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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:嚴顥
研究生(外文):Haw Yen
論文名稱:單目標並聯水庫蓄水利用規則研究
論文名稱(外文):A Study of Operating Rules for Single-purpose Reservoirs in Parallel
指導教授:周乃昉
指導教授(外文):Frederick N-F. 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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:並聯水庫聯合運用規線平衡曲線
外文關鍵詞:reservoirs in paralleljoint operating rulesbalancing curves
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  並聯水庫系統內各水庫水源常分屬不同溪流,彼此間之入流情況不盡相同,且各標的在槽用水或溢流之放水無法接續利用,因此並聯水庫聯合操作系統內各水庫間需要一適當之蓄放水依據,以較有效率之方式進行系統整體之水量分配利用。本研究旨在建立一套制式化且有效率之聯合運用規則制訂方法,以提升有限水源之利用效率。
  運用規線乃為滿足未來用水需求而規定應蓄存於水庫中之水量或可放水量,規線之升降反映未來水資源供需間之預期盈虧水量,顯示應蓄存或需被放流之水量在時間上的分佈,而聯合操作系統在依據聯合運用規線決定系統應放水量後,再輔以指示蓄水目標之平衡曲線決定系統內各個水庫之可放水量。此自供水區提出需求,而後聯合操作系統決定供應總量,再進行系統內各水庫之蓄放水量分配,形成一完整之蓄水利用歷程。
  本研究根據歷史水文資料,在已知用水需求下,對各旬不同之系統總起始蓄水量以線性規劃法測試比較不同蓄水分配下之最佳利用,可得各旬各系統總蓄水量之最適蓄水分配,再將各最佳蓄水點位加以連結即獲得平衡曲線。而後以平衡曲線為系統總蓄放水量分配依據,以模擬法推算水庫蓄水可能發生之缺水情況,並求得自起始蓄水量運轉之平均缺水率發生機率,由於合理之規線在各旬之蓄水位置應有相同之缺水潛勢,因此將各旬在未來會發生相同缺水率與發生機率之蓄水位置連接,成為等平均缺水率發生機率蓄水線,再以供應計畫需求水量與各級限水之等平均缺水率發生機率之蓄水線組合成為規線,經蓄水利用模擬比較供水量、溢流量、缺水指標等評鑑指標後,篩選出成效較佳者為聯合運用規線。
  本研究以虎頭埤鹽水埤水庫系統為實例探討對象,由歷史水文資料求取平衡曲線及聯合操作規線,以期求得較佳之蓄水利用操作規則,協助本並聯水庫系統進行實地運轉。
  Inflows of reservoirs in parallel come from different upstream rivers. A reservoir cannot store the water released from other reservoirs located on separate streams. In order to prevent the spillage occurred from every reservoir, it is necessary to release proper amount of water from different reservoirs to meet the water requirements downstream. Both the joint operating rule curves and balancing curves were adopted for determining the system total and individual water releases of all parallel reservoirs in a system in this study.
  This study developed an efficient algorithm for devising the optimal joint operating rules of parallel reservoirs to increase the efficiency of utilizing water resources. It optimized the efficiency of water utilization for different storage allocations of specific total system storage at every specific period with historical streamflow records by linear programming. Balancing curves of a single reservoir was then constructed by connecting optimal allocated storages of all discrete total system storages. This study then simulated the average shortage rate of different initial total system storages with balancing curves. It connected all storages of the same shortage rate and probability in different ten-day periods to provide candidate curves for rule curve. A set of rule curves can be organized by selecting the equal shortage rate and probability curves of providing the project, first level discount and second level discount demands. A final test was performed to choose the best set of joint rule curves with balancing curves based on the simualted water supply, spillage and shortage index.
  The Hutoupi and Yenshuipi parallel-reservoirs system was taken as case study. Significant improvements were accomplished by applying the derived joint operating rule curves and balancing curves.
摘要..............................................i
Abstract.........................................ii
謝誌............................................iii
目錄.............................................iv
表目錄...........................................vi
圖目錄..........................................vii
第一章 研究動機與目的............................1
  1.1 研究動機..................................1
  1.2 研究目的..................................2
第二章 文獻回顧..................................3
  2.1 並聯水庫蓄水利用規則概述..................4
  2.2 運用規線制定方法..........................6
第三章 研究方法.................................10
  3.1 並聯水庫系統聯合運用特性.................10
   3.1.1 水源及蓄水特性......................11
   3.1.2 水量運用特性........................11
  3.2 平衡曲線制定與操作使用...................12
   3.2.1 概述................................12
   3.2.2 制定方法............................14
   3.2.3 二水庫最佳聯合運用分析..............15
   3.2.4 操作使用............................18
  3.3 運用規線制定.............................21
   3.3.1 等平均缺水率運用規線................21
   3.3.2 求取等發生機率平均缺水率之蓄水歷線..22
   3.3.3 建立蓄水運用規線....................23
  3.4 聯合運用規線篩選.........................24
   3.4.1 並聯水庫蓄水利用模擬................24
   3.4.2 運用規線之限制條件..................36
   3.4.3 運用規線篩選指標....................37
第四章 實例研究:虎頭埤與鹽水埤並聯水庫系統.....39
  4.1 水庫概要.................................39
   4.1.1 虎頭埤水庫..........................39
   4.1.2 鹽水埤水庫..........................39
   4.1.3 氣象與水文資料......................41
  4.2 虎頭埤鹽水埤水庫系統平衡曲線.............46
   4.2.1 制定平衡曲線........................46
   4.2.2 最佳供水模式........................46
  4.3 虎頭埤與鹽水埤水庫聯合運用規線制定.......52
   4.3.1 聯合操作系統限水標準................52
   4.3.2 運用規線下限........................53
   4.3.3 最佳聯合運用規線模擬與篩選..........53
   4.3.4 討論................................61
第五章 結論與建議...............................62
  5.1 結論.....................................62
  5.2 建議.....................................63
參考文獻.........................................64
其他文獻.........................................67
附錄一 最佳聯合運用分析表.......................68
自述.............................................80
參考文獻
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其他文獻
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9. Lund, J. R., and Guzman, J., “Derived operating rules for reservoirs in series or in parallel.” Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 125, No. 3, May/June, 1999.
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