCและการนำค่า KCไปใช้ในการบริหารจัดการน้ำให้แก่พืช

8. แนวคิดในการพัฒนาโปรแกรม MR Quick (ต่อ) การคำนวณค่า ETOของสำนักบริหารจัดการน้ำและอุทกวิทยาในปัจจุบัน ทำการคำนวณด้วยมือจากสูตรที่นิยมใช้ในทางเกษตรชลประทานจำนวน 6 สูตร ซึ่งมีความยุ่งยาก และใช้เวลานาน เนื่องจากต้องใช้ข้อมูลอุตุนิยมวิทยาเกษตรหลายค่า และบางสูตรประกอบด้วยสมการที่ซับซ้อน การนำโปรแกรมคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการคำนวณภายใต้แนวคิดที่ว่า “ใช้งานง่าย ไม่ซับซ้อน ตรวจสอบรายการคำนวณได้ทุกขั้นตอน” จะทำให้ลดเวลาในการทำงานลง ทุกคนสามารถใช้โปรแกรมได้โดยไม่จำเป็นต้องมีความรู้ทางคณิตศาสตร์ และมีความมั่นใจมากขึ้นกับผลลัพธ์ที่ได้ จึงได้มีการจัดทำโปรแกรม MR Quick ขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการดังกล่าว โดยใช้ข้อมูลอุตุนิยมวิทยาเกษตรในการคำนวณ และทำการบันทึกในโปรแกรม Excel ตามแบบฟอร์มและโฟลเดอร์ที่กำหนดไว้ โดยโปรแกรมจะดึงข้อมูลจากฐานข้อมูลที่เก็บอยู่ในรูปแบบตารางคำนวณ (Worksheet) ของโปรแกรม Excel ไปคำนวณค่าเฉลี่ยข้อมูลอุตุนิยมวิทยาในช่วงที่เกี่ยวข้องและคำนวณค่า ETOจากนั้นจึงส่งค่าผลลัพธ์ต่างๆที่คำนวณได้ไปเก็บไว้ในโฟลเดอร์ที่โปรแกรมสร้างให้ในฮาร์ดดิสก์ของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่คำนวณโดยอัตโนมัติ ทั้งนี้จะใช้ข้อมูลเฉพาะในพื้นที่ของสถานีทดลองการใช้น้ำชลประทานที่ 1 - 8 และศูนย์สาธิตการใช้น้ำชลประทาน ของสำนักบริหารจัดการน้ำและอุทกวิทยาเท่านั้น

9. ETOเป็นค่าที่นักวิทยาศาสตร์คิดค้นขึ้น แทนการวัดค่าการใช้น้ำของพืชแต่ละชนิดในทุกสภาพภูมิอากาศโดยตรง ซึ่งการวัดโดยตรงเป็นสิ่งที่ทำได้ยาก วิธีการหาทำโดยการเลือกพืชขึ้นมาชนิดหนึ่งที่เจริญงอกงามได้ตลอดปี มีอัตราการใช้น้ำไม่ขึ้นอยู่กับอายุ และกำหนดให้ดินที่ปลูกพืชอ้างอิงมีความชื้นสูงมากพออยู่ตลอดเวลา จนทำให้คุณสมบัติอย่างอื่น ๆ ของดิน เช่น เนื้อดิน ความเข้มข้นของเกลือในดิน (เฉพาะในเกณฑ์ปกติ) ความสามารถในการเก็บน้ำของดินไว้ให้พืชใช้ ฯลฯ หมดความสำคัญหรือมีอิทธิพลต่อการใช้น้ำของพืชอ้างอิงที่เลือกไว้ ดังนั้นการใช้น้ำของพืชอ้างอิงจึงขึ้นอยู่กับสภาพภูมิอากาศรอบ ๆ ต้นพืชเพียงอย่างเดียว ด้วยเหตุนี้จึงทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคิดวิธีการคำนวณเป็นสูตรต่าง ๆ ในการคำนวณค่า ETOได้โดยใช้ข้อมูลภูมิอากาศได้อย่างมากมาย • สูตรคำนวณค่า ETOจากข้อมูลอุตุนิยมวิทยาเกษตร ที่กรมชลประทานใช้ในการทดลองหาค่าการใช้น้ำของพืชอยู่ในปัจจุบัน ซึ่งเป็นค่าที่โปรแกรม MR Quick คำนวณ คือ • 1. Blaney – Criddle Method • 2. Radiation Method • 3. Hargreaves Method • 4. Modified Penman Method • 5. Pan Evaporation Method • 6. Penman – Monteith Method การคำนวณค่า ETO ในกรมชลประทาน โดยใช้โปรแกรม MR Quick

