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研究生: 黃清譽
Huang, Ching-yu
論文名稱: 彰化地區地面水與地下水聯合供水管理調配之研究
An Optimal Model of Water Supply for Surface and Groundwater Management in Changhua Area
指導教授: 李振誥
Lee, Cheng-haw
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 資源工程學系
Department of Resources Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 190
中文關鍵詞: 線性規劃MODFLOW地面水與地下水聯合運用彰化
外文關鍵詞: Changhua Area, linear programming, MODFLOW, surface and groundwater management for water sup
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  • 本研究主要探討彰化自來水公司之地面水與地下水聯合供水管理調配,包含三個主要部份,首先應用地下水流數值軟體MODFLOW建構濁水溪地下水流數值模型,由地下水位資料率定求得符合現地之地下水流模式。接著依據彰化地區之地下水開採分佈、容許開採強度、地下水管制區限制、未來開發水源及地面輸送管線配置等因子設定地下水出水量與水位限制,藉由MODMAN軟體建立響應矩陣,並以LINDO軟體推求響應矩陣最佳解,求得最大允許抽水量。最後加入自來水公司營運所供水管線及豐原,快官,竹塘,林內地面支援水量,在地面水支援下求得地下水資源管理最佳方案,以達到彰化供水系統符合時間與空間上之合理利用目的。
    由本研究率定成果顯示,彰化地區地地下水有長期超抽情形,因此本研究管理方案總計設計三種不同水位限制方案,以及四種地面支援水量方案,由十二種組合方案中選取最合適之水量分配。研究成果顯示,A-Ⅳ方案(安全水位作為限制條件,結合豐原、快官、林內及竹塘地面補助水量)為最佳,主要以地面水供給需水為主,不足之水量由各營運所抽取地下水供給,總計彰化、鹿港、溪湖、花壇、員林、二林、北斗及二水八個營運所,每日可減少開採7.06萬噸,且減抽下各地區地下水位抬升量可達2.30m至5.84m。

    The need for the surface water and groundwater resources management in Changhua County has become a major issue due to the inadequate water supply and the long-term excessive pumping of underground water. In the first stage of this study, MODFLOW computer code was applied to simulate the numerical groundwater flow pattern of Chou-Shui alluvial fan, and then construct the optimal hydro-geological model. In the second stage, to obtain the best unit plus value and response matrix of allowable pumping water for groundwater resources management, two techniques, MODMAN and LINDO code, were introduced to calibrate the varying groundwater development conditions, according to several factors including the well distribution, the groundwater yielding limitation, the changes of discharging plan, and the ground channel allocation. In the last stage, the data collection in support of the distributing pipes from Taiwan Water Corporation, along with groundwater supply assistant in Feng-yuan, Kuai-guan, Jhu-tang, and Linnei, will achieve the aim of making the most use of groundwater resources in Changhua County.
    Results obtained from the groundwater optimization model show that the management scenario of A-IV, restricted to the safe groundwater level and combined with the groundwater supply in Feng-yuan, Kuai-guan, Jhu-tang, and Linnei, is perfectly adapted to the condition of long-term excessive groundwater pumping in Changhua Region. Further, using surface water as main water supply, completed with eight groundwater supply districts located in Changhua, Lukang, Sihu, Huatan, Yuanlin, Erhlin, Beidou and Erhshui, will reduce the daily pumping amount to 7.06 tons, and then increase the groundwater level about 2.3 m to 5.84 m.

    摘 要I AbstractII 誌 謝III 目 錄IV 表目錄VII 圖目錄IX 符號表XI 第一章 緒論1 1.1前言1 1.2前人研究與背景2 1.2.1應用地下水流數值模式對地下水資源進行管理分析2 1.2.2響應矩陣法應用於線性規劃3 1.3研究方法5 第二章 彰化地區地質概況7 2.1彰化區域概述7 2.1.1 地形7 2.1.2 地質7 2.1.3 地層分布9 2 1.4 水文地質分層 10 第三章 濁水溪沖積扇地下水流數值模擬12 3.1地下水流數值模式之模擬12 3.1.1MODFLOW之介紹 12 3.2濁水溪沖積扇地下水流數值模擬之建構14 3.2.1濁水溪沖積扇模式概念分層14 3.2.2 MODFLOW資料之輸入21 3.2.3模式的率定與驗證26 3.2.4地下水源開發潛能估計27 3.2.5結果分析與討論28 第四章 地下水資源調配與管理模式39 4.1地下水資源管理模式39 4.2管理模式軟體簡介40 4.2.1 MODMAN程式之簡介40 4.2.2LINDO程式之簡介40 4.3地下水與地面水管理模式建立41 4.3.1地下水管理模式建立41 4.3.2地面水管理模式建立56 第五章 管理方案分析與討論59 5.1地面水與地下水聯合管理系統之建立59 5.2以安全水位為標準之管理方案評估60 5.2.1方案A水量調配管理分析61 5.2.2方案Ⅰ各營運所供水穩定度分析63 5.2.3方案Ⅱ各營運所供水穩定度分析64 5.2.4方案Ⅲ各營運所供水穩定度分析68 5.2.5方案Ⅳ各營運所供水穩定度分析69 5.3以下限水位為標準之管理方案評估72 5.3.1方案B水量調配管理成果72 5.3.2方案Ⅰ各營運所供水穩定度分析74 5.3.3方案Ⅱ各營運所供水穩定度分析74 5.3.4方案Ⅲ各營運所供水穩定度分析75 5.3.5方案Ⅳ各營運所供水穩定度分析80 5.4以嚴重下限水位為標準之管理方案82 5.4.1方案C水量調配管理成果82 5.4.2方案Ⅰ各營運所供水穩定度分析84 5.4.3方案Ⅱ各營運所供水穩定度分析87 5.4.4方案Ⅲ各營運所供水穩定度分析89 5.4.5方案Ⅳ各營運所供水穩定度分析89 5.5最佳方案分析93 第六章 結論與建議96 6.1結論96 6.2建議97 參考文獻98 附錄A PROCESSING MODFLOW 5.06 106 A.1地下水流控制方程式與有限差分方程式107 A.2迭代運算116 附錄B 彰化地區摸式率定含水層之地下水位歷線圖119 附錄C 彰化地區摸式率定之地下水位等值圖159 附錄D MONMAN程式簡介166 D.1 MONMAN程式之簡介167 D.2響應矩陣函數之簡介168 附錄E LINDO程式簡介170 E.1 LINDO程式之簡介171

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    下載圖示 校內:2008-08-02公開
    校外:2008-08-02公開
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