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系統識別號 U0002-2306201217161600
中文論文名稱 臺灣南部水資源供需之海水淡化研究
英文論文名稱 Water Resources Supply And Demand of Desalination Research in Southern Taiwan
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Water Resources and Environmental Engineering
學年度 100
學期 2
出版年 101
研究生中文姓名 曾鈺芳
研究生英文姓名 Yu-Fang Zeng
電子信箱 yvonne19879247@gmail.com
學號 699480769
學位類別 碩士
語文別 中文
第二語文別 英文
口試日期 2012-06-21
論文頁數 102頁
口試委員 指導教授-王士紘
委員-黃慶隆
委員-王茂興
中文關鍵字 海水淡化  地下水  農業休耕  LINGO模擬  單價 
英文關鍵字 Desalination of seawater  groundwater  recovery of agricultural  LINGO simulation  the unit price 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 水為人類不可或缺之資源,因於南臺灣豐枯不均極為嚴重。可靠水源不穩定,水庫淤積、地下水超抽導致海水入侵。缺乏大型蓄水設施蓄豐濟枯。導致目前枯水期必須部分仰賴移調農業用水甚至河川保育用水因應給予生活及工業用水。臺灣面臨八年來最嚴重的旱象造成限水上危機,也造成國家經濟重大衝擊。
本研究主要以不超抽地下水及不抽取地下水為指標原則,統計並推算出未來10年後南部地區各標的總缺水量及農業休耕用水方面以海淡水取代。使用LINGO最佳化模式軟體,由六個方案的目標問題及限制式估計出南臺灣各方案最佳耗資成本。進一步評估臺灣南部海岸概況,建設海淡廠適合廠址,供給未來建廠作為考量。
海水淡化資金龐大但也是必要的,對此問題做出最佳耗資成本。眾多方案決策中可看出未來10年後總缺水趨勢。臺灣目前經濟情況即可接受之作法範圍,以不超抽取地下水及復甦農業休耕情況下,相較每年不抽地下水方案之相比,目前臺灣南部以方案三之需求、作法及所耗資費用較為目前較佳之狀態。維持不超抽地下水之條件,另一方面創造出農耕經濟產值增加的情況下才是目前最佳決策之方案。我們仿效新加坡規模及技術期望可達到不為水困惑並評估出南部臨海區可能及建廠最佳地區,希冀臺灣未來糧食能無缺及穩定國內水資源。
英文摘要 Water indispensable for human resources, water resources is extremely uneven in southern Taiwan. Reliable resources are not stable, reservoir sedimentation, and groundwater pumping lead to seawater intrusion. Taiwan is lack of large water storage facilities. Current dry season must rely on adjusting agricultural water or river water conservation should be given to life and industrial water. Taiwan faces the most serious effects caused signs of drought crisis during eight years, significant impact of national economy.
In the study, no-excessive pumping of groundwater and non-extraction of groundwater are indicators principle, I count life, industry, and agriculture general trends of water shortage in the southern region after ten years, it is replaced by desalination of seawater. Using LINGO optimization software, the six scenarios issues and constraints, it estimated water scale and number of desalination plant built in the southern region, the best objective function made up of costs, and estimates the best costs for different scenarios. Further assessment of Taiwan's southern coast sites, desalination plants for the construction site and it supply future construction as consultation.
Huge desalination funds is also necessary, it make the best costs on this issues.
Many scenarios decision water shortage of trend in the future after ten years. Currently Taiwan economic situation can be accepted. No-excessive pumping of groundwater and recovery of agricultural fallow situation, it compared with annual non-extraction of groundwater program. Currently Taiwan economy is scenarios of three demands, methods, and the better costs in southern Taiwan. Remain no-excessive pumping of groundwater conditions, on the other hand creating agricultural output increased program is the best decision under the circumstances. We follow Singapore hopes to achieve scale and technology not for confusion and assess the desalination plant and it is probably the best area in southern coastal area, hoping Taiwan food is no default and steady water resources in the future.
論文目次 目 錄

中文摘要 I
英文摘要 II
目 錄 i
表目錄 iv
圖目錄 vi
第一章 前言 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究區域 3
1.4 研究架構 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 臺灣水資源現況及趨勢 5
2.1.1 氣象水文及地形特性 5
2.1.2 人口快速增長及用水據增 6
2.1.3 水資源管理方面 7
2.1.4 臺灣地區水資源利用概況 8
2.2 臺灣南部區域用水標的之分析 9
2.2.1 生活用水 11
2.2.2 工業用水 13
2.2.3 農業用水 16
2.2.4 農業休耕 19
2.3 臺灣南部區域未來各標之用水推估及需求量 21
2.3.1 臺灣南部地區生活用水推估 21
2.3.2 臺灣南部地區工業用水推估 23
2.3.3 臺灣南部區域歷年各標的總需水量推估 24
2.3.4 臺灣近年颱風侵襲之分析 26
2.4 臺灣水資源供應之分析-主要探討南部區域 28
2.4.1 水庫 29
2.4.2 河川取水 31
2.4.3 地下水 32
2.5 臺灣建造海水淡化廠必要之分析 34
2.6 海水淡化之簡介 34
2.6.1 興建海水淡化廠條件-考慮之因素 35
2.6.2 海水淡化優缺點 43
2.6.3 開發海水淡化廠主要考量的成本因素 45
2.6.4 綜合以上製成海淡水之觀點 48
2.7 國內外推動海水淡化新水源之情形 49
2.7.1 國外推動海水淡化新水源之情形 49
2.7.2 國內推動海水淡化新水源之情形 52
第三章 研究方法 56
3.1 綜合臺灣南部區域歷年供需總水量及水資源問題探討 56
3.2 模式構建 58
3.2.1 數學模式 58
3.2.2 符號說明 59
第四章 研究結果 60
4.1 模式假設條件 61
4.2 模式應用 62
4.2.1 方案一 62
4.2.2 方案二 64
4.2.3 方案三 66
4.2.4 方案四 68
4.2.5 方案五 70
4.2.6 方案六 72
4.3 方案小結SWOT分析 74
4.4 臺灣南部海水淡化廠進一步分析(本研究暫不探討土地產權) 82
4.5 海水淡化廠區初步探討 82
4.6 小結 92
第五章 結論及建議 94
5.1 結論 95
5.2 建議 96
參考文獻 99


