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論文中文名稱:以 SOBEK 即時控制模組建立新店溪上游 堰壩機制之研究 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Using SOBEK Real-Time Control Module To Develop Operational Mechanism for Hydraulic Structures in ShinDian Stream. [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木工程系土木與防災博士班
畢業學年度:105
畢業學期:第一學期
出版年度:106
中文姓名:林宜虹
英文姓名:Yi-Hong Lin
研究生學號:103428081
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2017/01/17
論文頁數:77
指導教授中文名:張哲豪
指導教授英文名:Che-Hao Chang
口試委員中文名:曾鈞敏 許至璁 朱子偉
中文關鍵詞:即時控制系統堰壩操作水文水理模式
英文關鍵詞:Real-time Operation SystemHydraulic structureOperationHydraulic model
論文中文摘要:大台北地區自來水主要由新店溪供應,位於南北勢溪上的翡翠水庫、羅好壩、阿玉壩、桂山壩、粗坑壩、直潭壩和青潭壩等七個堰壩即擔任著供應民生用水、生態用水、發電用水的角色。而新店溪上的堰壩為調節河川水位,則制定了排洪水門運作要點,因應上游之水位與流量條件依序開啟堰壩閘門。 近年來新店溪流域於颱洪期間發生多起淹水事件,河道上堰壩的存在本身就會改變河道天然流況,而堰壩組合操作規則各有不同考慮,複雜度高,在實務上仍難有一組合聯合操作機制,SOBEK 的即時控制模組可以於堰壩上設立不同的操作規則以及依河道之物理量設立啟用堰壩操作的條件,故本研究採用此模組依照現有之颱風時期排洪運轉堰壩運作要點設立於七個堰壩內,並完成颱風時期模式各堰壩的閘門參數率定,再透過比較水位站上龜山橋、屈尺兩站之觀測水位與模擬水位說明本系統可反映真實流況。並據以此系統探討不同堰壩操作下堰壩水位情形,是否因無法有效紓解激增流量影響堰壩本身安全,亦探討不同操作方式對於新店溪流域易淹水地區的水位影響。此系統實驗成果說明不同的堰壩操作確實會對堰壩本身安全造成影響,當閘門開啟過慢時,容易發生水位超過堰壩可容納上限。再比較不同堰壩操作於易淹地區的水位,證明確實造成部分易淹水地區的淹水情況加劇。
論文英文摘要:The ShinDian River supply water to the Greater Taipei Area, and the ShinDian River is combined with BeiShih River and NanShih River.The hydraulic structures that located in BeiShih River and NanShih River, FeiTsui Reservoir, LoHau Dam, AYu Dam, KueiShan Dam, TsuKeng Dam, ZhiTan Dam and ChinTan Dam, play the role that supply Households, ecology water and power water. Because the River would be adjusted by the hydraulic structures operation, establish the rules to control how gates of the hydraulic structure open, that according to the water level and discharge of upstream. In recent years, many flooding events occur in ShinDian River watershed. The hydraulic iv structures located in River would change the natural flow conditions, and it’s difficult to connect several hydraulic structures to operate in linear. The Real-time Control module of SOBEK can set several different operating rules in the specific hydraulic structure, and set the conditions to operate it. In this research, use the Real-time Control module to set the rule that operate the hydraulic structures in typhoon, in seven hydraulic structures, and adjust the gate parameter. Determine the module can react the real flow conditions by comparing the water level in two water level station, that named ShagGuanShan and Chutzi. The purpose of research is according this system to compare the water level in hydraulic structures and in the flooding area. In the results, first, when open the gate too slowly would make the water level in hydraulic structures growing fast and make it in danger. Second, the water level in part of flooding area show it is indeed influenced by hydraulic structure operation.
