รายงานวิจัย
วิทยาศาสตร์
ทุนสนับสนุนงานพื้นฐาน (Fundamental Fund)
2569
การพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนรายเดือนในจังหวัดแพร่โดยใช้เทคนิคทางสถิติ
Forecasting the rainfall monthly in Phare Province Using Statistical Techniques
น้ำฝนถือว่าเป็นทรัพยากรที่สำคัญอย่างมากและจำเป็นต่อการใช้ชีวิตของคนในจังหวัดแพร่ที่จะต้องนำไปใช้ ด้านการอุปโภค บริโภค และที่สำคัญ คือ ด้านเกษตรกรรม ซึ่งประชากรในจังหวัดแพร่ส่วนใหญ่ประกอบอาชีพเกษตรกรรม มีพื้นที่ทำการเกษตรจำนวน 821,162 ไร่ คิดเป็นร้อยละ 20.09 ของพื้นที่ทั้งหมด (จังหวัดแพร่, 2567) ซึ่งน้ำฝนจึงเป็นปัจจัยที่สำคัญอย่างยิ่งต่อการเพาะปลูกพืช ทำให้พืชเจริญเติบโต มีผลผลิตที่ดี มีรายได้ที่ดีย่อมส่งผลต่อคุณภาพชีวิตที่ดีของเกษตรกรต่อไป และจากอดีตที่ผ่านมาจังหวัดแพร่เคยประสบอุทกภัยหลายครั้ง ทำให้พื้นที่ด้านการเกษตรได้รับความเสียหายเป็นบริเวณกว้าง เช่น ในราวเดือนสิงหาคมปี 2538 ประเทศไทยต้องรับมือจากการพัดกระหน่ำจากพายุหลายลูกติดต่อกัน ทำให้ฝนตกอย่างหนักและต่อเนื่องกันหลายวันทำให้แม่น้ำยมมีปริมาณล้นตลิ่ง อ่างเก็บน้ำและฝายต่างๆมีปริมาณน้ำที่มากเกินกว่าจะกักเก็บไว้ได้จึงทำให้ต้องปล่อยน้ำระบายออกเพื่อป้องกันการแตกพัง ทำให้น้ำจากแม่น้ำยมเข้าท่วมจังหวัดแพร่ในราววันที่ 30-31 สิงหาคม 2538 ทำให้บ้านเรือน หลายๆหมู่บ้านถูกล้อมรอบไปด้วยน้ำและขยายพื้นที่เป็นบริเวณกว้างและในวันที่ 1-2 กันยายน 2538 น้ำเริ่มทะลักเข้าสู่เขตอำเภอเมืองแพร่และมีปริมาณน้ำที่มากและมีระดับที่สูงทำให้ท่วมย่านเศรษฐกิจทำให้เสียหายเป็นจำนวนมาก (คมสันต์, 2560) และในช่วง 20-22 สิงหาคม 2563 มีฝนตกหนักส่งผลทำให้ทั่วทุกพื้นที่ของจังหวัดแพร่มีปริมาณน้ำท่วมเป็นจำนวนมากรวมทั้งหมด 8 อำเภอ 43 ตำบล 195 หมู่บ้าน 666 หลังคาเรือน (The Standard Team, 2563) และได้เกิดน้ำท่วมในหลายพื้นที่ของอำเภอเด่นชัย และอำเภอวังชิ้น ซึ่งในเขต ตำบลห้วยไร่ อำเภอเด่นชัย น้ำป่าจากที่สูงลงมาท่วมหมู่บ้านทำให้ชาวบ้านติดเกาะเกือบ 300 หลัง ทำให้หลายหมู่บ้าน ชาวบ้านได้รับความเดือนร้อนเป็นจำนวนมาก (ไทยพีบีเอส, 2563) จากสถานการณ์ปัญหาน้ำท่วมดังกล่าวทำให้เกิดความเสียหายต่อบ้านเรือน พื้นที่ทางการเกษตรได้รับความเสียหาย เกษตรกรได้รับความเดือดร้อน ผลผลิตทางการเกษตรเสียหายทำให้ขาดรายได้ ทำให้การดำเนินชีวิตเป็นไปด้วยความยากลำบาก
จากสถานการณ์ปัญหาที่กล่าวมาในข้างต้น แนวทางหนึ่งที่อาจจะเข้ามาช่วยในการแก้ปัญหา เพื่อวางแผนเหตุการณ์ที่อาจจะเกิดล่วงหน้า คือ การพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนล่วงหน้าเพื่อคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำฝนว่ามีปริมาณที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงจากเดิมอย่างไร ซึ่งข้อมูลพยากรณ์ที่ได้สามารถนำไปช่วยวางแผนและป้องกันการเกิดภัยแล้ง