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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃成龍
研究生(外文):Cheng-Long Huang
論文名稱:以線性規劃與遺傳演算法建構水資源調配之最佳化模式—以南化水庫、旗山溪及高屏溪流域為例
論文名稱(外文):Building a Water Distribution Model by Linear Programming and Genetic Algorithm—A Nan-Huah Reservoir, Chi-San River and Gau-Ping River Drainage Basin Case Study
指導教授:林建良林建良引用關係
指導教授(外文):Chien-Liang Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄第一科技大學
系所名稱:營建工程所
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:線性規劃遺傳演算法操作規線缺水指數
外文關鍵詞:genetic algorithmoperation rule curveshortage indexlinear programming
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台灣地區降雨量分配極不均勻,且受地形限制,蓄儲水源頗為困難,近年來各個標的的需水量增加,故供水能力必須相對的成長,但由於興建水庫來開發水源的做法較不被接受,故只有藉由改善現有水利設施的運轉策略來增加整體的供水能力。
本研究分為:(1)以線性規劃發展南化水庫、旗山溪及高屏溪流域水資源最佳聯合調配模式,並評估南化水庫與高屏溪攔河堰聯通管路之效益。(2)根據(1)所建立的模式,以民國110年的需水量為標的,採用遺傳演算法來優選南化水庫的操作規線。
依據本研究分析結果,在水庫操作規線方面,若採用本研究所優選出的操作規線,可使民國110年缺水指數降低0.29%;在聯通管路效益方面,可使該年缺水指數降低9.27%,該年總計增加6,060萬噸之水量可供利用。研究成果顯示,採用遺傳演算法來優選水庫的操作規線可使缺水指數降低,亦可提高聯通管路之效益。
The distribution of rainfall in Taiwan is uneven, and due to the mountainous topography, it is very difficult to preserve the water resource. During the latest years, the demand of water in Taiwan has increased; therefore the water supply system has to be planned and developed accordingly. However, this problem can not be resolved by simply building more reservoirs. The way to better fulfill the water requirements maybe to improve the operational policy of present water conservancy facilities.
This study is divided into two parts. First, the best united model of distribution of water resource at Nan-huah Reservoir, Cha-Shan Weir, and Gau-Ping River Weir was develop by linear programming, then the effects of the united tubes at Nan-Huah Reservoir and Gau-Ping River Weir were evaluate. Second, based on the established model in the first part and the water demand forecast in 2021, a genetic algorithm was adopted to search the optimal operation rule curve of Nan-Huah Reservoir.
It is found that the water shortage index in 2021 can decrease 0.29% if the reservoir operation rule curved found in this study is adopted; as to the effects of united tubes, the water shortage index in 2021 can decrease 9.27%, and the total available water can be added up to 606 million tons.
Finally it is concluded that the algorithm developed in the study is competent to select the operation rule curve of reservoir and reduce the water shortage index as well as enhance the effects of united tubes.
中文摘要  ----------------------------------------------------------- i ⅰ
英文摘要 ----------------------------------------------------------- ii ⅱⅲ
目錄 ----------------------------------------------------------- iv
表目錄 ----------------------------------------------------------- vi 
圖目錄 ----------------------------------------------------------- viii ⅵ
一、緒論 ----------------------------------------------------------- 1
1.1 研究目的 ------------------------------------------------------- 1
1.2 本文架構 ------------------------------------------------------- 1
二、文獻回顧 ------------------------------------------------------- 3
2.1 模擬模式 ------------------------------------------------------- 3
2.2 優化模式 ------------------------------------------------------- 3
三、水庫運轉及操作 ----------------------------------------------- 6
3.1 操作規線介紹 ---------------------------------------------- 6
3.2 缺水指數介紹 ---------------------------------------------- 7
四、遺傳演算法優選水庫操作規線 ------------------------------------- 9
4.1 遺傳演算法之介紹 ------------------------------------------- 9
4.2 遺傳演算法之架構 ------------------------------------------- 10
4.3 遺傳演算法應用於水庫操作規線之優選 ------------------------- 17
4.4 線性規劃模式之建立 ----------------------------------------- 20
4.5 整體模式之演算流程 ----------------------------------------- 23
五、研究個案模型之建立及應用 --------------------------------------- 26
5.1 現況概述 --------------------------------------------------- 26
5.2 系統架構 --------------------------------------------------- 29
5.3 線性規劃模式 ----------------------------------------------- 31
5.4 整體模型之演算原則 ---------------------------------------- 34
5.5 敏感度分析 ------------------------------------------------- 35
5.6 執行成果 -------------------------------------------------- 41
六、結論與建議 ---------------------------------------------------- 44
6.1 結論 ----------------------------------------------------- 44
6.2 建議 ----------------------------------------------------- 45
參考文獻 ---------------------------------------------------------- 46
附錄 A 已知變數相關資料整理 ---------------------------------------- 48
1. Robin Wardlaw and Mohamed Sharif , 1999 , ”Evaluation of Genetic Algorithms for Optimal Reservoir System Operation” , Journal of Water Resources Planning and Management , Vol . 125 , No. 1 , pp . 25-33 , Janurary/February
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