ระบบสนับสนุนการตัดสินใจในการใหน้ําชลประทานในระบบฟารมเกษตรกร

(Decision support system for on-farm irrigation scheduling)

CropWat for Windows Version 4.2

เอกสารประกอบการสอนสวนปฏิบัติการ วิชา 1201469

On-farm water management

โดย

ผศ. สุรจิต ภภูกัดิ์

ภาควิชาพืชไร คณะเกษตรศาสตร มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี มกราคม 2549

2

สารบัญ คําช้ีแจง .................................................................................................................................... 5

วัตถุประสงค .......................................................................................................................... 5 เปาหมาย ............................................................................................................................... 5 แนวทางการเรียน ..................................................................................................................... 5 เนื้อหา .................................................................................................................................. 5

คําช้ีแจงทั่วไปและบทสรุปเกี่ยวกับโปรแกรม ....................................................................................... 6 คํานวณ................................................................................................................................. 6 เพื่อพัฒนา ............................................................................................................................. 6 เพื่อประเมินคา ........................................................................................................................ 6 ความสามารถอื่นๆ และขอจํากัด ................................................................................................... 7 Input.................................................................................................................................. 7 Output ............................................................................................................................... 8 Calculation methods ......................................................................................................... 8

การใชโปรแกรม CropWat for Windows .................................................................................. 10 1. คํานํา .............................................................................................................................. 10 2. การลงโปรแกรม................................................................................................................. 10 3. ระบบเมนูคําสั่ง .................................................................................................................. 11 4. ระบบเมนูหลัก ................................................................................................................... 11 5. ปุมคําสั่งตางๆ (Tool Bar) .................................................................................................. 12 6. หนาตางแสดงสถานภาพการใชงาน .......................................................................................... 12 7. ขอมูล Input ที่เกี่ยวกับ พืช/ระบบการปลูกพืช และการปอนขอมูลและการแกไข ที่ CropWat4Windows ตองการ .............................................................................................................................. 13 8. ช่ือไฟลและสถานที่เก็บ (Data file names and directories).................................................... 14 9. ระบบเมนูหลักของโปรแกรม CropWat for Windows............................................................ 15

9.1 เมนู FILE ................................................................................................................. 15 9.2 เมนู InputData .......................................................................................................... 16 9.3 เมนู SCHEDULE..................................................................................................... 16 9.4 การกําหนดเงื่อนไขในการใหน้ํา ........................................................................................ 17 9.5 การกําหนดการใหน้ําโดยผูใช .......................................................................................... 19 9.6 การวิเคราะหสถานการณสมมุติ (Scheduling Scenarios) .................................................... 19 9.7 วิธีใหน้ําชลประทานที่ กําหนดโดยผูใชโปรแกรม (User-Defined) .......................................... 19

10. เมนู ตารางและกราฟ (TABLES and GRAPHS)................................................................. 19 10.1 ตัวอยางตารางแสดงขอมูลภูมิอากาศ (CLIMATE Table) ................................................... 20 10.2 ตัวอยางกราฟภูมิอากาศ (Climate Graphs)..................................................................... 21 10.3 การพิมพกราฟออกทางเครื่องพิมพ ................................................................................... 22 10.4 ตัวอยาง ตารางปริมาณฝน (RAINFALL Table) ............................................................. 23

3

10.5 ตัวอยางตารางความตองการน้ําของพืช (CROP WATER REQUIREMENTS TABLE)..... 25 10.6 กราฟความตองการน้ําของพืช (Crop Water Requirements) ............................................ 27 10.7 กราฟแสดงรูปแบบการปลูกพืช (Cropping Patterns) ....................................................... 27 10.8 ตัวอยางตารางการกําหนดการใหน้ําชลประทาน (IRRIGATION SCHEDULING Table)..... 30 10.9 การจัดเก็บและพิมพตารางกําหนดการใหน้ํา (Saving and Printing)...................................... 32 10.10 กราฟแสดงกําหนดการใหน้ํา (Irrigation Scheduling Graphs) แบบสมบรูณ ...................... 34 10.11 กราฟแสดงกรณีการใหน้ําที่ไมสมบรูณ (Non optimal irrigation)...................................... 35 10.12 กําหนดการใหน้ําโดยผูใช (User Defined Irrigations)................................................... 36 10.13 คําสั่งอื่นๆ บนในสวนที่เกี่ยวของกับกราฟกําหนดการใหน้ํา ................................................... 37

11. คําสั่ง SAVE REPORT..................................................................................................... 37 12. การใช Text Editor เพื่อ view/print ผลการวิเคราะห ................................................................ 38 13. เมนู OPTIONS ................................................................................................................ 38 14. เมนู HELP ....................................................................................................................... 39 15. ADVANCED SECTION ............................................................................................... 40

การวิเคราะหการใหน้ําจากเหตุการณสมมุติ (SCHEDULING SCENARIOS) ................................ 40 การกําหนดการใหน้ําโดยผูใช (USER DEFINED IRRIGATIONS) .......................................... 40 การใชคา CAPILLARY RISE AND PERCOLATION: USER ADJUSTMENTS............ 41

ตัวอยางการใช User adjustment: โดยการใสคาปริมาณฝนจริง 8.2 มม. ที่ 11 มีนาคม ...................... 41 ตัวอยางการใช User adjustment: Groundwater Contribution and Leaching Requirements.................................................................................................................................... 42

การ EXPORT ผลการวิเคราะหสูโปรแกรม SPREADSHEET.................................................... 43 เอกสารประกอบการแปลและเรียบเรียง ............................................................................................ 44 บทปฏิบัติการ ........................................................................................................................... 44

ลักษณะและสภาพทางกายภาพและชีวภาพทั่วไปของฟารมนายมีสุข...................................................... 44 คําสั่ง.................................................................................................................................. 46 วิเคราะห ............................................................................................................................. 46 วิเคราะหความเสี่ยง ................................................................................................................ 47 ทํารายงานสง........................................................................................................................ 47 ขอมูลที่ใช ........................................................................................................................... 47

4

สารบัญรูปภาพ

ภาพที่ 1 เมนูคําสั่งและ สภาพแวดลอมของโปรแกรม CROPWAT for Windows ................................. 11 ภาพที่ 2 เมนูหลัก ....................................................................................................................... 11 ภาพที่ 3 แถบเครื่องมือบรรจุไอคอนปุมคําสั่งตางๆ ............................................................................... 12 ภาพที่ 4 หนาตาง "DATA STATUS WINDOW” ในสถานะปกติ .................................................. 12 ภาพที่ 5 หนาตาง "DATA STATUS WINDOW” ในสถานะที่มีขอมูลพรอมการวิเคราะห ..................... 13 ภาพที่ 6 Default File Locations.............................................................................................. 15 ภาพที่ 7.1 เมนู FILE ................................................................................................................ 15 ภาพที่ 7.2 เมนูนําเขาขอมูล (InputData) ........................................................................................ 16 ภาพที่ 7.3 เมนู Schedule........................................................................................................... 17 ภาพที่ 7.4 เมนูยอย Scheduling ของเมนูหลัก Calculation Methods............................................... 18 ภาพที่ 7.5 เมนูกําหนดเวลาการใหน้ํา................................................................................................ 18 ภาพที่ 7.6 เมนูกําหนดปริมาณน้ําที่ให .............................................................................................. 18 ภาพที่ 7.7 เมนูกําหนดวันใหน้ํา ...................................................................................................... 18 ภาพที่ 7.8 เมนูกําหนดเวลาและปริมาณการใหน้ําโดยผูใช....................................................................... 19 ภาพที่ 8.1 เมนูการแสดงขอมูลในรูปตาราง ........................................................................................ 19 ภาพที่ 8.2 เมนูการแสดงขอมูลในรูปกราฟ......................................................................................... 20 ภาพที่ 8.3 Tool bar icons ในการเรียกใชคําสั่ง Tables และ Graphs ................................................. 20 ภาพที่ 8.4 ตารางขอมูลภูมิอากาศ .................................................................................................... 21 ภาพที่ 8.5 แสดงขอมูลภูมิอากาศในรูปกราฟ ...................................................................................... 21 ภาพที่ 8.6 คา ETo รายเดือน (กราฟแทง) พรอมกับคาเฉลี่ยรายวันที่ไดจากการคํานวณแบบ Polynomial curve 22 ภาพที่ 8.7 คา ETo รายเดือน (กราฟแทง) พรอมกับคาเฉลี่ยรายวันที่ไดจากการคํานวณโดยการใชคาเฉลี่ยแบบ linear

distribution curve ........................................................................................................ 22 ภาพที่ 8.8 เมนูคําสั่งพิมพกราฟ ...................................................................................................... 23 ภาพที่ 8.9 ภาพตัวอยางการพิมพกราฟออกทางเครื่องพิมพแบบสี (ซาย) และแบบขาว-ดํา (ขวา) ......................... 23 ภาพที่ 8.10 ตารางแสดงขอมูลปริมาณฝนและฝนที่ใชประโยชนได ........................................................... 24 ภาพที่ 8.11 กราฟแสดงปริมาณฝนและ Effective Rainfall................................................................ 24 ภาพที่ 8.12 ตารางแสดงขอมูลความตองการน้ําของพืชพรอมกับคาพารามิเตอรที่ใชในการคํานวณ...................... 25 ภาพที่ 8.13 กราฟแสดง ETo, Crop Water Requirements และ Irrigation Requirements .............. 27 ภาพที่ 8.14 กราฟแสดงระบบการปลูกพืชที่มีการปลูกพืชชนิดเดียวเต็มพื้นที่ปลูก (100%) ............................... 28 ภาพที่ 8.15 กราฟแสดงระบบการปลูกขาวโพดแบบ Relay cropping และการกําหนดระบบการปลูกพืช ......... 28 ภาพที่ 8.16 วันปลูก-วันเก็บเกี่ยว พรอม % พ้ืนที่ปลูกของพืชแตละ block; คา CWR และ IWR ของพื้นที่ทั้งหมด

ตลอดฤดูปลูก ................................................................................................................... 29 ภาพที่ 8.17 ระบบการปลูกพืช 4 ชนิด ในเวลาที่แตกตางกัน พรอมกับคา CWR และ IWR ของพื้นที่ทั้งหมด ...... 29 ภาพที่ 8.18 Pull down menu ใหเราเลือกแสดงผลการวิเคราะหทั้งหมดหรือเฉพาะพืช ............................... 30

5

ภาพที่ 8.19 Pull down menu แสดงผลการวิเคราะหของแตละชวงการปลูก (block)................................ 30 ภาพที่ 8.20 ตารางแสดงผลการวิเคราะหตามเงื่อนไขการใหน้ําชลประทานที่กําหนด....................................... 30 ภาพที่ 8.21 ตัวอยางรายงานจากไฟลกําหนดการใหน้ําที่จัดเก็บไวภายใตช่ือ Example1.txt ........................... 33 ภาพที่ 8.22 กราฟแสดงขอมูลเกี่ยวกับความชื้นในดินและการใหน้ําชลประทาน ............................................ 34 ภาพที่ 8.23 กราฟแสดงกรณีการใหน้ําที่ไมสมบรูณ (Non optimal irrigation) ....................................... 35 ภาพที่ 8.24 กราฟและตารางกําหนดวันและปริมาณการใหน้ําตามที่ผูใชตองการ ............................................ 36 ภาพที่ 8.25 การแสดงขอมูลสถานการณดิน-น้ํา-พืช ทั้งระบบบนกราฟเดียวกัน ............................................. 37 ภาพที่ 9 เมนู SaveReport ......................................................................................................... 37 ภาพที่ 10 ปุมคําสั่ง Text editor................................................................................................... 38 ภาพที่ 11 เมนู File ภายใต Text Editor ........................................................................................ 38 ภาพที่ 12 เมนูคําสั่ง Options ....................................................................................................... 38 ภาพที่ 13 เมนูคําสั่ง Options, Calculation Methods.................................................................... 39 ภาพที่ 14 ระบบชวยเหลือของโปรแกรม CropWat for Windows...................................................... 39 ภาพที่ 15 เมนูกําหนดการใหน้ําโดยผูใช (User Defined) ................................................................... 40 ภาพที่ 16 ตารางกําหนดการใหน้ําที่พรอมใหเราใสขอมูลวันที่และปริมาณน้ําที่ตองการ ................................... 41 ภาพที่ 17 การ save ผลการวิเคราะหเพื่อใชในโปรแกรมประเภท spreadsheet ......................................... 43 ภาพที่ 18 ตัวอยางขอมูลที่จัดเก็บในรูป .CSV และเปดใชในโปรแกรม Excel............................................ 43

...................................................................................................................................................................