เกิดอุทกภัย และเพื่อให้เกษตรกรสามารถวางแผนการเพาะปลูกให้เหมาะกับปริมาณน้ำฝนในแต่ละช่วงเวลาเพื่อลดความเสี่ยงต่อความเสียหายในการเพาะปลูกพืชได้ จากการศึกษางานวิจัยทั้งในและต่างประเทศ พบว่า วราฤทธิ์ พานิชกิจโกศลกุล (2548) ได้ศึกษาการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนของจังหวัดนครราชสีมา โดยใช้ข้อมูลปริมาณน้ำฝนรายเดือนตั้งแต่ปี พ.ศ. 2537 -2545 โดยเปรียบเทียบวิธีการพยากรณ์ 3 วิธี คือ วิธีการแยกส่วนประกอบ วิธีของวินเทอร์ และวิธีวิเคราะห์อนุกรมเวลาแบบบอกซ์และเจนกินส์ ซึ่งพิจารณาร้อยละความคลาดเคลื่อนสมบูรณ์เฉลี่ย (MAPE) ต่ำสุด ผลการศึกษาพบว่า วิธีวิเคราะห์อนุกรมเวลาแบบบอกซ์และเจนกินส์ เป็นวิธีที่เหมาะสมกับการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนมากที่สุด วรางคณา กีรติวิบูลย์ (2558) ศึกษาการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝน อำเภอเมือง จังหวัดน่าน ซึ่งข้อมูลที่ใช้ในการวิจัยเป็นปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อเดือน จากศูนย์อุทกวิทยาและบริหารน้ำภาคเหนือตอนบน กรมชลประทาน ตั้งแต่เดือนมกราคม พ.ศ. 2541 ถึงเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2556 จำนวน 188 เดือน โดยใช้วิธีการพยากรณ์ 3 วิธี คือ วิธีบอกซ์และเจนกินส์ วิธีการทำให้เรียบด้วยเลขชี้กำลังที่มีฤดูกาลอย่างง่าย และวิธีการพยากรณ์รวม โดยพิจารณาจากค่ารากที่สองของความคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ย (RMSE) ต่ำสุด ผลการศึกษาพบว่า วิธีการพยากรณ์รวมเป็นวิธีที่มีความเหมาะสมกับอนุกรมเวลาชุดนี้มากที่สุด ชม ปานตา และยุภาวดี สำราญฤทธิ์ (2560) ศึกษาการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนรายเดือนในจังหวัดนครสวรรค์โดยใช้เทคนิคการพยากรณ์เชิงสถิติ ซึ่งข้อมูลที่ใช้ในการวิจัยมาจากการสถานีสำรวจปริมาณน้ำฝนแบบธรรมดา ของศูนย์อุทกวิทยาชลประทาน ภาคกลาง กรมชลประทาน จำนวน 3 สถานี ซึ่งข้อมูลปริมาณน้ำฝนรายเดือนตั้งแต่ปี พ.ศ.2544 -2558 โดยเปรียบเทียบวิธีการพยากรณ์ 3 วิธี คือ วิธีแยกส่วนประกอบ วิธีของวินเทอร์แบบคูณ และวิธีบอกซ์และเจนกินส์ ซึ่งพิจารณาจากค่าคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ย (MSE) ต่ำสุด ผลการศึกษาพบว่า วิธีของวินเทอร์แบบคูณเป็นวิธีที่เหมาะสมกับข้อมูลปริมาณน้ำฝนในสถานี C.2 ค่ายจิระประวัติ อำเภอเมือง จังหวัดนครสวรรค์และสถานี N.67 แม่น้ำน่าน บ้านเกยไชยเหนือ อำเภอชุมแสงจังหวัดนครสวรรค์ และวิธีของบอกซ์และเจนกินส์เป็นวิธีที่เหมาะสมกับข้อมูลปริมาณน้ำฝน สถานี C.4 แม่น้ำแม่วงก์ บ้านศาลเจ้าไก่ต่อ อำเภอลาดยาว จังหวัดนครสวรรค์ เมื่อพิจารณาภาพรวม วิธีของวินเทอร์แบบคูณ เป็นวิธีที่เหมาะสมกับข้อมูลปริมาณน้ำฝนรายเดือนมากที่สุด รองลงมาคือ วิธีของบอกซ์และเจนกินส์ Wiguna และคณะ (2023) ได้ศึกษาการพยากรณ์น้ำฝนในอำเภออาเบียนเซมัล จังหวัดบาหลี ประเทศอินโดนิเซีย โดยวิธีการพยากรณ 2 วิธี คือ วิธีของวินเทอร์แบบบวกและวิธีของวินเทอร์แบบคูณ ซึ่งใช้ข้อมูลปริมาณน้ำฝนรายเดือนตั้งแต่ปี 2012 ถึง 2022 ผลการศึกษาพบว่า วิธีของวินเทอร์แบบคูณ ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสมบูรณ์เฉลี่ย (MAE) และ ร้อยละความคลาดเคลื่อนสัมบูรณ์เฉลี่ยต่ำกว่า วิธีของวินเทอร์แบบบวก ดังนั้นวิธีของวินเทอร์แบบคูณจึงเป็นวิธีที่เหมาะสมสำหรับการพยากรณ์น้ำฝนในอำเภออาเบียนเซมัล จังหวัดบาหลี ประเทศอินโดนิเซีย Irwan และคณะ (2023) ได้ศึกษาเปรียบเทียบวิธีการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนในเมืองมาคัซซาร์ ประเทศอินโดนิเซีย ด้วยวิธีการพยากรณ์ 3 วิธี คือ วิธีของบราวน์ วิธีของวินเทอร์แบบบวก และวิธีของวินเทอร์แบบคูณ ผลการศึกษาพบว่า วิธีของวินเทอร์แบบคูณ ให้ค่าส่วนเบี่ยงเบนสัมบูรณ์เฉลี่ย (MAD) และค่าร้อยละความคลาดเคลื่อนสัมบูรณ์เฉลี่ยต่ำที่สุด จึงเป็นวิธีที่เหมาะสมสำหรับการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนในเมืองมาคัซซาร์ ประเทศอินโดนิเซีย และเมื่อทำการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนในปี 2022 พบว่า ปริมาณน้ำฝนในเมืองมาคัซซาร์ ประเทศอินโดนิเซียจะมีปริมาณมากในช่วงเดือนมกราคมถึงเมษายน และเดือนธันวาคม
ด้วยเหตุผลเหล่านี้จึงทำให้ผู้วิจัยสนใจที่ศึกษาวิธีการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนในจังหวัดแพร่ ซึ่งจากศึกษางานวิจัยที่เกี่ยวข้องพบว่า ยังไม่มีงานวิจัยที่ได้ศึกษาวิธีการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนในจังหวัดแพร่ ดังนั้นผู้วิจัยจึงสนใจที่จะศึกษาการสร้างตัวแบบพยากรณ์จาก 3 วิธี คือ วิธีของบอกซ์และเจนกินส์ (Box and Jenkins method) วิธีวินเทอร์แบบบวก (Winters’ additive method) และ วินเทอร์แบบคูณ (Winters’ multiplicative method) ซึ่งวิธีการพยากรณ์ทางสถิติทั้ง 3 วิธีมีจุดเด่น คือสามารถวิเคราะห์ข้อมูลอนุกรมเวลาที่มีลักษณะการเคลื่อนไหวที่มีแนวโน้มและฤดูกาลได้เป็นอย่างดีและเป็นวิธีที่มีความแม่นยำจึงเป็นวิธีที่นิยมใช้กันในหลายๆ งานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการพยากรณ์ และเพื่อหาวิธีการพยากรณ์ที่เหมาะสมในการพยากรณ์ปริมาณน้ำฝนในจังหวัดแพร่ โดยผลพยากรณ์ที่ได้สามารถใช้เป็นข้อมูลเพื่อการตัดสินใจในการหามาตรการป้องกันการเกิดอุทกภัย การแก้ปัญหาภัยแล้ง และใช้เป็นข้อมูลให้กับสำนักงานการเกษตรจังหวัดที่จะช่วย ส่งเสริม และวางแผน ด้านการเกษตรให้กับเกษตรกรในการเพาะปลูกพืชให้เหมาะสมกับปริมาณน้ำฝนในแต่ละช่วงเวลาเพื่อลดความเสี่ยงที่อาจจะก่อให้เกิดความเสียหายต่อผลผลิตทางการเกษตรได้
น้ำฝน การพยากรณ์ วิธีของบอกซ์และเจนกินส์ วิธีของวินเทอร์