區域多元化水資源調配之研究

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姓名

陳世偉(Shih-wei Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

區域多元化水資源調配之研究
(Study on the allocation of multiple water resources)

相關論文

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摘要(中)

台灣地區水資源除了受天侯與地形等因素影響外，且具有高度不確定性及時空上分佈不均勻，造成水資源運用上日益困難，面臨供需失衡之困境。本研究主要針對台灣北部之區域多元化水資源調配進行分析探討，首先利用水平衡系統模式推估桃園灌區之區域迴歸水量，顯示該模式能適當模擬出河川流量變化之趨勢，在迴歸水可靠度分析方面，田區在不同總供水比例下經由超越機率圖比較，農業日迴歸水量隨著總供水量減少而逐漸趨於一穩定之狀態，新屋溪流域約趨近於12,000立方公尺，觀音溪約為4,000立方公尺。
桃園地區的埤塘灌溉系統為台灣特有農業灌溉方式之一，可提升降雨量使用率與調蓄輔助農業灌溉用水，在桃園大圳二支線灌溉區域內，下游零星不具備埤塘之灌區易出現缺水情況，當進行深水灌溉模擬時，提高出水口高度可增加210mm的有效雨量，使得總缺水量減少188,180立方公尺。以整體二支線埤塘系統之調節蓄水能力而言，該區域有能力移用20％大圳配水量供工業與民生使用，其中2-3-4號埤池為此灌溉系統效能之臨界點，如果能將容量增加為原來15％以上，即可以將二支線埤塘灌溉系統效能從20％提升至30％。
水庫運轉規線制訂之目的係提供水庫操作者可遵循之運轉方式，儘可能在規劃條件下滿足各種用水標的之需求，並達成最高之系統運轉效率，經由對水庫規線的調整及模擬，可瞭解只要掌握水庫放水原則、河川流量變化與發電廠特性，即可制訂滿足多目標供水之最適規線。當考量水庫入流量之不確定性，利用最佳化水庫聯合運轉系統得到各水庫之最適規線，其分佈呈帶狀區間，而區間大小隨各水庫入流量與供水特性而異，此結果有助於未來在水庫規線制訂上更顯得客觀，而且有多一層水文不確定因素考量。

摘要(英)

The water resource in Taiwan is very difficult to be managed, because it is not only influenced in climate and topography but also faced to extremely uncertainty and the unequal spatial distribution. The main purpose of this study is to analyze the allocation of regional multiple water resources in North Taiwan. Firstly, the field water balance model, being developed to evaluate the amount of agriculture return flow in Tao-Yuan irrigation area, can adequately simulate the real flow hydrograph. Through reliability analysis, the daily return flow would tend to a stable value with reducing the total supply water of paddy field. Sin-Wu area is approximately 12,000 m3, Guan-Yin area is 4,000 m3.
Tao-Yuan pond irrigation system is the ancestor’s intention to increase the effective rainfall to overcome the particular climate pattern with the use of geographic advantage. There are several places would face deficit easily without water pond supplied through the 2nd feeder of Tao-Yuan main canal. While deep-ponding irrigation method is practiced, the effective rainfall is acquired 210 mm more than in traditional irrigation and cut down 188,180m3 in shortage amount. After model assessing, the result shows this pond irrigation system has potential to sustain crop growth with approximately 20 % decreasing water supply from canal and the flows can be transferred to meet other demand. Furthermore, Pond #2-3-4 is the critical point of efficiency in this pond irrigation system. If this pond is increased by 15% of capacity, the efficiency of the pond irrigation system of 2nd feeder would be promoted from 20% to 30%.
The goal of operation practice, following a proper set of rule curves, is not only to reduce the water shortage amount but also to enhance the hydropower efficiency. Therefore, a model that consists of a multi-site flow generation sub-model and a GA-based optimization sub-model is presented, to optimize a rule-based stochastic simulation. The results reveal that the model is applicable for deriving predefined operating rules based on the full consideration of hydrological uncertainty and GA-based automation.

關鍵字(中)

★ 水平衡模式
★ 迴歸水
★ 多元化水資源
★ 有效降雨量
★ 最佳化模式

關鍵字(英)

★ Water Balance Model
★ Return Flow
★ Effictive Rainfall
★ Otimization model
★ Multiple Water Resources