論文目次:摘 要 i ABSTRACT iii 誌 謝 v 目 錄 vi 表目錄 viii 圖目錄 ix 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 文獻回顧 1 1.2.1 水庫操作方式 2 1.2.2 即時控制系統使用Real-time Operation System 3 1.3 研究流程與架構 4 第二章 即時控制模組模擬 6 2.1 一維渠道模式 6 2.2 即時控制模組 7 2.3 感知層 9 2.4 控制層 11 2.5 操作層 12 第三章 一維河道模式集水區模擬 14 3.1 研究區域介紹 14 3.1.1 地理環境概述 14 3.1.2 堰壩資料收集 15 3.1.3 歷史淹水地區 24 3.2 模式基礎資料編修 25 3.2.1 降雨逕流模組 25 3.2.2 一維渠道模組編修 28 第四章 即時控制系統設定 32 4.1 即時控制設定-出流量等於入流量 32 4.1.1 Decision Parameter 33 4.1.2 Measures 39 4.1.3 模式驗證 39 4.2 即時控制設定-防洪閘門運作要點 41 4.2.1 Decision Parameter 41 4.2.2 Measures 47 4.3 水庫即時控制設定 50 4.3.1 依觀測放流量設定 50 第五章 案例分析 52 5.1 比較兩種即時控制操作對堰壩水位影響 52 5.1.1 堰壩水位-阿玉壩 52 5.1.2 堰壩水位-羅好壩 54 5.1.3 堰壩水位-桂山壩 55 5.2 比較桂山壩種即時控制操作對易淹地區影響 57 5.2.1 桂山壩水位對烏來易淹地區影響 57 5.2.2桂山壩放流對龜山里易淹地區影響 60 5.3 翡翠水庫放流情況對下游影響 64 5.3.1 放流量等於出流量與觀測放流對屈尺易淹地區影響 64 5.3.2 放流量等於出流量與觀測放流對南勢溪匯流影響 66 第六章 結論與建議 68 6.1 堰壩即時控制操作成果討論 68 6.1.1 兩種即時控制操作對堰壩水位影響 68 6.1.2 比較桂山壩不同的閘門即時控制操作對易淹地區影響 68 6.1.3 翡翠水庫放流情況對下游影響 69 6.2 即時控制操作 69 參考文獻 70 附錄 72 一 Controller 72 二 水庫即時控制操作 76
論文參考文獻:1. 周心韻,「考量新店溪流域整體水利設施營運與環境流量目標之最佳營運策略」,碩士,國立成功大學,2014。 2. 多采工程顧問公司,「新店溪中上游段堰壩操作機制對於洪水位影響分析研究2/2服務建議書」,2015,第2-11-4-12頁。 3. 周乃昉、楊豐榮、鄭子璉、鄭志偉,「曾文水庫即時防洪運轉分析模式之研擬」,電子計算機於土木水利工程應用研討會,2003。 4. 林家慶,「應用於工業控制之 CPU-BASED 精密運動控制晶片設計介紹」,工業技術研究院,2008。 5. L. Garciaa, J. Barreiro-Gomeza,b, E. Escobara, D. Telleza, N. Quijanoa, C. Ocampo-Martinezb,”Modeling and real-time control of urban drainage systems: A review”,2015,Advances in Water Resources,第120-132頁。 6. G. Bauser a, Harrie-Jan Hendricks Franssen, Fritz Stauffer a, Hans-Peter Kaiser, U. Kuhlmann ,W. Kinzelbach,”A comparison study of two different control criteria for the real-time management of urban groundwater works”,Journal of Environmental Management,2012,第21-29頁。 7. 王如意、易任,「應用水文學」,國立編譯館,2013,第23-25頁。。 8. 藍佳文,「水庫防洪操作規線之制定-以翡翠水庫為例」,碩士,國立海洋大學,2010。 9. 賴義章,「水庫防洪操作規線之制定-以德基水庫為例」,碩士,國立海洋大學,2010。 10. 黃俊傑,「洪水時期水庫最佳操作之研究」,碩士,中原大學,2004。 11. 何全淇,「CompactRIO嵌入式系統案例研究-兩輪直立式機器人」,碩士,明新科技大學,2012。 12. 經濟部,「羅好壩水門操作規定」,2014。 13. 經濟部,「羅好壩水庫運用要點」,2011。 14. 經濟部,「阿玉壩水庫水門操作規定」,2010。 15. 經濟部,「阿玉壩水庫運用要點」,2010。 16. 經濟部,「桂山壩水庫水門操作規定」,2010。 17. 經濟部,「桂山壩水庫運用要點」,2011。 18. 經濟部,「粗坑壩水門操作規定」,2009。 19. 經濟部,「粗坑壩水庫運用要點」,2011。 20. 經濟部,「青潭堰水庫運用要點」,2011。 21. 經濟部,「青潭堰水門操作規定」,2015。 22. 經濟部,「直潭壩運用要點」,2015。 23. 經濟部,「直潭壩水門操作規定」,2016。 24. 經濟部,「翡翠水庫水門操作規定」,2011。 25. 經濟部,「翡翠水庫運用要點」,2013。 26. 王筱雯、郭偉丞,「台灣堰壩的存與廢」,科學發展,第467期,2011,第52-57頁。
論文全文使用權限:同意授權於2017-02-13起公開