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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:洪嘉賢
研究生(外文):Chia-Hsien Huang
論文名稱:適用臺灣地區水庫淤積測量手冊研擬
論文名稱(外文):DRIFTING OF RESERVOIR SEDIMENTATION SURVEY MANUAL FOR TAIWAN AREA
指導教授:顏沛華顏沛華引用關係
指導教授(外文):Pei-Hwa Yen
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:水利及海洋工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:147
中文關鍵詞:水庫淤積測量手冊
外文關鍵詞:SURVEYRESERVOIRSEDIMENTATIONMANUAL
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摘 要
臺灣約有近六十座大小水庫,每年調節約40億噸之水量,在水資源的調配上肩負著重要的角色,但近年來由於經濟的迅速發展,水量之需求日益增加,致供水量已漸感不足。而水庫會因集水區之沖蝕及上游河川挾砂入庫而有其壽命,在興建新水庫開發水資源已日漸困難,且成本日益昇高之際,充分利用舊有水庫之水量調配功能為最有效之途,故水庫的淤積量、有效容量及沉滓輸運之相關資訊,就變成水庫經營、管理的重要項目。
惟水庫的淤積情形必須經由現場測量方可獲致,以傳統測量方式為之往往花費許多金錢、時間,可能尚不能得到滿意的結果。因此建立一套現場測量方法或準則(手冊),能準確的進行水庫容量及淤積量之量測,又能有效的節省人力時間是現今水庫淤積測量所需努力的研究方向。
前瞻性全球衛星定位系統GPS(Global Positioning System)的精確定位及水深施測,經數據篩選及資料檢核,利用適切之分析軟體即可求得水庫之蓄水容積並分析其淤積現況。惟國內在水庫淤積測量作業上,並無相關之規範或手冊,不同單位之量測過程常有極大的差異,往往無法互相參考比對。有鑒於此,實有必要訂定一標準之測量程序或步驟作為全國性的標本。
基於此,本文乃參考美國墾務局(USBR)之水庫淤積測量手冊、美國工兵團(USACE)水文測量規範、國際海事組織(IHO)規範、本系所集合海現場調查實驗室多年來在陸上/海上測量、水庫淤積測量及傳統平面測量與GPS測量之實務經驗及學理,加上本系所曾從事之教育訓練、實習之檢討以及專家座談會之意見,經彙整歸納後,提出本論文:「臺灣地區水庫淤積測量手冊研擬」,該手冊包含量測準則、整體測量標準步驟、水庫容量及淤積測量實務、數據篩選及資料檢核、圖形繪製及容積估算、成果報告等,內容堪稱詳盡完善,可作為爾後臺灣地區水庫淤積測量作業之參考典範。
ABSTRACT
There are sixty more reservoirs in Taiwan and stored the total capacity about 2.74billion cubic meters in volume with which regulate about 40 million tons of water per year. Reservoir construction is still a major alternative to develop water resources in Taiwan but being obstructed for declining site, increasing cost and environmental concerned. Reservoir sedimentation research then, pays a much important role on preserving reservoir capacity.
Reservoir sedimentation/capacity information could be obtained by bathymetry survey in reservoir. Bathymetry survey can be carried out by the method of conventional survey that usually spend lots of time and payment and get no satisfied results. GPS (Global Positioning System) techniques cooperate with the sounding system have been used instead to approve those conventional techniques in reservoir sedimentation survey. However, conventional methods were provided still as a supplemented solution for conditions of possible satellite signal blockage and/or above-water topography survey. After screening the doubtable data collected in reservoir sedimentation survey, then, assembled those available data with supplemented survey and above-water DEM (Digital Elevation Model) or airborne/satellite images as the input material to have the reservoir area and capacity computation by using the suitable software.
However, reservoir sedimentation survey manual, standard, guidelines or regulations are still lacking in Taiwan. The bathymetric survey data gathered in reservoirs were processed by individual organizations could have different results even in the same reservoir at same period. Hence, it is necessary to build up a bathymetric survey process, steps, guidelines, regulations or manual as the standard in reservoir sedimentation survey in Taiwan for its highly sediment behavior and specific regulating procedure to obtain the accurate and reliable information of reservoir capacity and sedimentation.
The reservoir sedimentation survey manual supported by USBR (U.S. Bureau of Reclamation), the IHO (International Hydrographic Organization) standard, the hydrographic survey manual/guidelines of USACE (U.S. Army Corp of Engineers), the discussing opinions after some reservoir sedimentation survey-training program, the expert’s field survey experiences of Taiwan engineers and that reservoir sedimentation survey skills/reports carried out by Field Survey Laboratory of National Cheng Kung University in past several years have been used as the referred material to build up this paper:Drafting of Reservoir Sedimentation Survey Manual for Taiwan Area. This manual provides information and techniques that can be used in Taiwan area for field data collection, analysis, and reporting of reservoir sedimentation survey studies. This drafting described with detailed in Survey Standard, Frequency and Schedule of Survey, Survey Classification, Reservoir Survey Techniques, Capacity Calculations and Determination of Volume Deposition, Data Filtering and Screening and Reservoir Sedimentation Survey Reporting etc. so as to be proposed either to the reservoir management authorities and relatives organizations as the standard in reservoir sedimentation survey in Taiwan or to up grade the sedimentation survey techniques.
