臺灣合理灌溉用水量推估

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馬郁棻(Yu-Fen Ma) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

臺灣合理灌溉用水量推估
(On Estimation of the Reasonable Irrigation Water Consumption in Taiwan)

相關論文

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摘要(中)

本研究透過分析相關文獻在桃園、彰化及嘉南地區的研究結果，探討一期作田間需水量、有效雨量及排水量。分析桃園、彰化及嘉南管理處的灌溉計畫書，探討各管理處間田間需水量與計畫用水量的差異，並推估其損失率。分析桃園、彰化及嘉南管理處的實際用水量，探討各管理處實際用水量與降雨量的關係。分析桃園管理處與石門管理處，以及彰化管理處與雲林管理處的數據，探討其田間需水量、計畫用水量及損失率。
以系統動力模式推估之田間需水量約為1公尺，以灌溉計畫書所呈現的數據，桃園管理處之田間需水量為1.05公尺，彰化管理處之田間需水量為1.77公尺，嘉南管理處之田間需水量為1.04公尺。根據灌溉計畫書，彰化管理處之損失率為36%，雲林管理處之損失率為50%，相較於桃園、石門及嘉南來得高。河川型灌溉不像水庫型灌溉能儲存多餘的水量，故當河川處於豐水期時，在不影響民生工業以及下游基流量時增加灌溉用水量，可減少抽取地下水，且多餘的水可再補注至地下水。

摘要(英)

Agricultural water demand in Taiwan accounts for about 70% of the total nation’s water consumption. First, this study explored the water requirements, effective rainfall and drainage of the first crop by analyzing the results of related literature in Taoyuan, Changhua and Chianan regions. Second, the irrigation plan of Taoyuan, Changhua and Chianan Management Offices, explored the water requirement and irrigation water consumption, and estimated the rate of conveyance loss were analyzed. Third, the actual water consumption of Taoyuan, Changhua and Chianan region were compared, and the relationship between actual water consumption and rainfall in each management region was explored. Finally, this study analyzed water requirement, irrigation water consumption and the rate of conveyance loss between Taoyuan and Shimen region, as well as that between Changhua and Yunlin region.
The crop water requirement estimated with the use of a system dynamic model is about 1 meter. According to the irrigation plan, the water requirements of Taoyuan region, Changhua region and Chianan region are 1.05, 1.77, and 1.04 meter, respectively. Furthermore, the loss rates of the Changhua region and Yunlin region are 36% and 50%, respectively, which are higher than that of Taoyuan, Shimen and Chianan region. River irrigated field is not like reservoir irrigated field where surplus water can be stored. Therefore, it is suggested that when the river is in high flow periods, without affecting the domestic and industry water use, limit the irrigation water consumption should be encouraged. Doing so, the extraction of groundwater for agriculture can be reduced, and the excess irrigation water can recharge the groundwater.

關鍵字(中)

★ 灌溉管理
★ 作物需水量
★ 灌溉效率
★ 輸水損失

關鍵字(英)

★ Irrigation management
★ Crop water requirement
★ Irrigation efficiency
★ Channel loss

論文目次

目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 IV
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 VIII
第一章緒論 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的 3
1.3研究架構 4
第二章文獻回顧 5
2.1作物需水量 5
2.1.1影響作物需水量之因子 5
2.1.2作物需水量之測定方法 5
2.2灌溉用水 9
2.2.1用水結構 9
2.2.2計畫有效雨量 18
2.2.3地區灌溉管理 19
2.3水稻灌溉方法及耕作制度 23
2.3.1水稻之灌溉方法 23
2.3.2耕作制度 27
第三章研究方法 28
3.1研究區域 28
3.1.1農田水利署桃園管理處 30
3.1.2.農田水利署石門管理處 31
3.1.3農田水利署彰化管理處 32
3.1.4農田水利署雲林管理處 33
3.1.5農田水利署嘉南管理處 34
3.2灌溉用水量計算 36
3.2.1作物蒸發散量之估算 36
3.2.2田間需水量之估算 38
3.2.3田間灌溉用水量之估算 38
3.2.4計畫灌溉用水量之估算 39
第四章結果與探討 41
4.1以模式推估之田間灌溉用水量 41
4.1.1桃園地區 41
4.1.2彰化地區 44
4.1.3嘉南地區 47
4.1.4桃園、彰化及嘉南地區模式灌溉用水量比較 49
4.2計畫灌溉用水量 51
4.2.1桃園管理處計畫灌溉用水量分析 51
4.2.2彰化管理處計畫灌溉用水量分析 57
4.2.3嘉南管理處計畫灌溉用水量分析 59
4.2.4桃園、彰化及嘉南管理處計畫灌溉用水量比較 66
4.3實際灌溉用水量 71
4.3.1桃園管理處實際灌溉用水量 71
4.3.2彰化管理處實際灌溉用水量 72
4.3.2嘉南管理處實際灌溉用水量 72
4.3.4桃園、彰化及嘉南管理處實際灌溉用水量比較 73
4.4案例分析 79
4.4.1桃園管理處與石門管理處 79
4.4.2彰化管理處與雲林管理處 80
第五章結論與建議 81
5.1結論 81
5.2建議 82
參考文獻 83

