第一章 前言
1.1 研究動機
台灣夏季常受到颱風的肆虐，除了強勁的風力外，往往還帶來 豐沛的雨量，然而台灣地區地狹人稠，行水區域無法容量與排除過多 的水量時，將嚴重影響人民生命財產之安全。因此在颱洪期間，在顧 及水庫壩體本身安全的前提下，如何利用水庫剩餘之儲蓄空間，以適 當之水庫防洪運轉滯延或是消弭下游河道流量，減少淹水風險，保障 人民居住安全，為目前最重要的課題。
由於台灣地區雨量之時空分佈極不均衡，因此水庫為台灣地區 水資源運用上，用於調豐濟枯之主要設施，然台灣地區多數水庫普遍 存在泥砂淤積問題，每年汛期颱風豪雨從上游集水區，沖刷後挾帶大 量泥砂淤積於庫區，大幅減少水庫容積，影響水庫正常運轉效率，使 得民生與工業用水之供水穩定度大減。在水庫永續利用的角度下，藉 由各式手段清除水庫淤積，提昇水庫蓄水容積，延長水庫運用壽命，
為目前刻不容緩之重要課題。
如可運用颱風時期帶來之豐沛水量，運用水庫防洪運轉，在安 全無虞與考量後續枯水期水資源運用下，運用防洪運轉等操作手段，
以水力排砂的方式增加排放之砂量，減少水庫淤積量，可有效延長水 庫壽命。
1.2 研究目的
綜合上述，故本研究同時針對防洪、減淤及水資源供給等三個 不同角度與目標，建立一個多目標之水庫最佳規劃模式，其中整合地 表逕流模式、河道模擬演算、遺傳演算法、類神經網路及庫區泥砂動
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態分析等模式。在入流情況已知的情況之下，規劃出水庫最佳放水歷 程，在保障水庫壩體安全無虞及下游災損最小之條件下，排出最多砂 量以降低水庫庫區淤積量，增加水庫運用容積量，達到水庫永續利用 之精神；其後，利用歷史上多場颱風場次，利用水庫防洪減淤操作最 佳規劃模式進行分析所得到的結果，可提供後續規納防洪操作規線之 研究做參考。
1.3 研究流程
本研究之研究步驟如圖 1-1 所示，首先針對研究區域收集相關資 料，其中包含曾文水庫與鄰近區域之颱風降雨資料與流量資料等；其 次，建立曾文水庫與鄰近區域之模擬模式，其中包括以地表逕流模 式、河道演算模式、河川洪水位類神經模式與庫區泥砂動態分析模式 等四者。地表逕流模式可計算鄰近區域的地表逕流，作為曾文水庫之 入流量與河道演算模式之側入流量，河道演算模式則以曾文水庫放水 量與前述之側入流量計算曾文溪之河道水位，河川洪水位類神經網路 是為了加速河道演算的計算速度，經過訓練檢定完成後，本研究以此 類神經網路取代前述之河道演算模式，庫區泥砂動態分析模式則以連 續方程式，透過入庫砂量與排砂量之間的差值以及渾水潭的升降所造 成體積的改變量，推估水庫內各高程泥砂濃度的變化；接著，本研究 以遺傳演算法結合河川洪水位類神經網路和庫區泥砂動態分析模 式，建立水庫防洪減淤操作最佳規劃模式。
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資料收集
地表逕流模式建立
河道演算模式建立
河川水位類神經 模式建立 庫區泥沙動態分析模式
水庫防洪減淤操作最佳規劃模式建立
模 擬 模式 建 立
規 劃 模 式 建 立
圖 1-1 研究步驟流程圖
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