คําชี้แจง วัตถุประสงค ใหนักศึกษาเรียนรูและประยุกตใชเทคโนโลยีสารสนเทศ (Information Technology; IT) เพื่อสนับสนุนการตัดสินใจในการใหน้ําแกพืชในระดับฟารม ใหเกิดประสิทธิภาพสูงสุด เปาหมาย นักศึกษาเรียนรูหลักทฤษฎีระบบสนับสนุนการตัดสินใจ และฝกปฏิบัติการใชโปรแกรม CropWat for Windows ที่พัฒนาเพื่อใชสนับสนุนการตัดสินใจในการใหน้ําแกพชื

แนวทางการเรยีน ก. นักศึกษาเรียนรูทฤษฎี และศัพทเทคนิคที่เกี่ยวของเกี่ยวกับการใชน้ําของพืช (Soil-water relation) ข. การใชโปรแกรม CropWat for Windows จําลองและวิเคราะหและเปรียบเทียบสถานการณ การใหน้ําเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดในการใชน้ําแกพืช ค. การจําลองสถานการณ เพื่อทดสอบสมมุติฐาน (Scenario) ในการพัฒนาระบบการใหน้ํา

เนื้อหา ก. หลักทฤษฎีระบบสนับสนุนการตัดสินใจ ข. การใชโปรแกรม CropWat for Windows ค. ปฏิบัติการวิเคราะหและจําลองสถานการณ เพื่อเปรียบเทียบการใหน้ําภายใตสถานการณตางๆ

6

ง. เตรียมขอมูลเพื่อใชในโปรแกรม CropWat for Windows เชน ขอมูลดิน ภูมิอากาศ ระบบการปลูกพืช จ. การแปลผล เขียนรายงานและนําเสนอผลการวิเคราะห

คําชี้แจงทั่วไปและบทสรปุเกี่ยวกับโปรแกรม

ลักษณะทั่วไป ของโปรแกรม CropWat for Windows CROPWAT เปนระบบสนับสนุนการตัดสินใจที่พัฒนาโดย Land and Water Development Division, FAO ความสามารถหลักคือ:

คํานวณ: • คาศักย (อางอิง) การคายระเหยน้ําของพืช (Reference evapotranspiration) • ความตองการน้ําของพืช (Crop water requirements) • ความตองการน้ําชลประทานของพืช (Crop irrigation requirements)

เพื่อพัฒนา: • แผนการใหน้ําชลประทานจากวิธีการจัดการตางๆ (Irrigation schedules under various

management conditions) • ขอกําหนดการใหน้ํา (Scheme water supply)

เพื่อประเมินคา: • ผลผลิตจากการปลูกพืชโดยอาศัยน้ําฝนและจากผลของความแหงแลง (Rainfed production and

drought effects) • ประสิทธิภาพของระบบการใหน้ําชลประทาน (Efficiency of irrigation practices)

CROPWAT เปนเครื่องมือวิเคราะหที่ชวย ใหนักอุตุนิยมวิทยาการเกษตร (agro-meteorologists), นักเกษตร (agronomists) และนักออกแบบระบบการใหน้ํา (irrigation engineers) ใชประโยชนในการคํานวณอัตราการคายระเหยน้ํา (evapotranspiration) และศึกษาอัตราการใชน้ําของพืช โดยเฉพาะ การออกแบบและการจัดการระบบการใหน้ําชลประทาน เพื่อประโยชนในการใหคําแนะนําในการปรับปรุงระบบชลประทาน การวางแผนการใหน้ําภายใตเงื่อนไขและสภาพการใหน้ําแบบตางๆ และชวยในการประมาณการผลผลิตภายใตการปลูกพืชแบบใชน้ําฝนและในสภาพการขาดน้ํา

ในการคํานวณการใชน้ําของพืชและความตองการน้ําชลประทาน โปรแกรมตองการขอมูล input สภาพภูมิอากาศและลักษณะตางๆของพืช ขอมูลพื้นฐานของลักษณะพืชบางพืชไดใหมากับโปรแกรม ขอมูลสภาพภูมิอากาศ 144 ประเทศสามารถไดจากฐานขอมูล CLIMWAT (FAO web site) ในการพัฒนาแผนการใหน้ําชลประทานและประเมินผลผลิตภายใตการปลูกพืชอาศัยน้ําฝนและภายใตสภาพการใหน้ําชลประทานแบบตางๆ จะขึ้นกับสมดุลน้ํารายวัน (daily soil-water balance) ภายใตวิธีการใหน้ําแบบตางๆ

7

ความสามารถอื่นๆ และขอจํากัด

- ใช กราฟและตารางในการแสดงผล - สามารถวิเคราะหพืชปลูกในระบบไดพรอมกันไมเกิน 30 พืช โดยสมมุติวาพืชเหลานั้นปลูกใน

พื้นที่ (ฟารม) เดียวกัน - แผนการใหน้ําพืชสามารถคํานวณเฉพาะในพืชแตละชนิด หรือทั้งระบบ ผลการวิเคราะห

สามารถแสดงไดทั้ง รายวัน รายสัปดาห รายสิบวัน หรือรายเดือน - การพิมพกราฟผลการวิเคราะหสามารถพิมพไดทั้งสีและขาวดํา ในระบบ Standard Windows

Print Manager - ไฟลที่เปนสมมุติฐานการใหน้ํา (Scheduling scenario file) สามารถ save และ อานมาใชได

ภายหลัง - ใชขอมูลสภาพภูมิอากาศรายเดือนเทานั้น - ใหผูใชกําหนดชวงการใหน้ํา พรอมกับการปรับคาความชื้นของดิน ตามฤดูการ เชน ตัวอยางการ

ใชขอมูลปริมาณฝนจริงเพื่อดู คาจริงของความชื้นในดินเพื่อเปรียบเทียบกับคาที่วัดจากพื้นที่จริง ดังนั้นโปรแกรมจึงคอนขางยืดหยุนในการใชเพื่อการบริหารจัดการความชื้นในดินในชวงฤดูปลูกพืช

- CWR เปนคํายอของ for Crop Water Requirements. (mm/day) - SMD เปนคํายอของ Soil Moisture Deficit (mm) - ETo คือ Reference crop evapotranspiration (mm/day), คํานวณโดยใช FAO Penman Montieth

equation (ไมใช FAO corrected Penman equation) Input

ในการคํานวณ ความตองน้ําของพืชและปริมาณน้ําชลประทานที่ตองการ จากขอมูล ภูมิอากาศ ชนิดพืช และขอมูลลักษณะดิน โปรแกรมตองการขอมูลดังนี้ ก) Reference Crop Evapotranspiration (Eto) ซ่ึงคํานวณโดยใช สมการ FAO Penman-Montieth ซ่ึงมีปจจัย สภาพภูมิอากาศคือ คาต่ําสุด-สูงสุดของอุณหภูมิอากาศ ความชื้นสัมพัทธ (Air relative humidity) ของอากาศ ชวงแสงแดด (sunshine duration) และ ความเร็วลม ข) ปริมาณฝนรายเดือน จะถูกกําหนดจํานวนการตกในแตละเดือน ค) ระบบการปลูกพืช ประกอบดวย วันปลูก คาสัมประสิทธิ์พืช (crop coefficient) ประกอบดวยคา Kc (สัมประสิทธิ์การใชน้ํา), ระยะการเจริญเติบโต, ความยาวของราก, depletion fraction (สัดสวนน้ําที่พืชใชได), พื้นที่ปลูก (0-100% ของพื้นที่ปลูก) ซ่ึงขอมูลเหลานี้ในโปรแกรมมีมาใหบางพืช ในสวนการคํานวณวันใหน้ํา โปรแกรมตองการขอมูลเพิ่มดังนี้

8

ง) ชนิดของดิน ที่ประกอบดวยขอมูล คาความชื้นในดินทั้งหมด (total available soil moisture) ความยาวรากสูงสุด คาเริ่มตนการสูญเสียน้ําจากดิน (initial soil moisture depletion) คิดเปน % ของคาความชื้นในดินทั้งหมด จ) เงื่อนไขหรือขอกําหนดการใหน้ํา ที่เกี่ยวกับ เวลา ปริมาณน้ําที่ให (เชน 80 มม. ทุก 15 วัน หรือ ใหน้ําเพื่อใหดินมีความชื้นที่ระดับ field capacity เมื่อความชื้นลดลง Output

หลังจากปอนขอมูลครบถวน CropWat 4 Windows จะคํานวณผลโดยอัตโนมัติ และแสดงผลการวิเคราะหตางๆในรูปตารางหรือกราฟ ระดับการคํานวณ อาจเปน รายวัน รายสัปดาห ราย 10 วัน หรือรายเดือน ผลจากการคํานวณในแตละพืช มีดังนี้

- ศักย (คาอางอิง) การคายระเหยน้ําของพืช; reference crop evapotranspiration – Eto (mm/period) - สัมประสิทธิ์การใชน้ําของพืช; crop Kc - average values of crop coefficient for each time step - ฝนที่ใชไดจริง; effective rain (mm/period) - the amount of water that enters the soil - ความตองการน้ําของพืช; crop water requirements – CWR or Etm (mm/period) - ความตองการน้ําชลประทาน; irrigation requirements –IWR (mm/period) - ความชื้นในดินทั้งหมด; total available moisture –TAM (mm) - ความชื้นในดินที่พืชนํามาใชได; readily available moisture – RAM (mm) - คาการคายระเหยน้ําของพืชจริง; actual crop evapotranspiration – Etc (mm) - สัดสวนการคายระเหยน้ําของพืชจริง ตอ การคายระเหยน้ําของพืชจริงสูงสุด; Ratio of actual

crop evapotranspiration to the maximum crop evapotranspiration - Etc/Etm (%) - คาการสูญเสียน้ํารายวัน; daily soil moisture deficit (mm) - ชวงระยะเวลาการใหน้ํา; irrigation interval (days) & ปริมาณน้ําที่ให; irrigation depth applied

(mm) - ปริมาณน้ําที่สูญเสีย; lost irrigation (mm) – ปริมาณน้ําชลประทานที่ไมไดเก็บในดิน; irrigation

water that is not stored in the soil (i.e. either surface runoff or percolation) - ประมาณการผลผลิตที่เกิดจากพืชเครียด; estimated yields reduction due to crop stress (เมื่อ

Etc/Etm ลดลงต่ํากวา 100%) Calculation methods

คา Reference Crop Evapotranspiration (Eto) ราย 10 วัน หรือรายเดือน จะถูกเปลี่ยนเปนรายวันโดย ใช Distribution model 4 รูปแบบ (คา default คือ polynomial curve fitting) แตละโมเดลจะคํานวณคาความตองการน้ําของพืช (Crop Water Requirements) โดยใชสมการ: CWR = Eto*Kc*พื้นที่ปลูก

9

จากสมการจะพบวาคาสูงสุด CWR (mm/day) สามารถต่ํากวาคาสูงสุดของ Eto เมื่อมีการปลูกพืชนั้น เต็มพื้นที่ 100% คาเฉลี่ยของคาสัมประสิทธิ์พืชในแตละชวงเวลา (time step) คํานวณโดยการ interpolation ระหวางคา สัมประสิทธิ์การใหน้ําของพืช (Kc) ของแตละชวงพัฒนาการของพืช คา “Crop Kc” คํานวณโดย Kc*พื้นที่ปลูก ดังนั้น ถาพื้นที่ปลูกพืชครอบคลุมเพียง 50% ของพื้นที่ทั้งหมด คา “Crop Kc” จะมีคาเพียงคร่ึงหนึ่งของคา Kc ที่อยูในไฟลขอมูล crop coefficient

ในการคํานวณความตองการน้ําและชวงเวลาการใหน้ํา ขอมูลรายเดือนของฝน จะถูกคํานวณใหเปนรายวัน โปรแกรมทําการคํานวณจาก 2 ขั้นตอนคือ ขั้นตอนแรก ฝนรายเดือนจะถูกแปลงใหมีลักษณะที่มีการกระจายแบบตอเนื่อง (Continuous curve) โดยใชโมเดล polynomial curve เปนมาตรฐาน (default) แตผูใชสามารถใชโมเดลอื่นๆ ไดเชน linear interpolation ก็ไดตามลักษณะของขอมูลที่ใช ในขั้นตอนตอมา โปรแกรมจะสมมุติวาฝนในแตละเดือนตก 6 คร้ัง ทุกๆ 5 วัน (ผูใชสามารถกําหนดจํานวนวันฝนตกไดเอง)

โปรแกรม CropWat มีวิธีคํานวณ ปริมาณฝนที่ใชประโยชนจริง Effective Rainfall Methods 4 วิธี (คา default คือ USDA SCS method)

ในสวนการคํานวณกําหนดการใหน้ํา (scheduling criteria) จะมี 2 ทางเลือกใหเลือก คือ “Irrigation Scheduling” และ/หรือ “Daily Soil Moisture Balance” ในสวนทางเลือก irrigation scheduling จะแสดงสถานะของความชื้นในดินทุกครั้งที่ดินไดรับน้ํา อาจจะจากฝนหรือจากน้ําชลประทาน สวนทางเลือก Daily Soil Moisture Balance จะแสดงสถานะความชื้นในดินทุกวันตลอดระยะเวลาการปลูกพืชวามีการเปลี่ยนแปลงอยางไร ถามีการเลือก option “User defined” ผูใชงานสามารถกําหนดวันและปริมาณการใหน้ําหรือสมดุลน้ํารายวันได

ปริมาณน้ําทั้งหมดในดิน (Total Available Moisture; TAM) ตลอดชวงฤดูปลูก คํานวณจาก สูตร Field Capacity - Wilting Point * ความยาวของรากพืชในขณะนั้น

คาปริมาณน้ําในดินที่พืชสามารถนํามาใชได (Readily Available Moisture; RAM) คํานวณจากสูตร TAM * P, โดยที่ P คือคาความสามารถของพืชในการดึงน้ํามาใช (depletion fraction) ที่กําหนดในไฟล crop coefficient (Kc) แตเพื่อปองกันการเกิดขอผิดพลาด soil moisture deficit จะมีคาไมต่ํากวา readily available moisture

ขั้นตอนในการคํานวณความตองการน้ําและน้ําชลประทาน ขึ้นกับวิธีการที่อธิบายไวใน FAO Irrigation and Drainage Papers No. 24 "Crop water requirements" และ No. 33 "Yield response to water"

10

CROPWAT ไดรวมวิธีประมาณคาอัตราการคายระเหยน้ําของพืชที่มีการดัดแปลงโดย FAO (Revised FAO Methodology for Crop Water Requirements and in the new Irrigation and Drainage Paper No 56: "Crop Evapotranspiration) วิธีการคํานวณแบบ FAO Penman Montieth ไดอธิบายไวใน:

- Allen, Smith, Perrier and Pereira, “An Update for the Definition of Reference Evapotranspiration” ICID Bulletin 1994 Vol. 43 No 2 หนา 1-92 - FAO. 1992. CROPWAT “A Computer Program for Irrigation Planning and Management”, FAO Irrigation and Drainage Paper No. 46. Food and Agriculture Organization, Rome

โปรแกรมและคูมือพัฒนาโดย Martin Smith, Derek Clarke & Khaled El-Askari และสามารถdownloaded จากเวบไซด http://www.fao.org/waicent/faoinfo/agricult/agl/aglw/cropwat.htm

การใชโปรแกรม CropWat for Windows

1. คํานํา โปรแกรม CropWat for Windows เปนโปรแกรมที่ใช FAO (1992) Penman-Monteith methods ในการคํานวณคาศักยการคายระเหยน้ําของพืช คานี้ใชในการประมาณคาการใชน้ําของพืชและคํานวณชวงการใหน้ําชลประทาน วิธีการนี้มีการคํานวณไดแมนยํากวาวิธีเดิมที่เคยใชโดย FAO คือ FAO 24 ทีเ่ผยแพรในป 1977 ซ่ึงไมแนะนําใหใชแลวเนื่องจากจะประมาณคาการคายระเหยน้ําเกินความเปนจริง (over estimate)

โปรแกรมใช Penman-Monteith methodology เหมือนกับที่ใชใน CROPWAT เวอรช่ัน 5.7 และ 7.0 และใชขอมูลภูมิอากาศและขอมูลฝนฟอรแมตเดียวกัน โปรแกรมใชระบบเมนูและไฟลขอมูลที่มีความยืดหยุน รวมทั้งระบบการแสดงที่เปนกราฟก ตามมาตรฐานของระบบ Windows กราฟก มีทั้งที่เปนสวนของขอมูลนําเขาคือ ภูมิอากาศและระบบพืช และสวนที่เปนผลการวิเคราะหคือ ความตองการน้ําของพืช คาความชื้นของดิน ซ่ึงสามารถนําเสนอบนจอหรือออกทางเครื่องพิมพได โปรแกรมสามารถออกแบบระบบการปลูกพืชที่ซับซอนที่มีระยะทิ้งชวงการปลูกตามตองการได

