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研究生:許勝傑
研究生(外文):Sheng-Chieh Hsu
論文名稱:水庫乾旱風險預警系統之建置-以基隆地區為例
論文名稱(外文):Risk-based Drought Early Warning System in Keelung Area
指導教授:黃文政黃文政引用關係
指導教授(外文):Wen-Cheng Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:136
中文關鍵詞:水庫攔河堰乾旱風險預警決策支援系統
外文關鍵詞:ReservoirDroughtRiskEarly waringDecision support system
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基隆地區為了因應未來日漸增加之需水量,已於民國八十八年底完成新山水庫之加高工程及民國八十九年完成基隆河支流東勢坑溪、友蚋溪及瑪陵坑溪上之攔河堰興建工程。本研究之目的是以現階段所完成之水利設施為基礎,分析在攔河堰與水庫聯合調配運用下,建置基隆地區乾旱預警系統。並根據新山水庫當下之蓄水情形與瑪鋉溪、基隆河及雙溪主流、支流上之流量狀況,進行基隆地區水庫乾旱即時風險預警之分析。
本文透過(1)水庫運轉操作之原則,配合水庫乾旱影響因子,及河川攔河堰之流量隸屬度,評估分析得乾旱綜合指標;(2)針對未來三個月之不同水文條件進行供水模擬分析,以掌握有效供水狀態;(3)彙整前述之乾旱指標分析,並考量不確定下不同風險之決策,且以燈號警訊方式呈現,並應用氣象預報進行分析,整合建立水庫乾旱風險預警系統;(4)強化乾旱預警與應變機制之區域乾旱預警模式,更進一步利用資訊化技術建置線上決策支援系統,使本研究成果能更落實於乾旱防災管理之作業。
文中選定豐、枯水文年,分析其乾旱指標,均可合理反應現況之旱象或無旱象之狀態;於不同水文情勢下之乾旱預警分析中,乾旱預警指標亦可清楚掌握乾旱之發展潛勢。而水庫乾旱風險預警,對於未來旱情發展不明確時,可使決策者更明確了解乾旱決策之風險;針對氣象預報資訊之應用分析,分析結果可相佐本研究模式預報之結果;在針對準確度評估,本文以探討不同累積機率下不同風險決策條件之特性及準確性,使決策者更清楚掌握不同決策條件下之分析特性。
最後,透過乾旱預警決策支援系統之建置,使用者可查詢水庫蓄水量、流量等水情歷史紀錄;透過線上分析可得不同流量機率下之燈號建議,決策者可對其進行抗旱措施,以減少旱災所造成之損失。
In this research, an early warning system was developed and proposed for drought management on the real-time reservoir operation. The system consists of three essential elements, namely, (a) drought watch, (b) water consumption measure, and (c) policy making. A Drought Alert Index (DAI) was used to characterize the alert level of drought severity. In addition, this study presents a risk-based decision model integrated into a drought early warning system (DEWS) for reservoir operation. Aspects of posterior risk, the corresponding options to given chances was provided to help decision makers to make better decisions. Decision makers can understand the inclination of attitude associated with any specific probability, and learn to adjust their attitudes in decision-making process. Besides, a user-friendly decision support system (DSS) for drought early warning system on DEWS has been introduced with an eye to practical use. As a pioneering experiment, Keelung Area was tested.
The results show that the developed risk-based drought early warning system can really react to droughts occurred. The system can assist reservoir managers to work out applicable rule for real-time reservoir operation.
