| 研究生: |
金韋帆 Chin, Wei-Farn |
|---|---|
| 論文名稱: |
利用最佳蓄水過程制訂水庫給水與尖峰發電運用規線之初步研究 Preliminary Study of Developing Reservoir Operation Rule Curves based on Optimal Storage Trajectories |
| 指導教授: |
周乃昉
Chou, Nai-Fang |
| 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: | 2013 |
| 畢業學年度: | 101 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 82 |
| 中文關鍵詞: | 水庫 、運用規線 、最佳蓄水過程 、蓄水發生機率 、缺水指數 |
| 外文關鍵詞: | reservoir, rule curve, optimal storage trajectories, probability of storage, shortage index |
| 相關次數: | 點閱:83 下載:1 |
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近年來台灣地區的水資源開發日益困難,因此水資源管理的重要性日漸提升,而水庫營運管理為水資源運用之核心,其中最主要的營運依據即為水庫運用規線(Rule Curve),設置規線之目的在於設定缺水時期水庫蓄水利用之限水水量及執行時機,以降低空庫機會,達成穩定供水舒緩缺水造成之衝擊,但規線位置過高會增加不必要的限水,而位置過低則會造成水庫蓄水下降過快以致缺水集中,因此設計上須尋求最小缺水衝擊之較佳規線。
本研究修改水庫最佳用水及蓄水過程線使其成為運用規線,先利用優選模式優選水庫最佳蓄水過程線,再分別以(1)歷年最佳蓄水過程線;或(2)對旬最佳蓄水量排序,取各旬相同發生順位之蓄水量相連成為蓄水線,再將該諸蓄水線對不同超越機率內(外)差特定發生機率之蓄水線,等兩種方法建立不同候選規線,再進行規線組合與模擬,經測試得出最佳的規線組。
研究案例取翡翠水庫運用規線,先優選出不同用水情境下之最佳蓄水過程線,再根據上述兩種方法轉換成候選規線後進行組合模擬,最後找出最小缺水指數之規線組。以最佳蓄水過程線直接組合做為候選規線,模擬結果均無法較現行規線為佳;另以相同發生機率蓄水量相連之蓄水線做候選規線,再將不同用水量之蓄水線組合模擬後,則可得到較現行規線缺水指數小且具適當豐枯型態之規線組。
There is very difficult of exploit of water resource nearly decade in Taiwan and management of water resource became much important. The rule curve is principal topic in the water resource management. It’s purpose that is remind the time of the restrictions of water supply, stabilize water supply, resuce the impact of water shortage and the opportunity of empty reservior. But if the position of rule curve is too high to subjoin the unnecessary restrictions of water supply. If the position of rule curve is too low to accelerate the reduction of storage and make the shortage be centralized. So we need to fine the better position of rule curve for the minimize impact of water shortage.
This research modified the optimal storage trajectories of reservoir. And manufacture the candidate rule curve by two methods: 1.Original optimal storage trajectories, 2.Sorting the water level of reservoir in every ten-day, and let each water level had the probability by weibull formulation and count the curve in particular probability by using interpolation. Finally, we combined the candidate rule curve in each method and simulated by WRASIM-E to find the rule curve in best effect.
The case study is rule curve of the Feitsui reservoir.First,we optimize the optimal storage trajectories in different condition of water demand.And the optimal storage trajectories transform to candidate rule curve according to above description. There was no combination of candidate rule curve in Original optimal storage trajectories.Another, we can get rule curve of the minimize impact of water shortage by using the sorting and interpolative candidate rule curve of different water demand.
1. 吳憲雄、劉佳明,「曾文水庫多目標運轉規線之研究」,台灣省曾文水庫管理局,台灣大學農業工程研究所,嘉南農田水利會 (1976)。
2. 胡文章,「線性規劃在水庫規劃及操作之應用」,台灣水利,第二十五卷,第一期,pp.15-29 (1977)。
3. 王如意、陳增壽、鄭昌奇,「白河水庫運用規線修正方案之研擬」,台灣水利,第二十九卷,第三期,pp.19-33 (1981)。
4. 胡文章、易任、朱健行,「合理農業用水水庫運用基準建立方法之研究」,七十一年度農業工程學報,第二十八卷,第四期,pp.37-59 (1982)。
