การประเมินผลกระทบจากกิจกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำที่มีต่อคุณภาพน้ำในลุ่มน้ำบางปะกง ดำเนินการโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ MIKE 11 ซึ่งนำข้อมูลต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง อาทิ ข้อมูลลักษณะภาคตัดขวาง แต่ละหน้าตัดมีระยะห่างประมาณ 1-5 กิโลเมตร และความลาดชันของท้องน้ำ อัตราการไหลและระดับน้ำจากข้อมูลตรวจวัดในแม่น้ำปราจีนบุรี แม่น้ำนครนายก และแม่น้ำบางปะกง รวมทั้งข้อมูลการควบคุมการระบายน้ำของประตูระบายน้ำ (ปตร.) ที่คลองสาขาต่างๆ เนื่องจากลุ่มน้ำนี้มีคลองสาขาอยู่มากมายและมีการควบคุมระดับกักเก็บที่ระดับต่างๆ เพื่อป้องกันการรุกล้ำของน้ำเค็ม ในส่วนของแบบจำลองการแพร่กระจายมลสารและคุณภาพน้ำนั้นได้นำข้อมูลปริมาณมลสารที่เกิดจากแหล่งกำเนิดมลพิษประเภทต่างๆ ได้แก่ แหล่งชุมชน อุตสาหกรรม ฟาร์มสุกร และบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ เป็นต้น นำเข้าแบบจำลองแล้วทำการปรับเทียบผลที่ได้กับข้อมูลคุณภาพน้ำในอดีต จากนั้นนำแบบจำลองที่ได้ปรับเทียบดีแล้วมาใช้ในการคาดการณ์แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงคุณภาพของน้ำในแม่น้ำบางปะกงทั้งช่วงฤดูร้อนและฤดูฝน ซึ่งเป็นช่วงที่แม่น้ำมีปริมาณน้ำน้อยและมากในแต่ละปี โดยพิจารณาประเมินผลกระทบในสภาวะต่างๆ ดังนี้

การจัดทำแบบจำลองในการศึกษาครั้งนี้มีขอบเขตและลักษณะโครงข่ายของแม่น้ำทั้งสามสาย  โดยมีขอบเขตด้านบนของแม่น้ำนครนายกเริ่มตั้งแต่สถานี Ny1B1 แม่น้ำปราจีนบุรีเริ่มตั้งแต่สถานีวัดระดับน้ำ Kgt3 อำเภอกบินทร์บุรี และแม่น้ำบางปะกงเริ่มตั้งแต่จุดบรรจบแม่น้ำปราจีนบุรีและนครนายกจนถึงปากแม่น้ำ อำเภอบางปะกง จังหวัดฉะเชิงเทรา ทั้งนี้ภายหลังการก่อสร้างเขื่อนทดน้ำบางปะกงนั้น ลักษณะภาคตัดขวางของแม่น้ำบางปะกงเกิดการปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการกัดเซาะตลิ่ง โดยเฉพาะตอนใต้ของเขื่อนทดน้ำบางปะกง ดังนั้นจึงได้ทำการปรับปรุงฐานข้อมูลลักษณะภาคตัดขวางให้มีความใกล้เคียงกับสภาวะ ปัจจุบันครอบคลุมระยะทางประมาณ 76 กิโลเมตรจากปากแม่น้ำบางปะกง แต่ข้อมูลลักษณะภาคตัดขวางของแม่น้ำนครนายกและปราจีนบุรีนั้นยังคงใช้ข้อมูลก่อนดำเนินการก่อสร้างเขื่อน 

เมื่อกำหนดขอบเขตของแบบจำลองและได้นำข้อมูลลักษณะภาคตัดขวางทั้งในส่วนที่ได้ทำการสำรวจใหม่ทางตอนล่างของเขื่อนทดน้ำบางปะกงและความลาดชันของแม่น้ำทั้ง 3 และเมื่อเชื่อมต่อกันจะสังเกตการเปลี่ยนแปลงของระดับตลิ่งและระดับของท้องน้ำตามแนวความยาวลำน้ำได้ โดยแม่น้ำนครนายกมีความลาดชันเฉลี่ยเท่ากับ 0.0092% แม่น้ำปราจีนบุรีมีความลาดชัน 0.01% และแม่น้ำบางปะกงมีความลาดชันค่อนข้างต่ำยกเว้นตอนกลางของแม่น้ำที่มีระดับท้องน้ำสูงขึ้น

