水：水資源的歷史、戰爭與未來

[[booktype]]紙

[[alternative]]Studies on Flood Hydrographs and Recurrence Analysis Using the Probability Density Function

計畫編號：NSC92-2211-E032-006研究期間：200308~200407研究經費：362,000[[sponsorship]]行政院國家科學委員

[[alternative]]Exploiting Bivariate Distributions of Hydrologic Events Using Copulas

計畫編號：NSC94-2211-E032-009研究期間：200508~200607研究經費：370,000[[abstract]]水文事件之歷程通常極為複雜，但由於其對人類社會的影響甚鉅，因此許多水資源工程的規劃與設計均會利用水文事件的某些特性作為規劃與設計的依據，最常見的即為洪水頻率分析。然而，近年來許多的研究均指出使用單一變數並不足以完整描述一複雜的水文歷程，較佳的處理方式便是經由多變數聯合機率分佈(multivariate distribution)來研究水文事件，但此需要繁複的理論分析且適用的模式並不多，另外亦需要較多的數據來推估參數及驗證模式。因此，較常用的方法便是利用較易處理的雙變數分佈(bivariate distribution)來研究水文事件中較重要的兩個特性。常用的雙變數分佈模式有雙變數常態分佈、雙變數指數分佈、雙變數gamma分佈及雙變數極端值分佈等，但此類模式的邊際分佈(marginal distribution)皆為一樣，因此無法應用於具有關聯性但邊際分佈不一致的雙變數水文事件。 聯結函數(copula)的使用則可避免此一困難，聯結函數可聯結數個單變數分佈函數而構成多變數分佈函數。使用聯結函數建立多變數分佈函數之優點在於其能分離變數間之相關性與邊際分佈間的關係，因此，在已知邊際分佈的條件下，建立多變數分佈函數僅為探討變數間之相關性而已。聯結函數為Sklar於1959年所發展，雖然已歷經四十餘年的發展，但較少應用於實務研究，惟近十年來則廣被用於保險、金融、精算等領域，至於在水文方面的應用至近幾年才有學者加以研究。本計畫之目的即為利用聯結函數來建立具有關聯性之水文事件雙變數機率分佈，而聯結函數的參數推估將採用邊際推理函數法(the method of inference function for margins，簡稱為IFM)來推估，此法為二階段分離的推估方式，首先以最大概似法(the method of maximum likelihood)推估邊際分佈函數的參數，將所推估得之參數代入聯結函數內，而後再以最大概似法推估聯結函數的參數。建立水文事件之雙變數機率分佈後，即可進行雙變數頻率分析，此可獲得傳統單變數頻率分析所無法獲取之資訊，對複雜的水文歷程可有較深入且完整之瞭解，並對水資源工程之規劃與設計有所助益。[[sponsorship]]行政院國家科學委員

[[alternative]]Assessment of the Optimal Weir Operation Policy for Flow Diversion and Instream Flow Release

計畫編號：NSC93-2218-E032-003研究期間：200408~200507研究經費：366,000[[abstract]]引水設施如攔河堰的興建與營運，雖然可為人類社會帶來供應水源的便利，但其對河川水域生態環境的影響近年來備受關注。為減緩水利設施對河川水域生態環境的負面衝擊，目前多半以維持最低河川生態流量的措施為主。但近年來對於河川生態環境的管理認為，維持河川流量的完全自然變化範圍(full range of natural variation)才是維持河川生態及生物多樣性的主要驅動力。延伸此一觀念所發展出來的變化範圍法(Range of Variability Approach, RVA)，係利用稱為水文改變指標(Indicators of Hydrologic Alteration, IHA)的水文參數來評估河川流量在量、時間、頻率、期距及變化率的改變情況，以瞭解河川流量受水利設施影響的程度及是否仍具有水利設施興建前之自然流量變化。為維持河川流量的自然變化範圍有時無法開發大量的水資源，而此會嚴重的影響到水利設施原本的引水功能及供水穩定度，因此如何在河川取水及河川生態流量之間尋求一平衡點是水資源規劃、開發及管理中非常重要的一環。由於河川取水與河川生態流量對水利設施營運而言是相互衝突的標的，因此必需利用多標的優選模式(multi-objective optimization model)來尋求最佳的水利設施營運規則，以符合引水及河川生態環境上的雙重準則。 本計畫的研究目的為利用多標的優選模式尋求符合引水需求及河川水域生態環境標準的最佳攔河堰營運策略。河川水域生態環境將以具有自然變化範圍的流量為準則，亦即以以變化範圍法的水文改變指標來評估河川水域生態環境受攔河堰引水的影響；在水利設施的營運方面將以缺水特性來評估，亦即以達不到計畫取水量的缺水率來評估攔河堰的營運成效。對於此二相互衝突的攔河堰營運標的，本計畫預計採用多標的折衷規劃(compromise programming)來尋求對河川水域生態環境影響最小且缺水率最低的攔河堰最佳營運策略。演算所得結果不僅可以瞭解攔河堰供水的風險，也儘量維持河川原有的自然流量變化，即將河川水域生態環境因攔河堰引水的負面影響降至最低，本計畫所建議的演算方法對目前的水資源管理及未來的水資源規劃將會有實質的助益。[[sponsorship]]行政院國家科學委員

代数的符号理論.組合せデザイン理論とアソシエーション・スキームの研究

平成12年度-平成15年度科学研究費補助金(基盤研究(B)(2))研究成果報告書,課題番号.1244003

The recent increasing trend of the precipitation in Sahel and its associated interhemispheric dipole of the global SST

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学位記番号：医博甲148