埤塘水源最佳調配運用模式之建立與應用

Abstract

本研究之目的在建立一埤塘灌溉系統水源調配之優選模式，並將其應用於桃園地區之埤塘灌溉系統，以供在提升水資源運用效率或最大淨效益下，優選出最佳調配方式。 本研究優選模式採用線性網流模式進行埤塘灌溉系統最佳化水源調配之研究工作，並將其運用於研究區域－桃園縣觀音鄉觀音工作站所轄的桃園大圳第11號支線之輪區。線性網流模式之一般式需包括目標函數(objective function)及限制式(constraints)。本研究之目標函數將考慮兩種情況，優選模式(I)即使系統各輪區的總缺水量和為最小，優選模式(II)即使系統各輪區的淨效益總和為最大。模式的供給水源有埤塘蓄水、攔河堰取水、圳路引水、回歸水及降雨量等之供水量；限制條件則包括埤塘蓄水之連續方程式、埤塘蓄水容量之限制、各節點之水平衡方程式、引水圳路之引水能力等。 本研究在缺水率為最小的條件下(即優選模式(I))所得到的優選結果，可獲得以下結論：埤塘所位於灌溉系統的位置及埤塘容量的大小對於其埤塘入流率有很重要的影響；埤塘位於靠近灌溉系統位置中心處，且容量相對於其他埤塘較大者，其入流率會較其他埤塘的入流率為大；缺水的輪區通常是位於系統末端的輪區。本研究在經濟收益為最大的條件下(即優選模式(II))所得到的優選結果，可獲得以下結論：灌溉收益和觀光收益這兩個目標是相互衝突的，在增加其中一經濟收益時另一個經濟收益必會受其影響而減少；當大圳打折供水時，農業灌溉的收益除了受觀光收益分攤水源所造成的損失之外，還要增加打折供水所帶來的缺水損失，因此要如何兼顧農業灌溉及觀光兩者之間的收益，可由模式優選結果作為參考的依據。