論文目次

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 IX
第一章緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究範疇 1
1.3 研究目的 3
1.4 研究流程 4
1.5 本文架構 6
第二章文獻回顧 7
2.1 台灣水資源環境問題與經營策略 7
2.2 多元化水資源調配與規劃 9
2.3 水庫系統聯合運轉 16
第三章區域水平衡系統模式 23
3.1 研究方法與架構 23
3.2 現地監測系統與資料分析 25
3.3 模式基礎理論 29
3.4 模式建立 35
3.5 模式驗證與水量分析 51
3.6 區域迴歸水推估 58
第四章埤塘水源調配模式之建立與運用 65
4.1 埤塘形成與效益概估 65
4.2 埤塘灌溉系統 72
4.3 埤塘系統之建立 79
4.4 模擬演算與結果分析 87
第五章水庫操作規線對供水效益之分析 105
5.1 水庫操作規線 105
5.2 水庫發電運轉概念 108
5.3 水庫供水評估標準 110
5.4 模擬案例環境概述 112
5.5 研究案例情境模擬分析 114
第六章水庫聯合運轉序率模擬與最佳化研究 121
6.1 水庫聯合運轉系統 121
6.2 水庫並聯操作公式化 126
6.3 並聯水庫系統最佳化操作 129
6.4 序率流量繁衍模式分析 138
6.5 序率水庫聯合操作之最佳化分析 144
第七章結論與建議 155
7.1結論 155
7.2建議 156
參考文獻 157