2. การลงโปรแกรม CropWat for Windows ตองการพื้นที่ฮารดดิสคอยางนอย 6Mb แมวาพืน้ที่โปรแกรมจะใชเพียง 4 Mb โดยโปรแกรมสามารถรับบนระบบวนิโดวส 3.1, 3.11, 95 and 98 หรือสูงกวา ส่ิงที่สําคัญกอนการลงโปรแกรมใหปดโปรแกรมตระกูล Microsoft Office ทั้งหมด เชน Microsoft Word, Excel ฯลฯ เนือ่งจากโปรแกรมแชรทรัพยากรของระบบ ซ่ึงอาจจะมีผลทําใหระบบมีปญหาภายหลังได หลังจาก download โปรแกรมซึ่งเปน ZIP file ใหทําการ unzip ไฟลนั้น จากนั้น ดับเบิ้ลคลิก ไฟล setup.exe โปรแกรมจะทําการ install CropWat ไปไวที่ drive C:\ และสรางไอคอน CropWat for Windows ใหที่ Desktop ถาเราตองการ

11

3. ระบบเมนูคําสั่ง เมนูคําสั่งและ สภาพแวดลอมของโปรแกรม CROPWAT for Windows ปรากฏ ดังภาพที่ 1 ซ่ึงมีรายละเอียดดังนี้ 3.1 เมนูคําสั่ง เปนระบบเมนูคลายๆ โปรแกรมที่ใชงานภายใตส่ิงแวดลอม ของระบบปฏิบัติการวินโดวสทั่วไป ภาพที่ 1 เมนูคําสั่งและ สภาพแวดลอมของโปรแกรม CROPWAT for Windows

3.2 ปุมคําสั่งหรือแถบเครื่องมือ (Tool Bar) ใชบรรจุคําสั่งที่มีการใชงานบอยๆ เพื่อความสะดวกในการใชงาน การใชงานก็โดยการใชเมาส คลิกที่ปุมที่ตองการ เมื่อเล่ือนเมาสไปที่ปุมใดๆ จะปรากฏคําอธิบายการใช 3.3 Message boxes เปนสวนที่บรรจุสถานะ การคํานวณ (Message boxes) เมื่อมีการใชคําสั่งตางๆ 3.4 Pop up เมนู แสดงสถานะ ของขอมูลที่ใชขณะทําการวิเคราะห (Data Status window) เมื่อใชเมาสคลิกที่ปุม restore up บนแถบดานบนของหนาตางจะปรากฏ หนาตางดังภาพที่ 4

4. ระบบเมนูหลัก การใชงานโปรแกรมจะผานทางเมนูหลัก (ภาพที่ 2) ซ่ึงอยูสวนบนสุดของพื้นที่ใชงานของโปรแกรม ภาพที่ 2 เมนูหลัก

โดยปกติจะมีขั้นตอนการใชงานของโปรแกรมดังนี้

ก) ขั้นตอนแรก เราปอนขอมูลที่ตองใช (input data) (อาจใชเมนู File หรือเมนู Input Data) ข) ตอมา ใหกําหนดเงื่อนไขการใหน้ําชลประทาน (ผานทางเมนู Schedule หรือ Criteria)

Main menu

Tool Bar

Data status windows

Message boxes

12

ค) หลังจาก (ก) และ (ข) โปรแกรมจะทําการคํานวณผล และสามารถดูไดทั้งแบบตารางหรือกราฟ (ผานทางเมนู Tables และ Graphs) ง) เราสามารถ save ผลการวิเคราะหใหเปน ASCII files โดยใชคําสั่ง SaveReport, จากนั้นก็สามารถพิมพผานเครื่องพิมพไดเลย

5. ปุมคําสัง่ตางๆ (Tool Bar) เราสามารถใชคําสั่งที่ปกติจะมีการใชงานบอย ผานปุมคําสั่งหรือไอคอนบนแถบเครื่องมือ ดังภาพที่ 3 ภาพที่ 3 แถบเครื่องมือบรรจุไอคอนปุมคําสั่งตางๆ

6. หนาตางแสดงสถานภาพการใชงาน

หนาตางแสดงสถานภาพ การใชงาน "DATA STATUS WINDOW” จะชวยใหเรารูวาขณะนั้นมีขอมูลอะไรบางที่อยูในระหวางการใชงาน (ภาพที่ 4) นอกจากนั้นยังชวยในการตรวจเช็ควาเราไดใสขอมูลเพื่อการวิเคราะห ครบถวนหรือถูกตองหรือไม เราเปดหนาตางนี้ไดโดยการคลิกที่ไอคอน data status หรือดับเบิ้ลคลิกที่ไอคอน ที่ปรากฏ ณ สวนลางดานซายของจอ หนาตางนี้สามารถเปดไวไดขณะโปรแกรมกําลังรัน ในภาพที่ 4 แสดงสถานะ ของหนาตาง "DATA STATUS WINDOW” ที่ยังไมมีการใสขอมูลเพื่อการวิเคราะห สวนภาพที่ 5 แสดงสถานะของ "DATA STATUS WINDOW” ที่มีการอานหรือโหลด ขอมูลเขาสูโปรแกรมและพรอมจะวิเคราะห สวนระบบการปลูกพืชมีการกําหนดผานทางคีบอรด ภาพที่ 4 หนาตาง "DATA STATUS WINDOW” ในสถานะปกต ิ

บรรทัดสุดทาย (Can Calculate Now?) แสดงใหเห็นวา CWR (crop water requirements) สามารถคํานวณไดจากชุดขอมูลที่มี แตการใหน้ําชลประทาน (จํานวนและเวลาให) จะไมมีการคํานวณ (Scheduling = No) ทั้งนี้เนื่องจากเรายังไมไดกําหนดเงื่อนไขในการใหน้ํา (สังเกตวา Scheduling Criteria ในสวน CWR = No)

13

ภาพที่ 5 หนาตาง "DATA STATUS WINDOW” ในสถานะที่มีขอมูลพรอมการวิเคราะห

7. ขอมูล Input ท่ีเก่ียวกับ พืช/ระบบการปลูกพืช และการปอนขอมูลและการแกไข ท่ี CropWat4Windows ตองการ CropWat for Windows ตองการขอมูลรายเดือนจากนั้นขอมูลจะถูกปรับเปลี่ยนใหเปนรายวัน โดยวิธีการคํานวณโดยอาศัยฟงชั่นทางสถิติ (interpolation) ในการประมาณคา evapotranspiration ขอมูลน้ําฝนรายเดือนจะถูกแบงออกเปนสวนๆ ตามจํานวนครั้งที่ฝนตกที่เรากําหนด จากกรอบขางลางแสดงถึงขอมูลที่โปรแกรมตองการ ขอมูลอะไรบางที่โปรแกรม CropWat ตองการ? ในการคํานวณ Crop Water Requirements (CWR) เราตองใชขอมูล 1. Reference Crop Evapotranspiration (ETo) ซ่ึงไดจาก - การวัดในแปลงปลูกพืชจากนั้นปอนขอมูลผานทางคีบอรด ผานคําสั่ง InputData, ETo - ประมาณคาโดยโปรแกรมเองจากสูตร Penman-Monteith คา ETo จะถูกคํานวณโดยอัตโนมัติ เมือ่เราใสขอมูลภูมิอากาศ (อุณหภูมิ ความชื้น ความเร็วลม แสงแดด) โดยปอนขอมูลผานทางเมนู InputData, Climate, Enter/Modify หรือ InputData, Climate, Retrieve ไดเชนกัน หมายเหตุ ขอมูลภูมิอากาศจากโปรแกรม CLIMWAT ที่มีนามสกุล .PEM ใหเปลี่ยนเปน .PEN เพื่อใหโปรแกรม CropWat4Win สามารถอานไฟลได 2. Cropping Pattern หรือระบบการปลูกพืช ประกอบดวย - ไฟลเก็บขอมูลเกี่ยวกับพืช พรอมวันปลูก (อาจมากกวา 1 คร้ังใน 1 ป) ปอนขอมูลผานเมนู InputData, Crops, Cropping Pattern หมายเหตุ ภายใตเมนู InputData, Crops, CropCoefficients, Enter/Modify จะใชเมื่อกรณีเราตองการเปลี่ยนแปลง คา crop coefficients file (*.CRO) ที่จัดเก็บไวในโฟลเดอร c:\cropwatw\crops โดยไมผานทางโปรแกรม editor 3. ขอมูลน้ําฝน (Monthly Rainfall) - โปรแกรมสามารถรันไดโดยไมใชขอมูลน้ําฝน (ถาไมมีฝน โปรแกรมจะมีการใหน้ําโดยอาศัยน้ําชลประทาน) แตโดยปกติเราจะใสขอมูลน้ําฝน ในชวงฤดูปลูก ผานทางเมนู InputData, Rainfall ในการวิเคราะหการใหน้ําชลประทานเราตองใสขอมูลดังนี้ 4. ขอมูลลักษณะดิน

14

- ขอมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติของดิน สามารถปอนผานเมนู InputData, Soil ขอมูลดินจะถูกจัดเก็บในโฟลเดอร c:\cropwatw\soils 5. โปรแกรม/เงื่อนไข การใหน้ํา - เราตองกําหนดขอมูลการใหน้ําที่ตองการ เชน 100 มม. ทุก 15 วัน หรือใหน้ําจนกระทั้งระดับน้ําในดินที่พืชสามารถนําไปใชประโยชนได กลับคืนสูสภาพ Field capacity เมื่อปริมาณน้ําถูกใชไป การกําหนดลักษณะและเงื่อนไขการใหน้ํากระทําไดโดยผานเมนู Schedule, Criteria หลังจากเราใสขอมูลทั้งหมดแลว โปรแกรมจะคํานวณผลใหโดยอัตโนมัติโดยที่เราไมตองคลิก Run or Calculate เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงขอมูล โปรแกรมก็จะทําการคํานวณผลใหโดยอัตโนมัติเชนกัน เราจะดูผลการวิเคราะหไดอยางไร? บนจอ - สามารถดูผลการวิเคราะหไดทั้งในรูปของตาราง (จากเมนู Tables) และในรูปกราฟ (จากเมนู Graphs) ในรูปของไฟล - โดยใชคําสั่ง SaveReport ในรูปของ .TXT หรือ .CSV เมื่อมีการใชคําสั่ง SaveReport ออกทางเครื่องพิมพ - ในการพิมพผลการวิเคราะหที่เปนตาราง จะตองผานทางโปรแกรม text editor เชน NotePad or Word หรือจากเมนู File ของตัว CropWat เอง - ในการพิมพกราฟสามารถใชคําสั่งพิมพไดโดยตรง หลังจากการแสดงผลบนจอ โดยโปรแกรมจะเรียกใช Print manager ของระบบ Windows OS

8. ชื่อไฟลและสถานที่เก็บ (Data file names and directories) 8.1 ช่ือและชนิดไฟลมาตรฐานพรอมสถานที่เก็บหลังจากการ ลงโปรแกรม CropWat for Windows มีดังนี้ C:\CROPWATW\CLIMATE – ไฟลภูมิอากาศ (*.PEN, *.PEM) และฝน (*.CLI, *.CRM) C:\CROPWATW\CROPS - ไฟล crop coefficient (*.CRO) และ cropping pattern (*.CPT) C:\CROPWATW\SOILS – ไฟลลักษณะดิน (*.SOI, *.SOL) C:\CROPWATW\SCHEDULE - ไฟล scenarios(*.SNR), การใหน้ํา (*.IRR) และการปรับแตงลักษณะการใหน้ํา (*.ADJ) C:\CROPWATW\REPORTS – ไฟลที่เปนผลการวิเคราะหหรือ output (*.TXT, *.CSV) 8.2 เราสามารถสรางโฟลเดอรเพื่อจัดเก็บไฟลตางๆ จากเมนูคําสั่ง Options, Default File Locations เพื่อการจัดเก็บไฟลขอมูลตางๆใหเปนระบบและสะดวกเมื่อมีการเรียกใชไฟลที่จัดเก็บไวดังภาพที่ 6

15

ภาพที่ 6 Default File Locations

8.3 CropWat for Windows สามารถอานไฟลที่มีรูปแบบดังตอไปนี้ได: CROPWAT 5.7 และ CLIMWAT ภูมิอากาศรายเดือน *.CLI CROPWAT 5.7 and CLIMWAT ปริมาณฝนรายเดือน *.PEN CROPWAT 5.7 ลักษณะดิน *.SOL CROPWAT 7.0 ภูมิอากาศรายเดือน *.PEM, (but not 10 day files *.PEC) CROPWAT 7.0 ปริมาณฝนรายเดือน *.CRM, (but not 10 day / 1 day files *.CRC /*.CRD) CROPWAT 7.0 ลักษณะดิน *.SOI โปรแกรมจะไมอานไฟลจาก CROPWAT 5.7 Crop Coefficient (*.CRO) เนื่องจากมีการเปลี่ยนรูปแบบการจัดเก็บ ดังนั้นไฟลขอมูลพืชจากเวอรช่ัน CROPWAT 5.7 จะตองสรางไฟลขอมูลขึ้นมาใหม

9. ระบบเมนูหลักของโปรแกรม CropWat for Windows 9.1 เมนู FILE

รายละเอียดเมนูยอย RETRIEVE – ใชในการโหลดขอมูลตางๆเขาสูโปรแกรม SAVE – ใชจัดเก็บขอมูลหลังการเปลี่ยนแปลงแกไข CONFIGURATION – ใชในการเปลี่ยนคาการคํานวณที่เปนคามาตรฐาน (default) ที่โปรแกรมจัดตั้งไว TEXT EDITOR – ใชในการเรียกไฟลที่ถูกจัดเก็บในรูป .TXT เพื่อการเปลี่ยนแปลงหรือพิมพ สูเครื่องพิมพ WINDOWS CALCULATOR – เครื่องคิดเลข EXIT - ปด CropWat for Windows ภาพที่ 7.1 เมนู FILE