10. ขอบเขตของการพัฒนาโปรแกรมขอบเขตของการพัฒนาโปรแกรม 1. โปรแกรม MR Quick ใช้คำนวณค่า ETO ได้ 6 วิธีการเท่านั้น คือ Pan Evaporation Method, Hargreaves Method, Radiation Method, Blaney – Criddle Method, Modified Penman Method และ Penman – Monteith Method 2. ข้อมูลอุตุนิยมวิทยาเกษตรที่นำมาใช้คำนวณ ต้องเก็บข้อมูลในรูปแบบของโปรแกรม Microsoft Excel ตามแบบฟอร์ม และโฟลเดอร์ที่โปรแกรม MR Quick กำหนดเท่านั้น 3. โปรแกรม MR Quick ได้ใส่ค่าพิกัดที่ตั้ง เส้นรุ้ง (Latitude) เส้นแวง (Longitude) และความสูงจากระดับน้ำทะเลปานกลาง (Altitude) เฉพาะพื้นที่ของ สถานีทดลองการใช้น้ำชลประทานที่ 1 (แม่แตง) อ.แม่แตง จ.เชียงใหม่, สถานีทดลองการใช้น้ำชลประทานที่ 2 (พิษณุโลก) อ.พรหมพิราม จ.พิษณุโลก, สถานีทดลองการใช้น้ำชลประทานที่ 3 (ห้วยบ้านยาง) อ.เมือง จ.นครราชสีมา, สถานีทดลองการใช้น้ำชลประทานที่ 4 (สามชุก) อ.สามชุก จ.สุพรรณบุรี, สถานีทดลองการใช้น้ำชลประทานที่ 5 (แม่กลองใหญ่) อ.กำแพงแสน จ.นครปฐม, สถานีทดลองการใช้น้ำชลประทานที่ 6 (เพชรบุรี) อ.ชะอำ จ.เพชรบุรี, สถานีทดลองการใช้น้ำชลประทานที่ 7 (ปัตตานี) อ.เมือง จ.ยะลา, สถานีทดลองการใช้น้ำชลประทานที่ 8 (นครศรีธรรมราช) อ.เชียรใหญ่ จ.นครศรีธรรมราช และศูนย์สาธิตการใช้น้ำชลประทานแม่กลอง อ.ท่าม่วง จ.กาญจนบุรี เท่านั้น ดังนั้นในการคำนวณค่า ETOจึงใช้ได้กับพื้นที่ ที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้นกับพื้นที่ใกล้เคียงเท่านั้น

11. ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ 1. โปรแกรมจะมีส่วนช่วยอำนวยความสะดวกในการวิจัยด้านการใช้น้ำของพืชเพื่อวัดค่า KC ในสนาม ซึ่งมีความสัมพันธ์ดังสมการ KC = ET/ETO โดยโปรแกรมสามารถคำนวณค่า ETOจากข้อมูลอุตุนิยมวิทยาเกษตรที่มีปริมาณมาก ลดระยะเวลาและขั้นตอนที่ยุ่งยาก ลดความผิดพลาด และเพิ่มประสิทธิภาพให้ผู้คำนวณแทนการคำนวณด้วยมือ ทุกคนสามารถใช้โปรแกรมได้โดยไม่จำเป็นต้องมีความรู้ทางคณิตศาสตร์ และมีความมั่นใจมากขึ้นกับผลลัพธ์ที่ได้ เพราะรูปแบบการใช้งานง่าย ไม่ซับซ้อน ตรวจสอบการคำนวณได้ทุกขั้นตอน หน่วยงานที่นำผลการศึกษาและพัฒนาโปรแกรมไปใช้ประโยชน์ ได้แก่ ส่วนการใช้น้ำชลประทาน สถานีทดลองการใช้น้ำชลประทานที่ 1 – 8, ศูนย์สาธิตการใช้น้ำชลประทานแม่กลอง 2. ประโยชน์ในด้านการพัฒนาบุคลากรของกรมชลประทาน เพราะในการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะใช้ในการทำงานอะไรก็ตาม ผู้พัฒนาไม่ว่าจะเป็นบุคคล หรือเป็นทีมงานจะต้องมีการศึกษา ค้นคว้าข้อมูล ในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับงานที่จะพัฒนานั้น ๆ อย่างดีก่อน จึงจะสามารถนำมาพัฒนาเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ได้ จึงเป็นการเพิ่มขีดความสามารถให้กับบุคลากร ของกรมชลประทานให้สูงขึ้น อันจะส่งผลต่อการพัฒนางานของกรมชลประทานในอนาคต 3. ลดการพึ่งพาโปรแกรมคอมพิวเตอร์จากต่างประเทศ ซึ่งจะติดปัญหาในเรื่องลิขสิทธิ์ในการใช้งาน และโปรแกรมที่ไม่ตอบสนองต่อความต้องการในการใช้งานจริง ของหน่วยงานภายในกรมชลประทาน

12. จบการนำเสนอ