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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鄭遠
研究生(外文):Cheng Yun
論文名稱: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--
論文名稱(外文):Conjunctive Use of Surface and Ground Water in Irrigation Area--A Case Study for Ailiao Irrigation Area , Ping-Tung--
指導教授:王裕民王裕民引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:土木工程系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
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:105
中文關鍵詞:灌溉
外文關鍵詞:irrigation
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我國以農立國,農田灌溉關係民生甚切。經過長期的發展,農田水利會不僅營運組織頗具規模,其灌溉技術、用水調配的成就有目共睹。如何有效利用現有的水資源為水利會重要的工作。本研究選擇屏東農田水利會隘寮圳灌溉區為研究區域,以線性規劃理論為基礎,研究在滿足灌溉需水條件下之最佳地表水與地下水的水量分配。研究中並分析最佳分水率、計畫分水率及實際分水率情況下,枯豐水期抽水量與剩餘地表水量,進而探討可移用水量與其價值。
本研究以隘寮圳十年旬平均取水量為依據進行最佳化模擬。由模擬結果顯示最佳分水率與實際分水率比較於枯水期有明顯的差異,以最佳分水率分水時的最小抽水量為每年19.558百萬噸,每年分別較計劃分水率與實際分水率減少15.267百萬噸與12.004百萬噸。此外以最佳分水率分水時的剩餘水量為每年35.747百萬噸,分別較計劃分水率與實際分水率多剩餘21.394百萬噸與20.977百萬噸的地表水量,且在最佳分水率的情況下豐水期將不需抽用地下水。若將取水量增至接近水權量並與實際分水率比較,於枯水期約可節省60﹪的電力費,若將減抽之地下水量與剩餘水量合併,則在枯水期可移用之水資源為每年26.081百萬噸。若考慮氣候異常將取水量降低至0.7倍十年旬平均取水量,模擬結果亦均較實際分水率的現況良好,顯示最佳分水率在灌溉管理的重要性。
最後,本研究亦建議屏東水利會在本灌溉區應施行精密的灌溉管理,加強地表水管理調配,增設連接水路引水至地下水灌區灌溉及減少抽水機使用率,如此雙管齊下不僅維持足夠之灌溉用水且可進行多角化經營擴大服務範圍,增加營運財源。
Farming irrigation is heavily related to people’s livelihood. For a long time, the farm irrigation association has been developed to a huge organization in Taiwan with very successful techniques in irrigation and water allocation. The association also plays an important role on how to effectively utilize the available water resources. The service area of Ailiao irrigation canal of the Farm Irrigation Association of Ping-Tung was chosen as the study area of this research. Linear programming is applied for the optimization on conjunctive use of surface and ground water. Besides, this research also analyzes the amount of water to be pumped and excess surface water under the condition of optimized, planned, and existing water allocation rate during the period of dry and wet season. Furthermore, the amount of transferable water and its value are also discussed in the study.
Last ten years’ average intake water records from Ailiao irrigation canal were used as input data for simulation. The results show that the optimized water allocation rate is significantly different from the existing one in dry season. The minimized volume of ground water required in the study area is 19.558 million tons yearly which is 15.267 and 12.004 million tons less while comparing with the results of planned and existing water allocation rate respectively. Besides, under the condition of optimized water allocation rate, the excess surface water is 35.747 million tons per year which is 21.394 and 20.977 million tons more while the planned and existing condition are taken for comparison respectively. Moreover, it is not necessary to withdraw ground water during wet season.
According to the results of this study, approximately about 60% of electricity cost for water pumping will be saved and there are 26.081 million tons of water could be transferred to domestic or industrial water use when surface intake water is close to the volume of water right during dry season.
It is also found that if the intaked surface water is only 70% of the existing water intake that the volume of ground water withdraw is 30.715 million tons in dry season and none in wet season.
