跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(54.83.119.159) 您好!臺灣時間:2022/01/17 08:54
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:廖怡娟
研究生(外文):Yi-Jiuan Liau
論文名稱:利用具機率限制之簡易法制定水庫供水運用規線之探討
論文名稱(外文):Simple Method With Considering Deficit Risk For Developing Reservoir Rule Curves
指導教授:周乃昉
指導教授(外文):Frederick N. Chou
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:92
中文關鍵詞:缺水機率蓄水線水庫運用規線
外文關鍵詞:Deficit Risk Probability Storage LevelReservoir Rule curve
相關次數:
  • 被引用被引用:6
  • 點閱點閱:465
  • 評分評分:
  • 下載下載:59
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
近10年來台灣地區發生多次較平均年顯著枯旱的水文狀況,造成水庫蓄水利用經常實施限水,大幅衝擊水資源供應系統的可靠性,究其原因應包括:乾旱情況超過設原規線設計情況、水庫蓄水容積不足、新增用水需求無新水源供應,最後一點可能係原有水庫運用規線尚有改善空間。
  每座水庫均訂定運用規線規範供應各標的用水的應放水量及應放出之水量,以提高水資源利用效率。運用規線係為滿足未來用水需求而規定應蓄存於水庫中之水量,規線之升降應反映水資源供需間的盈虧水量中可供蓄存或需被補充之水量在時間上的分布,因此正確的規線應隨供需間水量的差異趨勢而增減。現行水庫運用規線之制定多採用模擬法經試誤而得,且多直接設定為上、下底平行之梯形線型,經檢視該諸梯形規線的型式與限值大小,可發現多未能反映供需間差異水量的時間分布特性。
  本研究依據天然水源與用水需求在供需間的盈虧水量,推算應蓄存於水庫中以供應未來用水需求之水量,對某一特定旬而言,為滿足未來用水需求之必要蓄水量在各年度均不相同,無法直接論斷應取何值較適宜,若取各年必要蓄水量的最大值,則失之保守,水資源利用效率低;若取其最小值,則發生缺水之機率及預期缺水量大。在必定會發生缺水之前提下,本研究設定兩項原則據以選定合理的規線:(1) 確保供應最低必要需用水量,及(2) 枯水季限水時,各旬蓄水在未來可能發生限水的機率應盡量相同。經以相等缺水機率或漸變缺水機率之必要蓄水線作為規線,再經供需模擬以比較溢流量、發生缺水年數、發生缺水旬數、年缺水量、缺水強度及缺水指數等評鑑指標,便可選出一組最佳之規線。
  經由制定牡丹水庫及曾文水庫的給水運用規線得知,牡丹水庫SP規線於供水量方面較現行規線略增0.2%及各缺水指標方面也較現行規線佳;曾文水庫SP24 規線於各缺水指標方面較MT10規線佳,雖發電量略減 1 %,但供水量增加 265 萬噸水。故本文所發展的制式化缺水簡易法規線,可提高用水效率及降低缺水風險,促進水資源系統的營運效益。
These 10 years in Taiwan, there were many times of obviously dry conditions than average year, which resulted in limitation of water, strongly strike the reliability of water supply system. The reasons included: The drought went beyond the original design of rule curves, storage of reservoir is not enough, and no new source for new water requirement. The last point may result from the imperfection of the original reservoir rule curves. Most of reservoirs today are operated with operation rule curves that can increase the efficiency of water using.

The rule curve is to set up a dam's storage which would fulfill the oncoming needs of water. The height of rule curves reflects the distribution of changing amount of water with time. Correct rule curves should change with the difference of demands. Present reservoir rule curves were mostly determined by trial and error based simulation method in most studies. By examining the ladder-shaped and values of those rule curve, we can find out that they didn't reflects the distribution of changing amount of supply and demand with time.

This research calculates the proper storage of dam according to relation with supply and demand. Because the difference of the necessary storage to fulfill the oncoming need in certain period of 10 days every year, we can't judge which degree would be proper. If we take the maximum, it would be conservative, the efficiency of water using became low; if we take the minimum, the risk of water supply and the expected lack of water became great. Therefore, this research established two rules for choosing reasonable rule curves: (1) Make sure it can provide the minimum necessary storage, (2) the probability of water limitation in every period of 10 days should be the same in dry season. A final simulation study was performed to choose the best set of rule curves based on spill, deficits of water supply, shortage index, etc.

By setting the rule curves of supply water of the Mudan reservoir and the Tsengwen and Wushantou reservoirs system, the final rule curves were compared with existing rule curves by simulation with the historical inflow. The results showed significant improvements are achieved. The Mudan reservoir system water supply was increased by 0.2%, and can obtain smaller shortage index than usual rule curve. The Tsengwen and Wushantou reservoirs system electric power was reduced by 1%, but water supply was increased by 265×104m3 and can obtain smaller shortage index than usual rule curve.