目錄
表目錄------------------------------------------Ⅴ
圖目錄------------------------------------------Ⅵ
第一章 緒論--------------------------------------1
1-1 研究背景----------------------------------1
1-2 研究目的----------------------------------1
1-3 本文組織----------------------------------2
第二章 量測準則----------------------------------4
2-1 水庫類型----------------------------------4
2-2 量測目的及用途----------------------------5
2-3 量測等級----------------------------------6
2-4 量測頻率----------------------------------8
2-5 量測時機----------------------------------8
第三章 整體測量標準步驟-------------------------12
3-1 水庫淤積測量作業規劃---------------------12
3-1-1 調查項目擬訂-------------------------12
3-1-2 建立量測系統-------------------------13
3-1-3 應用儀器選擇-------------------------19
3-1-4 內業分析方法-------------------------24
3-1-5 需求精度規定-------------------------24
3-1-6 工作進度擬訂-------------------------28
3-2 測區資料蒐集-----------------------------30
3-3 水庫測區現勘-----------------------------33
3-4 施測計畫擬訂-----------------------------36
3-4-1 測量器材整備-------------------------36
3-4-2 儀器測試檢校-------------------------36
3-4-3 制定作業規範-------------------------42
3-5 水庫容量及淤積測量實務-------------------49
3-6 輔助地形資料之應用-----------------------51
3-6-1 空照影像-----------------------------51
3-6-2 衛星影像-----------------------------52
3-6-3 數值地形模型-------------------------53
3-6-4 地形圖數化---------------------------53
3-7 數據篩選及資料檢核-----------------------53
3-8 圖形繪製及資料分析-----------------------54
3-9 成果報告---------------------------------54
第四章 水庫容量及淤積測量實務-------------------56
4-1 水準點及三角點勘查檢測-------------------56
4-2 設標與埋石-------------------------------57
4-2-1 控制點選取及埋設---------------------57
4-2-2 設標埋石規範-------------------------58
4-3 控制點測量-------------------------------60
4-3-1 平面控制-----------------------------60
4-3-2 高程控制-----------------------------63
4-4 水位計架設-------------------------------64
4-4-1 架設方法-----------------------------65
4-4-2 水庫迴水觀測-------------------------65
4-5 岸線及地形測量---------------------------66
4-5-1 測量範圍-----------------------------66
4-5-2 施測方法-----------------------------66
4-6 水庫水深測量-----------------------------68
4-6-1 定位方法及標準步驟-------------------68
4-6-2 測深方法及標準步驟-------------------78
第五章 數據篩選及資料檢核-----------------------85
5-1 導航及資料擷取軟體-----------------------85
5-2 數據篩選---------------------------------86
5-3 資料檢核---------------------------------89
5-3-1 控制測量之檢核-----------------------89
5-3-2 定位測量之檢核-----------------------90
5-3-3 水深測量之檢核-----------------------90
5-3-4 成圖品質之檢核-----------------------93
第六章 圖形繪製及容積估算-----------------------94
6-1 圖廓計算與繪製---------------------------94
6-2 測量成果圖說標準-------------------------95
6-3 地形圖繪製步驟---------------------------99
6-4 陸上地貌地物繪製------------------------100
6-5 等深(高)線圖繪製------------------------102
6-6 水庫主深槽位置標示----------------------103
6-7 註記作業--------------------------------104
6-8 水庫蓄水容積估算方法與步驟--------------104
6-8-1 平均端點面積法(平均斷面法)----------105
6-8-2 斷面寬度調整法----------------------105
6-8-3 截頭錐體公式------------------------106
6-8-4 等高/深線積分法---------------------106
6-8-5 ARC/INFO三角格網法------------------106
6-8-6 SURFER等高/深線估算法---------------107