圖目錄
圖1-1臺灣各區域2019年各標的用水量百分比圖 2
圖1-2臺灣地區2019年用水結構 2
圖2-1臺灣年累積雨量時間序列圖 11
圖2-2臺灣地區2014年各管理處灌溉面積與灌溉用水量 13
圖2-3臺灣地區2014年各管理處單位面積用水量 13
圖2-4臺灣地區2016年各管理處期作面積與灌溉用水量 15
圖2-5臺灣地區2016年各管理處期作單位面積用水量 15
圖2-6臺灣地區2019年各管理處期作面積與灌溉用水量 17
圖2-7臺灣地區2019年各管理處期作單位面積用水量 17
圖2-8水稻栽培灌溉排水管理示意圖 25
圖3-1不同年度管理處單位面積用水量(以年排列) 29
圖3-2不同年度管理處單位面積用水量(以管理處排列) 29
圖3-3桃園管理處灌溉區域 30
圖3-4石門管理處灌溉區域 31
圖3-5彰化管理處灌溉區域 32
圖3-6雲林管理處灌溉區域 33
圖3-7曾文-烏山頭水庫灌區耕作方式與灌溉制度標準圖 35
圖4-1桃園管理處計畫、實際單位面積用水量與降雨量關係 76
圖4-2彰化管理處計畫、實際單位面積用水量與降雨量關係 77
圖4-3嘉南管理處計畫、實際單位面積用水量與降雨量關係 78

表目錄
表2-1臺灣地區2014年各管理處灌溉用水量 12
表2-2臺灣地區2016年各管理處灌溉用水量 14
表2-3臺灣地區2019年各管理處灌溉用水量 16
表2-4臺灣傳統水稻淺水灌溉栽培水深管理 24
表3-1 桃園大圳灌區之農作時程 31
表3-2彰化管理處灌區之農作時期表 33
表3-3一般灌溉管理與加強灌溉管理比較表 35
表3-4水稻各生育階段之作物係數Kc值 37
表3-5灌溉用水量相關名稱之定義 40
表4-1 2007年一期作模擬結果數據值(許良瑋，2011) 43
表4-2 2017年一期作模擬結果數據值(謝仲霖，2019) 43
表4-3 2013年一期作模擬結果數據值(張聖瑜，2015) 46
表4-4 2015年一期作模擬結果數據值(陳佩螢，2017) 46
表4-5 2014至2018年一期作模擬結果數據值(鄭安成，2018) 48
表4-6 以模式推估之灌溉用水量彙整 50
表4-7田間需水深估算表 53
表4-8桃園管理處有效雨量參考表 54
表4-9桃園管理處需水量計算表 55
表4-10桃園管理處各灌區土壤質地 56
表4-11彰化管理處2014年一期作計畫灌溉用水量 58
表4-12嘉南管理處2021年一期作水稻灌溉面積 61
表4-13嘉南管理處一期作水稻灌溉用水標準表 62
表4-14嘉南管理處2021年一期作水稻灌溉用水量表 63
表4-15 嘉南管理處2021年一期作灌溉計畫用水統計表1 64
表4-16 嘉南管理處2021年一期作灌溉計畫用水統計表2 65
表4-17各管理處計算計畫用水量參數彙整 67
表4-18根據各管理處一期作灌溉計畫書 67
表4-19根據農田水利會資料輯一期作灌溉資料 68
表4-20 桃園、彰化及嘉南管理處之供給端與需求端比較 70
表4-21桃園管理處一期作實際灌溉用水量統計表 74
表4-22彰化管理處一期作實際灌溉用水量統計表 74
表4-23嘉南管理處一期作實際灌溉用水量統計表 75
表4-24桃園及石門管理處之供給端與需求端比較 80
表4-25彰化及雲林管理處之供給端與需求端比較 80

參考文獻

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指導教授

吳瑞賢(Ray-Shyan Wu)

審核日期

2021-9-29

推文