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灌溉水門自動化之監測與調控架構建構

為了解決無法使用 預 設 閘 道 WIN11的問題，作者洪嘉鴻 這樣論述：

臺灣的水文狀況特殊，實際可用水量遠低於世界平均，雖然臺灣擁有非常多可以儲存水資源的水庫，但旱災的發生在近年來卻無法避免。因此水資源調度的課題一直以來都被政府與學術界頻繁討論，以目前實務上的操作，旱災發生時通常會減少農業灌溉用水量，將省下的水資源調度至工業及民生用水。過往研究針對灌溉用水的開源節流做了許多探討，為的就是降低不同用水部門間的需水衝突，但卻較少探討現行灌溉水粗放的輸配方式所導致的浪費，且因為灌溉渠道的物理限制，使現行水資源調度的研究難以真正地在水利會調配灌溉水時實現。本研究由輸配水方式切入水資源調度的課題，若能改變現行的供水方式，就能夠節省部分一直以來被浪費的灌溉水，以達農業與其他

需水部門的雙贏局面。本研究引入在世界各地已經成熟發展的渠道自動化系統(Canal automation system)架構，在臺灣現有的灌溉系統中，建立一個灌溉水門自動化監測與調控的架構，以減少輸配水造成的水資源損失，亦即以智慧灌溉水管理為目標，提出一套合理且概括性的建構流程，以供後續相關部門及或研究單位參考。本文以軟體面探究智慧灌溉水管理的建置與執行，以概括性的思維探討智慧灌溉水管理建置初期會面臨的主要問題，分為兩大目標：(1)渠道水位感測器最佳布建、(2)渠道控制模式建構與設計，利用水文物理模型模擬渠道系統，探討水位監測資應用於渠道閘門開關的控制，使不同取水點水位能夠保持在目標的高度。本研

究以石門水利會灌區作為研究區域，利用HEC-RAS模式模擬一維的渠道水位變化。應用資訊理論(Information theory)建立智慧灌溉水管理中必要的水位感測器布建演算法，以客觀的方式選擇布建感測器的位置；再利用監測資料發展系集卡曼濾波(Ensemble Kalman filter)方法逼近真實的灌區系統，並搭配適用於高度不確定性模式的模糊控制(Fuzzy control)，進行不斷更新的灌溉水門調控策略，研究成功建立以HEC-RAS模式為基礎的渠道自動化架構，並在架構中的兩個重要主題上有全面性的探討，使相關單位更容易想像並精進智慧灌溉水管理系統。