6-8-7 虛擬橫斷面法------------------------107
6-8-8 網格剖面法--------------------------107
6-9 水庫淤積容積估算------------------------108
第七章 成果報告--------------------------------109
7-1 報告書格式------------------------------109
7-2 成果資料整理----------------------------120
7-2-1 水庫等深(高)線圖--------------------120
7-2-2 水庫大斷面圖------------------------121
7-2-3 水庫主深槽位置及縱剖面圖------------123
7-2-4 水庫高程~表面積~蓄水容積圖----------126
7-2-5 其他--------------------------------127
7-3 成果查核--------------------------------129
7-3-1 作業規劃之查核----------------------129
7-3-2 測量實務之查核----------------------130
7-3-3 資料品管之查核----------------------132
7-3-4 成果報告之查核----------------------134
7-3-5 成果驗收----------------------------135
7-4 資料庫及管理系統------------------------136
7-4-1 電子資料檔及圖檔製作規則------------136
7-4-2 成果訂正----------------------------138
7-4-3 資料庫建置--------------------------138
7-4-4 資料管理----------------------------140
第八章 結論與建議------------------------------142
8-1 結論------------------------------------142
8-2 建議------------------------------------142
參考文獻---------------------------------------144
網路(WWW)參考文獻-----------------------------147
參考文獻:
1.「水庫容量及淤積測量計畫教育訓練實習手測」,經濟部水資源局委託財團法人成大水利海洋研究發展文教基金會,2001。
2.吳京、顏沛華,「水庫容量及淤積測量之研究(一)期末報告」,經濟部水資源局委託國立成功大學水資源研究中心,2000。
3.「大鵬灣風景特定區潮口南側海岸觀測調查研究成果報告」,方舟工程顧問公司委託財團法人成大水利海洋研究發展文教基金會,2000。
4.「白河水庫淤積測量報告」,台灣省嘉南農田水利會主辦、成大水利海洋研究發展文教基金會承辦,1999。
5.李晨心、薛憲文,「多音束測深資料自動篩選法則之研究」,國立中山大學海洋環境及工程學系研究所碩士論文,1999。
6.黃正文、顏沛華,「全球衛星定位系統(GPS)在水庫淤積測量之應用與規範之研擬」,國立成功大學水利暨海洋工程學系研究所碩士論文,1999。
7.「近岸水深量測技術研討會論文集」,中華民國海下技術協會海軍海洋測量局主辦,1999。
8.張功武、薛憲文,「海底地形量測之品質管制」,國立中山大學海洋環境及工程學系研究所碩士論文,1999。
9.楊光哲、薛憲文、劉金源,「淺水多音束聲納測深資料精確度及海底地形影像分析之研究」,國立中山大學海下技術研究所碩士論文,1999。
10.顏沛華、蔡長泰、呂珍謀,「南化水庫防瘀清淤方案研究」,成大水利海洋研究發展文教基金會,1999。
11.黃中偉、史天元,「應用不規則三角網計算水庫容量」,國立交通大學土木工程學系博士論文,6-11頁,1998。
12.經濟部水資訊局,「蓄水庫安全評估規範(草案)」,1998。
13.張瑞剛,「曾文水庫保護帶測量及界樁裝設工程委託計劃案」,台灣省曾文水庫管理局委託,27頁,1997。
14.張瑞剛,「曾文水庫壩體及地層滑動區變形監測計畫」,臺灣省曾文水庫管理局委託中國測量工程學會,30-31頁,1996。
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17.宋國士,「全球衛星定位系統應用於霧社水庫地形調查技術改善及淤積量測分析」,台電公司電力綜合研究所委託台灣大學海洋研究所,1995。
18.劉延猷,「基本地形圖品質檢核作業手冊」,內政部委託中國測量工程學會,1994。
19.劉延猷,「基本地形圖資料庫及相關標準之規劃設計報告書」,內政部委託中國測量工程學會,1993。
20.劉延猷,「基本地形圖資料庫專有名詞定義」,內政部委託中國測量工程學會,1993。
21.「基本地形圖資料庫圖式規格表」,內政部委託中國測量工程學會,1993。
22.「基本地形圖資料庫地形資料分類編碼表」,內政部委託中國測量工程學會,1993。
23.「標準交換格式詳細說明」,內政部委託中國測量工程學會,1993。
24.中國有色金屬工業總公司,「中華人民共和國國家標準工程測量規範條文說明」,中國計劃出版社,北京,1993。
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26.楊翼聰,「GPS 衛星定位測量重點規範之研議」,國立成功大學航空測量研究所碩士論文,1992。
27.尹貢白、王家耀、田德森、黃采芝等,「地圖概論」,測繪出版社,1990。
28.顏沛華,「河海現場調查講義」,國立成功大學水利暨海洋工程系,1988。
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30.Ronald L. Ferrari,「Reservoir Sedimentation Survey Course Lecture Notes」,1998。
31.張淑淨,「台灣海域電子海圖及DGPS服務之建置與應用」,海下技術季刊第八卷第一期,1998。
32.曾子儀、錢正明、莊錢道,「近岸海域測深技術與規範之研究」,海下技術季刊第七卷第一期,1997。

網路(WWW)參考文獻:
1.經濟部水資源局
http://www.wrb.gov.tw/
2.中華民國海下技術協會
http://www.cuta.org.tw/cindex.htm
3.海下環境資料資訊系統
http://motc.cuta.org.tw/xenter.htm
4.「第三章 台灣沿岸海域水深量測之規劃」
http://www.wrb.gov.tw/deveinfo/海洋資源/ch03.htm
5.「水庫及欄河堰Q&A」,經濟部水利處南區水資源局全球資訊服務
http://www.wca12.gov.tw/html/water-4-3-2.html
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