16

9.2 เมนู InputData

รายละเอียดเมนูยอย CLIMATE – ใชในการปอนหรือโหลดขอมูลภูมิอากาศรายเดือนเพื่อคํานวณ ETo ETo – ใชในการปอนหรือโหลดขอมูล ETo รายเดือนที่ไดจากการวัดในแปลง RAINFALL – ใชปอนหรือโหลดขอมูลปริมาณน้ําฝนรายเดือน CROPS – ใชปอนหรือโหลดขอมูล cropping patterns และ crop coefficient SOIL – ใชปอนหรือโหลดขอมูลดิน DATA STATUS - ใช แสดงหรือซอนหนาตาง DATA STATUS ภาพที่ 7.2 เมนูนําเขาขอมูล (InputData)

หลังการโหลดหรือปอนขอมูลภายใตเมนูนี้ หรือเมื่อขอมูลมีการเปลี่ยนแปลงจะถูกจัดเก็บถาเราตองการ โดยใชคําสั่ง Save จาก เมนู File โปรแกรมจะถามใหเราใสช่ือไฟล ถาตองการเขียนทับขอมูลเดิมเราอาจใชช่ือเดิมได หมายเหตุ : 1. เราสามารถใชไฟลที่เปน *.CLI or *.PEN จากโปรแกรม CLIMWAT เวอรช่ันกอนหนา โดยการเปลี่ยนชนิดของไฟลดังกลาวจาก .CRM เปน .CLI และ .PEM เปน .PEN 2. ในการคํานวณเราตองระบุระบบการปลูกพืช (Cropping Pattern) กอนเสมอ กระทําไดโดยใชเมนู InputData, Crops, CroppingPattern 3. ในการใชเมนู InputData, Crops, CropCoefficients จะใชตอเมื่อเราตองการเปลี่ยนแปลงขอมูล crop coefficient (*.CRO) เทานั้น 4. หลังการโหลดขอมูลที่โปรแกรม CROPWATW ตองการใชในการคํานวณ เราสามารถเรียกดูขอมูลตางๆไดในรูป ตาราง จากเมนู Tables หรือในรูปกราฟ จากเมนู Graphs 9.3 เมน ูSCHEDULE

เมนู Schedule ชวยใหเรากําหนดวาจะมีการใหน้ําชลประทานอยางไร นอกจากนั้นยังชวยในการกําหนดวิธีการคํานวณ ETo, Rain fall, Effective rainfall ที่ตองการผานเมนู Schedule, Criteria อีกสวนซึ่งในเมนู Schedule จะชวยใหผูใชจําลองและวิเคราะหสถานการณตาง (irrigation scenarios) ที่ส่ิงแวดลอมมีการเปลี่ยนแปลง โดยกําหนดในไฟล input เชน สภาพฝน ดิน และลักษณะของพืช เปนตน เพื่อประสิทธิภาพสูงสุดในการใชน้ํา เมนู Schedule ปรากฏดังภาพที่ 7.3

17

ภาพที่ 7.3 เมน ูSchedule

รายละเอียดเมนูยอย CRITERIA – กําหนดวิธีการคํานวณสภาพภูมิอากาศ, การและปริมาณน้ําที่ให SCENARIO – กลุมของไฟล input ที่ใชจําลองสถานการณ* RECALCULATE – กรณีมีการเปลี่ยนแปลงขอมูล* IRRIGATIONS - load/save depths/dates* USER ADJUSTMENTS - การปรับการใหน้ําโดยผูใช* หมายเหตุ * อธิบายในสวนการใชงานในระดับ Advance 9.4 การกําหนดเงื่อนไขในการใหน้ํา กอนการคํานวณในสวนการใหน้ําชลประทาน ผูใชจะตองกําหนดเงื่อนไขวิธีการใหน้ําที่ตองการโดยผานทางเมนู Schedule, Criteria ถาไมมีการกําหนด โปรแกรมจะทําการกําหนดการใหน้ําในสถานการณที่มีน้ําแบบสมบรูณ (พืชไมมีการขาดน้ํา) หรือ “optimal irrigation”ให ขอมูลตางๆที่ใชในการคํานวณสามารถเรียกดูไดในรูป tables หรือ graphs ดังกลาวมาแลว

ภายใตเมนูยอย Scheduling ของเมนูหลัก Calculation Methods (ภาพที่ 7.4) ผูใชสามารถกําหนด เงื่อนไข ปริมาณ และวันเวลาที่ใหน้ําได ในสวนเงื่อนไขหรือทางเลือกในการใหน้ํา (Application Timing) หลายวิธีดังภาพที่ 7.5 คา default ที่โปรแกรมกําหนดไวคือ “optimal irrigation” ดังกลาวแลว คือโปรแกรมกําหนด เวลาที่ใหน้ํา โดยอัตโนมัติเมื่อระดับน้ําลดลงถึงระดับที่กําหนดไว (100 % ของปริมาณน้ําที่พืชสามารถนํามาใชประโยชนได (readily available soil moisture)) (Irrigated when a specified % of readily soil moisture depletion occurs) อยางไรก็ตามผูใชสามารถเปลี่ยนแปลงคาระดับน้ํา (รอยละ) นี้ไดตามตองการ

18

ภาพที่ 7.4 เมนูยอย Scheduling ของเมนูหลัก Calculation Methods

ภาพที่ 7.5 เมนูกําหนดเวลาการใหน้ํา

ในสวนปริมาณน้ําที่ให (APPLICATION DEPTH) (ภาพที่ 7.6) จะมีการใหน้ําจนกระทั่งคาปริมาณน้ําวิกฤติ (soil moisture deficit) มีคาเทากับศูนยหรืออีกนัยหนึ่งคือมีปริมาณน้ําที่พืชสามารถนํามาใชประโยชนได (readily available soil moisture) มีคาเทากับ 100 % หรือที่ระดับ field capacity ดังนั้นในกรณีเชนนี้พืชจะไมมีโอกาสขาดน้ํา และขณะเดียวกันจะไมมีน้ําที่สูญเสีย (wasted water) ภาพที่ 7.6 เมนูกําหนดปริมาณน้ําที่ให

ในสวนของ เวลาที่เร่ิมใหน้ํา (START OF SCHEDULING) ผูใชโปรแกรมสามารถกําหนดวันแรกที่ใหน้ําไดตามตองการโดยเลือก “Specified date” จากนั้นใสวันและเดือนที่ตองการ คา default คือวันแรกของการปลูก (ภาพที่ 7.7) สวนวันใหน้ําหลังจากนั้นจะเปนไปตามที่มีการกําหนดไวในสวนเมนู Application Timing ดังกลาวไปแลว ภาพที่ 7.7 เมนูกําหนดวันใหน้ํา

19

9.5 การกําหนดการใหน้ําโดยผูใช โปรแกรม CropWat for Windows สามารถใหผูใชกําหนดเวลา (Application timing) และปริมาณน้ํา (Application Depths) ไดหลายวิธี ดังแสดงใน ภาพที่ 7.8 ภาพที่ 7.8 เมนูกําหนดเวลาและปริมาณการใหน้ําโดยผูใช

หลังการกําหนดวิธีการใหน้ํา ผูใชสามารถตรวจเช็ค ผลไดในรูปตารางจากเมนู Tables, Irrigation Schedule, หรือในรูปกราฟจากเมนู Graphs, Irrigation Schedule 9.6 การวิเคราะหสถานการณสมมุติ (Scheduling Scenarios) เปนการทดสอบวิธีการใหน้ํารูปแบบตางๆ ตามสมมุติฐานหรือสถานการณการใหน้ําตางๆ ที่ตองการรู รายละเอียดไดอธิบายในสวน Advanced section 9.7 วิธีใหน้ําชลประทานที่ กําหนดโดยผูใชโปรแกรม (User-Defined)

เปนรูปแบบหรือความสามารถที่มีประโยชนของโปรแกรม CropWat for Windows โดยที่ผูใชโปรแกรมสามารถระบุจํานวนน้ําชลประทานพรอมเวลาที่ใหน้ําไดเอง หลังจากนั้นคาตางๆที่ระบุสามารถจัดเก็บ (save) เปนไฟลโดยผานทางเมนู Schedule, Irrigations, Save จากนั้นสามารถนํากลับมาใชภายหลังได สวนปริมาณฝนก็สามารถปอนขอมูลไดโดยตรงผาน Schedule, User Adjustments รายละเอียดอธิบายใน Advanced section

10. เมนู ตารางและกราฟ (TABLES and GRAPHS) ในสวนนี้เปนการแสดงขอมูลที่เปน input ที่ใชและผลจากการวิเคราะหความตองการในการใหน้ําของพืชและอื่นๆ ทั้งในรูปตารางตัวเลข (ภาพที่ 8.1) และในรูปกราฟ (ภาพที่ 8.2) ภาพที่ 8.1 เมนูการแสดงขอมูลในรูปตาราง

เมนูยอยภายใตเมนู Tables แสดงขอมูลดังตอไปนี้ CLIMATE & ETo: Input data & คาคํานวณ ETo

20

RAINFALL: Input data & คาคํานวณ effective rain CWR: ความตองการน้ําของพืช (Crop Water Requirements) IRRIGATION SCHEDULE: แสดงกําหนดการใหน้ําและความชื้นของดิน (Irrigation & soil moisture) ภาพที่ 8.2 เมนูการแสดงขอมูลในรูปกราฟ

เมนูยอยภายใตเมนู Graphs จะแสดงขอมูลดังตอไปนี้ CLIMATE & ETo – แสดงอุณหภูมิเฉลี่ยและสูงสุดต่ําสุด, ความเร็วลม, ความชื้นสัมพัทธ, ชวงแสง, ปริมาณฝน และคา ETo คํานวณจากวิธี Penman-Monteith CROPPING PATTERN – แสดงระบบการปลูกพืชที่ปลูก, วันปลูกพืชพรอมพื้นที่ปลูก (%) CWR – แสดงคาความตองการน้ําของพืชและคา ETo รายเดือน IRRIGATION SCHEDULE – แสดงคา ความชื้นในดินวิกฤติ (soil moisture deficits) เมนูตารางและกราฟ สามารถเรียกใชไดจาก tool bar icons ดังภาพที่ 8.3 ภาพที่ 8.3 Tool bar icons ในการเรียกใชคําสั่ง Tables และ Graphs

10.1 ตัวอยางตารางแสดงขอมูลภูมิอากาศ (CLIMATE Table) ภาพที่ 8.4 แสดงขอมูลภูมิอากาศจากไฟลตัวอยางชื่อ KURNOOL.PEM. ซ่ึงไดจากสถานีเก็บขอมูลแหงหนึ่งที่ประเทศอินเดีย ลักษณะขอมูลแสดงขอมูลรายเดือนของ อุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ ความเร็วลม และชวงแสงแดด ที่ผูใชไดปอนขอมูลเหลานี้ผานเมนู InputData, Climate, Enter/Modify สวนขอมูล Solar radiation (MJ/m2/d) และ ETo (mm/d) ไดจากการคํานวณโดยโปรแกรม โดยใชสูตรของป ค.ศ. 1992 FAO recommended Penman Monteith ขอมูลจากตารางนี้สามารถจัดเก็บเปนไฟล ASCII ผานทางเมนู Report จากนั้นสามารถเปดมาใชงาน (เชนเพื่อพิมพออกทางเครื่องพิมพ) จาก เมนู File,TextEditor หรือผานโปรแกรมประเภท text editor ตางๆ เชน Note Pad, MS Word เปนตน

21

ภาพที่ 8.4 ตารางขอมูลภูมิอากาศ

10.2 ตัวอยางกราฟภูมิอากาศ (Climate Graphs) ขอมูลภูมิอากาศดังกลาวแลวสามารถนําเสนอในรูปกราฟบนจอคอมพิวเตอรหรือพิมพออกทางเครื่องพิมพ โดยใชเมนู Graphs, Climate หรืออาจใช climate graph icon บน Toolbar ก็ได จากภาพที่ 8.5 แสดงขอมูลอุณหภูมิเฉลี่ย (กราฟแทง) รายเดือน พรอมขอมูลอุณหภูมิสูงสุด-ต่ําสุด (เสนขีดที่อยูเหนือและใตแทงกราฟ) อยางไรก็ตามเราสามารถเลือกแสดงขอมูลอ่ืนๆที่ตองการ เชน Air humidity, wind speed, ETo เปนตนโดยการคลิกที่ขอความเหลาวนั้น ถาตองการเราสามารถสั่งพิมพกราฟออกทางเครื่องพิมพไดโดยตรงโดยคลิกที่ปุมคําสั่ง Print ภาพที่ 8.5 แสดงขอมูลภูมิอากาศในรูปกราฟ

ในการนําเสนอขอมูลภูมิอากาศในรูปกราฟ ดังกลาวแลววา CropWat ตองการขอมูลรายเดือน แตโปรแกรมสามารถ สรางหรือคํานวณขอมูลภูมิอากาศจากรายเดือนเปนรายวันโดยอาศัยหลักทางสถิติ (curve fitting) ซ่ึงมีหลายรูปแบบการคํานวณใหเลือก เชน linear distribution หรือ Parabola เปนตน โดยใชเมนู Options, Calculation methods

22

ภาพที่ 8.6 แสดงกราฟ ETo รายเดือน (กราฟแทง) พรอมกับคาเฉลี่ยรายวันที่ไดจากการคํานวณโดยการใชคาเฉลี่ยแบบ Polynomial curve ซ่ึงเปนคา default สวนภาพที่ 8.7 แสดงคา ETo รายเดือนและรายวันแตใชวิธีการคํานวณคาเฉลี่ยรายวันแบบ linear distribution ผานทางเมนู Options, CalculationMethods, ETo Distribution Model ภาพที่ 8.6 คา ETo รายเดือน (กราฟแทง) พรอมกับคาเฉลี่ยรายวันที่ไดจากการคํานวณแบบ Polynomial curve

ภาพที่ 8.7 คา ETo รายเดือน (กราฟแทง) พรอมกับคาเฉลี่ยรายวันที่ไดจากการคํานวณโดยการใชคาเฉลี่ยแบบ linear distribution curve

10.3 การพิมพกราฟออกทางเคร่ืองพิมพ กราฟที่แสดงบนจอสามารถพิมพออกทางเครื่องพิมพไดซ่ึงโปรแกรมจะเรียกใช Windows Print Manager การพิมพสามารถพิมพไดทั้งแนวนอน (vertical) และแนวตั้ง (horizontal) หลังจากผูใชคลิกปุม Print ที่ปรากฏอยูดานลางของกราฟ จะพบเมนูคําสั่งในการพิมพ ดังภาพที่ 8.8