5. 郭振泰、鄧志浩、鄭銘欽,「序率線性規劃模式應用翡翠水庫運轉之研究」,第四屆水利工程研討會論文集,pp.13-24 (1982)。
6. 郭振泰、張武訓,「應用序率動態規劃於石門水庫運轉之研究」,第二屆水利工程研討會論文集,pp.125-141 (1984)。
7. 中興工程顧問社,「南化水庫工程詳細規劃報告 附錄 13 水庫運轉及維護」,台灣省水利局 (1988)。
8. 劉佳明、張斐章、張良正,「串聯水庫標的規劃模式在容量及操作規劃上之應用」,台灣大學農業研究所,經濟部水資源局委託計畫報告 (1992)。
9. 周乃昉,「區域性地面水量調配之網流模擬」,第六屆水利工程研討會論文集,國立交通大學,新竹,pp.850~862 (1992)。
10.周乃昉、林挺生,「地面水庫對調節河溪涵容流量之貢獻」,水資源技術評估與推廣研討會論文集,台灣,台南,pp.152~163 (1993)。
11.劉佳明、張斐章,「曾文水庫在緊急情況下運轉之操作探討研究第三部分-合理配水因應方案與應用規線分析」,台灣省曾文水庫管理局委託計畫報告,台大農業工程研究所(1993)。
12.周乃昉、徐享崑、林佳珍,「水庫蓄水機率分佈及供水可靠度」,八十三年年農業工程研討會論文集,pp.59-69 (1994)。
13.呂弘仁、周乃昉,「應用序率動態規劃建立強制性水庫操作規線之研究」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文,臺南 (1995)。
14.陳莉、張斐章,「以物件導向之遺傳演算法優選水庫運用規線之研究」,國立台灣大學農業工程研究所博士論文,臺北 (1995)。
15.傅信祐、吳瑞賢,「水庫規線之制定與操作規線之研究」,國立中央大學土木研究所碩士論文,桃園 (1995)。
16.台灣省曾文水庫管理局,「民國八十六年以後曾文水庫各標的需水量合理用水分配之研究」,財團法人農業工程研究中心 (1997)。
17.魏志強,「線性規劃法與網流法應用於地表水系統水權模擬之比較」,國立台灣大學土木工程研究所碩士論文 (1997)。
18.鄭克偉,「流域性水資源系統運用規劃優選模式之建立與應用」,國立台灣大學土木工程研究所碩士論文 (1998)。
19.朱壽銓、黃文政、黃珮貞,「模擬法在水庫操作規線上之應用」,台灣水利,第四十八卷,第四期,pp.53-63 (2000)。
20.徐年盛、葉文工,「台灣地區水庫營運方式評估」,台灣大學水工試驗所,經濟部水資源局委託研究計畫報告 (2000)。
21.郭蒼霖、張良正,「遺傳演算法於多水庫最佳操作規線優選之應用」,國立交通大學土木工程研究所碩士論文,新竹 (2000)。
22.陳莉,「遺傳演算法與應用於優選翡翠水庫規線之研究」,台灣水利,第四十八卷,第一期,pp.48 (2000)。
23.鄭裕寬、吳瑞賢,「運用遺傳演算優化串聯水庫系統聯合運轉規線之研究」,國立中央大學土木工程研究所碩士論文,桃園 (2000)。
24.周乃昉、廖怡娟、鄭子璉,(2001),「牡丹水庫運用規線改善檢討」,九十年度農業工程研討會論文集,台北,台灣,pp.835-842
25.徐年盛、黃敏智,「模擬退火法以決定日月潭水庫最佳規線之應用」,九十年度農業工程研討會,pp.907-916 (2001)。
26.徐年盛、林金龍,「應用塔布搜尋法決定日月潭水庫最佳操作規線」,九十年度農業工程研討會,pp.917-924 (2001)。
27.許少瑜、劉佳明、童慶斌,「水庫操作規線問題的模式與解決」,國立台灣大學農業工程學研究所碩士論文,臺北 (2001)。
28.郭振泰、徐年盛,「濁水溪流域水資源整體最佳利用規劃」,台灣大學嚴慶齡工業發展基金合設研究中心,經濟部水利處中區水資源局委託研究計畫報告 (2001)。
29.童慶斌、徐少瑜、潭仲哲、劉佳明,「水庫操作規線與啟發式優選發法」,九十年度水資源管理研討會,pp.25-32 (2001)。
30.林松青、吳瑞賢,「整合型區域水庫與攔河堰聯合運轉」,國立中央大學土木工程研究所博士論文,桃園 (2002)。
31.徐年盛、葉文工,「水庫清淤對供水營運之風險評估」,台灣大學水工試驗所,經濟部水資源局妥託研究計畫報告 (2002)。
32.周乃昉、陳祉吟、顏君凌、張家碩、鄭子璉,「曾文水庫各標的實際需用水量研究」,財團法人成大水利海洋研究發展文教基金會,臺南 (2002)。
33.廖怡娟、周乃昉,「利用具機率限制之簡易法制定水庫供水運用規線之探討」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文,臺南 (2002)。
34.周乃昉、李天浩、顏君凌、鄭子璉,「翡翠水庫洪水調節運轉作業檢討(二)」,財團法人成大水利海洋研究發展文教基金會 (2003)。
35.周乃昉、顏君凌、陳祉吟、鄭志偉、巫孟璇、鄭子璉,「台灣省嘉南農田水利會蓄水庫運用要點及水門操作規定修訂」,財團法人成大水利海洋研究發展文教基金會 (2003)。
36.林政浩、周乃昉,「應用蓄水之平均缺水率制定水庫運用規線」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文,臺南 (2003)。
37.劉建宏,「應用最佳操做軌跡機率法建立水庫操作規線之研究」,國立台灣大學土木工程研究所碩士論文,臺北 (2005)
38.周乃昉、李皓志、黃明宏、嚴顥、蔡友新、蔡家民、劉曉蕙,「牡丹水庫運用要點檢討」,成大研究發展基金會,臺南 (2008)。
39.周乃昉、吳嘉文,「通用性廣域水資源運用模擬模式」,農業工程學報,第五十六卷,第一期,pp.1-21 (2010)。
40.周乃昉、李皓志、吳嘉文、古必維、黃紹榮、易富輝、劉曉蕙,「曾文水庫越域引水工程計畫—曾文水庫運用規線檢討及水庫運用要點修訂」,財團法人成大研究發展基金會,臺南 (2010)。
41.周乃昉、葉克家、古必維、黃紹榮、吳嘉文、李皓志、劉柏傑、廖仲達、劉曉蕙,「為莫拉克颱風後曾文水庫運用要點及水門操作規定之檢討與修訂」,財團法人成大研究發展基金會,臺南 (2010)。
42.易富輝、周乃昉,「提高曾文及烏山頭水庫發電量之蓄水平衡策略探討」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文,臺南 (2010)。
43.周乃昉、吳嘉文、李皓志、劉曉蕙、金韋帆,「翡翠水庫因應板新二期供水計畫之供水策略與風險評估研究」,財團法人成大研究發展基金會,臺南 (2012)。
44.Andrews, E. S., F. I. Chung and J. R. Lund, “Multilayered, Priority-Based Simulation of Conjunctive Facilities,” Journal of Water Resources Planning and Management, Vol.118, n1, 32-54. (1992)
