博碩士論文 102626006 詳細資訊




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姓名 溫家伶(Chia-ling Wen)  查詢紙本館藏   畢業系所 水文與海洋科學研究所
論文名稱 各尺度氣候資訊應用於農業用水管理的經濟價值
(Information value of different ranges weather forecasts for agriculture water)
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摘要(中) 水資源是人類不可或缺的資源,而乾旱事件的發生不只會在農業上產生損失,工商產業上也會因生產停頓及減產造成經濟上的損失。該如何管理及分配水資源,儼然成為現今一個重要的議題。氣候預報資訊可以預先掌握未來降雨趨勢預多寡,能在乾旱發生之前就先掌握未來降雨多寡落點,提早擬定決策以降低乾旱所造成的衝擊。然而預報存在風險,故本研究希望能量化預報的經濟價值及風險。
因此本研究集合季尺度氣象預報資訊與SIA-CWBI系統,模擬繁衍出符合預報的未來石門區農業供水量,搭配農業計畫需水量將會推估農業缺水量。換算成農業缺水下的政府所支付的補助金和休耕補助金比較,加入決策樹來探討氣候預報資訊對於休耕決策的經濟價值跟風險。
另一方面,本研究將農業灌溉管理模式(CROPWAT)模擬出種植稻米的需水量搭配週預報推估的降雨求得種植稻米的缺水量,計算農民負擔因缺水造成的可能損失。搭配農民用水決策,可推估週預報於農業用水的經濟價值及風險。
將季預報加入決策樹得到的研究結果發現,庫容在上限到嚴重下限之間會產生EVPI(完全資訊價值)及EVII(不完全資訊價值)。因為預報會比無預報更接近未來會發生降雨的趨勢,故會產生預報的經濟價值。此種庫容下加入預報所做的決策在每種預報組合不一定皆會與無預報相同,補助期望值不與無預報相同,所以會產生具有風險預報的經濟價值。
本研究建構了一個適逢乾旱時週尺度的對外引水與否決策機制。爾後欲對外購買別種水來補充農業缺水量,可依照本研究架構做決策。然而,由於結合週尺度及季尺度預報應用於農業用水決策還在測試階段,敏感係數會隨不同作物、不同地區而有所不一樣;引水實際購買成本也會因地而有所不同。待未來可以做出更貼近實際狀況的模擬與推估,並且得到更準確的預報經濟價值。
摘要(英) Water resource is necessary for human. The drought causes economic losses not only in agriculture but also in industry and commerce. Climate forecasts help us to predict rainfalls before droughts happen. Policymakers can make decisions in advance to reduce the drought-induced impact on agriculture, industry or commerce. However, there are uncertainties in climate forecasts. Quantification of the risk of decisions that are made based on climate forecasts and the corresponding information value of climate forecasts becomes an important issue of water resource management.
In this study, I used the seasonal climate forecasts and the SIA-CWBI system to simulate the agricultural water supplies in Shimen, estimated the amounts of the agricultural water shortages which were calculated from the differences between the agricultural water demands and supplies, found out the compensation costs and the water tariffs, and got the information value of the climate forecasts with the decision trees.
In addition, I used the CROPWAT system to simulate the water demands for rice, estimated the amounts of the water shortages for rice which equal to the amounts of the water demands for rice minus the water supplies for rice, converted the amounts of the water shortages into the economic losses, and got the information value of the climate forecasts with the decision trees.
Finally, I evaluated the expect value of perfect information (EVPI) and the expect value of imperfect information (EVII) of the short-term climate forecast on the fallow decision. The results show that EVII increased as the degree of the accuracy of the forecasts increased. In addition, the maximum EVPI/EVII occurred when the fallow decision based on the initial water storage was difficult to make. I also constructed a framework of agricultural water usage with the help of monthly climate forecasts. By following the framework, decision-makers can reduce the damage caused by droughts and quantify the information value of the monthly climate forecasts.
關鍵字(中) ★ 預報
★ 乾旱
★ 氣象產生器
★ 系統動力模式
★ 決策樹
關鍵字(英) ★ Weather forecast
★ Drought
★ Weather generation
★ System Dynamics Model
★ Decision tree
論文目次 目錄
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅲ
誌謝 Ⅵ
目錄 Ⅷ
圖目錄 ⅩⅡ
表目錄 ⅩⅥ
一、前言 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的 3
1.3研究流程 3
1.3.1論文架構 4
二、參考文獻 5
2.1預報在農業用水的應用 5
2.2系統動力模式 6
2.3決策樹 7
2.4農業灌溉管理模式 8
三、研究區域與案例介紹 11
3.1研究區域介紹 11
3.1.1石門水庫集水區 12
3.1.2三峽河集水區 13
3.2石門供水系統 14
3.2.1水供結構物 14
3.2.2淨水設施 17
3.2.3供水區域及特性 17
3.3缺水事件 20
3.3.1農業抗旱應變措施 21
四、研究方法 25
4.1決策樹介紹 25
4.2預報準確率與不確定性 30
4.2.1季長期天氣展望 30
4.2.2季預報產品 32
4.2.3季預報產品準確率分析 34
4.2.4週預報 37
4.2.5週的氣象區間值計算 37
4.2.6週預報產品 38
4.2.7週預報產品準確率 45
4.2.8氣象預報不準確性分析 49
4.2.9貝氏定理 49
4.2.10利用貝氏定理推測氣象預報的風險 52
4.2.11季預報不準確性 53
4.2.12週預報不準確性 57
4.3氣象資料產生器 58
4.3.1日溫度模擬 58
4.3.2日雨量模擬 59
4.4水文模式 60
4.5系統動力模式 66
4.6農業灌溉管理模式 69
五、應用實例 73
5.1季預報應用在休耕決策的經濟價值 73
5.1.1庫容與補助金對季預報經濟價值的影響 78
5.1.2考慮預報區間下的經濟價值 87
5.1.3季預報準確率對預報經濟價值的影響 89
5.2結合週尺度及季預報應用在農業用水決策 92
六、討論與建議 103
6.1討論 103
6.2建議 104
參考文獻 106
附錄A 110
參考文獻 1. Hanks, R.J., “Model for predicting yield as influenced by water use”, Agron J.,66,660-665,1974.