23

ภาพที่ 8.8 เมนูคําสั่งพิมพกราฟ

PRINTER – ใชในการเลือกเครื่องพิมพพรอมดวยขนาดกระดาษและรูปแบบ (Portrait/Landscape) PREVIEW - ใชดู page layout กอนพิมพ FONT- ใชเลือกรูปแบบตัวหนังสือที่จะปรากฏบนกราฟ COLOUR PRINT – การพิมพแบบสีใหเช็ค “x” เพื่อเลือก Color Print กรณีตองการพิมพแบบ ขาว-ดํา ไมควรเลือก option นี้เพราะจะทําใหเปลืองหมึกพิมพ ภาพที่ 8.9 ภาพตัวอยางการพิมพกราฟออกทางเครื่องพิมพแบบสี (ซาย) และแบบขาว-ดํา (ขวา)

10.4 ตัวอยาง ตารางปริมาณฝน (RAINFALL Table) ขอมูลปริมาณฝนรายเดือนสามารถเรียกดูไดผานทางเมนู Tables, Rainfall โปรแกรมจะแสดงคา effective rainfall ที่ไดจากการคํานวณ ตามที่เลือกไวในเมนู Options, Calculation Methods, (ฝนที่ใชประโยชนได) Effective Rainfall คา default คือใชวิธี USDA calculation method (สูตรคํานวณดูไดจาก Help) ผูใชสามารถเปลี่ยนวิธีการคํานวณ Effective Rainfall ไดตามตองการผานทางเมนูนี้เชนกัน

24

ภาพที่ 8.10 ตารางแสดงขอมูลปริมาณฝนและฝนที่ใชประโยชนได

ขอมูลปริมาณฝนและฝนที่ใชประโยชนได สามารถนําเสนอในรูปกราฟผานทางเมนู Graphs, Rainfall (ภาพที่ 8.11) ภาพที่ 8.11 กราฟแสดงปริมาณฝนและ Effective Rainfall

หมายเหตุ ในการคํานวณความตองการน้ําของพืชและการใหน้ําชลประทาน โปรแกรม CropWat for Windows จะแปลงขอมูลฝนรายเดือนใหเปนรายวันดังนี้ ก) ขอมูลปริมาณฝนรายเดือนจะถูกคํานวณใหเปนรายวันโดยใชฟงชั่นทางสถิติ ซ่ึงโปรแกรมใชคา default แบบ polynomial curve การจะเลือกใชการคํานวณแบบใดขึ้นกับแบบการตกของฝน เชน กรณีฝนมีการรูปแบบการตกไมสม่ําเสมอในแตละเดือน หรือมีความแตกตางสูงระหวางฤดู รูปแบบการคํานวณแบบอื่น เชน linear interpolation ขอมูลแตละเดือน อาจจะเหมาะสมกวาแบบ polynomial curve (ดู Options, Calculation Methods, Rainfall and Graphs, Rainfall) ข) ผูใชจะตองสมมุติหรือประมาณการจํานวนครั้งของการตกของฝนในแตละเดือน ทั้งนี้เนื่องจาก จํานวนของฝนตกในแตละเดือนจะไมเทากัน ซ่ึง CropWat for Windows จะสมมุติคาใหมีฝนตกทุกๆ 5

25

วันในแตละเดือน (6คร้ัง/เดือน) ดังนั้นผูใชควรเปล่ียนคาจํานวนการตกของฝนแตละเดือนใหใกลเคียงความจริง ซ่ึงกระทําไดโดยใชเมนู Options, Calculation Methods, Rainfall, RainfallAggregation 10.5 ตัวอยางตารางความตองการน้ําของพืช (CROP WATER REQUIREMENTS TABLE) ภาพที่ 8.12 แสดงขอมูลความตองการน้ําของพืชพรอมกับคาพารามิเตอรที่ใชในการคํานวณ เชน ETo, ฝน และ crop coefficient ของแตละพืชในระบบการปลูก การแสดงตารางนี้ใหใชเมนู Tables, CWR จากนั้นผูใชสามารถเปลี่ยนชวงเวลา (time step) และคาสมสุติในสวนประสิทธิภาพของระบบการใหน้ํา (Irrigation Efficiency) ซึงจะมีผลตอการประมาณการคาการใหน้ําชลประทาน (Field Water Supply: FWS (l/s/ha)) ภาพที่ 8.12 ตารางแสดงขอมูลความตองการน้ําของพืชพรอมกับคาพารามิเตอรท่ีใชในการคํานวณ

ความหมายของคาตางๆที่ปรากฏในตาราง: - ชนิดพืชที่ตองการคํานวณ CWR ปรากฏที่ดานบนซายสุดของตาราง - Block of the crop หมายถึงชวงที่ปลูกพืชในหนึ่งฤดู (พืชชนิดเดียวกัน) - ชวงการคํานวณ CWR (Time Step) อาจกําหนดตามที่ผูใชตองการเชน 1, 7, 10, 30 วัน คา default คือ 10 วัน - คาประสิทธิภาพการใหน้ํา (field Irrigation Efficiency) ซ่ึงจะมีผลในการคํานวณคา Field Water Supply คา default คือ 70% ความหมายของคาตางๆที่ปรากฏในแตละคอลัมน: Date: วันที่เร่ิมตนของแตละพืช (time step) ETo: คาศักยการคายระเหยน้ําของพืช หนวยเปนมิลลิเมตรตอ time step Crop Area: สัดสวนพื้นที่ปลูกของพืชนั้นๆ คิดเปนคารอยละของพื้นที่ทั้งหมด ถาปลูกพืชชนิดเดียวคานี้จะเทากับ 100% Crop Kc: คาเฉลี่ยของ crop coefficient ในแตละ time step คํานวณโดยวิธี linear interpolation ในระหวางคา Kc ของแตละระยะการเจริญเติบโตของพืช (crop stage) คา “Crop Kc” นี้ คํานวณจากสูตร

26

Kc*Crop Area ดังนั้นสมมุติวาพืชครอบคลุมพื้นที่ปลูก 50% คา “Crop Kc” จะมีคาเทากับครึ่งหนึ่งของคา Kc ในไฟล crop coefficient CWR: ความตองการน้ําของพืช (Crop Water Requirement) Total and Effective Rainfall: ทั้งสองคานี้คํานวณจากขอมูลรายเดือนโดยใชฟงชั่นที่กําหนดโดยผูใชดังอธิบายไปแลว Irrig.Req.: คาความตองการน้ําชลประทานของพืช (Irrigation Requirement) ในแตละชวง time step FWS: คาการใหน้ําชลประทาน (Field Water Supply) หนวยเปน ลิตรตอนาทีตอเฮกแตร โดยสมมุติวามีการใหน้ําแบบตอเนื่องและมีประสิทธิภาพการใหน้ําตามที่กําหนดใน Irrigation Efficiency ดังกลาวแลว คา FWS ในวงเล็บใหญของแถวลางสุดหมายถึงคาเฉล่ียของน้ําชลประทานที่ใหแตละชวงตลอดชวงฤดูปลูกของพืชชนิดนี้ กรณีนี้คือ [0.72]

ตัวอยางการคํานวณคาตางๆตามภาพที่ 8.12 (แถวที่ 9)

27

10.6 กราฟความตองการน้ําของพืช (Crop Water Requirements) กราฟ ETo, Crop Water Requirements และ Irrigation Requirements สามารถแสดงบนจอไดจากคําสั่ง Graph, CWR หรืออาจใชปุมคําสั่ง CWR บน Toolbar ผลที่ไดจะปรากฏดังภาพที่ 8.13

จากภาพที่ 8.13 หมายเลข (1) กราฟเสนแสดงคาศักยการระเหยน้ําของพืชมีหนวยเปน มม./วัน คํานวณจากคารายเดือนโดยใชฟงชั่น polynomial curve หมายเลข (2) พื้นที่สีจางกวาคือความตองการน้ําของพืช (CWR) ทั้งหมดของพื้นที่ปลูก (มม./วัน) กราฟ CWR จะมีลักษณะเดียวกันกับกราฟคา Kc สวนของกราฟที่อยูเหนือเสน ETo แสดงวาคา Kc มีคามากกวา 1 ถาพื้นที่ปลูกพืชไมถึง 100% คา CWR ก็จะลดลงตามสัดสวนของพื้นที่ที่ลดลง หมายเลข (3) พื้นที่สีเขมกวา หมายถึงปริมาณน้ําชลประทานที่พืช (Irrigation Water Requirement (IWR)) มีหนวยเปน มม./วัน ความตางระหวาง CWR กับ IWR ขึ้นอยูกับeffective rainfall ถาฝนมากคาความตองการน้ําชลประทาน (IWR) ก็จะนอยลง ภาพที่ 8.13 กราฟแสดง ETo, Crop Water Requirements และ Irrigation Requirements

10.7 กราฟแสดงรูปแบบการปลูกพืช (Cropping Patterns) CropWat for Windows สามารถคํานวณความตองการน้ําของพืชในระบบไดพรอมกันไมเกิน 30 พืช แตละพืชที่ตองการคํานวณจะมีขอมูลรายละเอียดตางๆที่เก็บไวในไฟลขอมูล ดังนี้ คา Kc, วัน-เดือนปลูก, และพ้ืนที่ปลูก (0-100% ของพื้นที่ทั้งหมด) แตละพืชอาจมีการปลูกหลายครั้งในหนึ่งฤดูปลูกเรียกวา block ระบบการปลูกพืชที่ระบุไวสามารถแสดงใหเห็นในรูปกราฟ (ภาพที่ 8.14) โดยใชคําสั่ง Graphs, Cropping Pattern หรือคลิกที่ไอคอน Cropping Pattern บน Toolbar

28

ภาพที่ 8.14 กราฟแสดงระบบการปลูกพืชท่ีมีการปลูกพืชชนิดเดียวเต็มพื้นที่ปลูก (100%)

จากภาพที่ 8.14 พบวามีการปลูกขาวโพดเต็มพื้นที่ปลูก มีการปลูกพรอมกันทั้งหมดเมื่อวันที่ 3 มีนาคม คําสั่ง Options สามารถแสดงรูปแบบของกราฟระบบการปลูกพืชที่ตองการได 3 แบบ คือแสดงเฉพาะ ระบบการปลูก (Crop pattern) หรือ แสดงเปนพื้นที่ปลูกทั้งหมด (Total area) หรือทั้งสองอยาง (Both) ในกรณีมีการปลูกพืชชนิดเดียวกันหลายครั้งแตตางวันปลูก (Relay cropping) ผูใชสามารถระบุชวงปลูก แตละชวงปลูกเรียกวา (blocks) ดังตัวอยางในภาพที่ 8.15 มีการปลูกขาวโพด 4 คร้ัง แตละครั้งหางกัน 10 วัน คําสั่งที่ใชคือ InputData, CroppingPattern, Enter/Modify ภาพที่ 8.15 กราฟแสดงระบบการปลูกขาวโพดแบบ Relay cropping และการกําหนดระบบการปลูกพืช

กราฟระบบการปลูกพืชสามารถนําเสนอทั้งพื้นที่ปลูก โดยการเลือก Option “Total area” จะปรากฏผลดังภาพที่ 8.16 ซ่ึงแสดงใหเห็นวันปลูก-วันเก็บเกี่ยว พรอม % พื้นที่ปลูกของพืชแตละ block สวนกราฟดานลางซายมือแสดงคา CWR และ IWR ของพื้นที่ทั้งหมดตลอดฤดูปลูก

29

ภาพที่ 8.16 วันปลูก-วันเก็บเก่ียว พรอม % พื้นที่ปลูกของพืชแตละ block; คา CWR และ IWR ของพื้นที่ท้ังหมดตลอดฤดูปลูก

หมายเหตุ CropWat for Windows คํานวณ CWR จากสูตร CWR = ETo*Kc* พื้นที่ปลูก ไมใชจากสูตร ETo*Kc ดังนั้นคาสูงสุดของ CWR จึงมีโอกาสที่จะมีคาต่ํากวาคา ETo เมื่อมีพื้นที่ปลูกพืชไมถึง 100%

CropWat for Windows สามารถวิเคราะหระบบการปลูกพืชที่ซับซอนได และโปรแกรมจะตรวจสอบเสมอไมใหพื้นที่ปลูกเกิน 100 % ภาพที่ 8.17 แสดงระบบการปลูกพืช 4 ชนิด พื้นที่ปลูกทั้งหมดเพียง 80 % ของพื้นที่ และพบวาคาสูงสุดของ CWR ต่ํากวาคาสูงสุด ETo ทั้งนี้เนื่องจากการคํานวณ CWR ไดใชพื้นที่ปลูกในสูตรการคํานวณดวย ภาพที่ 8.17 ระบบการปลูกพืช 4 ชนิด ในเวลาที่แตกตางกัน พรอมกับคา CWR และ IWR ของพื้นที่ท้ังหมด

30

จากภาพที่ 8.17 โปรแกรมจะแสดงคาความตองการน้ําของพืชและคาปริมาณน้ําชลประทานที่จะตองใหแกพืชทั้งระบบ อยางไรก็ตามถาเราตองการรู ความตองการน้ําของพืชและคาปริมาณน้ําชลประทานของแตละพืชก็สามารถกระทําได ในสวนที่เปนตารางผลการวิเคราะหจากเมนู Tables, CWR จากภาพที่ 8.18 หลังใชคําสั่ง Tables, CWR จะปรากฏตารางผลการวิเคราะห “Crop water requirements table” มุมบนซายสุดจะมี pull down menu ใหเราเลือกแสดงผล วาตองการแสดงผลทั้งหมดหรือเฉพาะพืช และถัดลงมา (ภาพที่ 8.19) ในพืชหนึ่งๆยังสามารถเลือกที่จะแสดงผลการวิเคราะหของแตละชวงการปลูก (block) ภาพที่ 8.18 Pull down menu ใหเราเลือกแสดงผลการวิเคราะหท้ังหมดหรือเฉพาะพืช

ภาพที่ 8.19 Pull down menu แสดงผลการวิเคราะหของแตละชวงการปลูก (block)

10.8 ตัวอยางตารางการกําหนดการใหน้ําชลประทาน (IRRIGATION SCHEDULING Table) การวิเคราะหขอมูลในสวนนี้จะกระทําไดก็ตอเมื่อมีการใสขอมูลในสวน เงื่อนไขการใหน้ําชลประทานภายใตเมนู Schedule, Criteria, ตามดวยการคลิก OK คาที่เปน default จะถูกกําหนดโดยอัตโนมัติ (ยกเวนเราจะกําหนดคาเงื่อนไขการใหน้ําที่เราตองการใหม) หลังจากนั้นเราจึงจะสามารถแสดงผลการกําหนดการใหน้ําชลประทาน จากเมนู Tables, IrrigationSchedule ตามภาพที่ 8.20 ได ภาพที่ 8.20 ตารางแสดงผลการวิเคราะหตามเงื่อนไขการใหน้ําชลประทานที่กําหนด