ในการจัดทำแบบจำลองอุณหพลศาสตร์ จะต้องใช้ข้อมูลต่างๆ ดังนี้

1) ข้อมูลที่สถานีตรวจวัดระดับน้ำในความรับผิดชอบกรมชลประทาน ได้แก่ สถานี Ny1B อำเภอเมือง จังหวัดปราจีนบุรี สถานี Kgt3 อำเภอกบินทร์บุรี จังหวัดปราจีนบุรี สถานี Kgt22 อำเภอบ้านสร้าง จังหวัดปราจีนบุรี และสถานี Kgt23 อำเภอบางคล้า จังหวัดฉะเชิงเทรา อำเภอเมือง จังหวัดฉะเชิงเทรา ข้อมูลอัตราการระบายน้ำท้ายเขื่อนนครนายก เพื่อใช้ในการกำหนดขอบเขตของแม่น้ำนครนายก และปราจีนบุรี ข้อมูลระดับน้ำรายชั่วโมงที่ปากแม่น้ำบางปะกงจากกรมการขนส่งทางน้ำและพาณิชยนาวี นอกจากนี้ยังมีข้อมูลจากสถานีโทรมาตรหอทอง สถานีโทรมาตรสมบูรณ์ สถานีโทรมาตรที่ท้ายประตูระบายน้ำเขื่อนทดน้ำ อันนำมาใช้เพื่อการปรับเทียบแบบจำลอง Hydrodynamic ในช่วงเดือนธันวาคม 2543

2)ข้อมูลการควบคุมอัตราการไหลที่ระบายผ่านบานประตูระบายน้ำที่กั้นคลองสาขา โดยส่วนใหญ่เริ่มทำการระบายน้ำในช่วงเดือนมิถุนายน โดยรวบรวมจากสำนักงานชลประทานในพื้นที่นั้นที่ดูแลควบคุมการระบายน้ำในคลองสาขาที่ประตูระบายน้ำต่างๆ ได้แก่ ปตร. บางโรง จางวาง ลาดขวาง บางขนาก บางพลวง ท่าถั่ว ท่าไข่ หอทอง หัวไทร บางกระดาน บางกระเจ็ด ท่าลาด บางเม่า คลองเหมือง ปากตะคลอง บางหอย พานทอง  

3) ข้อมูลระดับน้ำที่ใช้ในการปรับเทียบพารามิเตอร์ความขรุขระท้องน้ำ
ข้อมูลระดับน้ำควรเป็นข้อมูลรายชั่วโมง ทั้งนี้เนื่องจากเป็นลุ่มน้ำบางปะกงได้รับอิทธิพลจากน้ำขึ้นและน้ำลง จึงมีความแปรผันในรอบวันค่อนข้างมากและยังส่งผลไปถึงบริเวณต้นน้ำอีกด้วย โดยบริษัทโปรเกรสเทคโนโลยี คอนซัลแท็นส์ จำกัด ได้ทำการวัดระดับน้ำทุกชั่วโมงต่อเนื่องในระหว่างวันที่ 22-24 มิถุนายน 2544 ณ ตำแหน่งปากคลองและในแม่น้ำ ดังนี้ คือ ปากแม่น้ำบางปะกง สะพานบางปะกง อำเภอบางปะกง สะพานมอเตอร์เวย์ อำเภอบางปะกง สะพาน Bypass อำเภอบ้านโพธิ์ สะพานบ้านบางพระ สะพานฉะเชิงเทรา อำเภอเมือง ฉะเชิงเทรา วัดสายชล ณ รังสี อำเภอเมืองฉะเชิงเทรา และ สถานีหน้าเขื่อนทดน้ำบางปะกง ทั้งนี้ทางบริษัทดังกล่าว ได้ทำการตรวจวัดคุณภาพน้ำในช่วงเวลาเดียวกัน จึงนับว่าเป็นข้อมูลที่เป็นประโยชน์สามารถนำมาใช้ในการปรับเทียบแบบจำลองทางการแพร่กระจายมลสารและคุณภาพน้ำได้ต่อไป