2. Haith, D. A., Mandel, R. & Wu, R. S.,1992, “Generalized Watershed Loading Function Version 2.0: User’s manual.”, Department of Agricultural and Biological Engineering, Cornell University, Ithaca, NY.
3. Tung, C. P. and Haith, D. A.1995 , “Global Warming Effects on New York Streamflows”, Journal of Water Resources Planning and Managementpp. , 121(2) , 216-225.
4. Tung, C.P.,1995.“The Impact of Land Use and Climate Changes on Streamflows and Corn Grain Yields and the Effects of Corn Production Response Strategies”, PHD Thesis, Department of Civil Engineering, Cornell University, New York.
5. Clemen, Robert T., “Making Hard Decisions-An Introduction to decision analysis”, Duxbury, 1997.
6. Simonovic, S. P., 2000. “A shared vision for management of water resources”, Water International, 25(1), 76-88.
7. Wei, Chih-Chiang , Hsu,Nien-Sheng, 2008. “Derived operating rules for a reservoir operation system: Comparison of decision trees, neural decision trees and fuzzy decision trees”, water resources research(44).
8. Brekke, Levi D., Maurer,Edwin P., Jamie D. Anderson, Michael D. Dettinger, Edwin S. Townsley, Alan Harrison, and Tom Pruitt. 2009,“Assessing reservoir operations risk under climate change”,(45).
9. Li,Lanhai , Xu,Honggang , Chen,Xi,S. P. Simonovic, 2010. “Streamflow Forecast and Reservoir Operation Performance Assessment Under Climate Change”,24(83) ,84-104.
10. Hu,Ming-Che, Hobbs,Benjamin F.,2010, “Analysis of multi-pollutant policies for the U.S. power sector under technology and policy uncertainty using MARKAL”, Energy 35,5430-5442.
11. Vishnoi,Lata, Sumana Roy, N.S. Murty, A.S. Nain, 2012, “Study on water requirement of Potato (Solanum tuberosum L.) using CROPWAT MODEL for Tarai Region of Uttarakhand”, Journal of Agrometeorology 4, Volume-14.
12. Cropwat官網, http://www.fao.org/nr/water/infores_databases_cropwat.html
13. 洪念民,1996,「氣候變遷對大安溪水資源營運之影響」,國立臺灣大學農業工程學系,碩士論文。
14. 廖朝軒、朱壽銓、黃文龍、洪英瑋,1998,「農業之乾旱缺水損失經濟分析-以明德水庫灌區水稻為例」,農業工程學報,第44卷第4期。
15. 郭勝豐、施嘉昌,1999,「灌溉管理模式應用於農業用水量之規劃」,農業工程學報,第45卷第4期。
16. 經濟部水利署,1999,「台灣地區水資源開發綱領計畫」。
17. 汪維揚,2001,「以系統動力學探討自組織團隊的認知機制」,國立中山大學資訊管理學系,博士論文。
18. 李鐵民、蘇俊明,2004,「九十一年石門水庫抗旱實錄」,水資源管理季刊,16-26。
19. 花蓮區農業改良場年報,2005,94:75-89。
20. 陳俊仲、宮天民、劉正祺,2006,「台灣感潮河段設置半鹹水淡化廠利用研究(2)以烏溪、高屏溪為例」。
21. 邱秋婷,2007,「屬性導向方法應用於證券交易相對關係規則之挖掘」,國立中央大學資訊管理學系,碩士論文。
22. 溫祖康,2007,「加入WTO前後我國稻穀生產成本與收益之比較分析」,行政院農業委員會農政與農情第178期,取自http://www.coa.gov.tw/view.php?catid=12668
23. 石門農田水利會,2008,灌溉計畫書。
24. 林思達,2009,「改良GWLF 模式應用於翡翠水庫入流量模擬」,國立中央大學水文與海洋科學研究所,碩士論文。
25. 桃園農田水利會,2009年,灌溉計畫書。
26. 陳孟詩,2010,「中央氣象局月季長期天氣展望之預報校驗」。
27. 童新茹,2011,「結合季長期天氣預報與水文模式推估石門水庫入流量」,國立中央大學水文與海洋科學研究所,碩士論文。
28. 經濟部台灣自來水公司,2011,「台灣自來水事業統計年報」。
29. 沈孟妍,2012,「應用短期氣候預報於春耕乾旱休耕決策之探討」,國立中央大學水文與海洋科學研究所,碩士論文。
30. 經濟部水利署,2013,「石門水庫運用要點」,取自http://wralaw.wra.gov.tw/wralawgip/cp.jsp?lawId=4028868122baccad0122cec4156c00c2
31. 經濟部水利署北區水資源局,2013,「石門水庫水權水量之分析及研究檢討」。
32. 簡傳彬,2014,「氣候變遷對石門水庫灌區農業用水之影響與調配管理」,中央氣象局短期氣候預測與應用論壇簡報。
33. 簡均任,2014,「乾旱指標結合氣候統計降尺度預報於石門水庫供水之乾旱預警應用」,國立中央大學水文與海洋科學研究所,碩士論文。
34. 行政院農業委員會,2015,「104年第一期稻作停灌補償作業說明」,取自http://www.coa.gov.tw/view.php?catid=2502565。
指導教授 許少瑜 審核日期 2015-7-20
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