參考文獻

中文部分
1. 王如意、易任，「應用水文學（上下冊）」，茂昌圖書公司1979。
2. 王毓麒、游保杉，「水庫式電廠可靠發電量不確定性之研究」，第十二屆水利工程研討會論文集，第C214-C221頁，2001。
3. 王復生，「屏東地區水田休耕水資源調配之評估」，碩士論文，國立屏東科技大學土木工程學研究所碩士論文，2002。
4. 台灣省桃園農田水利會，「桃園農田水利95年度灌溉計畫書」，2006。
5. 台灣省桃園農田水利會，觀音、新屋灌溉旬報表，2006。
6. 杜明彥，「利用優選法進行地表水權之研究」，碩士論文，台灣大學土木工程研究所，1996。
7. 林松青、王茂興、吳瑞賢，「並聯水庫與下游攔河堰系統聯合運轉出水量之解析模擬」，第九屆水利工程研討會論文集，第D15-D22頁，1998。
8. 林松青，「整合型區域水庫與攔河堰聯合運轉系統模擬解析及優化之研究」，博士論文，中央大學土木工程研究所，2002。
9. 林癸妙，「水田迴歸水量之研究」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所，1997。
10. 林啟超，「水田灌溉用水回歸利用之研究」，碩士論文，國立台灣大學農業工程研究所，1997。
11. 高振程，「水田坵塊系統之回歸水推估」，國立中央大學土木工程研究所碩士論文，2003。
12. 財團法人曹公農業水利研究發展基金會，「水田種水政策之相關策略 —水稻深水栽培技術之研究」成果報告書，2000。
13. 吳青俊，「類神經日流量即時預測模式之建立」，碩士論文，逢甲大學土木及水利工程研究所，2001。
14. 吳宗義，「運用塔布搜尋法求解流程型工廠之多目標排程」，碩士論文，台灣科技大學工業管理研究所，1999。
15. 吳瑞賢，傅信祐，蘇文瑞，林建章，「水庫操作規線方法之研究」，第八屆水利工程研討會論文集，第1005-1012頁，1996。
16. 徐年盛，「區域性地表水與地下水最佳聯合營運模式之研究」，行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告，台灣大學土木工程研究所，1995。
17. 徐年盛、葉文工，「台灣區水庫營運方式評估」，經濟部水資源局委託研究計畫，台灣大學水工試驗所， 2000。
18. 徐年盛、謝雨青、魏志強，「操作規線下多水庫系統營運優選模式之建立」，新世紀水資源問題研析與對策研討會論文集，第B1-B12頁，2001。
19. 徐年盛、林金龍，「應用塔布搜尋法決定日月潭水庫最佳操作規線」，農業工程研討會論文集，第917-924頁，2001。
20. 徐年盛、黃敏智，「模擬退火法決定日月潭水庫最佳規線之應用」，農業工程研討會論文集，第907-916頁，2001。
21. 許少瑜，「水庫操作規線問題的模式與解法」，碩士論文，台灣大學農業工程研究所，20002。
22. 陳世偉，「遺傳演算法運用在石門與翡翠水庫並聯系統操作規線之研究」，碩士論文，中央大學土木工程研究所，2002。
23. 陳莉、張斐章，「遺傳演算法優選水庫運用規線之研究」，農業工程學報，第41卷，第4期，第20-30頁，1995。
24. 陳莉，「遺傳演算法與其應用於優選翡翠水庫規線之研究」，臺彎水利，第48卷，第1期，第48-58頁，2000。
25. 郭振明，「線性規則下水時下游水庫容量之解法」，碩士論文，台灣大學農業工程研究所，1970。
26. 郭振泰、吳建民、楊德良、林榮章，「水庫系統序率模擬分析」，第三屆水利工程研討會論文集，第79-93頁，1986。
27. 郭振泰、黃寄萍，「最佳控制理論在水庫系統操作上之應用（Ⅱ）」，行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告，台灣大學土木工程研究所，1988。
28. 郭振泰、徐年盛，「濁水溪流域水資源整體最佳利用規劃」，經濟部水利處中區水資源局委託研究計畫報告，台灣大學嚴庄齡工業發展基金會合設工業研究中心，2001。
29. 郭蒼霖，「水庫操作規線問題的模式與解法」，碩士論文，交通大學土木工程研究所，2000。
30. 傅信佑，「水庫規線之制訂與操作之研究」，碩士論文，中央大學土木工程研究所，1995。
31. 萬象，「串聯水庫系統優選操作模式之研究」，碩士論文，台灣大學農業工程研究所，1985。
32. 黃浚瑋，「應用遺傳演算法與類神經網路於地表地下聯合營運」，碩士論文，交通大學土木工程所，2005。
33. 黃義銘，「類神經網路在調配區域水資源之應用」，碩士論文，國立成功大學水利及海洋工程學研究所，1996。
34. 童慶斌，「蟻行演算法在水庫容量規劃之應用」，第十屆水利工程研討會，第J60-J66頁，1999。
35. 童慶斌、許少瑜、譚仲哲、劉佳明，「水庫操作規線與啟發式優選方法」，中華水資源管理學會季刊，第3卷，第3期，第25-32頁，2001。
36. 游山峰，「石門水庫運轉規線之研究」，碩士論文，台灣海洋大學河海工程學系，1998。
37. 張仲宇，「水田休耕水資源調配之最佳化模式」，碩士論文，國立屏東科技大學土木工程學研究所碩士論文，2002。
38. 張志誠，「並聯水庫最佳操作之研究」，碩士論文，中央大學土木工程研究所，1999。
39. 張斐章、黃金鐸、王文清，「運用模糊序率動態規劃於水庫操作之研究」，台灣水利，第43卷，第4期，第37-48頁，1995。
40. 經濟部水利署水利規劃試驗所，「北部地區水資源利用整體檢討規劃-北部地區水資源系統備用水源及管網之分析檢討」，2005。
41. 經濟部水利署，「石門水庫及其集水區整治計畫-第一階段執行計畫書」，石門水庫及其集水區整治計畫專屬網站http://shihmen.wra.gov.tw/，2006。
42. 劉新達，「類神經網路在水庫操作的應用」，碩士論文，交通大學土木工程研究所，1996。
43. 農業工程研究中心，「石岡壩南幹渠道可再利用迴歸水源調查」，1997。
44. 農業工程研究中心，「石門水庫灌區迴歸水推估模式之建立及應用(1/2)」，2003。
45. 農業工程研究中心，「石門水庫灌區迴歸水推估模式之建立及應用(2/2)」，2004。
46. 鄭文明，「埤塘水源最佳調配運用模式之建立與應用」，台灣大學土木工程研究所，2005。
47. 鄭遠、陳美惠、王裕民、李振誥，「地表水與地下水灌區水資源聯合運用之研究：以屏東隘寮圳灌區為例」，農業工程學報，第49卷，第4期，73-82頁，2003。
48. 劉君帆，「灌溉系統迴歸水推估方法之研究－以嘉南水利會為例」，碩士論文，國立台灣大學農業工程研究所，1998。
49. 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。
50. 蔡明澤，「越域引水水庫聯合操作規線與打折供水最佳化之應用－以寶山與寶山第二水庫為例」，碩士論文，中央大學土木工程研究所，2002。
51. 駱安華，「回歸水之計算和應用」，台灣水利，第8卷，第2期，第47-56頁，1960。
52. 蔡西銘、陳獻、劉日順，「迴歸水的定義及分析方法之比較」，第十一屆水利工程研討會論文集，第F77-F81頁，2000。
53. 顏榮祥、周乃昉、陳家榮，「南部區域水資源管理調配策略之比較」，第九屆水利工程研討會論文集，第D139-D148頁， 1998。
54. 謝勝彥，「提升桃園水利會灌區埤塘供水潛能之探討」，桃園大圳水資源暨營運管理學術研討會論文集，第173-190頁，2004。
55. 簡傳彬，「水稻田入滲及迴歸水之試驗及模擬」，博士論文，國立中央大學土木工程學研究所，2003。
56. 羅樹孝，水文學辭典，茂昌圖書，1995。
英文部分
1. Archibald, T. W., K. I. M. Mckinnon, and L. C. Thomas , “An Aggregate Stochastic Dynamic Programming Model of Multi-reservoir Systems”, Water Resources Research, Vol.33, No.2, pp333-340 ,1997.
2. Cohon, J. L., and D. H. Marks, “A review and evaluation of multiobjective programming techniques”, Water Resources Research, Vol.11, No.2, pp.208-220,1975.
3. Crawley, P. and G. C. Dandy, “Optimal Operation of Multiple Reservoir System”, Journal of Water Resource Planning and Management, ASCE, Vol.119, No.1, pp1-7,1993.