45.Bhaskar, N. R. and E. E. Whitlatch, Jr., "Derivation of Monthly Reservoir Release Policies," Water Resources Research, Vol. 10, No. 6, pp.1099-1106 (1974).
46.Brendecke, C. M., W. B. DeOreo, E. A. Payton and L. T. Rozaklis, "Network models of water rights and system operations," Journal of Water Resource Planning and Management, Vol.115, n5, 684-696. (1989)
47.Chung, F. I., M. C. Archer and J. J. DeVries, “Network Flow Algorithm Applied to California Aqueduct Simulation,” Journal of Water Resources Planning and Management, Vol.115, n2, 131-147. (1989)
48.Holland, J.H., "Adaptation in Natural and Artificial System," Ann Arbor, MI: The University of Michigan Press, (1975).
49.Jay R. Lund and Joel Guzman, "Derived Operation Rules for Reservoirs In Series or in Paraell," Journal of Water Resources Planning and Management , Vol 125 , (1999)
50.Karamouz, M., and M. H. Houck, "Annual and Monthly Reservoir Operating Rules Generated by Deterministic Optimization" Water Resources Research, Vol. 18, No. 5, pp.1337-1344 (1982).
51.Kuiper, E., "Water Resource Development," Butterworths, London, (1965).
52.Kuczera, G. and G. Diment, “General Water Supply System Simulation Model: WASP,” Journal of Water Resources Planning and Management, Vol.114, n4, 365-382. (1988)
53.Larry W. Mays and Yeou-Koung Tung, "Hydrosystems Engineering & Management", McGraw-Hill, Inc., pp.270-322 (1992).
54.Loucks, D. P., Stedinger, J.R. and Haith, D.A., "Water Resource Systems Planning and Analysis," Prentice-Hall, Inc.,(1981).
55.Labadie, J. W. and M. Baldo, "Discussion of ‘Priority preserving unit penalties in network flow modeling’ by M. Israel and J. Lund, " Journal of Water Resources Planning and Management, Vol.127, n1, pp.67-68. (2001)
56.Long Le Ngo , Henrik Madsen, and Dan Rosbjerg "Simulation and optimisation modelling approach for operation of the Hoa Binh reservoir, Vietnam" Journal of Hydrology, Vol.336, pp.269-281 (2007)
57.Oliveira, R., and D. P Loucks , "Operating rules for multireservoir systems," Water Resource Research, Vol. 33, No. 4, pp.839-852 (1997).
58.Rippl, W., "The Capacity of Storage Reservoir for Water Supply," Proceedings of the Institute of Civi; Engineering (Brit.), Vol. 71,(1883).
59.Shafer, J. M., An Interactive River Basin Water Management Model: Synthesis and Application. Technical Report No. 18, Colorado Water Resources Research Institute, Colorado State University, Fort Collins, Colorado (1979).
60.Young, G. K., "Finding Reservoir Operation Rules," Journal of Hydraulic Division, ASCE, Vol. 93, NO. 6, pp.297-321 (1967).
61.Varawoot Vudhivanich , and Areeya Rittima , "Development of Probability Based Rule Curves for a Reservoir" Kasetsart Journal (Natural Science), Vol.37, pp.234-242, (2003).
62.Wurbs, R. A. and A. Yerrameddy, “Reservoir/River System Analysis Models: Conventional Simulation versus Network Flow Programming,” Water Resources Development, Vol.10, n2, 131-142. (1994)
63.Yerrameddy, A. and R. A. Wurbs, “Water Resources Allocation Based on Network Flow Programming,” Civil Engineering System, Vol.13, 75-87, (1996)