教師資料查詢 | 類別: 學位論文 | 教師: 王國威 WANG KUO WEI (瀏覽個人網頁)

標題:博士論文智慧型區域水資源調配管理與休耕決策系統
學年100
學期1
畢業日期2011/12/31
著者王國威 WANG KUO WEI
中文題名智慧型區域水資源調配管理與休耕決策系統
英文題名Intelligent regional water resources management and fallow decision-making system
畢業學校系所國立台灣大學
學位博士
指導教授張斐章
頁數101
備註水資源管理包含了很多面向,例如長期的最佳水庫操作、水資源分配等問題。長期的水庫操作是一個具有相當多變數的複雜問題,在進行最佳化搜尋時難以有效地找到最佳解。此外,由於農業用水容忍度較高,在乾旱期間用水遭遇不足時,往往向農業尋求調整支援,多以停灌休耕方式來解決用水不足的窘境。有鑑於此,本研究分別研擬(1)最佳化搜尋遇到變數過多時的變數拆解策略,以及(2)乾旱時期停灌休耕的管理系統。
本研究首先提出多階層交互遺傳演算法(MIGA),其能將複雜的系統拆解成許多子系統,並提供關鍵訊息於各階層之間傳遞以銜接子系統之間的關聯。本研究以台灣北部之石門水庫為案例,並採用水庫操作規線模擬結果及單一遺傳演算法搜尋結果一同與MIGA搜尋結果進行比較,結果顯示MIGA不論在效率或效能上皆優於單一遺傳演算法之搜尋成果,MIGA相較水庫操作規線模擬於20年水庫操作的案例顯示,效能之改善率超過15%,並同案例中MIGA相較單一遺傳演算法效能之改善率超過25%,且節省80%的時間。
此外,北台灣因用水量逐年成長導致用水壓力亦相對增加,復加氣候變遷使得缺水情況日趨嚴重;援此,本研究研擬架構停灌休耕的決策過程,並包含三個停灌休耕策略:(1) 缺水門檻的制訂;(2) 適當之停灌休耕比例;(3) 宣布實行停灌休耕的發佈時機。藉由現有庫容及未來入流量資訊進行系統模擬,提供初步缺水資訊及制訂乾旱門檻。當乾旱情況確認之後,使用模糊類神經網路推估不同缺水情勢以分析適合的缺水率,同時反應公共及農業用水之間配水交互影響。最後,停灌休耕發佈時機由M-5規線模擬及GA搜尋成果進行研擬。結果顯示本研究提出之智慧型決策停灌休耕系統係為相當實用的工具,並且對於水資源永續利用能有所助益。本研究成果包含以水庫庫容資訊之缺水門檻,分別於案例 I及II當中呈現低於Q70 – Q60(輕微缺水)與Q90 – Q80(嚴重缺水)兩種不同缺水等級情況,提供水資源決策管理者初步判斷是否發生嚴重缺水情況,並建議愈早發佈所造成之損失較少(以2002年與2004年為例,損失減少約22%)。
本研究主要探討水資源管理當中相當重要之長期最佳水庫操作方法以及水資源不足時之調配決策問題,本研究之MIGA成功地解決長期水庫操作所面臨到的困難,以及智慧型停灌休耕決策系統能建議水資源決策管理者面臨乾旱時期採行之策略。
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