表目錄

表2.1 臺灣南部區域保育用水統整 10
表2.2 臺灣南部區域歷年生活用水量統整 12
表2.3 歷年臺灣南部區域自來水供(出)水量與用水量調配關係 13
表2.4 臺灣南部工業區 13
表2.5 歷年臺灣南部區域工業用水量及水源別 15
表2.6 歷年臺灣南部區域農業用水統計表 16
表2.7 歷年臺灣南部區域灌溉面積及用水量 17
表2.8 歷年臺灣南部區域養殖用水引水統計 18
表2.9 歷年臺灣南部區域畜牧用水量統整 19
表2.10 臺灣灌溉用水量分析 20
表2.11 各用水南區目標年人口推估表 22
表2.12 各用水南區之目標年生活用水水源需求量(趨勢量) 22
表2.13 臺灣南部歷年各期程總需水量_含非水利會及非台糖農場灌溉用水 25
表2.14 臺灣南部區域歷年各期程總需水量_不含自行取水 25
表2.15 以民國100年為主推估110年各標的總缺水量表 26
表2.16 水庫壩堰之有效容量與總容量 30
表2.17 臺灣南部 98 年重要水庫淤砂 30
表2.18 臺灣南部區域重要河川資訊 32
表2.19 臺灣南部區域地質 35
表2.10 2006~2011年臺灣南部區域海域水文特性-海水溫度及鹽度 38
表2.11 2006~2011年 臺灣南部區域海域水文特性-潮汐及潮流 39
表2.12 2006~2011年臺灣南部海域水質檢測項目指標 41
表2.13 2006~2010年臺灣南部海域水質檢測合格率 41
表2.14 臺灣南部區域現有電廠 42
表2.15 各種水質標準與海水淡化製成水質標準比較表 46
表2.16 各種海水淡化製程生產每噸淡化水的能源耗費比較表 48
表2.17 臺灣與新加坡之比較表 51
表2.18 國內已完成及目前運作之海水淡化廠 52
表2.19 臺灣現有海水淡化廠營運概況與投資金額(中華民國 98 年底) 53
表2.20 彰濱及雲林海水淡化廠址區與開發規模潛勢 彙整表 54
表4.1 方案總比較 74
表4.2 臺灣南部區域海水淡化建廠評估 93

圖目錄

圖1.1 臺灣地區水資源分區圖 3
圖1.2 研究架構圖 4
圖2.1 臺灣地區年平均降雨量 5
圖2.2 臺灣各地區年平均降雨量 6
圖2.3 臺灣地區歷年人口成長 7
圖2.4 臺灣水資源運用情形 9
圖2.5 臺灣各標的用水概況 11
圖2.6 民國 98 年臺灣地區工業面積比 15
圖2.7 歷年臺灣灌溉用水量趨勢圖分析 20
圖2.8 臺灣生活用水需求推估流程圖 22
圖2.9 臺灣工業用水需求推估架構圖 24
圖2.10 南部區域生活及工業用水供需圖(不含自行取水與工業專管) 27
圖2.11 南部區域生活及工業用水供需圖(不含自行取水與工業專管) 28
圖2.12 臺灣各標的用水水源分析(91~97年平均值) 29
圖2.13 南部區域主要河川示意圖 31
圖2.14 臺灣地下水各區使用量 32
圖2.15 民國 98 年臺灣南部地層下陷概況 33
圖2.16 歷年及各國海淡廠單位造水成本 34
圖2.17 嘉義縣市行政區域-海水淡化廠位置規劃圖 36
圖2.18 台南市行政區域-海水淡化廠位置規劃圖 36
圖2.19 高雄市行政區域-海水淡化廠位置規劃圖 37
圖2.20 屏東縣行政區域-海水淡化廠位置規劃圖 37
圖2.21 海淡水製造過程 47
圖2.22 彰濱海淡廠廠址區域 55
圖3.1 目前臺灣水資源措施 57
圖3.2 本研究問題構想-以臺灣南區總缺水量(億噸/年)為主 58
圖4.1 東石海埔新生地與鹿草垃圾化廠地圖 83
圖4.2 七股鄉鹽場與七股鄉垃圾焚化場地圖 84
圖4.3 台南科技工業區與安南區城西垃圾焚化廠地圖 85
圖4.4 高雄科學工業園區與高雄市岡山垃圾資源回收(焚化)廠地圖 86
圖4.5 永安工業區與興達火力發電廠地圖 87
圖4.6 高雄加工出口區與火力發電廠地圖 88
圖4.7 臨海工業區與大林火力發電廠地圖 89
圖4.8 屏南工業區與第三核能發電廠地圖 90
圖4.9 第三核能發電廠地圖 91
參考文獻 參考文獻
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