頁次
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅲ
誌謝 Ⅴ
目錄  Ⅵ
表目錄  Ⅷ
圖目錄  Ⅸ
符號對照表 Ⅹ
第一章 研究背景與目的 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 模擬法 3
2.2 優選模式 4
2.2.1 遺傳演算法 5
2.3 簡易法 6
2.4 規線製作方法整理 7
第三章 水庫運用規線 9
3.1 規線與限水折扣 9
3.2 限水措施 12
3.2 限制供水種類 12
第四章 研究方法 14
4.1 簡易法 14
4.1.1 必要蓄水量之推算 14
4.1.2 考慮缺水修正簡易法 15
4.1.3 必要蓄水量之特性 16
4.1.4 合理的水資源利用 19
4.2 考慮缺水之簡易法 19
4.2.1 滿足需求之必要蓄水量軌跡 19
4.2.2 供應階段限水之必要蓄水量 20
4.2.3 滿足第一階段限水之必要蓄水量 22
4.2.4 滿足第二階段限水之必要蓄量 23
4.3 缺水簡易法運用規線(SP) 24
4.3.1 相同缺水發生機率之必要蓄水量軌跡線 24
4.3.2 運用規線之衍生 24
4.4 建立缺水簡易法運用規線 25
4.4.1 給水運用規線之下限 25
4.4.2 給水運用規線之嚴重下限 25
4.4.3 規線組 26
4.4.4 其他限制條件 26
4.5 蓄水利用模擬 26
4.6 缺水簡易法運用規線篩選 27
第五章 實例研究一:牡丹水庫 35
5.1 水庫概要 35
5.2 牡丹水庫規線制定條件 36
5.3 缺水簡易法SP運用規線制定 37
5.4 運用規線用水模擬與篩選 38
5.5 結果 38
5.6 討論 38
第六章 實例研究二:曾文水庫 55
6.1 水庫概要 55
6.2 曾文水庫規線制定條件 56
6.3 缺水簡易法SP運用規線制定 58
6.4 運用規線用水模擬與篩選 59
6.4.1 限水滿足最低供水標準不發生空庫 60
6.4.2 允許70年間之模擬發生空庫 60
6.5 結果 60
6.6 討論 61
第七章 結論與建議 83
7.1 結論 83
7.2 建議 84
參考文獻 86
自述 90
授權書 91
著作權聲明 92
1. 中興工程顧問社,「南化水庫工程詳細規劃報告 附錄 13 水庫運轉及維護」,台灣省水利局 (1988)。
2. 王如意、陳增壽、鄭昌奇,「白河水庫運用規線修正方案之研擬」,台灣水利,第二十九卷,第三期,台灣,台北,第 19 – 33 頁 (1981)。
3. 台灣省水利局規劃總隊,「南化水庫計畫檢討報告 2.水源供水能力及方案研究」,台灣省自來水公司 (1985)。
4. 台灣省自來水公司,「南化水庫工程詳細規劃報告 總報告」,台灣省水利局 (1988)。
5. 台灣省水利局,「牡丹水庫壩工及附屬構造物詳細規劃及細部設計」,中興工程顧問社,台灣 (1994)。
6. 台灣省水利局南部水資源開發工程處,「牡丹水庫運用及維護手冊」,台灣省水利局 (1996)。
7. 台灣省南區水資源局,「高屏溪攔河堰與南化水庫聯合運用營運研究報告」(1999)。
8. 台灣省曾文水庫管理局,「民國八十六年以後曾文水庫各標的需水量合理用水分配之研究」,財團法人農業工程研究中心 (1997)。
9. 台灣省水利規劃試驗所,「南部區域公共給水 水源調配檢討」,台灣省政府水利處 (1999)。
10. 台灣省嘉南農田水利會,「九十一年水文年度曾文、烏山頭水庫系統灌區灌溉計畫」(2001) 。
11. 巨廷工程顧問股份有限公司,「南化水庫蓄水前安全複核計畫 附冊:南化水庫運用維護手冊草案」,臺灣省水利局 (1994)。
12. 朱壽銓、黃文政、黃珮貞,「模擬法在水庫操作規線上之應用」,台灣水利,第四十八卷,第四期,台灣,台北,第 53 – 63 頁 (2000)。
13. 吳憲雄、劉佳明,「曾文水庫多目標運轉規線之研究」,台灣省曾文水庫管理局,台灣大學農業工程研究所,嘉南農田水利會 (1976)。
14. 呂弘仁,「應用序率動態規劃制定強制性水庫操作規線之研究」,碩士論文,國立成功大學水利及海洋工程研究所,台灣,台南 (1995)
15. 周乃昉、徐享崑、林佳珍,「水庫蓄水機率分佈及供水可靠度」,農業工程研討會論文集,第 59 - 69 頁,台灣,高雄 (1994)。
16. 林松青,「整合型區域水庫與攔河堰聯合運轉」,博士論文,國立中央大學土木工程研究所,台灣,中壢 (2002)。
17. 胡文章,「線性規劃在水庫規劃及操作之應用」,台灣水利,第二十五卷,第一期,台灣,台北,第 15 - 29 頁 (1977)。
18. 胡文章、易任、朱健行,「合理農業用水水庫運用基準建立方法之研究」,農業工程學報,第二十八卷,第四期,台灣,台北,第 37 - 59 頁 (1982)。
19. 徐年盛、葉文工,「台灣地區水庫營運方式評估」,台灣大學水工試驗所,經濟部水資源局委託研究計劃報告 (2000)。
20. 徐年盛、黃敏智,「模擬退火法以決定日月潭水庫最佳規線之應用」,農工研討會,第 907-916 頁 (2001)。
21. 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,第 917-924 頁 (2001)。