การจัดทำแบบจำลองในช่วงฤดูร้อนจะไม่มีการเปิดประตูน้ำของคลองสาขา ส่วนในฤดูฝนนั้นการเปิดประตูน้ำที่ระดับแตกต่างกันไปส่งผลให้ปริมาณน้ำและอัตราการไหลเข้าสู่ลำน้ำหลักแตกต่างกัน เมื่อปรับเทียบ ค่าความขรุขระท้องน้ำมีค่าอยู่ในช่วง 0.020-0.030 วินาที/เมตร^1/3 จะให้ผลระดับน้ำที่สถานีต่างๆ ระหว่างจากผลการคำนวณและข้อมูลภาคสนามมีความแตกต่างกันน้อยโดยมีความคลาดเคลื่อนอยู่ในช่วง 0.1-0.3 เมตร เมื่อระดับน้ำขึ้นสูงสุด  โดยรวมแล้วผลการคำนวณอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ ดังนั้นอัตราการไหลและความเร็วกระแสน้ำที่ได้จึงสามารถนำไปคำนวณร่วมกับแบบจำลองการแพร่กระจายมลสาร (Advection-Dispersion model) ได้

ในส่วนของแบบจำลองการแพร่กระจายมลสารจะปรับเทียบค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายซึ่งกระทำได้โดยการลอกเลียนลักษณะการแพร่กระจายของความเค็มเข้าสู่ลำน้ำบางปะกง ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่มีความเหมาะสมเนื่องจากมีคุณสมบัติคงตัว (Conservative mass) ไม่ย่อยสลายทางชีวภาพ

การกำหนดขอบเขตความเค็มที่ปากแม่น้ำบางปะกง จากข้อมูลในอดีตของกรมควบคุมลพิษ พบว่าในช่วงเดือนมกราคมถึงเมษายน 2542-44 ความเค็มที่ตรวจวัดที่สถานีปากแม่น้ำมีค่าอยู่ในช่วง 22.5–31.9 ppt และค่าความเค็มเฉลี่ยเท่ากับ 27.4 ppt และที่ต้นน้ำแม่น้ำนครนายกและปราจีนบุรีมีค่าความเค็มต่ำมีค่าอยู่ในช่วง 0-0.1 ppt  สำหรับช่วงต้นฤดูฝนข้อมูลจากบริษัทโปรเกรสเทคโนโลยี คอนซัลแท็นส์ จำกัด  พบว่ามีการรุกตัวของความเค็มต่ำกว่าฤดูแล้ง เนื่องจากมีมวลน้ำจากต้นน้ำมากขึ้น จากข้อมูลภาคสนามที่ได้นำมากำหนดค่าขอบเขตของแบบจำลอง โดยมีความเค็มที่ระดับ 8 ppt เมื่อทำการปรับเทียบสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายทั้ง 2 ช่วงฤดู ผลการปรับเทียบค่าพบว่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจาย 50 เมตร²/วินาที โดยทั้งนี้บริเวณปากแม่น้ำจะได้ค่าสัมประสิทธ์การแพร่กระจายที่สูงกว่าบริเวณอื่น เพราะจะได้รับอิทธิพลจาก น้ำขึ้นน้ำลงสูงกว่าบริเวณอื่น พบว่าผลการปรับเทียบอยู่ในเกณฑ์ดีทั้งในช่วงฤดูร้อนและฤดูฝน 

หลังจากที่ได้ทำการปรับค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายจนอยู่ในเกณฑ์ยอมรับได้ นำค่าสัมประสิทธิ์ ดังกล่าวจัดทำแบบจำลองคุณภาพน้ำโดยค่าเริ่มต้นของคุณภาพน้ำที่ต้นน้ำนครนายก และปราจีนบุรี รวมทั้งที่ปากแม่น้ำบางปะกง โดยใช้ข้อมูลคุณภาพน้ำจากข้อมูลภาคสนามทั้งฤดูแล้งและฤดูฝน ดังภาคผนวกที่ 4.8-9 โดยมีพารามิเตอร์ที่ทำการศึกษาได้แก่ อุณหภูมิ ออกซิเจนละลาย บีโอดี แอมโมเนีย และไนเตรท แล้วนำเข้าปริมาณมลพิษที่ตำแหน่งต่างๆ โดยในฤดูฝนกำหนดคุณภาพน้ำของคลองสาขาโดยใข้ข้อมูลจากที่สำรวจในการศึกษาครั้งนี้ จากนั้นทำการปรับเทียบพารามิเตอร์การย่อยสลาย (decay coefficient ผลการปรับเทียบค่าออกซิเจนละลายและค่าบีโอดีในแม่น้ำบางปะกงตั้งแต่ต้นน้ำถึงปากแม่น้ำในทั้งฤดูแล้งและฤดูฝนอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้  สามารถนำไปในใช้คาดการณ์ผลกระทบคุณภาพน้ำในกรณีต่างๆ

