埤塘灌溉系統及降雨 對地下水位影響分析

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朱桓頡(Huan-Chieh Chu) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

埤塘灌溉系統及降雨對地下水位影響分析
(Analysis of impact on groundwater level of pond irrigation system and rainfall in Taoyuan)

相關論文

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摘要(中)

受全球氣候變遷影響下，水文因子不確定性提高，其中地下水占可用水資源中約30%，故水資源的調度更顯重要。在台灣水資源的需求以農業用水為最高，故本研究從農業灌區著手，以桃園大圳第十支線作為研究區域，探討該地區的地下水水位變化。埤塘灌溉系統為桃園地區內特有的農業灌溉方式，埤塘作用不僅能對於田區供水灌溉，更能在降雨時提供雨水蓄存的空間。為了探討此區域地下水水位受埤塘灌溉系統作用影響，本研究運用小波分析，以灌區上游(頭洲)及灌區下游(東明)兩區域地下水觀測站資料，分析降雨事件及長天期無降雨事件對兩區域地下水水位造成的影響。利用系統動力模式建立埤塘灌溉系統，運用實測之大圳引水量及降雨量進行模擬，模擬該區域田區的供水狀況，以2015年及2017年間的一期作與二期作為模擬時間，觀察乾旱年(2015)及豐水年(2017)埤塘操作下之田間湛水深對地下水水位的變化影響。
根據結果顯示，上游地區(頭洲)地下水因降雨事件隨之上升，無降雨而呈現洩降趨勢；下游地區(東明)地下水也受降雨事件上升，但在無降雨事件中洩降趨勢較緩，推論為下游地區受降雨停留在灌溉田區的湛水深，持續提供地下水補注，地下水水位的變化因為灌溉而相對不顯著。

摘要(英)

Due to climate change impact, the uncertainty of water resources system is getting worse, which enhance the importance of water resources planning and management on regional and global scale. In Taoyuan, a system dynamic model was used to simulate a unique agricultural irrigation method called pond irrigation system. This irrigation method was not only to assist the irrigation water supply, but also used for water storage during rainfall events. In this study, two observation stations, upstream and downstream of the irrigation area, were compared and used as examples to discuss the rise in groundwater level caused by rainfall, and the decrease in long-term non-rainfall period. Then simulation is performed for the pond irrigation system with a system dynamic model by utilized the measurement of water intake and rainfall. The changes of field water depth and the groundwater level were compared during the irrigation operation for two different crop period in 2015 and 2017.
According to the simulation results, the groundwater level in the upstream area rose rapidly during rainfall events, and fell sharply when rainfall ceased. On the other hand, the groundwater level in the downstream area experienced little impact of irrigation water due to that irrigation maintained stable field water supply. In the agricultural field, groundwater level is affected by rainfall kept in the field, which continues to supply groundwater recharge. Based on the theory of the recharge of the groundwater level in the agricultural field, a regression equation is introduced by utilized the data collected in 2014 to 2017, which relating the groundwater level rose with the cumulative residual water in the site. As a result, when the rainfall is small, the next day groundwater level would be approximate to the current observation, due to minor changes in the groundwater level. However, in the heavy rainfall event, although there may be some estimation overrated, the simulation results effectively predict the changes in the groundwater level.

關鍵字(中)

★ 埤塘灌溉系統
★ 小波分析
★ 地下水
★ 系統動力模式

關鍵字(英)

論文目次

摘要 VI
Abstract VII
誌謝 VIII
圖目錄 XI
表目錄 XIII
第一章緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 本文架構 3
1.4 研究流程 3
第二章文獻回顧 5
2.1 埤塘灌溉系統 5
2.1.1埤塘灌溉之相關研究 6
2.2 地下水水位消長之影響因子 7
2.3 作物需水量 8
2.3.1作物需水量之影響因子 8
2.3.2作物需水量之測定方法 9
2.4 系統動力模式 10
第三章理論分析與系統架構 12
3.1 研究區域與灌區資料 12
3.1.1氣象與水文環境 13
3.1.2灌區之地質資料 15
3.1.3灌區之灌溉水源 18
3.1.4灌區之農作時期 19
3.1.5埤塘灌溉系統 21
3.1.6灌區之監測儀器 23
3.2 小波分析(Wavelet analysis) 27
3.2.1 Morlet小波 27
3.2.2 連續小波轉換(CWT) 28
3.2.3 交叉小波轉換及小波相關性分析 29
3.2.4 小波拆解 30
3.3 模式基礎理論 31
3.3.1灌溉引水量演算 32
3.3.2田間之蒸發散量推估 33
3.3.3田間之滲漏量推估 34
3.3.4田間之逕流量推估 37
3.4 建立系統動力模式 40
3.4.1系統動力模式之程序與步驟 40
3.4.2灌區系統架構與溢流方向 43
第四章模擬結果與案例分析 46
4.1 系統流程 46
4.1.1模式演算流程 50
4.1.2模式參數之輸入資料 52
4.2 研究區域之降雨及灌溉對地下水水位相關性分析 55
4.2.1上下游地下水水位測站之相關性分析 58
4.2.2降雨與地下水相關性分析 62
4.2.3灌溉與地下水相關性分析 68
4.3 降雨–地下水延時及經驗公式迴歸 75
4.3.1降雨–地下水延時 75
4.3.2降雨–地下水增量與洩降經驗公式迴歸 76
第五章結論與建議 83
5.1 結論 83
5.2 建議 85
參考文獻 86

