臺灣博碩士論文加值系統

本研究以新竹農田水利會灌區為研究區域，探討氣候變遷對灌溉用水之影響。利用五種GCM模式(CCCma_CGCm3、CNRM_Cm3、CSIRO_Mk3.0、GFDL_Cm2.0與LASG_FGOALS-g1.0)所提供之2046-2065年A1B情境下的未來氣象資料，以象限轉換法(Quadrant transformation method)進行校正後估算未來作物需水量，再配合田間水平衡模式與模擬法，評估未來有效降雨量及灌溉用水量，並與1995-2008年現況氣象資料計算結果進行比較與分析。
分析結果顯示氣候變遷可能造成未來新竹農田水利會灌區之溫度與降雨量有所改變，導致未來一、二期水稻作物需水量明顯增加，其分別增加至667mm(34.6%)與819mm(46.3%)。但相對地未來一期稻作期間有效降雨量增加則88mm，未來二期稻作期間有效降雨量也明顯增加210mm。若以重現期5年做為灌溉用水規畫設計基準，則新竹灌區未來一期單位面積灌溉用水將增加5.9%(約增加111mm)，而二期將減少4.2%(約減少102mm)。

The aim of this research is to investigate the impact of irrigation water on climate change at cultivation area of Hsinchu Irrigation Association (HIA) in northern Taiwan. The meteorological data in 2046-2065 are from five downscaled A1B GCMs (CCCma_CGCm3, CNRM_Cm3, CSIRO_Mk3.0, GFDL_Cm2.0 and LASG_FGOALS-g1.0). The bias of future evapotranspiration would be corrected by quadrant transformation method (QTM). Then we use a water balance model of paddy field to evaluate rice crop water requirements, effective rainfall and irrigation water in the future. Projections are compared with the present in 2008-2011.
The results show climate change would lead rainfall and temperature both to rise. In the future, the crop water requirement at the first and second cropping season will increase 667mm(34.6%) and 819mm(46.3%), respectively. However, the effective rainfall will increase 88mm at the first cropping season and 210mm at the second. The future planning irrigation water requirement based on a 5-yr irrigation demand at the first cropping season would increase 111mm (5.9%) and decrease 102mm (4.2%) at the second cropping season.

謝誌 I
摘要 II
Abstract III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1-1 研究緣起 1
1-2 研究目的 1
1-3 研究流程 2
1-4 文獻回顧 4
1-4-1 氣候變遷對水資源的衝擊 4
1-4-2蒸發散量 5
1-4-3 作物係數 6
1-4-4 有效降雨 7
1-4-5 灌溉用水與定義 7
第二章 研究方法 9
2-1作物需水量之推估 9
2-1-1彭門-蒙地斯方程式(Penman-Monteith equation)： 10
2-1-2哈蒙法(Hamon method)： 14
2-2象限轉換法(Quadrant transformation method, QTM) 14
2-3田間水平衡模式 16
2-4 灌溉用水量 17
2-5 頻率分析 18
第三章 研究區域 20
第四章 案例分析 25
4-1現況分析 25
4-2模式驗證 27
4-3蒸發散量比較分析 28
4-4作物需水量比較分析 37
4-5降雨量比較分析 46
4-6灌溉用水量比較分析 56
4-6-1計畫灌溉用水量比較分析 57
第五章 結論與建議 68
5-1結論 68
5-2建議 69
參考文獻 70