誌謝
摘要
Abstract
目錄
表目錄
圖目錄
第一章 前言
1-1研究緣起
1-2研究目的
1-3研究範疇與內容
1-4文獻回顧
第二章 基隆地區之供水系統
2-1流域簡介
2-1-1基隆河流域
2-1-2瑪鋉溪流域
2-1-3雙溪流域
2-2研究區域內相關自來水設施
2-3供水系統現況及需求
2-4基隆地區供水需求
2-4-1基隆地區供水量調配情形
2-4-2基隆地區乾旱預警系統之建置
第三章 水庫風險乾旱預警系統
3-1水庫風險乾旱預警系統架構
3-2未來水源情勢分析
3-3乾旱預警指標
3-4抗旱因應對策
3-5乾旱決策分析
3-5-1資料前置處理
3-5-2月流量時間序列模式繁衍
3-5-3流量轉置機率矩陣建置
3-5-4決策風險
3-5-5氣象應用分析
第四章 案例研究
4-1模式應用
4-2新山水庫供水之乾旱預警案例分析
4-2-1民國八十二年(平水年)
4-2-2民國八十九年(豐水年)
4-2-3民國九十二年(枯水年)
4-2-4民國九十三年(枯水年)
4-2-5民國九十四年(平水年)
4-2-6民國九十五年(豐水年)
4-3準確度評估
4-3-1評估指標之定義
4-3-2不同累積機率乾旱預警決策之準確度評估
4-3-3不同累積機率之準確率及錯估率分析
4-3-4不同累積機率豐平枯水文年之準確度分析
第五章 水庫乾旱預警決策支援系統之建置
5-1區域內水庫供水系統之概述
5-2區域內水庫預警決策支援系統之建置
5-3決策支援系統建置項目
5-4決策支援系統線上操作
第六章 結論與建議
6-1結論
6-2建議
參考文獻

附表
附件一
1. 楊富堤(1996),「濁水溪流域水資源供需之研究」,國立台灣海洋大學河海工程學系碩士論文。
2. 葉士榮(2000),「基隆地區水源調配利用之研究」,國立台灣海洋大學河海工程學系碩士論文。
3. 黃文政,李詩茜,袁倫欽(2006),「乾旱預警系統之建置-以翡翠水庫為例」,台灣水利,54(3)。
4. 黃文政,林秋綺,黃詳盛,蔡宇昇(2008),「風險型水庫乾旱預警系統之建置:以台灣中部水庫為例」,第17屆水利工程研討會。
5. 黃文政,朱壽銓(2001),「基隆河流域欄河堰配合新山水庫調配運用計畫之研究」,國立台灣海洋大學河海工程所,台灣省自來水公司。
6. 逢甲大學,經濟部水利署(2008),「全台河川攔河堰現有功能評估其存廢檢討(2/2)」。
7. 台灣自來水公司(2007),「台灣省自來水公司95年底各區管理處供水系統設計供水人口及供水能力統計表」。
8. 台灣省水利局(1996)「基隆地區水資源開發利用調查規劃報告」。
9. 台灣省自來水公司(1996),「基隆地區水資源開發利用調查規劃報告」。
10. 余彥陞(2007),「水庫乾旱預警系統建置-以德基-鯉魚潭水庫為例」,國立台灣海洋大學河海工程學系碩士論文。
11. 藎壚(1991),「實用模糊數學」,亞東書局。
12. 楊富堤(2001),「水庫供水決策支援系統之研究」,國立台灣海洋大學博士論文。
13. 袁倫欽(2005),「水庫供水操作與乾旱預警系統之研究」,國立台灣海洋大學博士論文。
14. 黃文政,劉佳明(1999),「基宜地區及淡水河流域可供水量及用水現況之探討」,經濟部水資源局。
15. 臺灣省自來水公司(1993),「基隆地區八十二年夏季乾旱期間供水及應變過程檢討報告」。
16. 巨廷工程顧問股份有限公司,經濟部水利署水利規劃試驗所(2007),「基隆河水源開發利用及供水系統初步規劃檢討-水源與工程規劃」。
17. 台灣省自來水公司北區工程處(1999),「基隆區自來水系統規劃報告」。
18. 周家慶(2008),「水庫乾旱風險預警及水庫操作決策支援系統之建置研究」,國立台灣海洋大學河海工程學系博士論文。
19. 游山峰(1999),「石門水庫運轉規線之研究」,國立台灣海洋大學河海工程學系碩士論文。
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22. 山賀弘,亮亨(2005),「Excel VBA功能索引式參考手冊」,旗標出版股份有限公司。
23. 亮亨(2008),「超圖解Excel VBA基礎講座」,旗標出版有限公司。
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