參考文獻

1. 王其美，「雨量變遷對埤池輪灌管理之影響」，國立中央大學土木工程學系，博士論文，2015。
2. 王桑村等，農業工程技術辭典，行政院農業委員會，台北市，2002。
3. 水文地質資料庫整合查詢平台，「鑽井資料」，https://hydro.moeacgs.gov.tw/map/zh-tw。
4. 甘俊二，「灌溉系統配水技術之分析與研究」，國立台灣大學農工系，1979。
5. 甘俊二、陳清田、陳焜耀，「台灣地區作物需水量推估模式之合適性研究」，農業工程學報，第四十二卷第二期，第8-19頁，1996。
6. 地下水觀測網，「桃園中壢台地地理環境概述」，http://pc183.hy.ntu.edu.tw/gwater/d6.php，2019/5/31。
7. 行政院客家委員會，「桃園大圳及光復大圳系統埤塘調查研究」，2005。
8. 行政院經濟建設委員會，「農業水資源再利用於民生工業用水政策方向分析」，2010。
9. 行政院農業委員會，「種水田增加滲漏效率之技術性探討」，2002。
10. 行政院農業委員會，「廣闢農塘有效調配灌溉用水可行性研究」，2005。
11. 吳瑞賢、溫博文、陳世偉，「桃園大圳及石門大圳灌溉系統之效能評估」，桃園大圳水資源暨營運管理學術研討會論文集，第8-23頁，2004。
12. 阮翊宸，「以系統動力模式探討彰化地區水田混作灌溉系統」，國立中央大學土木工程學系，碩士論文，2018。
13. 周珮淳，「水田埤塘灌溉系統於農業用水之分析」，國立中央大學土木工程研究所，碩士論文，2006。
14. 周珮淳、陳世偉、吳瑞賢，「桃園地區灌溉埤塘於農業用水之分析研究」，第十五屆水利工程研討會，第G12~G24頁，2006。
15. 林喬莉，「以系統動力模式評估水田埤塘灌溉系統」，國立中央大學土木工程研究所，碩士論文，2009。
16. 林遠見、陳家榜、余化龍，「降雨與地下水空間時間變動之交叉小波分析—以屏東平原為例」，2015。
17. 姚銘輝、陳守泓，「利用渦流相關系統量測水稻田蒸發散量及作物參數」，水稻田農業多樣性機能研討會，第227-240頁，2005。
18. 施嘉昌，排水工程，大中國圖書公司，台北市，1988。
19. 施嘉昌、徐玉標、曹以松、甘俊二，灌溉排水原理，中央圖書出版社，台北市，1982。
20. 洪佳瑩，「桃園地區人工埤池對水資源輔助之分析研究」，國立中央大學水文科學研究所，碩士論文，2006。
21. 紀思寧，「桃園市埤塘功能及土地利用變遷之研究」，中華大學建築與都市計畫學系，碩士論文，2014。
22. 徐世大(譯)，水文語彙(原作者：聯合國亞洲曁遠東經濟委員會防洪及水資源開發局)，第二版，經濟部水資源統一規劃委員會，台北市，1972。
23. 桃園農田水利會，「102年度灌溉計畫書」，2013。
24. 桃園農田水利會，「103年度灌溉計畫書」，2014。
25. 桃園農田水利會，「104年度灌溉計畫書」，2015。
26. 桃園農田水利會，「105年度灌溉計畫書」，2016。
27. 桃園農田水利會，「106年度灌溉計畫書」，2017。
28. 桃園農田水利會，「107年度灌溉計畫書」，2018。
29. 財團法人農業工程研究中心，「桃園石門埤塘水源利用檢討」，經濟部水利規劃試驗所，2003。
30. 財團法人農業工程研究中心，「桃園農田水利會貯水池、水路水文監測設置與動態分析管理平台委託設計監造技術服務計畫案」，台灣桃園農田水利會，2018。
31. 高振程，「水田坵塊系統之迴歸水量推估」，國立中央大學土木工程學系，碩士論文，2003。
32. 梁庭維，「紅壤土之入滲試驗及參數推估」，中原大學土木工程系，2011。
33. 張聖瑜，「田間精密灌溉用水模式及管理機制之建立」，國立中央大學土木工程學系，碩士論文，2015。
34. 許良瑋，「桃園埤塘輪灌系統之模擬分析」，國立中央大學土木工程學系，碩士論文，2011。
35. 許睿翔，「水田埤塘之系統動力模式」，國立中央大學土木工程研究所，碩士論文，2006。
36. 陳顯宗，「降雨引致地下水位變化之研究」，國立成功大學水利及海洋工程研究所，2006。
37. 陳文福、曹鎮、林志憲，「頻譜與濾波分析應用於地下水位變動研究」，中興工程，第95期，第79-85頁，2007。
38. 陳世偉，「區域多元化水資源調配之研究」，國立中央大學土木工程學系，博士論文，2007。
39. 陳世楷，「水稻田入滲試驗與數值模擬」，國立台灣大學農業工程學研究所，博士論文，1999。
40. 陳佩螢，「建立水旱作混植區之地表水與地下水聯合灌溉管理模式」，國立中央大學土木工程學系，碩士論文，2017。
41. 陳思瑋，「淡水河流域水資源永續性評估暨管理之研究」，國立台灣大學生物環境系統工程學研究所，碩士論文，2005。
42. 陳盈伶，「以HHT及FFT解構地下水位影響之因子」，國立台北科技大學土木與防災所，碩士論文，2014。
43. 陳買主編，「水稻栽培灌溉排水管理」，中國農村復興聯合委員會，1977。
44. 陳靖薇，「區域迴歸水推估模式之建立與應用」，中原大學土木工程學系，碩士論文，2004。
45. 陳豐文，「水收支平衡應用於水田灌溉用水消耗特性之評估」，農業工程學報，第59卷，第一期，第77-98頁，2013。