ผลการประเมินผลกระทบคุณภาพน้ำ              จากการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ประเมินผลกระทบคุณภาพน้ำ ซึ่งประเมินปริมาณมลพิษที่ระบายลงแม่น้ำจากพื้นที่เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำด้วยระบบฐานข้อมูลททางภูมิศาสตร์ (GIS) โดยพิจารณามลพิษจากกิจกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำทั้ง 3 กรณี คือ กรณีที่ไม่มีการจัดการน้ำทิ้ง กรณีมีการจัดการน้ำทิ้งให้เป็นไปตามมาตรฐาน น้ำทิ้งฯ และการเลี้ยงแบบระบบปิดคือไม่มีการระบายน้ำทิ้งจากบ่อเพาะเลี้ยง สรุปผลคุณภาพน้ำได้ดังนี้คือ

การคาดการณ์คุณภาพน้ำแม่น้ำบางปะกงในกรณีที่ทยอยทิ้ง พบว่าบ่อเลี้ยงกุ้งในพื้นที่เหนือเขื่อนมีสัดส่วนของปริมาณน้ำทิ้งที่ระบายเป็น 12 เปอร์เซ็นต์ (จากปริมาณน้ำทิ้งที่เกิดขึ้นทั้งหมด) และ 36 เปอร์เซ็นต์ สำหรับพื้นที่ใต้เขื่อน ส่วนน้ำทิ้งบ่อปลาในพื้นที่เหนือเขื่อนมีการระบายน้ำทิ้ง 31 เปอร์เซ็นต์ (จากปริมาณน้ำทิ้งที่เกิดขึ้นทั้งหมด) และ 23 เปอร์เซ็นต์ สำหรับพื้นที่ใต้เขื่อน โดยมีการระบายน้ำทิ้งวันละ 7 ชั่วโมง (ตั้งแต่ช่วงเวลาประมาณ 9.00 –16.00 น.) แต่ทั้งนี้จะพิจารณาสัดส่วนของน้ำทิ้งที่มีค่าบีโอดีเกินมาตรฐานน้ำทิ้งจากบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและไม่เกินมาตรฐานฯ จากการสำรวจพบว่าพื้นที่เหนือเขื่อนมีสัดส่วนพื้นที่ 72 เปอร์เซ็นต์ของบ่อเพาะเลี้ยงที่มีค่าบีโอดีในน้ำทิ้งไม่เกินมาตรฐานฯ (ค่าเฉลี่ย 15.8 มก./ล.) และอีก 28 เปอร์เซ็นต์เป็นพื้นที่ที่มีค่าบีโอดีในน้ำทิ้งเกินมาตรฐานฯ (เฉลี่ย 22.3 มก./ล.)ส่วนพื้นที่ใต้เขื่อนมีพื้นที่บ่อเพาะเลี้ยง 82 เปอร์เซ็นต์ที่มีค่าบีโอดีในน้ำทิ้งไม่เกินมาตรฐานฯ (เฉลี่ย 12.8 มก./ล.) และอีก 18 เปอร์เซ็นต์เป็นพื้นที่ที่มีค่าบีโอดีเกินมาตรฐานฯ (เฉลี่ย 26.0 มก./ล.) ผลการเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำแม่น้ำ บางปะกงในช่วงฤดูร้อน (รูปที่ 1) พบว่ากรณีมีการจัดการน้ำทิ้งค่าออกซิเจนละลายสูงกว่ากรณีไม่มีการจัดการน้ำทิ้งเล็กน้อย โดยบริเวณกิโลเมตรที่ 80-133 มีค่าอยู่ในช่วง 3.7 - 5.5 มก./ล. และลดลงจนมีค่าต่ำสุด (2.1 มก./ล.) ที่กิโลเมตรที่ 140 และตั้งแต่กิโลเมตรที่ 140 ถึงปากแม่น้ำค่าออกซิเจนละลายเพิ่มขึ้นจนมีค่าอยู่ในช่วง 3.5 - 6.1 มก./ล. สำหรับค่าบีโอดีนั้นหากมีการจัดการน้ำทิ้งให้มีค่าเป็นไปตามมาตรฐานฯ สามารถช่วยลดค่าบีโอดีลงได้ 0.2 - 0.5. มก./ล. ในบริเวณกิโลเมตรที่ 135-145 ซึ่งมีค่าบีโอดีสูงสุด (6.2 มก./ล.) ส่วนในบริเวณอื่นๆ มีค่าบีโอดีไม่แตกต่างกันนัก และพบว่ามีค่าสูงเป็นช่วงๆ สำหรับในกรณีการเลี้ยงระบบปิดส่งผลให้คุณภาพน้ำดีขึ้นตลอดลำน้ำ โดยค่าออกซิเจนละลายอยู่ในช่วง 5.4-6.7 มก./ล. และค่าบีโอดีอยู่ในช่วง 0.2-1.2 มก./ล. สำหรับคุณภาพน้ำในช่วงฤดูฝนนั้นมีแนวโน้มดีกว่าในช่วงฤดูร้อน เนื่องจากมีปริมาณน้ำมากกว่าจึงช่วยในการเจือจางปริมาณมลพิษได้ดีกว่า แต่ในบางช่วงลำน้ำยังพบว่ามีค่าบีโอดีสูงเกินค่ามาตรฐานคุณภาพแหล่งน้ำผิวดินประเภทที่ 3 (กำหนดค่าบีโอดีไม่มากกว่า 2 มก./ล.) อย่างไรก็ตาม ผลการศึกษาพบว่าเมื่อมีการจัดการน้ำทิ้งนั้นค่าออกซิเจนละลายเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับกรณีไม่มีการจัดการน้ำทิ้งเช่นเดียวกับในฤดูร้อน (รูปที่ 2) โดยส่งผลให้ออกซิเจนละลายในช่วงกิโลเมตรที่ 80-140 มีค่าอยู่ในช่วง 4.9 - 6.2 มก./ล. และตั้งแต่กิโลเมตรที่ 150 ถึงปากแม่น้ำค่าออกซิเจนละลายลดลงเล็กน้อยจนอยู่ในช่วง 4.9 - 5.5 มก./ล. ส่วนค่า บีโอดีพบว่ามีค่าเพิ่มขึ้นจาก 1.7 มก./ล. เป็น 4.4 มก./ล. บริเวณกิโลเมตรที่ 80-145 และลดลงอยู่ในช่วง 2-3.5 มก./ล. ตลอดช่วงกิโลเมตรที่ 150 ถึงปากแม่น้ำ ยกเว้นบริเวณปากแม่น้ำ กิโลเมตรที่ 200 ค่าบีโอดีสูงขึ้นถึง 4.4 มก./ล. อย่างไรก็ดีแม้ว่ากรณีมีการจัดการคุณภาพน้ำทิ้งก่อนระบายทิ้ง ค่าออกซิเจนละลายในแม่น้ำไม่เพิ่มขึ้น แต่สามารถช่วยให้ค่าบีโอดีลดลงได้ 0.2 - 0.5 มก./ล. โดยเฉพาะในบริเวณกิโลเมตรที่ 145 ถึงปากแม่น้ำ ทั้งนี้เนื่องจากมีสัดส่วนของพื้นที่เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำที่มีค่าบีโอดีเกินมาตรฐานฯ เพียง 18 - 28 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น หาก

