第四章 通用型水資源調配模式之發展
4.3 線性規劃模式之建立
4.3.3 使用說明
使用者應用本模式時必頇建立輸入檔以供程式讀取,本研究所設計之輸 入檔有三個必要之基本文字檔,與一個額外規則所用之文字檔,基本文字 檔分別為「系統描述」、「水庫蓄容量與需水量資料」及「入流量資料」,
而額外規則之輸入檔則是因應石門區域的乾旱應變規則而設定,此檔案的 輸入與否端看使用者是否考慮乾旱應變規則而定,以上四個輸入檔將於下 詳述之。
1. 系統描述(System_data.txt)
一開始要先填入是否考量乾旱應變規則、系統之節點與箭線總量與水庫 之分層數,之後的內容分為節點、箭線以及各節點與箭線的連接關係三大 部分。於節點部份,本研究之節點主要分成 5 類,分別是蓄水節點、需水 節點、淨水廠節點、攔河堰節點及其他節點,需要的資訊主要為各類節點 之數量及編號,除此之外,不同總類之節點有其不同之額外資訊,如蓄水 節點之初始蓄水量及蓄水優先順序,需水節點的需水優先順序及各分層所 佔的需水比例,淨水廠的處理能力限制等。箭線部分主要資訊也是各類箭 線的數量與編號,此外就是箭線上之流量限制的資訊。最後為描述系統之 二維陣列。格式如圖 4-8 系統描述輸入檔。
Start_System_Input 1.是否考慮乾旱應變規則
drought_rule:(考慮為 1,不考慮為 0)
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2.係數陣列的大小(4-6 式的 a 矩陣) all_links:(所有箭線數量)
all_nodes:(所有節點的數量)
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3.水庫分層 re_ly:(水庫分層數) 各類節點 4.水庫節點
re_numbers:(水庫節點數量) reservior_nodes:(水庫的節點編號)
rank_re:( 對應上述節點編號之順序,填入 1~9 之數字代表蓄水優先順序,數字小的優先) initial_s:(對應上述節點編號之順序,各水庫初始蓄水量)
balance_re_numbers:(要做指標平衡的水庫數量) ba_re:(要做指標平衡水庫的節點編號,若上述為 0 填 0) _____________________________________
5.需水節點
de_numbers:(需水節點數量) demand_nodes:(需水節點編號)
rank:( 對應上述節點編號之順序,需水節點優先順序,數字小的優先)
discount:( 對應上述節點編號之順序,需水節點分層對應水庫分層,每層所佔的需水比例) _____________________________________
6.淨水廠節點
tr_numbers:(淨水廠節點數量) treatment_nodes:(淨水廠節點編號) tr_up:(淨水廠處理能力上限)
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7.攔河堰點
we_numbers:(攔河堰節點數量) weir_nodes:(攔河堰節點編號)
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8.其他節點
ot_numbers:(其他節點數量) other_nodes:(其他節點編號) 各類箭線
9.入流箭線
river_numbers:(入流箭線數量) river:(入流箭線編號)
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10.有上限之箭線
up_limit_links:(有上限限制的箭線數) up_link:(有上限之箭線編號) ull:(up_link 箭線上限限制)
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11.基流量限制
low_limit_links:(有基流量限制的自然河道) low_link:(自然河道編號)
lll:(low_link 箭線下限限制)
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12.雙向館路
two_ways_numbers:(有幾組雙向管路) two_ways_links:(由上而下是第 1 到第 n 組)
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13.系統矩陣 nods_links:
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End_System_Data
圖 4-8 系統描述之輸入檔
2. 水庫蓄容量與需水量資料(Zones_and_demands_data.txt)
此檔案是用於輸入模擬的年數、各水庫在每個時刻下各分層之蓄容量以 及各需水節點在每個時刻下的需水量,於蓄水節點的資訊部份,先填入其 蓄水節點之編號,在填入對應此編號之水庫各分層在各時刻下之最大蓄 容。需水節點部份同蓄水節點,但是在填入對應之需水量時直接填入各時 刻之計畫供水量,分層的部份由程式讀取 System_data 中之需水比例資訊自 動完成分層動作,時序資料之輸入檔如圖 4-9。
3. 入流量資料(inflow_data.txt)
為進入該水資源調配系統之河道流量資料,先填入其箭線編號,再對應 此編號輸入流量資料,其輸入檔如圖 4-10。
Start_Zones_and_demands_Data
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下列的資料皆不考慮閏年中的 2 月 29 號
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years:(模擬年數)
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蓄水節點各分層蓄容量
(第一列第由左而右為各分層蓄容量(假設分為 3 層,由左而右設定為,嚴重下限-呆容量、下限-嚴重下限、上限-下限) (一列為一天,依上述填入 365 天的資料)
---
storage:(蓄水節點在 365 天中依供水優先順序所對應的各層最大蓄容量) ---
node_number:(蓄水節點編號)
data:
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需水節點
--- demands(公共需水)
--- node_number:
data:
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End_Timing_Data
圖 4-9 水庫蓄容量與需水量資料之輸入檔
Start_Inflow_Data
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input
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link_number: (入流箭線編號) inflow:
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End_Inflow_Data
圖 4-10 入流量資料之輸入檔
4. 乾旱應變規則(drought_rule.txt)
此輸入檔為石門水庫所訂定之乾旱應變規則,內容主要為水文情勢判斷 依據,農業休耕的各項規則的設定,以及各級乾旱的公共農業供水打折率,
其輸入檔如圖 4-11。
Start_Drought_Rule
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hydrological:(判斷水文情勢好壞的缺水率,大於則壞,小於則好) times:(有幾個判斷是否休耕的時間點)
fallow_time:(判斷是否要休耕的時間點位於 365 天中的第幾天)
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乾旱一級
drought1_good:(乾旱一級水文情勢好的狀況下需水各層所佔比例)
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drought1_bad:(乾旱一級水文情勢差的狀況下需水各層所佔比例)
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乾旱二級
drought2:(乾旱二級需水各層所佔比例)
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乾旱三級
public_drought3:(乾旱三級公共需水各層所佔比例)
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Probability:(判斷休耕的缺水率) 部分休耕(缺水率以 p 代表)
fallow:(由上而下分別為 0.1<= p <0.3,0.3<=p<0.5,0.5<=p<1)
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未來 90 天之總入流量 Future90:
End_Drought_Rule
圖 4-11 乾旱應變規則之輸入檔