22. 徐年盛、葉文工,「水庫清淤對供水營運之風險評估」,台灣大學水工試驗所,經濟部水資源局妥託研究計劃報告 (2002)。
23. 許少瑜,「水庫操作規線問題的模式與解決」,碩士論文,國立台灣大學農業工程學研究所,台灣,台北 (2001)。
24. 郭振泰、張武訓,「應用序率動態規劃於石門水庫運轉之研究」,第二屆水利工程研討會論文集,台灣,台北,第 125 - 141 頁 (1984)。
25. 郭振泰、徐年盛,「濁水溪流域水資源整體最佳利用規劃」,台灣大學嚴庄齡工業發展基金合設研究中心,經濟部水利處中區水資源局委託研究計劃報告,2001。
26. 郭振泰、鄧志浩、鄭銘欽,「序率線性規劃模式應用翡翠水庫運轉之研究」,第四屆水利工程研討會論文集,台灣,台中,第13-24 頁(1882)。
27. 郭蒼霖,「遺傳演算法於多水庫最佳操作規線優選之應用」,碩士論文,國立交通大學土木工程研究所,台灣,新竹 (2000)。
28. 陳莉,「以物件導向之遺傳演算法優選水庫運用規線之研究」,博士論文,國立台灣大學農業工程研究所,台灣,台北 (1995)。
29. 陳莉,「遺傳演算法與應用於優選翡翠水庫規線之研究」,台灣水利,第四十八卷,第一期,台灣,台北,第 48.- 48 頁 (2000)。
30. 傅信祐,「水庫規線之制定與操作規線之研究」,碩士論文,中央大學土木研究所,台灣,中壢 (1995)。
31. 童慶斌、徐少瑜、潭仲哲、劉佳明,「水庫操作規線與啟發式優選發法」,水資源管理,第 25-32 頁 (2001)。
32. 楊德良、郭振泰、劉佳明、管秩豐、萬象、張良正、程正興,「曾文水庫在緊急情況下運轉之操作探討研究第三部分-合理配水因應方案與應用規線分析」,台大農工研究所研究報告 (1993)。
33. 經濟部水利署南區水資源局,「曾文水庫九十年淤積測量報告」(2002)。
34. 經濟部水利署南區水資源局,「曾文水庫各標的實際需用水量研究期末報告(初稿)」,財團法人成大水利海洋研究發展文教基金會 (2001)。
35. 劉佳明、張斐章、張良正,「串聯水庫標的規劃模式在容量及操作規劃上之應用」,台灣大學農業研究所,經濟部水資源局妥託計劃報告(1992)。
36. 鄭裕寬,「應用遺傳演算優化串聯水庫系統聯合運轉規限之研究」,碩士論文,國立中央大學土木工程研究所,台灣,中壢 (2000)。
37. Bhaskar, N. R. and E. E. Whitlatch, Jr., " Derivation of Monthly Reservoir Release Policies, " Water Resources Research, Vol. 10, No. 6, pp.1099-1106 (1974).
38. Holland, J.H., "Adaptation in Natural and Artificial System, " Ann Arbor, MI: The University of Michigan Press, (1975).
39. Kuiper, E., "Water Resource Development," Butterworths, London, 1965.
40. Karamouz, M., and M. H. Houck, "Annual and Monthly Reservoir Operating Rules, " Water Resources Research, Vol. 18, No. 5, pp.1337-1344 (1982).
41. Larry W. Mays and Yeou-Koung Tung, "Hydrosystems Engineering & Management", McGraw-Hill, Inc., pp. 270 – 322 (1992).
42. Loucks, D. P., Stedinger, J.R. and Haith, D.A., " Water Resource Systems Planning and Analysis," Prentice-Hall, Inc.,(1981).
43. Oliveira, R., and D. P Loucks , "Operating rules for multireservoir systems, " Water Resource Research, Vol. 33, No. 4, pp.839-852 (1997).
44. Rippl, W., "The Capacity of Storage Reservoir for Water Supply, "Proceedings of the Institute of Civi; Engineering ( Brit. ), Vol. 71,(1883).
45. Young, G. K., "Finding Reservoir Operation Rules, " Journal of Hydraulic Division, ASCE, Vol. 93, NO. 6, pp.297-321 (1967).
連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top