ก.ค่าออกซิเจนละลาย

ข. ค่าบีโอดี

รูปที่ 1 แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำแม่น้ำบางปะกง ในช่วงฤดูแล้ง

                                   ก.ค่าออกซิเจนละลาย

ข. ค่าบีโอดี

รูปที่ 2 แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงคุณภาพน้ำแม่น้ำบางปะกงในช่วงฤดูฝน

กำหนดให้ไม่มีการระบายน้ำทิ้งหรือให้การเลี้ยงแบบระบบปิดจะพบว่าคุณภาพน้ำจะดีขึ้นตลอดลำน้ำ โดยมีค่าออกซิเจนละลายอยู่ในช่วง 4.7-6.9 มก./ล. และค่าบีโอดีอยู่ในช่วง 0.2-1.6 มก./ล.

การประเมินผลกระทบคุณภาพน้ำแม่น้ำบางปะกงอันเนื่องมาจากมลพิษจากกิกรรมการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำชายฝั่งข้างต้นนั้น พิจารณาจากค่าออกซิเจนละลายและค่าบีโอดีนั้น ในการศึกษาในครั้งต่อไปควรจะต้องให้ความสำคัญต่อพารามิเตอร์อื่นๆ ประกอบด้วย ทั้งนี้สังเกตได้จากข้อมูลจากการสำรวจคุณภาพน้ำทิ้งจากบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำชายฝั่ง ซึ่งมีค่าของแข็งแขวนลอย แอมโมเนีย ไนโตรเจนรวม และฟอสฟอรัสรวม สูงเกินมาตรฐานฯ และเป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดในมาตรฐานน้ำทิ้งจากบ่อเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำอีกด้วย