การคำนวณปริมาณน้ำท่าจากปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาหรือจากข้อมูลกลุ่มเมฆฝน เป็นการคำนวณที่ใช้หลักการทางอุทกวิทยา ซึ่งมีขั้นตอนและองค์ประกอบต่าง ๆ ดังนี้:

1. ข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการคำนวณ

• ปริมาณน้ำฝน (Rainfall data): ข้อมูลปริมาณน้ำฝนที่ตกลงมาในพื้นที่ที่สนใจ หน่วยมักเป็นมิลลิเมตร (mm) หรือเซนติเมตร (cm) ต่อเวลา (เช่น ต่อชั่วโมงหรือต่อวัน)
• ขนาดพื้นที่ลุ่มน้ำ (Catchment area): พื้นที่ทั้งหมดที่รับน้ำฝนจากฝนที่ตกลงมา หน่วยทั่วไปคือตารางกิโลเมตร (km²) หรือไร่
• การแทรกซึมของน้ำ (Infiltration): ปริมาณน้ำฝนที่แทรกซึมลงไปในดิน ซึ่งขึ้นอยู่กับสภาพพื้นดิน ความชื้นในดิน และพืชพรรณในพื้นที่
• การระเหย (Evaporation): ปริมาณน้ำที่ระเหยออกไปจากดินและพืช
• เวลาการไหล (Time of concentration): เวลาที่น้ำใช้ในการไหลจากจุดที่อยู่ไกลที่สุดของลุ่มน้ำไปยังจุดตรวจวัด เช่น แม่น้ำหรือลำธาร

2. สูตรคำนวณปริมาณน้ำท่า (Runoff)

การคำนวณปริมาณน้ำท่ามักใช้ สมการของแรชั่นแนล (Rational Method) ซึ่งเป็นวิธีที่นิยมและง่ายต่อการใช้งาน สูตรคือ:

$$Q=C\cdot I\cdot A$$

• Q คือ ปริมาณน้ำท่าที่ไหลออกมา หน่วยมักเป็นลูกบาศก์เมตรต่อวินาที (m³/s)
• C คือ ค่าสัมประสิทธิ์การไหล (Runoff coefficient) ซึ่งขึ้นอยู่กับลักษณะพื้นผิวและพื้นที่ลุ่มน้ำ โดยพื้นผิวแข็งเช่นคอนกรีตจะมีค่า C สูงกว่าพื้นที่ดินธรรมชาติ
• I คือ ความเข้มของฝน (Rainfall intensity) หน่วยเป็นมิลลิเมตรต่อชั่วโมง (mm/h)
• A คือ ขนาดพื้นที่ลุ่มน้ำ หน่วยเป็นตารางกิโลเมตร (km²)

ขั้นตอนการคำนวณ:

1. กำหนดค่าสัมประสิทธิ์การไหล (C): ค่านี้จะแตกต่างไปตามลักษณะพื้นดิน เช่น
   • พื้นที่ที่มีการปูพื้นแข็ง (คอนกรีต ถนน) ค่า C = 0.7-0.9
   • พื้นที่การเกษตรหรือป่าไม้ ค่า C = 0.3-0.5
2. คำนวณความเข้มของฝน (I): คำนวณจากปริมาณน้ำฝนที่ตกในช่วงเวลาเฉพาะ โดยการใช้ข้อมูลฝนจากสถานีตรวจวัดหรือข้อมูลการคาดการณ์
3. คำนวณขนาดพื้นที่ลุ่มน้ำ (A): พิจารณาพื้นที่ทั้งหมดที่น้ำไหลเข้าสู่แม่น้ำหรืออ่างเก็บน้ำ

ตัวอย่าง: หากมีข้อมูลดังนี้:

• พื้นที่ลุ่มน้ำ A = 5 ตารางกิโลเมตร (km²)
• ความเข้มของฝน I = 20 มิลลิเมตรต่อชั่วโมง (mm/h)
• ค่าสัมประสิทธิ์การไหล C = 0.5 (พื้นที่เกษตร)

การคำนวณปริมาณน้ำท่า Q จะเป็น:

$$Q=0.5\cdot 20\cdot 5=50\text{m³/h}$$

3. การใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ (Hydrological Models)

นอกจากการใช้สมการแบบแรชั่นแนล ยังสามารถใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนกว่า เช่น HEC-HMS หรือ SWAT (Soil and Water Assessment Tool) เพื่อคำนวณน้ำท่าที่เกิดขึ้นจากปริมาณฝนที่ตกลงมา ซึ่งแบบจำลองเหล่านี้สามารถพิจารณาปัจจัยที่ซับซ้อน เช่น การระเหย การซึมของน้ำในดิน หรือการไหลบนพื้นผิวอย่างละเอียด

4. การใช้ข้อมูลจากกลุ่มเมฆฝน (Cloud data)

ข้อมูลกลุ่มเมฆฝนสามารถใช้ร่วมกับข้อมูลจากเรดาร์หรือดาวเทียม เช่น ข้อมูลจากเรดาร์ตรวจฝน (Weather radar) และ ข้อมูลจากดาวเทียมตรวจวัดปริมาณน้ำฝน (Satellite precipitation data) เพื่อประเมินความเข้มข้นของกลุ่มเมฆและคาดการณ์ปริมาณฝนที่จะตกในลุ่มน้ำ โดยสามารถนำมาใช้เป็นข้อมูลพื้นฐานในการคำนวณปริมาณน้ำท่าได้

การคำนวณปริมาณน้ำท่าจากปริมาณน้ำฝนหรือกลุ่มเมฆฝนจึงเกี่ยวข้องกับทั้งการเก็บข้อมูล การคำนวณด้วยสูตรและการใช้แบบจำลอง ซึ่งทั้งหมดนี้ต้องมีความแม่นยำเพื่อให้สามารถคาดการณ์สถานการณ์น้ำท่วมได้อย่างถูกต้อง