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研究生:郭家淦
論文名稱:反聖嬰-南方振盪現象下農業最佳休耕面積推估方法之建立
指導教授:徐年盛徐年盛引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:土木工程學研究所
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:87
中文關鍵詞:聖嬰-南方振盪聖嬰反聖嬰缺水損失作物產量-水量函數
外文關鍵詞:El Niño-Southern OscillationEl NiñoLa NiñoLostCrop production-water function
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本研究將建立一套方法以供當預測反聖嬰現象將來臨之前,事先估算農業最佳休耕面積以減少缺水損失。本方法可提供未來當反聖嬰現象發生時,在現有水利設施以及水文不確定因素下提早決定最佳休耕面積並進行休耕,減少因發生反聖嬰所造成之缺水損失。由於文獻回顧中發現聖嬰現象對於台灣中、北部地區產生較顯著之影響,故本方法將引用苗栗及部份台中地區為例進行實例驗證。
本研究首先介紹聖嬰-南方振盪現象之定義及發生機制,以及說明建立研究方法之流程。本研究所建立之研究流程包括:(1)進行雨量站與流量站之相關性分析;(2)利用殘餘模式合成多組反聖嬰現象下之雨量和溫度;(3)利用水平衡模式產生多組河川流量;(4)利用多水庫系統操作模擬模式計算研究區域各灌區之旬缺水量;(5)將各灌區之旬缺水量代入農業缺水損失模式中,進行單年最佳休耕面積及缺水損失計算。(6)將上述模式計算結果進行分析,求得反聖嬰現象下各灌區平均最佳休耕面積。
本研究除了發展上述研究方法並應用於實際地區外,特別針對下列三點進行分析,包括:(1)分析總缺水量、總休耕面積與總缺水損失之關係;(2)以無因次化及風險度評估求得反聖嬰現象下平均最佳休耕面積及平均最佳缺水損失,並將上述兩種方法進行比較;(3)分析不同水庫初始水位對平均最佳休耕面積及平均最佳缺水損失之影響。
研究結果如下:(1)本研究進行各模式參數之檢定與驗證並得出不錯之結果,使各模式產生之資料符合真實情況。(2)總缺水量愈大,缺水損失不一定愈大,主要影響缺水損失為農業缺水損失模式中之連乘項,故將缺水情況為為:Case 1:單旬缺水量過大而導致連乘項為0或負值時,即發生作物死亡之情況,同時造成較大缺水損失,但與總缺水量未必直接相關。Case 2:當缺水情況較平均,即缺水旬數較多,但每旬之缺水情況並不嚴重,並不會導致連乘項為0或負值時,造成總缺水量較大,但休耕面積及缺水損失並未如預期嚴重。Case 3:當缺水情況十分嚴重時,缺水量、休耕面積及缺水損失均大;(3)利用無因次化估算總休耕面積約2753公頃,總缺水損失約10.22×107元,以風險分析估算總休耕面積約2772公頃,總缺水損失約10.135×107元,兩種方法之總休耕面積相差約0.721%,總缺水損失相差約0.832%,由此結果證明此兩種分析方法之結果接近。故在發生反聖嬰情況下,台灣苗栗及部份台中地區需休耕約2753公頃,總缺水損失約10.22×107元;(4)水庫初始水位不同情況下,對於休耕面積及缺水損失有顯著差異,當水庫初始容量愈大則休耕面積愈小。然即使初始水庫容量為滿庫情況下仍需休耕約1950公頃,缺水損失為7.4×107元。

This study developed a method to predict the best fallow area to decrease the water loss in advance before La Niño. This situation influences the North and the middle of Taiwan more obviously from previous research, therefore Meuli and Taichung are used to be verified.
The procedure is as follow:
1.Analyze the relation between the rainfall and discharge stations.
2.Simulate the rainfall and temperature by residual model.
3.Produce several different discharges by water-balance model.
4.Calcalute the water loss by multi-reservoir system model.
5.Calculate the best fallow area and water loss.
6.Analyze the above results to get the area.
Besides the above method, the relation between the amount of water loss and the fallow area was analyzed as well as the results of the average optimum fallow area and water loss by dimensional and risk analyses were evaluated and compared and the influences of different initial water levels in a reservoir were analyzed.
The results in this study are as follow:
1. The parameters were checked and verified to conform to the real situation.
2. The situations of water loss:
Case1-The crop will be dried up if the water loss is too much.
Case2-When the water loss is average, the fallow area and loss will not be as serious as what has been predicted.
Case3-When the situation is serious, the water loss and the fallow area are large.
3. The estimated fallow area was 2753ha and 2772ha, the water loss were dollars and dollars by using dimensional and risk analyses respectively.
Under different initial water levels, the area and loss have the obvious differences. Though the initial water level is full, the fallow area of 1950ha and the water loss of dollars are still required.

中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅲ
目錄 Ⅳ
附表目錄 Ⅴ
附圖目錄 Ⅵ
第一章 緒論 1
1-1 研究動機 1
1-2 文獻回顧 2
1-3 研究目的 14
1-4 研究重點 14
1-5 研究流程 14
第二章 聖嬰現象下農業最佳休耕面積推估方法之建立 16
2-1 雨量測站之選定 18
2-2 溫度與雨量之合成 18
2-3 模擬流量之生成 19
2-4 旬缺水量之推估 21
2-5 農業缺水損失之推估 22
2-6 平均最佳休耕面積之估算 30
第三章 實例應用 34
3-1 研究區域簡介 34
3-2 測站選定結果 39
3-3 溫度與雨量之合成 41
3-4 模擬流量之生成 42
3-5 旬缺水量之推估 46
3-6 農業缺水損失之推估 48
3-7 平均最佳休耕面積之估算 58
第四章 結論與建議 77
4-1 結論 77
4-2 建議 78
參考文獻 80
附錄一 86

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