31

ภาพที่ 8.20 คือตารางแสดงกําหนดการใหน้ําชลประทานสําหรับขาวโพด (maize) ที่ปลูกเปนพืชเดี่ยว (single block) ในวันที่ 3 มีนาคมที่เมือง Kurnool ตารางนี้สามารถแสดงขอมูลในสวนการใหน้ําชลประทาน (Irrigation Schedule) หรือขอมูลสมดุลน้ํารายวัน (Daily Soil Moisture Balance) โดยการเลือกในการนําเสนอที่สวน Options และตองแนใจวาไดเลือกชนิดของพืชและชวงการปลูก (block) ที่ตองการนําแสดงใหถูกตอง รายละเอียดของขอมูลมีดังนี้ ก) สวนแสดงขอมูลการใหน้ําชลประทาน (Irrigation Scheduling option) ในสวนนี้แสดงสถานะความชื้นของดินที่เปลี่ยนแปลงไปในแตละวัน ที่มีผลจากการที่ดินไดรับน้ําทั้งจากฝนและการใหน้ําชลประทาน ตารางยังแสดงขอมูลชวงกําหนดการใหน้ํา (Irrigation Interval; day) และปริมาณน้ําที่ใหแตละครั้ง (Net Irrigation; mm) แถวลางสุดเปนคาผลรวม ทั้งหมดของ rainfall, evapotranspiration, net irrigation, lost irrigation ข) ขอมูลสมดุลน้ํารายวัน (Daily Soil Moisture Balance option) ขอมูลสวนนี้แสดงสถานะความชื้นของดินเชนเดียวกับ (ก) แตจะแสดงขอมูลรายวันตลอดฤดูปลูก การนําเสนอขอมูลผานทางกราฟ จากเมนู Graph, IrrigationSchedule จะทําใหไดขอมูลที่งายตอการเขาใจ ในสวนเมนูคําสั่งที่ใหผูใชกําหนดการใหน้ําเอง (User defined) ภายใตเมนู Scheduling Criteria จะชวยใหผูใชสามารถกําหนดและปรับเปลี่ยนวิธีและปริมาณน้ําที่ใหตามตองการ ซ่ึงมีความยืดหยุน แกผูใชในการจําลองสถานการณ การใหน้ําเพื่อใหมีการใชน้ําใหเกิดประสิทธิภาพสูงสุด รายละเอียดอธิบายในสวน Advance section ความหมายของคําท่ีปรากฏในตาราง Irrigation Schedule จากภาพที่ 8.20 Date: เปนวันที่ฝนตก/วันใหน้ํา TAM: ปริมาณความชื้นในดินทั้งหมด (Total Available Moisture; mm) คํานวณจาก Field Capacity ลบดวยคา Wilting Point คูณดวย current rooting depth ของพืชในขณะนั้น RAM: ความชื้นที่เปนประโยชนตอพืช (Readily Available Moisture in the soil; mm) คํานวณจาก RAM = TAM * P เมื่อ P คือ depletion fraction ของพืชชนิดนั้นๆ ณ ชวงการเจริญเติบโตที่คํานวณ คานี้กําหนดไวในไฟล crop coefficient (Kc) เชนกรณีนี้คือ MAIZE.CRO Rain: ปริมาณฝน ณ วันนั้น (กรณีนี้สมมุติวาฝนตก 5 คร้ังตอเดือน) Efct. Rain: ฝนที่เปนประโยชน (Effective rainfall) หรือปริมาณฝนที่ซึมลงสูดิน ETc: อัตราการคายระเหยน้ําของพืชจริง (Actual crop evapotranspiration) ETc/ETm: สัดสวนของอัตราการคายระเหยน้ําของพืชจริงตอคาสูงสุดของอัตราการคายระเหย (maximum crop ET) คานี้มีประโยชนในการกําหนดการใหน้ําโดยผูใช (defined irrigation schedules) ปกติจะมีคา 100% เสมอสําหรับพืชที่ไมขาดน้ํา (unstressed crop) SMD: คาความชื้นในดินวิกฤติ (Soil Moisture Deficit; mm) ณ วันนั้น Irr Interv: ชวงการใหน้ํา (days)

32

Net Irr: ปริมาณน้ําท่ีให (irrigation depth; mm) Lost Irr: ปริมาณน้ําท่ีสูญเสีย อาจจากการไหลตามพื้นดิน (surface runoff) หรือไหลลงสูระดับน้ําใตดิน (percolation) User Adjust: การปรับคา SMD โดยผูใช (ดู Advanced section) การประมาณการผลผลิตที่ลดลงเนื่องจากพืชขาดน้ํา (เมื่อ Etc/ETm ต่ํากวา 100%) ปรากฏ ณ ชอง “Yield Reduction” ซ่ึงคานี้ประมาณการตามการคํานวณที่อธิบายในเอกสารของ FAO Irrigation and Drainage paper no 33 “Yield Reduction to Water” อยางไรก็ตามคาที่ไดเปนเพียงคาประมาณการเพื่อใชสําหรับการคาดการณ ความเปนไปไดของผลผลิตจากการขาดน้ําของพืช ซ่ึงปกติแลวคา Ky จะตองมีการวัดจริงจากแปลงทดสอบ จึงจะใหผลที่มีความแมนยําสูง

10.9 การจัดเก็บและพิมพตารางกําหนดการใหน้ํา (Saving and Printing) ตารางกําหนดการใหน้ําดังกลาวขางตน สามารถจัดเก็บเปนไฟลหรือพิมพออกทางเครื่องพิมพ โดยผานทางปุมคําสั่ง Report ที่ปรากฏบน Irrigation Scheduling Table ไฟลจะถูกจัดเก็บเปน text (.TXT) และอยูในโฟลเดอร C:\CROPWATW\REPORTS ซ่ึงสามารถนํามาใชผานทางโปรแกรม text editor ทั่วไป โปรแกรม CropWat for Windows เองก็มี text editor ไวใชงาน โดยเรียกใชจากเมนู File, TextEditor หรือคลิกที่ไอคอน Text Editor บน Tool bar ก็ไดเชนกัน ดานลางเปนตัวอยางรายงานจากไฟลกําหนดการใหน้ําที่จัดเก็บไวภายใตช่ือ Example1.txt และพิมพผานทาง Text Editor ของโปรแกรม CropWat for Windows

33

ภาพที่ 8.21 ตัวอยางรายงานจากไฟลกําหนดการใหน้ําที่จัดเก็บไวภายใตชื่อ Example1.txt

34

10.10 กราฟแสดงกําหนดการใหน้ํา (Irrigation Scheduling Graphs) แบบสมบรูณ ขอมูลที่ไดจากการคํานวณเกี่ยวกับกําหนดการใหน้ําชลประทานสามารถนําเสนอในรูปกราฟ (ภาพที่ 8.22) โดยสามารถดูไดทั้งระบบการปลูกพืชหรือดูทีละพืช การเรียกดูกราฟจะผานเมนูคําสั่ง Graphs, IrrigationSchedule หรือคลิกที่ไอคอน schedule graph บน toolbar ภาพที่ 8.22 กราฟแสดงขอมูลเก่ียวกับความชื้นในดินและการใหน้ําชลประทาน

ภาพที่ 8.22 แสดงกําหนดการใหน้ํา (โดยดูจากคาความชื้นวิกฤติของดิน; soil moisture deficit) ของพืชแตละชวงปลูก (crop/block) ที่ตองการนําเสนอ เสนกราฟลางสุดคือความชื้นในดินทั้งหมด (total available moisture in the soil; TAM) ตลอดชวงการปลูกพืชซ่ึงจะมีปริมาณเพิ่มขึ้นเมื่อพืชมีความยาวของรากพืชที่เพิ่มขึ้น กราฟเสนตรงกลางคือ (readily available moisture; RAM) ที่กําหนดไวในไฟล crop coefficient ในสถานการณที่มีการใหน้ําแกพืชอยางสมบรูณ ปกติจะเปนคา Default ในการกําหนดเงื่อนไข (Criteria) การใหน้ําเพื่อปองกันพืชเกิดความเครียดเพราะขาดน้ํา ดังนี้ Irrigation Timing : irrigate when 100% of readily available moisture occurs Application Depth : refill to 100% of readily available moisture กรณีนี้คา soil moisture deficit จะไมมีโอกาสสูงกวาคา readily available moisture จากเงื่อนไขดังกลาวกําหนดใหมีการใหน้ําทันทีที่ปริมาณ readily available moisture ถูกใชหมดไป (Irrigation Timing : irrigate when 100% of readily available moisture occurs) หรืออีกนัยหนึ่งคือ เมื่อ soil moisture deficit เพิ่มขึ้นถึงระดับ readily available moisture ในสวนปริมาณน้ําที่ให (Application Depth : refill to 100% of readily available moisture) หมายถึงใหน้ําเทากับคา 100% ของ readily available moisture ซ่ึงเปนคาที่กําหนดไว ณ คา field capacity ของดิน หมายเหตุ ใหสังเกตวาเมื่อพืชมีการใชน้ําจากดิน จะสงผลใหความชื้นในดินที่พืชใชประโยชนได (readily available moisture ) มีปริมาณลดลง ในขณะที่คาความชื้นวิกฤติของดิน (soil moisture deficit) มี

35

คาเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ตามปริมาณ readily available moisture ที่ลดลง เมื่อใดก็ตามที่คา soil moisture deficit มีคามากกวาคา readily available moisture เมื่อนั้นจะเปนชวงที่พืชขาดน้ํา ในการคํานวณตามสูตรนี้ มีขอสมมุติวา (Assumption) ดินไมมีการสูญเสียน้ําโดยการซึมลงสูช้ันใตดิน (percolation) และไมมีอิทธิพลของน้ําใตดินตอความชื้นของดิน (capillary rise) ในชั้นดินที่ระดับรากพืช 10.11 กราฟแสดงกรณีการใหน้ําที่ไมสมบรูณ (Non optimal irrigation) ปกติแลวในสถานการณจริง การกําหนดการใหน้ําแกพืชมีความซับซอนเนื่องจากมีปจจัยตางๆมากมายเขามาเกี่ยวของ เชน คุณสมบัติของดินในการอุมน้ํา ปริมาณฝน การไหลทิ้ง (run-off) และการระเหยของน้ําซึ่งมีอิทธิพลจากสภาพภูมิอากาศ เปนตน ดังนั้นจึงเปนการยากที่จะกําหนดวาเมื่อใดควรมีการใหน้ํา และควรใหในปริมาณเทาใดจึงจะไมเกิดการสูญเสีย โปรแกรม CropWat จึงเปนเครื่องมือชวยเราในการวิเคราะหในกรณีเหลานี้ ตัวอยาง สมมุติวาเรากําหนดการใหน้ําในเมนู Scheduling Criteria ดังตอไปนี้ Irrigation Timing: Irrigate at Fixed Intervals of 21 days (ใหน้ําทุกๆ 21 วัน) Application Depth (amount) : Fixed Depths of 70mm net irrigation (แตละครั้งให 70 มม.) ผลจากการกําหนดการใหน้ําชลประทานตามเงื่อนไขขางตนปรากฏ ในภาพที่ 8.23 จากวิธีการใหน้ําดังกลาวที่วิเคราะหดวยโปรแกรม CropWat พบวา วิธีการใหน้ําดังกลาวทําใหเกิดการสูญเสียน้ํา ในบางชวง คือเดือนที่ 3-4 (lost Irrigation) ทั้งนี้อาจเกิดจากการใหน้ําเกินความตองการ หรือขณะนั้นอาจมีฝนตกในปริมาณที่เพียงพอ แตขณะเดียวกันในบางชวงคือเดือนที่ 4-6 พบวาพืชมีการขาดน้ํา (SMD < RAM) เนื่องจากมีการใหน้ําไมพอ (70 มม. ทุก 21 วัน) ซ่ึงอาจเปนชวงที่ฝนนอยในขณะที่พืชตองการน้ํามาก สงผลใหผลผลิตลดลง 22% ภาพที่ 8.23 กราฟแสดงกรณีการใหน้ําที่ไมสมบรูณ (Non optimal irrigation)

36

10.12 กําหนดการใหน้ําโดยผูใช (User Defined Irrigations) โปรแกรม CropWat มีเมนูที่กําหนดใหผูใชกําหนดวันและปริมาณการใหน้ําตามที่ผูใชตองการ ซ่ึงมีประโยชนอยางมากในการลองผิดลองถูกเพื่อปรับแผนการใหน้ําที่ทําใหประสิทธิภาพการใชน้ําสูงสุด เมนูที่ใชคือ Schedule, Criteria, Variable Intervals (จากเมนูยอย Application timing) และ Variable depths (จากเมนูยอย Application depths) จากนั้นคลิก OK เพื่อปดหนาตางคําสั่ง Criteria จากนั้นใหแสดง Irrigation Scheduling Graph และ Irrigation Scheduling Table ขึ้นมาดังภาพที่ 8.24 เพื่อการกําหนดการใหน้ํ าตามที่ตองการ กราฟกําหนดการใหน้ําจะถูกแสดงคาที่ เปน “ไมมีการใหน้ํ าชลประทาน” เนื่องจากจะรอใหผูใชเปนผูกําหนด ในการกําหนดวันและปริมาณน้ําที่ใหนั้น จะกําหนดในสวน Irrigation Scheduling Table ดังภาพที่ 8.24 โดยใหดับเบิ้ลคลิก ที่ชอง “Nett Irr” ณ วันที่ตองการใหน้ํา (กรณีนี้ เปนวันที่ 15/4) จะปรากฏเมนู User-Defined Irrigation ขึ้นมาใหเราใสคาปริมาณน้ําชลประทานที่จะให ณ วันนั้น โปรแกรมจะคํานวณการใหน้ําโดยอัตโนมัติ และแสดงบนหนาตาง Irrigation Scheduling Graph ใหเราสังเกตวาวันที่ใหน้ําและปริมาณน้ําที่ให มากหรือนอยเกินไป (มากไปเมื่อเกิด lost Irrigation bar ขึ้น; และนอยไปเมื่อ SMD < RAM) จากนั้นให กําหนดวันและปริมาณน้ําที่ใหในวันถัดไปเรื่อยๆ จนสิ้นสุดฤดูปลูก ภาพที่ 8.24 กราฟและตารางกําหนดวันและปริมาณการใหน้ําตามที่ผูใชตองการ