46. 陳豐文，「農田可再利用迴歸水之調查研究-以桃園地區為例」，私立中原大學土木工程學系，碩士論文，1999。
47. 陳豐文、陳獻、黃勝頂，「台灣地區農地迴歸水之潛勢分析」，台灣水利，第五十三卷第三期，第74-89頁，2005。
48. 陳獻，「有效雨量之估算」，中國農業工程學會特刊第五號，1979。
49. 陳獻、蔡正輝、蔡西銘、陳豐文，「農地灌溉後迴歸水估算模式之研究」，八十七年度農業工程研討會論文集，第393-399頁，1998。
50. 黃浩烈，「水田深水灌溉最佳高度之決定」，國立台灣大學土木工程研究所，碩士論文，2007。
51. 黃鈺珊，「高屏溪流域永續發展水資源政策規劃之系統動力學研究」，國立中山大學公共事務管理管理研究所，碩士論文，2001。
52. 楊朝仲、張良正、葉欣誠、陳昶憲、葉昭憲，系統動力學：思維與應用，五南圖書出版股份有限公司，台北市，2007。
53. 經濟部水利署，「多元化水資源經營管理方案-農地迴歸水開發利用研究」，2005。
54. 經濟部水利署，「農業灌溉用水合理用水量範圍之檢討與修訂」，2006。
55. 經濟部水利署水利規劃試驗所，「配合桃園地區人工埤池結合滯洪與自然淨化功能對水資源輔助之調查評估與模式分析研究」，2005。
56. 經濟部水利署北區資源局，「多元化水資源開發-桃園及新竹地區農業迴歸水調查與可行性評估」，期末報告書，第2-1頁，2007。
57. 經濟部水資源局，研擬合理農業灌溉用水標準(III)及農業用水調配之可行方案研究，1997。
58. 經濟部水利署水利規劃試驗所，「臺灣地下水區可用水量調查分析及伏流水調查規劃先期作業成果報告」，2015。
59. 經濟部水利署水利規劃試驗所，「地下水防災緊急備援井網規劃-桃園地區」，2017。
60. 葉信富、陳進發、李振誥，「潛勢能蒸發散經驗公式之最佳化比較」，中國農業工程學報，第51卷，第一期，第27-37頁，2005。
61. 廖玲婉、洪銘堅、王逸民、徐年盛、游雅淳、劉宏仁，「以頻譜分析法評量地下水位時空變動」，工程環境會刊，第28期，第1-14頁，2012。
62. 劉振宇、簡傳彬、方文村，「桃園大圳灌區埤塘蓄水功能之探討」，桃園大圳水資源暨營運管理學術研討會論文集，第191-199頁，2004。
63. 蔡欣妤，「以系統動力模型評估農業灌溉系統之研究」，國立中央大學土木工程學系，碩士論文，2009。
64. 鄭明昇，「桃園灌區之區域迴歸水分析研究」，國立中央大學水文科學研究所，碩士論文，2007。
65. 鄭建民，「水田滲漏量之探討」，國立台灣大學農業工程研究所，碩士論文，1981。
66. 駱安華，「水稻灌溉水量之研究」，台灣水利，第十卷，第三期，第17-30頁，1962。
67. 駱安華，「灌溉水源之估算和運用」，台灣水利，第九卷，第二期，第12-23頁，1961。
68. 謝仲霖，「桃園埤塘灌溉系統調蓄能力分析」，國立中央大學土木系工程學系，碩士論文，2019。
69. 羅樹孝，水文學辭典，茂昌圖書有限公司，台北市，1995。
70. 蘇家陞，「水稻旱作混植輪區精密灌溉用水模式建立」，國立中央大學土木工程學系，碩士論文，2016。
71. 楊明仁，「桃園大圳灌區降雨量之研究分析」，2005。
72. Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., and Smith, M., “Crop evapotranspiration Guidelines for computing crop water requirements”, FAO Irrigation and Drainage Paper 56, electronic version29, Italy, Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 1998.
73. FAO, Irrigation and Drainage Paper No.24, Food and Agriculture Organization (guidelines for predicting crop water requirements), 1977.
74. FAO, Guidelines for Predicting Crop Water Requirements, FAO Irrigation and Drainage Paper 24,1984.
75. FAO, Irrigation and Drainage Paper No.56, Crop Evapotranspiration (guidelines for computing crop water requirements), 2006.
76. García G., J. Causapé, “Influence of irrigation water management on the quantity and quality of irrigation return flows”, Journal of hydrology,385(1-4),pp.36-43,2010.
