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研究生: 黃紹榮
Huang, Shao-Jung
論文名稱: 不同管理目標之水庫運用規線特性比較探討
Comparing the Characteristics of Reservoir Operation Rule Curves for Different Management Objectives
指導教授: 周乃昉
Chou, N.-F Frederick
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 水利及海洋工程學系
Department of Hydraulic & Ocean Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 87
中文關鍵詞: 水庫運用規線等發生機率缺水率蓄水線網流模式
外文關鍵詞: reservoir operation, rule curve, probabilistic shortage, network flow programming
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  •   水庫運用規線規範各標的用水在不同水文情況下的應放水量,以提高水資源利用效率。現行水庫運用規線之制定多採用模擬法經試誤而得,需要對水庫蓄水過程與限水特性有深入瞭解的工程師,憑經驗不斷調整方能得到較佳的規線。
      本研究基於規線穩定供水的本質,分析各蓄水量的最大缺水潛勢,建置各旬相同缺水潛勢之蓄水線,做為組合水庫運用規線之基礎。由於可組合成極大數量的各種型態規線,所以可針對不同用水管理目標,篩選出最具相關運用成效之規線組。
      為期詳細且正確計算系統的缺水情勢,本研究採用通用性區域水資源供需模擬與調度優選模式(WRASIM)模擬系統的水源運用與限水影響,並配合建置可行規線之篩選模組,以改善既有的規線製作過程,發展出簡單且有效率的最佳規線制定方法。應用上可延伸至針對不同管理目標設定可行規線之篩選條件,以獲致最可達成該運用成效之規線。此一分析過程不需任何試誤調整,亦可節省規線制訂的分析時間與人力,分析成果可供一般採試誤法制訂規線之工程師做為規線調整方向之參考。
      本研究以曾文-烏山頭水庫系統之水源運用為例,根據不同管理目標篩選各類型態之最適運用規線。由於對每項管理目標都有甚多規線組可選,本研究限制僅運用成效較既有M3T10規線為佳之規線組,方納入最後的選擇比較。以下所列為不同管理目標最適規線之分析成果:
      1.欲達成最大供水量的管理目標:本系統自豐水期中期至結束須提高規線下限,以便必要時提早執行第一階段限水,限制農業用水與工業用水,使各標的在枯水期有較多水量可利用;嚴重下限趨近於最低蓄水要求的水平直線,顯示可能只用一條下限執行單一階段之限水可讓系統達成最大供水量,不必要區分兩階段限水。
      2.欲提高供水可靠度的管理目標:本系統自豐水期中期開始,規線傾向於及早提高嚴重下限,使系統得以提前執行第二階段限水,採用較保守的減量供水,應付可能發生之特別枯旱,以延長穩定供水時間及水量,兼顧供水利用及避免發生集中之大量缺水,方得以降低缺水指數SI。
      3.欲避免發生空庫的管理目標:本系統自豐水期中期至枯水期結束前必須大幅提高規線嚴重下限,更加提早執行第二階段限水,在規線總獲供水量至少不少於既有的M3T10規線可供水量下儘量保持水庫蓄水,以應付可能發生之特別枯旱,兼顧蓄水利用及減少發生系統空庫。

      The reservoir rule curve regulates released water to improve water use efficiency under different drought conditions. Rule curves currently are mainly established by simulation method, but it needs experienced engineers to adjust empirically.
      Based on the property of stabilizing water supply of rule curve, this thesis analyzed the average shortage rate for each specific volume of a reservoir. It then connected storages of the same shortage rate of all ten-day periods as an effective way to establish reservoir rule curves. Because there are tremendous number of combinations of rule curves, one can select the best set of rule curves by comparing the performance of different management objectives.
      This research uses the Water Resources Allocation Simulation Model (WRASIM) and imposes rule curve screening restriction to improve the correctness and efficiency of developing rule curves. This approach can reduce trial and error process and find a preferable set of curves more quickly. It provides engineers who adjust rule curves in trial and error method a direction to improve the curve to achieve related management objective.
    This research took the Tsengwen-Wushantou (T-W) system as case study to screen different types of rule curves according to different management objectives. The final near-optimal rule curves for different management objectives are described as follows:
      1.If T-W system wants to get maximum of water supply, must raise up the storage position of middle limit which from the middle to the end stage of wet season to execute first level discounted water supply. It rations agricultural and industrial water supply, and makes each demand to get more water in dry season. The lower limit of rule curve almost downs to horizontal line. It reveals may be only one middle limit is necessary to execute first level discounted water supply to get the maximum water usage.
      2.If T-W system wants to raise the reliability of water supply, must raise up the storage position of lower limit started from the middle stage of wet season, and it executes second level discounted water supply. It takes conservative policy of water supply, but will improve stable water supply in the future and reduce shortage index.
      3.If T-W system wants to avoid the situation of empty reservoir, must raise up the storage position of lower limit of rule curve substantially from the middle stage of wet season till the end stage of dry season, and it will execute second level discounted water supply earlier than the above two objectives. The rule curve satisfies total water supply not less than rule curve of M3T10, and to tide over the special drought in the future. It not only maintains the water supply but also reduces the empty storage days.

    摘要 I Abstract III 誌謝 V 目錄 VI 表目錄 VIII 圖目錄 X 符號對照表 XII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 第二章 水庫運用規線製作文獻回顧 3 2.1 試誤法 3 2.2 優選法 5 2.3 啟發法 6 2.4 風險法 7 第三章 研究方法 9 3.1 水庫蓄水利用模擬 10 3.1.1 最小成本網流規劃法 11 3.1.2 WRASIM模式概要 12 3.1.3 蓄水利用模擬事項 16 3.2 水庫離散蓄水量 17 3.3 平均缺水率 17 3.3.1 缺水型態與衝擊 18 3.3.2 滿庫溢流 19 3.4 缺水率及發生機率 19 3.5 等發生機率及缺水率蓄水線 20 3.5.1 特定機率與特定缺水率之蓄水量 20 3.5.2 等機率及缺水率蓄水線與運用規線組成 20 3.6 最適運用規線 21 第四章 實例研究:曾文-烏山頭水庫聯合運用系統 29 4.1 系統佈置 29 4.2 曾文-烏山頭水庫聯合運用規線 31 4.3 水源運用模擬 40 4.3.1 系統基本資料 40 4.3.2 運用模擬條件 53 4.4 各種管理目標運用規線之制訂 59 4.5 不同管理目標規線特性之比較探討 71 第五章 結論與建議 79 5.1 結論 79 5.2 建議 81 參考文獻 82 自述 87

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    下載圖示 校內:2014-09-07公開
    校外:2014-09-07公開
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