1. เปลี่ยนคา Nett Irr

2. กราฟคาความชืน้วิกฤติของดินจะเปลี่ยนไปทันท ี

37

10.13 คําสั่งอื่นๆ บนในสวนที่เก่ียวของกับกราฟกําหนดการใหน้ํา สวนของกราฟเราสามารถแสดงกราฟเกี่ยวกับสถานการณ ดิน-น้ําและการใหน้ําของเฉพาะพืชใดพืชหนึ่ง และในชวงการปลูกหนึ่งๆ แตขณะเดียวกันก็สามารถแสดงขอมูลของพืชตางๆทั้งระบบพรอมกัน วิธีการก็โดยการคลิกที่สวน “Draw over” check box ก็จะทําใหเราสามารถแสดงกราฟดังกลาวได ดังภาพที่ 8.25 พืชที่สองที่ส่ังใหแสดงอาจมีสเกลของแกน y-axis (soil moisture deficit) ไมเทากัน เนื่องจากกราฟจะกําหนดสเกลใหพืชแรกที่กําลังนําเสนอ วิธีแกไขก็โดยการ ปด Draw over option กอนจากนั้นคลิกปุม Redraw เช็คปุม Draw over อีกครั้ง การสั่งพิมพกราฟออกทางเครื่องพิมพก็โดยคลิกที่ปุม Print แตกรณีมีการแสดงขอมูลของหลายพืช (จากการใชปุม Draw over) พืชที่ส่ังใหแสดงทายสุดเทานั้นจะถูกพิมพออกทางเครื่องพิมพ ภาพที่ 8.25 การแสดงขอมูลสถานการณดิน-น้ํา-พืช ท้ังระบบบนกราฟเดียวกัน

11. คําสั่ง SAVE REPORT

คําสั่งนี้ใชในการ save/print ขอมูล (ภาพที่ 9) ทั้งสวนที่เปน input และผลการวิเคราะห ซ่ึงจะไมเหมือนกับการ save ขอมูลจากคําสั่ง File หรือ InputData ดังกลาวมาแลว วัตถุประสงคของเมนูนี้ก็เพื่อการจัดเก็บขอมูลเพื่อใชกับโปรแกรมอื่น เชน word processor หรือ spreadsheet การใชเมนูนี้อาจผานทางปุมคําสั่ง “Report” ที่ปรากฏบนหนาตางกราฟก็ไดเชนกัน ไฟลจะถูกจัดเก็บภายใตช่ือและโฟลเดอร C:\CROPWATW\REPORTS แตเราสามารถเปลี่ยนชื่อไฟลและโฟลเดอรที่จัดเก็บใหมไดตามที่ตองการได ภาพที่ 9 เมนู SaveReport

รายงานหรือ reports ขอมูล Climate, Rainfall, Crop, CropPattern, Soil จะถูก saved ภายใตไฟลที่ default ฟอรแมท .TXT (ASCII) เทานั้น ผลการวิเคราะห (CWR and irrigation schedule) สามารถจัดเก็บไดทั้ง

38

ฟอรแมท ASCII หรือ . CSV (comma separated variable) ซ่ึงสามารถเปดมาใชงานไดดวยโปรแกรมspreadsheet เชน Excel เปนตน (อธิบายเพิ่มเติมใน Advanced section)

12. การใช Text Editor เพื่อ view/print ผลการวิเคราะห ไฟลที่เปนฟอรแมท ASCII สามารถแสดงและพิมพออกทางเครื่องพิมพไดโดยตรง จากโปรแกรม CropWat for Windows การใชโดยผานทางเมนู File, TextEditor หรือคลิกที่ ปุมคําสั่ง Text editor บน Toolbar (ภาพที่ 10) ภาพที่ 10 ปุมคําสั่ง Text editor

ภายใตส่ิงแวดลอมของ Text Editor (ภาพที่ 11) จะมีเมนู File ที่ใหเรา เปดไฟลตางๆที่เปนขอมูลหรือผลการวิเคราะห ขึ้นมาแสดงและพิมพออกทางเครื่องพิมพ โดยอาศัย Print manager facility ของ Windows System หลังจากนั้นเราสามารถกลับสู ส่ิงแวดลอมของโปรแกรม CropWat for Windows โดยคําสั่ง File, Close and return to CropWat ภาพที่ 11 เมนู File ภายใต Text Editor

13. เมน ูOPTIONS

CropWat for Windows จะกําหนดคา default ในของวิธีการคํานวณ (calculation methods) ดังปรากฏเมื่อเราเรียกใชเมนูนี้คร้ังแรก จากเมนูคําสั่ง Options (ภาพที่ 13) อยางไรก็ตามเราสามารถเปลี่ยนแปลงคาตางๆ เหลานั้นไดตามตองการเพื่อใหเหมาะกับ ขอมูลและวัตถุประสงคที่ตองการวิเคราะห คาใหมที่เปลี่ยน สามารถจัดเก็บ เปนคาเริ่มตน ในการใชโปรแกรมได จากการใชคําสั่ง Options, Save หรือใชคําสั่ง Save ภายใตเมนูยอยตางๆ หลังจากตั้งคาใหมแลว ภาพที่ 12 เมนูคําสั่ง Options

39

ภาพที่ 13 เมนูคําสั่ง Options, Calculation Methods

14. เมน ูHELP

ระบบชวยเหลือในการใชโปรแกรมภายใตเมนู help เปนระบบเดียวกับโปรแกรมที่รันภายใต Windows operating system ทั่วไป ดังภาพที่ 14 ภาพที่ 14 ระบบชวยเหลือของโปรแกรม CropWat for Windows

มีปญหาหรือขอสงสัยเก่ียวกับการใชโปรแกรมโปรดติดตอ สุรจิต ภูภักดิ์ คณะเกษตรศาสตร มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี sura@agri.ubu.ac.th or surap@yahoo.com Derek Clarke, University of Southampton, UK DC@SOTON.AC.UK or

40

D.Clarke@SOTON.AC.UK Martin Smith, FAO, Rome, Italy M.Smith@FAO.ORG Khaled El-Askari, National Water Research Center, Cairo, Egypt email not available.

15. ADVANCED SECTION

การวิเคราะหการใหน้ําจากเหตุการณสมมุต ิ(SCHEDULING SCENARIOS) สถานการณจําลองในการใหน้ําที่ผูใชตองการทดสอบสมมุติฐานในการคํานวณการใหน้ําแกพืช ที่ ประกอบดวยไฟลตางๆ ทั้ง ดิน ภูมิอากาศ ระบบพืช และ เงื่อนไขการใหน้ํา สามารถจัดเก็บเปนกลุมไฟล Scenario ที่มีนามสกุล .SNR ซ่ึงโดย default จะถูกเก็บไวที่ C:\CROPWATW\SCHEDULE เมนูที่ใชคือ Schedule, Scenario, Save (คําสั่งนี้จะใชไมไดถา ขอมูล input files ทั้งหมดที่กําลังใชงานไมไดมีการ save เปนไฟล กรณีมีพืชมากกวาหนึ่งชนิด จะตองจัดเก็บผานทางเมนู InputData, CroppingPattern, Save) จากนั้นสามารถอานกลับเขามาใชไดอีกผานทางเมนู Schedule, Scenario, Retrieve หมายเหตุ ไฟล Scenario ไมไดจัดเก็บขอมูลในสวน Scheduling Criteria ดังนั้น เราจะตองมีการกําหนดเงื่อนไขในสวนนี้ใหมทุกครั้งที่มีการวิเคราะห (ผานเมนู Schedule, Criteria)

การกําหนดการใหน้ําโดยผูใช (USER DEFINED IRRIGATIONS) เหตุการณการใหน้ําที่นอกเหนือไปจากการกําหนดไวตามเงื่อนไขปกติของสถานการณการใหน้ํา จากเมนู Schedule, Criteria ผูใชสามารถกําหนดเองผานทางคําสั่ง “User Defined” ปกติแลวสถานการณ เหลานี้มักเกิดจากการที่ผูใชตองการทดสอบ ความไวของโปรแกรม (sensitivity analysis) หรือการเกิดเหตุการณที่ไมคาดคิด เชน ทอระบายน้ําชํารุดและมีน้ําเกินความตองการ ณ ชวงใดชวงหนึ่ง เปนตน ในการใชงาน อันดับแรกเราตองกําหนดใช “User Defined” บนเมนู Schedule, Criteria ทั้งในสวน Application Timing (Irrigate at Variable Intervals (User-defined)(days)) และ สวน Application depths (Variable Depths (User-defined)(mm)) ดังภาพที่ 15 ภาพที่ 15 เมนูกําหนดการใหน้ําโดยผูใช (User Defined)

41

หลังจากนั้น ใหเรียกหรือเปดเมนู Irrigation Schedule Table (ภาพที่ 16) ขึ้นมา พรอมเลือก Option Daily Soil Moisture Balance หมายเหตุ ในการใชคําสั่ง “User Defined” ขอมูลที่มีการกําหนดเงื่อนไขการใหน้ํากอนหนานี้ จะถูกลบทิ้งออกจากหนวยความจํา และในการแสดงกราฟการใหน้ําชลประทาน SMD จะทําไดก็ตอเมื่อผูใชไดกําหนดเงื่อนไขใหมขึ้นมากอน ดังภาพที่ 16 และที่อธิบายไวในหัวขอ 10.12 (กําหนดการใหน้ําโดยผูใช (User Defined Irrigations)) ภาพที่ 16 ตารางกําหนดการใหน้ําที่พรอมใหเราใสขอมูลวันที่และปริมาณน้ําที่ตองการ

การใชคา CAPILLARY RISE AND PERCOLATION: USER ADJUSTMENTS

โปรแกรม CropWat โดยปกติจะสมมุติใหผลจากการวิเคราะหไมมีอิทธิพลของการสูญเสีย (deep percolation) และไดรับน้ําจากน้ําใตดิน (capillary rise) ทั้งนี้เนื่องจากขอมูลในสวนนี้ ยากที่จะไดมาหรือจะตองไดจากงานทดลองที่คอนขางเฉพาะเจาะจง ในความเปนจริงแลวสมมุติฐานนี้ไมถูกตองนัก ดังนั้น ในกรณีที่ผูใชโปรแกรมมีขอมูลในสวนนี้ก็สามารถนํามาใชได โดยการเพิ่มขอมูลผานตารางกําหนดการใหน้ํา (ภาพที่ 16) โดยดับเบิ้ลคลิกเซล ณ วันที่ที่ตองการในสวน User Adjust column (ภาพที่ 17) ในคอลัมนนี้ ยังใชประโยชนไดในอีกหลายกรณีเชน - ใสขอมูลปริมาณน้ําฝนจริง (ปกติโปรแกรมจะประมาณการจากการคํานวณ) - ใสคา capillary rise ที่จะเพิ่มความชื้นแกช้ันดิน - ใสคา deep percolation ซ่ึงมีการสูญเสียน้ําจากชั้นดิน - ปรับคา SMD ใหใกลเคียงกับความเปนจริงจากการทดสอบในแปลงทดลอง ตัวอยางการใช User adjustment: โดยการใสคาปริมาณฝนจริง 8.2 มม. ท่ี 11 มีนาคม

ผลที่เกิดขึ้นตอคา soil moisture deficit (SMD) จะถูกคํานวณใหมโดย SMD+ETcrop-UserAdjustment จากตัวอยางขางตน (ภาพที่ 16) คา SMD ของวันที่ 11 มี.ค. คือ 16.3, คา ETcrop คือ 1.9 มม., คา SMD ในวันถัดไป (วันที่ 12 มี.ค.) จากตารางตามภาพที่ 16 มีคา 18.2 มม. ถาเราใสคาปริมาณฝนที่เซล User Adjust. จํานวน 8.2 มม. ในวันที่ 11 มี.ค. คา SMD ในวันที่ 12 มี.ค. จะเปลี่ยนจาก 18.2 เปน 10.0 มม. คือลดลง 8.2 มม.

42

ตัวอยางการใช User adjustment: Groundwater Contribution and Leaching Requirements

CropWat for Windows ไมไดคํานึงการสูญเสียน้ําโดยการซึมลงใตดิน หรือผลจากการซึมผานชองวางในดินของน้ําใตดินสูระดับชั้นรากพืช ในกรณีที่ระดับน้ําใตดินมีระดับตื้น แตในบางกรณีเราอาจใชโปรแกรม CropWat ในการทดสอบ การซึมลงของน้ํา (leaching requirements) หรือผลของน้ําใตดิน ตอการควบคุมความเค็มของดิน เชนการปรับระดับน้ําใหลดลง -2.5 มม./วัน ซ่ึงเทียบไดกับการสูญเสียน้ํา 2.5 มม./วัน ลงสูช้ันใตดิน (คาบวก หมายถึงการเพิ่มปริมาณน้ํา) การกระทําเชนนี้ก็โดยการ edit ไฟล .ADJ ที่จัดเก็บไวกอนหนา ไฟล .ADJ ประกอบดวยขอมูล 2 แถว แถวแรกคือ วันของป (1-365) และแถวที่สองคือ ปริมาณน้ําหนวยเปน มม. การ Save ขอมูล User Adjustments การจัดเก็บขอมูลจากการกําหนดโดยผูใชก็สามารถทําได คลายๆกับการใชคําสั่ง user defined irrigation โดยผานทางเมนู Schedule, UserAdjustments, Save ไฟลนี้จะถูกเก็บไวที C:\CROPWATW\ SCHEDULE และมีนามสกุล .ADJ ขอมูลที่จัดเก็บไวสามารถเรียกกลับมาใชไดภายหลัง เชนในกรณีตองการทดสอบปริมาณฝนในปดังกลาว ตอระบบการปลูกพืชที่ตองการทดสอบ ในชวงวันปลูกที่แตกตางกันเปนตน หมายเหตุเกี่ยวกับการกําหนดการใหน้ําโดยผูใช (User Adjustments and User Defined Irrigations) 1. เมื่อเราใชคําสั่ง retrieve เปดไฟลกําหนดการใหน้ําที่ save ไว โดยใชคําสั่ง Irrigation, Retrieve โปรแกรมจะกําหนด scheduling criteria เปน "user-defined" ใหโดยอัตโนมัติ กรณีนี้อาจกอปญหาถาscheduling criteria ยังไมไดถูกกําหนดกอนหนาที่จะเรียกใชไฟล เราอาจจะตอง retrieve ไฟลสองครั้ง ใหสังเกตวา การเปดไฟล ที่กําหนดการใหน้ําชลประทาน โปรแกรมจะไมลบสวนที่ เปน user adjustments ในหนวยความจํา ทั้งสองสวนสามารถใชรวมกันได 2. ในทางกลับกัน ถามีการ retrieve ไฟลที่เปน user adjustments โดยกระทําผานทางเมนู Schedule, UserAdjustements, Retrieve โปรแกรมจะลบขอมูลใดๆเกี่ยวกับกําหนดการใหน้ําชลประทาน (scheduling criteria ) ที่มีอยูแลวในหนวยความจํา ดังนั้น ถาเราตองการ retrieve ทั้งกําหนดการใหน้ําชลประทานและ user adjustments ใหทําการ retrieve ไฟล user adjustments กอน scheduling criteria เสมอ User adjustments ในการใหน้ําชลประทานจะจะมีการใชกับระบบการปลูกพืชทั้งหมดที่กําลังทําการวิเคราะห 3. ดังนั้น ส่ิงที่ตองทําในการ retrieve irrigation events และ user adjustments คือการเปดเมนู Schedule Table และ Schedule Graph ขึ้นมาบนจอ และเลือกชนิดพืชที่ตองการวิเคราะห จากนั้นจึง retrieve user adjustments กอน irrigation events โปรแกรมควรจะใชขอมูลใหมที่พึ่งโหลดเขามาตอพืชที่ตองการวิเคราะห พรอมกับการ update กําหนดการใหน้ําแกพืชชนิดนั้นโดยอัตโนมัติ