77. Grinsted.A.,J.C.Moore, S.Jevrejeva, “Application of the cross wavelet transform and wavelet coherence to geophysical time series”,Nonlinear process in Geophysics,11,561-566,2004.
78. Haith, D. A., Mandel, R., Wu, R. S., “Generalized Watershed Loading Functions Version 2.0 User’s Manual”, Cornell University, Ithaca, New York, 1992.
79. Huang, H. C., Liu, C. W., Chen, S. K., Chen, J. S., “ Analysis ofpercolation and seepage through paddy bunds”, Journal ofHydrology,284, pp. 13-25., 2003.
80. Kim, H.K., Jang, T.I., Im, S.J. and Park, S.W., “Estimation of irrigation return flow from paddy fields considering the soil moisture”, Agricultural Water Management, Vol.96, pp.875-882, 2009.
81. Luo, Y.F., S. Khan, Y.L. Cui, and S.Z. Peng, “Application of system dynamics approach for time varying water balance in aerobic paddy fields”, Paddy and Water Environment, 7(1), 1-9, 2009.
82. Marvin E. Jensen, “ Consumptive Use of Water and Irrigation Water Requirements”, The Technical Committee on Irrigation Water Requirements of the Irrigation and Drainage Div. of ASCE,1974.
83. Mingoo K., Seungwoo P., “Modeling water flows in a serial irrigation reservoir system considering irrigation return flows and reservoir operations”, Agricultural Water Management,Vol.143, pp.131-141,2014.
84. Oad, R., Lusk, K. and Podmore, T., “Consumptive use and return flows in urbanlawn water use”, ASCE, Journal of irrigation and drainage Engineering, Vol.123, No. 1, pp. 62-69, 1997.
85. Tong Wei, Inchio Lou, Zhifeng Yang, and Yingxia Li, “A system dynamics urban water management model for Macau, China”, Journal of Environmental Sciences,Vol.50, pp.117-126,2016.
86. Torrence, C. and Compo, G. P., “A practical guide to wavelet analysis”,Bull. Am. Meteorol.,Soc., 79, 61–78, 1998.
87. Torrence,C. and Webster,P.“Interdecadal Changes in the ESNOMonsoon System”, J. Clim., 12, 2679–2690, 1999.
88. Venkateswara R., Varalakshmi Vajja, Rajesh Nune,and Anju Gaur, “Estimation and Analysis of Return Flows: Case Study”, Journal of Hydrologic Engineering,Vol.18,Issue10,2013.
89. Zulu, G., Masaru, T., Shin-ichi, M., “Characteristics of water reuse and its effects on paddy irrigation system water balance and the Riceland ecosystem”, Agricultural Water Management, Vol.31,pp.269-283 , 1995.

指導教授

吳瑞賢

審核日期

2020-8-10

推文