| 姓名 |
謝宗恩(Zong En Hsieh)
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畢業系所 |
水文與海洋科學研究所 |
| 論文名稱 |
季長期氣象預報於灌區營運決策的應用與經濟價值分析：以桃園大圳二支線農業用水為例
(Application and economic value analysis of seasonal climate forecast in irrigation district operation decision: A case stydy of the Taoyuan Area)
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| 摘要(中) |
本研究選定研究區域為桃園大圳二支線灌區；探討季長期氣象預報於灌區營運決策的應用與經濟價值分析。以2015年水情乾旱為例進行模擬。並於桃園大圳二支線灌區建立灌區與埤塘水平衡模式；研究流程分為資料輸入端(大竹測站實際雨量資料、季長期預報資料與氣象合成器繁衍雨量資料)；模擬端(利用灌區與埤塘水平衡模式推估灌區缺水量等水文資訊)；策略端(利用灌區缺水量量化季預報應用於灌區之經濟價值)。
本研究並探討預報不同準確度情境下，建立季長期預報資訊結合埤塘浚深方案架構，量化季預報應用於灌區用水之經濟價值。於各策略所模擬成本皆顯示不使用預報策略成本皆高於使用預報策略，顯示使用預報之優勢。當預報準確度提升，本研究量化之預報價值也跟著上升。
另外利用季預報資訊結合埤塘浚深，提出四種策略:一、有預報且執行埤塘浚深；二、有預報且不執行埤塘浚深；三、無預報且執行埤塘浚深；四、有預報且不執行埤塘浚深。量化浚深對於提升之灌區效益。探討於乾旱時期，哪種方案為最佳策略選擇；埤塘浚深模擬則分為三個方案。一、於二支線無埤塘灌區增設埤塘；二、於埤塘效益指數低於平均灌區浚深埤塘；三、利用灌區缺水天數與缺水量作為優先挑選埤塘浚深依據。本研究期望建立之架構與預報價值資訊可以提供灌區營運者，當面臨乾旱水情時，能依據預報經濟價值，選擇為灌區帶來較佳效益的策略。
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| 摘要(英) |
The research area selected in this study is the irrigation area of the second branch of Taoyuan channel; the application of seasonal forecast information combined with the evaluation of the economic value of agricultural water in the first phase of the Taoyuan channel Second Branch Irrigation District. Taking the water drought in 2015 as an example, the simulation was carried out. The deep simulation is divided into three schemes. 1. Adding a pond in the Irrigation District of the Second Branch; 2. The benefit index is lower than the average irrigation area in the deep pond; 3. Using the number of days of water shortage in the irrigation area and the water shortage as the basis for selecting the pond excavation; When it is dry, which option is the best strategy choice. Combined with the forecast of the season, there are four strategies in tandem: one, there is a forecast and the implementation of the Pond excavation depth; second, there is a forecast and the implementation of the Pond excavation depth; third, no forecast and implementation of the Pond excavation depth; fourth, there is a forecast and no Perform Pond excavation deep.
Use the cost of each strategy to quantify the value of the forecast, and quantify the depth to improve the efficiency of the irrigation district. And to explore the perfect forecast, and with different accuracy forecast scenarios, with different Pond excavation deep plan, to estimate the forecast value. And the cost results simulated by each strategy can be obtained without using the forecast strategy. The cost is higher than the use forecast strategy, showing the advantage of using the forecast. And the simulation predicts that when the accuracy of the forecast increases, the value of the forecast quantified in this study will also increase. The strategic framework established in this study can provide irrigation district operators. When faced with arid water conditions, what strategies can be chosen to bring better benefits to the irrigation districts.
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| 關鍵字(中) |
★ 灌區水平衡模式
★ 埤塘水平衡模式
★ 季長期預報
★ 貝氏定理
★ 氣象合成模式 |
關鍵字(英) |
★ seasonal climate forecast
★ pond excavation
★ irrigation system |
| 論文目次 |
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iv
圖目錄 viii
表目錄 xi
第一章 動機與目的 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究流程 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 埤塘資料 4
2.2 水田與埤塘文獻 5
2.3 預報應用於農業用水管理文獻6
第三章 研究區域8
3.1 桃園大圳二支線埤塘基本資料9
3.1.1 灌溉系統及取水方式11
3.2 灌溉方式 13
第四章 理論分析 15
4.1 水平衡理論 15
4.1.1 推估外部引水量 15
4.1.2 推估灌區蒸發散 16
4.1.3 推估灌區滲漏量 17
4.1.4 灌區逕流量 18
4.2 埤塘水平衡理論 18
4.3 演算流程 20
4.4 貝氏定理 21
4.4.1 條件機率與分割原理22
4.4.2 貝氏定理: 23
4.4.3 利用貝氏定理分析預報風險23
4.4.4 WGEN氣象合成模式 25
4.4.5 WGEN雨量模擬結果 26
4.5 季預報產品 27
4.5.1 季預報產品 27
4.5.2 季預報準確率 35
4.5.3 季預報不確定性 38
4.5.4 月預報產品 41
4.5.5 月預報準確率 51
4.6 月預報不確定性分析54
第五章 結果與討論 57
5.1 推估灌區水位 57
5.1.1 推估預報與實際灌區缺水量差額57
5.2 建立預報價值64
5.3 建立灌區策略矩陣65
5.4 估算浚深成本與農損65
5.5 案例一(於無埤塘灌區增設埤塘)66
5.5.1 案例一灌區湛水深68
5.5.2 策略成本 71
5.5.3 案例一預報價值 74
5.5.4 案例一歸納: 75
5.6 案例二:於埤塘效益指數低於平均灌區增設埤塘設施77
5.6.1 案例二灌區湛水深 78
5.6.2 預報與實際缺水量差額 80
5.6.3 各策略成本 81
5.6.1 案例二預報價值 83
5.6.2 案例二歸納 83
5.7 案例三:優選埤塘位址 84
5.7.1 案例三:灌區湛水深 89
5.7.2 預報推估缺水量與實際缺水量差額 90
5.7.3 各策略成本 92
5.7.1 案例三預報價值 93
5.7.2 案例三歸納 94
5.8 各案例討論 95
5.8.1 最佳策略 97
5.8.2 最佳案例 97
5.8.3 預報準確度提升對策略影響97
5.8.4 於浚深情境下探討預報價值98
第六章 結論與建議99
6.1 結論99
6.2 建議99
第七章 參考文獻101
附錄A 103
A.1 月尺度預報資訊推估灌區水位103
A.2 埤塘案例空間分析107
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| 參考文獻 |
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21.經濟部水利署，「水利署電子報」：第0175期
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| 指導教授 |
李明旭
許少瑜
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審核日期 |
2019-7-15 |
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