43

4. หลังจากที่มีการเปลี่ยนเมนูเปนพืชหรือ block ใหมจากระบบการปลูกพืชทั้งระบบที่มีการกําหนดไว โปรแกรมจะทําการลบ “กําหนดการใหน้ําของพืช” กอนหนา จาก Schedule Table หรือ Graph แตจะยังคงสวนที่เปน user adjustments ไว (เชนอาจมีการปรับขอมูลโดยผูใชในสวนของปริมาณฝนหรือ capillary rise ซ่ึงก็มีเหตุผลที่ขอมูลสวนนี้จะมีการใชกับพืชทุกชนิดในระบบ ดังนั้นโปรแกรมจึงยังคงขอมูลสวนนี้ไว สวนกําหนดการใหน้ําจะกระทําเฉพาะพืช จึงควรมีการกําหนดขอมูลใหมทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนแปลงพืชที่ตองการวิเคราะห) 5. ถาตองการลบขอมูล user adjustments ออกจากหนวยความจํา (ไมตองการใชงานกับระบบการปลูกพืชที่กําลังทําการวิเคราะห) ใหใชคําสั่ง Schedule, Recalculate

การ EXPORT ผลการวิเคราะหสูโปรแกรม SPREADSHEET

ผลการวิเคราะหที่เปนความตองการน้ําของพืช (CWR) หรือกําหนดการใหน้ํา (Irrigation scheduling) สามารถจัดเก็บเปนไฟลที่ใชกับโปรแกรมประเภท spreadsheet เชน excel ไดในรูปฟอรแมท .CSV (Comma Separated หรือ comma delimited) คําสั่งที่ใชคือ SaveReport จากนั้นเลือก File Type, Comma Delimited ดังภาพที่ 17 ภาพที่ 17 การ save ผลการวิเคราะหเพื่อใชในโปรแกรมประเภท spreadsheet

ภาพที่ 18 ตัวอยางขอมูลท่ีจัดเก็บในรูป .CSV และเปดใชในโปรแกรม Excel

44

เอกสารประกอบการแปลและเรียบเรียง Clarke D., Smith M., El-Askari K. 2000. "CROPWAT 7 and CROPWAT for Windows". Crop water

requirements software package." Food and Agricultural Organization of the United Nations, http://www.fao.org/ag/agl/aglw/cropwat.stm

Water Management and Irrigation Systems Group. 2006. HTTP://WWW.FAO.ORG/AG/AGL/AGLW/WCROP.HTM , Access date: January 27, 2006

บทปฏิบัติการ

ใหนักศึกษารวมกลุม กลุมละ 3-4 คน เพื่อวิเคราะหประสิทธิภาพการใหน้ําแกพืช ของฟารมเกษตรกร ช่ือนายมีสุข เพราะมีแตให โดยใชโปรแกรม CropWat for Windows

ลักษณะและสภาพทางกายภาพและชีวภาพทั่วไปของฟารมนายมีสุข

ก. สภาพทั่วไป นายมีสุข จัดอยูในประเภทเกษตรกรหัวกาวหนา อายุ 50 ป มีบุตร 3 คน กําลังเรียนอยูในระดับมัธยม อาชีพหลักคือทํานา มีแรงงาน 2 คนคือตัวเองและภรรยา นายมีสุข จะตองมีรายไดปละ 40,000 บาท/ป จึงจะเพียงพอในการยังชีพและสงลูกเรียน นายมีสุขมีที่ดิน 25 ไร ซ่ึงมีสภาพที่ดอน 16 ไร และที่ลุม 9ไร ข. ลักษณะดิน/ฝน ที่ดอนเปนดินชุดโคราช สภาพดินเปนดินรวนปนทราย (Sandy loam) สวนที่ลุมเปนดินชุดอุบลดินคอนขางเปน เหนียว (Clay loam) ปริมาณฝนเฉลี่ย 30 ปที่สถานีตรวจวัดน้ําฝนที่ใกลที่สุด (ม.อุบลราชธานี) 1,500 มม. ตอป ค. ลักษณะการใชประโยชนที่ดิน - ที่อยูอาศัยและคอกปศุสัตวประมาณ 1 ไร - ที่ดอนมีลักษณะคอนขางลาด (ความลาดชันประมาณ 5 %) เคยเปนพื้นที่ปลูกปอมากอน แตเนื่องจากราคาปอตกต่ําเมื่อ 3 ปที่ผานมา นายมีสุข จึงตัดสินใจปรับเปลี่ยนมาปลูกขาวหอมมะลิโดยอาศัยน้ําฝน ซ่ึงรัฐบาลมีการประกันราคาขั้นต่ํา แตเนื่องจากลักษณะพื้นที่คอนขางดอนดินมีการอุมน้ําต่ํา มีการกักขังน้ําชาในชวงตนฤดูฝน สวนชวงปลายฤดูปลูกน้ําจะซึมหายลงใตดิน (Deep percolation) อยางรวดเร็ว จึงเปนเหตุผลใหนายมีสุขปลูก ขาวหอมมะลิพันธอายุส้ัน (กข.15) แทนที่จะใชพันธขาวขาวดอกมะลิ105 ซ่ึงมีอายุการเก็บเกี่ยวยาวนานกวาประมาณ 20 วัน พื้นที่อีกสวนของที่ดอนประมาณ 6 ไร นายมีสุข ไดปรับเปลี่ยน มาปลูกกลวยน้ําวาเนื่องจากสามารถขายไดทั้งผลและใบไดตลอดปเนื่องจาก จ.อุบลฯมีช่ือเสียงในการทําหมูยอและแหนม และมีความตองการใบกลวยเพ่ือการหอ จึงทําใหครอบครัวนายมีสุข มีรายไดสม่ําเสมอตลอดปจากการปลูกกลวยดังกลาว - ที่ลุม ที่ลุมคอนขางราบเรียบ ระดับน้ําใตดินคอนขางต่ํา (ไมเกิน 5 เมตร ในฤดูแลง) ลักษณะดินมีการอุมน้ําดีกวานาดอน เปนที่นาเกาปลูกขาวมานานกวา 2 ช่ัวอายุคน สามารถปลูกขาวขาวดอกมะลิ105 หรือขาวเหนียว กข.6 ไดดี และใหผลผลิตสูงกวาพันธ กข.15 หลังการเก็บเกี่ยวขาว (ปลายพฤศจิกายน)

45

เกษตรกรสามารถอาศัยความชื้นในดินปลูกพืชอายุส้ัน เชน ถ่ัวเขียวหรือขาวโพดฝกสด เปนพืชที่ 2 ได และปจจุบัน เกษตรกรหลายรายสนใจปลูกหญาอุบลพาสพาลั่ม เพื่อขายหญาสดและเมล็ดพันธ ใหแกคณะเกษตร ม.อุบลราชธานี ซ่ึงรับซื้อในราคาที่สูง ง. แหลงน้ํา มีสระน้ําขนาด 1 ไร (40*40*1.5 ม.) ระดับน้ําเต็มที่ สูง 1 เมตรอยูในพื้นที่บริเวณที่ลุมเนื่องจากดินคอนขางเหนียว มีการอุมน้ําไดดีและสระสามารถรับน้ําจากที่ดอนในชวงฤดูฝนได สระน้ําใชเก็บกักน้ําเพื่อการอุปโภคชวงฤดูแลง และใชเพื่อการตกกลาชวงตนฤดู นอกจากนั้นยังใชในการปลูกพืชหลังนาในชวงฤดูแลงและมีการเลี้ยงปลาเบญจพรรณ เพื่อเปนแหลงอาหารโปรตีนสําหรับครอบครัว จ. ระบบการเกษตร เปนแบบฟารมผสมผสาน ระหวางพืช+สัตว+ปลา บริเวณรอบบานพัก แนวถนนและคันบอมีการปลูกมะมวง และสะเดา เพื่อบริโภคและขาย มีปฏิทินการปลูกพืชดังนี้ ม.ค. ก.พ. มี.ค. เม.ย. พ.ค. มิ.ย. ก.ค. ส.ค. ก.ย. ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ท่ีดอน ไมผล ขาวอายุสั้น ท่ีลุม สระปลา ขาวไวแสง-พืชไร

แผนผังฟารมนายมีสุข

บาน

สระน้ําพื้นที่ 1 ไร

นาลุม 8 ไร

นาดอน 9ไร

กลวยน้ําวา หรือมะมวง 6 ไร

คอกวัว

ขาว-ถ่ัวเขียว หรือ ขาว-ขาวโพดฝกสด หรือ

ขาว-นาหญา

ขาวนาน้ําฝน

46

คําสั่ง ก. ใหแตละกลุมเลือกระบบการปลูกพืชระบบใดระบบหนึ่งดังตอไปนี้แกฟารมนายมีสุข ระบบ ก. มะมวง + ขาว-ถ่ัวเขียว ระบบ ข. กลวย + ขาว-ถ่ัวเขียว ระบบ ก. มะมวง + ขาว-ขาวโพดฝกสด ระบบ ข. กลวย + ขาว-ขาวโพดฝกสด ระบบ ค. กลวย + ขาว- หญาอุบลพาสพาลั่ม ระบบ ค. มะมวง + ขาว- หญาอุบลพาสพาลั่ม

วิเคราะห 1. ETo รายสัปดาหตลอดชวงฤดูปลูก 2. ปริมาณน้ําที่พืชตองการรายสัปดาหของแตละพืชและของฟารมทั้งหมดตลอดทั้งป 3. เปรียบเทียบผลผลิตและประสิทธิภาพการใชน้ําของพืชภายใตสถานการณจําลอง (Scenarios) ดังตอไปนี้

3.1 สภาพอาศัยน้ําฝน (Rainfed) 3.2 การใหน้ําอยางพอเพียง (Potential) เพื่อศึกษาปริมาณน้ําชลประทานที่ตองการตลอดฤดูปลูก 3.3 ใหน้ําแบบชลประทาน (Irrigated) ใหหาชวงเวลาเวลาและปริมาณการใหน้ําที่จะใชน้ําที่เกิดประโยชนสูงสุด อาจกระทําไดโดย - ลองผิดลองถูก (Try and error) โดยอาศัยปริมาณและการกระจายของฝนเปนตัวชวย - คํานวณจากความตองการน้ําของพืช จากสูตร CWR (mm/day/planted area)= Eto*Kc* พื้นที่ปลูก จากนั้นใหน้ําใหสมดุลกับความตองการของพืชโดยที่ไมเกิดการสูญเสีย

4. วิเคราะหการใชน้ําที่เกิดประโยชนสูงสุด (Water use efficiency) 4.1 คํานวณปริมาณน้ําที่จัดเก็บในสระแตละป (สมมุติวามีน้ําเต็มสระทุกป) 4.2 การวิเคราะหผลผลิตของพืชที่ไดจากการใชน้ํา 1 หนวย จากสูตร WUEy = Py / WU............................................................................(1) โดยที่ WUEy (กก/ม3) = ผลผลิตของพืชที่ไดตอปริมาณน้ําที่ใช 1 หนวย Py (กก/ไร) = ผลผลิตที่ได WU (ม3/ไร) = ปริมาณน้ําชลประทานที่ใช 4.3 วิเคราะหผลตอบแทนตอการใชน้ํา 1 หนวย จากสูตร WUEm = (WUEy* Pp) / Wc .......................................................................(2) โดยที่ WUEm (บาท/ม3) = ผลตอบแทนตอการใชน้ํา 1 หนวย WUEy (กก/ม3) = ผลผลิตของพืชที่ไดตอปริมาณน้ําที่ใช 1 หนวย

47

Pp (บาท/กก) = ราคาขายของผลผลิต (ใชราคาตลาด ณ ปจจุบัน) Wc (บาท/ม3) = ราคาน้ําตอหนวย (สมมุติวา 2 บาท/ม3) 4.4 เปรียบเทียบปริมาณน้ําที่มีแตละป (ตามขนาดของสระ) กับปริมาณน้ําที่ตองการ พรอมวิจารณในเชิงการปรับปรุงระบบการจัดการน้ําของฟารมทั้งระบบ วิเคราะหความเสี่ยง โดยการวิเคราะหเปรียบเทียบ (ขอ1-4) ระหวางปที่มีปริมาณและการกระจายของฝนปกติและปที่ฝนแลง จากนั้นวิเคราะหโอกาสที่จะเกิดฝนทิ้งชวงในชวงฤดูปลูกและจากสถิติการตกของฝนในชวง 15 ปที่ผานมา (อาจใชคา Percentile หรือ Cumulative probability) ทํารายงานสง พรอมนําเสนอผลงานแกกลุมอื่นๆเพื่อแลกเปลี่ยน ความคิดเห็น

ขอมูลท่ีใช - ขอมูลดิน ที่ดอนดินชุดโคราช สวนที่ลุมเปนดินชุดอุบล - ขอมูลฝน (15 ป ที่สถานีตรวจวัด ม. อุบลราชธานี) - ขอมูล อุณหภูมิ ความชื้น แสงแดด ความเร็วลม (15 ป ที่สถานีตรวจวัด ม.อุบลราชธานี) - ขอมูลเกี่ยวกับพืช คือ ขาว กข.15, ขาวดอกมะลิ105, ถ่ัวเขียว, ขาวโพดหวาน, กลวยน้ําวา, และมะมวง - ขอมูลคา Kc ของพืช หมายเหตุ ขอมูลภูมิอากาศให นศ. ตรวจสอบและนําเสนอขอมูลเชิงสถิติปริมาณและการกระจายของฝน ยอนหลัง 15 ป โดยติดตอรับขอมูลที่ภาควชิาพืชไร คณะเกษตรศาสตร