1. 新竹農田水利會，http://www.thcia.gov.tw/。
2. 經濟部水利署各項用水統計資料庫，http://wuss.wra.gov.tw/annuals.aspx。
3. 魏綺瑪(2009)，「利用統計降尺度法推估石門水庫集水區未來情境降水研究」，國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
4. 林殷瑋(1997)，「地理資訊系統推估區域蒸發散量之研究」，中原大學土木工程學系碩士論文。
5. 張格綸(2007)，「應用蒸發皿係數推估地區蒸發散量之研究」，國立成功大學資源工程學系碩士論文。
6. 江昀(2011)，「台灣地區21世紀末之降雨旱澇分析─以GFDL-cm2.0和FGOALS-g1.0氣候模式為例」，國立臺灣海洋大學河海工程學系碩士論文。
7. 吳若穎(2011)，「台灣地區21世紀末之降雨旱澇分析─以CGCM3(T47)及CNRM-CM3氣候模式為例」，國立臺灣海洋大學河海工程學系碩士論文。
8. 吳彥樺(2012)，「台灣地區21世紀中期(2046-2065)降雨旱澇分析」，國立臺灣海洋大學河海工程學系碩士論文。
9. 柳中明、吳明進、林淑華、陳盈蓁、楊胤庭、林瑋翔、曾于恆、陳正達(2008)，「台灣地區未來氣候變遷預估」，國科會研究計畫成果報告。
10. 財團法人農業工程研究中心(2009)，「利用田坵蓄水及稻作調整以豐沛桃竹地區水資源之可行性研究」，經濟部水利署北區水資源局。
11. 黃文政(2008)，「IPCC第二工作分組茲第四次評估報告：影響、調適與脆弱性」，全球變遷通訊雜誌，第三章，第五十八期。
12. 陳清田、甘俊二(1997)，「臺灣地域性作物需水量之推估研究」，農業工程學報，第43卷，第4期，1-18頁。
13. 中國農村復興聯合委員會水利工程組 (1970)，「台灣之水稻灌溉」，台灣大學農業工程學系。
14. 吳瑞賢、王其美(2010)，「亞洲地區水資源的衝突與展望」，前瞻科技與管理，特刊，75-89頁。
15. 甘俊二(2000)，「輸水損失與灌溉效率」，台灣大學農業工程學系。
16. 陳買(1997)，「水稻栽培灌溉排水管理」，台灣省農田水利協進會。
17. 甘俊二(1979)，「灌溉系統配水技術之分析與研究」，台灣大學農業工程學系。
18. 唐琦、游繁結、徐森雄（2000），「以作物係數法推估三種不同草地之蒸發散量」，水土保持學報，32（4）﹕197-206。
19. 郭勝豐(2004)，“水旱田農業生態用水管理及灌溉計畫調整之探討與推廣”，行政院農委會九十三年度農業發展計畫，P1-28。
20. 施嘉昌、黃成達﹐(1994)「玉米蒸發散係數之研究 」，農業工程學報， 40(1)：1-12。
21. 王筠潔(2011)，「應用遙測多光譜影像推估水稻田蒸發散量」，國立台灣大學生物環境系統工程學系碩士論文。
22. IPCC (2007), “The Fourth Assessment Report”, http://www.ipcc.ch/.。
23. Hamon, W.R. (1961), “Estimating potential evapotranspiration”, Journal of Hydraulics Division, Proceedings of the American Society of Civil Engineers, 87, pp.107-120.。
24. McCabe, G. J. and Wolock, D. M. (1992) , “Sensitivity of Irrigation Demand in A Humid-temperate Region to Hypothetical Climatic Change.”, Water Resources Association, 28(3)：p.535-p.543.。
25. Vories, E.D. and Tacker, P.L. (2002), “Verifying the crop Coefficient Functions for Corn and Cotton in the Arkansas Irrigation Scheduler. ”, ASAE Annual International Meeting , Paper No.022109,1-9.。
26. Bandyopadhyay, M. (2003), “Effect of soil moisture levels on root distribution, water uptake and crop coefficient of winter maized in a humid tropic region”In Press, Corrected Proof; Available online August-December,Vol. 1 Issue 3&;4.。
27. Snyder, R.L.；Orang, M.；Matyac, S. and Grismer, M.E., M.ASCE. (2005), “Simplified Estimation of Reference Evapotranspiration from Pan Evaporation Data in California”, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, pp.249-253.。
28. Allen, R.G. ; Pereira, L.S. ; Raes, D. and Smith, M. (2006), “FAO irrigation and drainage paper NO.56 - crop evapotranspiration”, Food and Agriculture Organization of the United Nations.。
29. Othoman, A. ; Clariza, F. ; Kenji, J. and Atsushi, T. (2006) , “ Comparison of Several Reference Evapotranspiration Methods for Itoshima Peninsula Area, Fukuoka, Japan. ”, Memoirs of the Faculty of Engineering, Kyushu University。
30. Tsai, A.Y. and Huang, W.C. (2011), “Impact of climate change on water resources management in Taiwan”, Terrestrial Atmospheric and Oceanic Sciences, Vol. 22, No. 5, pp. 507-519.。
31. Shaw, S.B. and Riha, S.J. (2011), “Assessing temperature-based PET equations under a changing climate in temperate, deciduous forests”, Hydrological Processes, Vol. 25, pp. 1466-1478.。
32. Labędzki, L.; Kanecka-Geszke, E.; Bak, B. and Slowinska , S. (2011), “Estimation of Reference Evapotranspiration using the FAO Penman-Monteith Method for Climatic Conditions of Poland”, Evapotranspiration, ISBN 978-953-307-251-7.。