4. East, V. and M. J. Hall, “Water Resources System Optimization Using Genetic Algorithms”, Proceedings of 1st Int. Conf. on Hydro-informatics, Balkema, Rotterdam, The Netherlands, pp. 225-231, 1994.
5. Fahmy, H.S, J. P. King, M. W. Wentzel and J. A. Seton, “ Economic Optimization of river management using genetic algorithms”, Paper No. 943034, ASCE, 1944 Int. Summer Meeting, Am. Soc. of Agricultural Engineering, St. Joseph,Mich,1994.
6. Hakan, B., and M. A. Mario, “Joint Management of Surface and Ground Water Supplies”, GROUND WATER, Vol.37,No.2, pp.214-222, 1999.
7. Hall, W. A., W. S. Bucher, and A. Esgbue,“Optimization of The Operation of Multiple-Purpose Reservoir by Dynamic Programming”, Water Resources Research, Vol.4, No.3, pp.471-477 , 1968.
8. Hsu, S. K., “Shortage Indices for Water-Resources Planning in Taiwan”, Journal of Water Resources Planning and Management, ASCE, Vol. 121, No. 2, pp. 119-131, 1995.
9. Lund, J. R. and I. Ferreira, “Operation Rule Optimization for Missouri River Reservoir System”, Journal of Water Resources Planning and Management, ASCE, Vol.122, No.4, pp287-295, 1996.
10. Lee, E. S., and S. Waziruddin,“Applying gradient projection and conjugate gradient to the optimum operation of reservoirs”, Water Resources Bulletin, Vol.6, No.5, pp.713-724,1970.
11. Labadie, J. W., D. G. Fontane, G. O. Tabios Ⅲ, and N-F Chou, “Stochastic Analysis of Dependable Hydropower Capacity”, Journal of Water Resources Planning and Management, ASCE, Vol. 113, No. 3, pp.422-437, 1987.
12. Mohan, S., and D. M. Raipure, “Multi-objective Analysis of Multi-reservoir System”, Journal of Water Resource Planning and Management, ASCE, Vol.118, No.4, pp356-370, 1992.
13. Nalbantis, I. and D. Koutsoyiannis, “A Parametric Rule for Planning And Management of Multiple Reservoir Systems”, Water Resources Research, Vol.33, No.9, pp.2165-2177, 1997.
14. Oad, R., K. Lusk and T. Podmore, “Consumptive use and return flows in urban lawn water use”, ASCE, Journal of irrigation and drainage Engineering, Vol.123, No. 1, pp. 62-69, 1997.
15. Oliveira, R., and D. P Loucks, “Operating Rules for Multi-reservoir Systems”, Water Resources Research, Vol.33, No.4, pp839-852, 1997.
16. Randall, D., L. Cleland, C.S. Kuehne, G.W. “Buzz” Link, and D.P. Sheer, ”Water Supply Planning Simulation Model Using Mixed-Integer Linear Programming”, Journal of Water Resources Planning and Management, ASCE, Vol. 123, No. 2, pp.116-124, 1997.
17. Rippl, W., “The Capacity of Storage Reservoir for Water Supply”, Proceedings of the Institute of Civil Engineering, Vol.71 , 1883.
18. Stedinger, J. R., B. F. Sule, and D. P. Loucks, “Stochastic Dynamic Programming Model for Reservoir Operation Optimization”, Water Resources Research, Vol.20, No.11, pp1499-1505, 1984.
19. Simonovic, S. P., and M. A. Marino,“Reliability Programming in Reservoir Management, (1)single multipurpose reservoir”, Water Resources Research, Vol.16, No.5, pp.844-848, 1980.
20. Wardlaw, R. and M. Sharif, “Multi-Reservoir System Optimization Using Genetic Algorithms: Case Study”, Journal of Computing in Civil Engineering, Vol. 14, No. 4, 2000.
21. Watkins, D. W. and D. C. McKinney, ” Decomposition Methods for Water Resources Optimization Models with Fixed Costs”, Water Resources, Vol. 28, No. 6 pp.283-295, 1998.
22. Yeh, W. W. G.,“Real-time Reservoir Operations: The California Central Valley Project Case Study”, Proceedings of National Workshop on Reservoir System Operations, G.H. Toebes and A.A. Sheppard, ASCE, New York ,1981 .
23. Yeh, W. W. G.,“Reservoir management and operations models: a state-of-the-art review”, Water Resources Research, Vol.21, No.12, pp1797-1818 ,1985.

指導教授

吳瑞賢(Ray-shyan Wu)

審核日期

2007-7-19

推文