摘要……………………………………………………….……..Ⅰ
Abstract………………………………………………….……….Ⅲ
誌謝……………………………………………………....………Ⅴ
目錄……………………………………………………………..Ⅵ
表目錄……………………….……………………….………..Ⅷ
圖目錄……………………………………………….………….Ⅹ
第一章 緒論……………………………………….……….… 1
1.1 前言……………………….……………….…………1
1.2 研究動機……………………….…………………….3
1.3 研究目的………………….……….……..………. 4
1.4 研究方法…………..……….….……..…..…... 6
第二章 文獻回顧…………………………….……..………….10
第三章 基本理論分析…………………………………………16
3.1 作物需水量…………….……………….………….16
3.2 田間滲漏量……………….…………..…………..18
3.3 有效雨量…………..……….………..…………..21
3.4 整地用水量…………….……………….………….24
3.5 耕作制度………………….…………..…………..25
3.6 輸水損失…………..……….………..…………..25
3.7 最佳化模式………..……….………..…………..32
第四章 研究區域調查……………………………………..….34
4.1 隘寮圳灌區概況……….……………….………….34
4.2 隘寮溪水質………..……….………..…………..50
4.3 隘寮圳灌區氣侯條件….……………….………….51
4.4 隘寮溪流量……………….…………..…………..54
第五章 最佳化模式………..……….………..……….…..58
5.1 模式簡介..………..……….………..…………..58
5.2 假設方案…………………………………………….64
5.3 灌溉管理策略………………………………………..66
第六章 資料分析………..…………….……………………….68
6.1 零方案分析…..……….……………….………….68
6.2 甲方案模擬結果分析…….…………..…………..73
6.3 乙方案模擬結果分析……….………..…………..77
6.4 丙方案模擬結果分析….……………….………….83
第七章 結論與建議…………………………..…………………88
7.1 結論……………………………..…………………… 88
7.2 建議………………………………………..………….90
參考文獻……………………………………………………….. 92
作者簡介…………………………………………………………95
表 目 錄
表1-1 隘寮圳灌區之灌溉計劃分水率………………….……… .2
表3-1 各種土壤滲漏率……………………………….………… 20
表3-2 土壤別整地用水量標準…………………….…………..24
表3-3 Moritz等四種滲漏公式比較表………….……….… ..31
表4-1 隘寮圳灌區作物耕作制度表……………………………...37
表4-2 隘寮圳灌區(內埔)水旱田面積及主給長度統計表……...39
表4-3 隘寮圳灌區(長治)水旱田面積及主給長度統計表….…..41
表4-4 隘寮圳灌區(鹽埔)水旱田面積及主給長度統計表….…..43
表4-5 89年隘寮圳內埔站各支線抽水機抽用水量統計表……..45
表4-6 89年隘寮圳長治站各支線抽水機抽用水量統計表……..46
表4-7 89年隘寮圳鹽埔站各支線抽水機抽用水量統計表…..…47
表4-8 隘寮圳灌區抽水機86-89年電力費統計表…………....49
表4-9 瑪家水庫計劃埧址水體分類表……………………..……50
表4-10 研究區域月平均溫度表…………………………………51
表4-11 隘寮工作站旬平均降雨量………………………………53
表4-12 隘寮溪旬平均日流量……………………………………55
表4-13 隘寮圳各工作站旬平均日流量…………….……………56
表4-14 隘寮圳各工作站旬分水率………………………………57
表5-1 假設方案之內容與目的………………………………..…65
表6-1 隘寮圳89年實際分水率……………..…………………..68
表6-2 隘寮圳灌區零方案模擬結果……………….…………..…71
表6-3 隘寮圳灌區灌溉計劃分配率模擬結果………………..…72
表6-4 隘寮圳灌區甲方案模擬結果……………………………..76
表6-5 隘寮圳灌區最佳與灌溉計劃分水率比較表………..……77
表6-6 隘寮圳灌區1.2倍十年旬平均取水量最佳化結果………79
表6-7 隘寮圳灌區1.4倍十年旬平均取水量最佳化結果………80
表6-8 隘寮圳灌區1.6倍十年旬平均取水量最佳化結果………81
表6-9 隘寮圳灌區乙方案最小抽水量與剩餘水量統計表……...82
表6-10 隘寮圳灌區0.7倍十年旬平均取水量最佳化結果……84
表6-11 隘寮圳灌區0.8倍十年旬平均取水量最佳化結果…..…85
表6-12 隘寮圳灌區0.9倍十年旬平均取水量最佳化結果….…86
表6-13 隘寮圳灌區丙方案最小抽水量與剩餘水量統計表….…87
表7-1 隘寮圳灌區分水率建議表………………………………...90
圖 目 錄
圖1-1 研究區域地理位置圖………………………….…….…..…5
圖3-1 一、二期作水稻之蒸發散量………………….…….……17
圖3-2 一、二期作水稻滲透量比較………………….……….…18
圖3-3 有效雨量容納情形說明圖……………….….…………….22圖4-1 隘寮圳灌區各支線平面圖……………….……………….35
圖4-2 隘寮圳灌溉排水系統示意圖…………….……………….36
圖5-1 模式流程圖………….…………………….………………59
參考文獻
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