考慮容量擴張之非拘限含水層水量管理規劃模式

一般而言，用水需求皆隨著經濟及人口的成長而與時俱增，因此水資源開發最經濟而合理的方式應該是隨著需求增加而逐步增大其規模，對於地下水管理而言，因為地下水抽取容量直接與水井數相關，因此更適合於此種容量逐漸擴增的營運方式，惟此問題就計算上而言，包含了離散型變數、非線性及動態等特性，以往並未有演算法或模式，可完整的解此問題。本研究乃應用遺傳演算法與最佳控制理論針對二維非拘限含水層系統，發展考量容量擴增下之地下水最佳水量管理規劃模式，模式特色在基於容量逐步擴增的原則下，能完整考量不同階段包括固定成本及操作成本的系統總成本。模式乃以遺傳演算法為主要演算架構，其中每一條染色體代表一組所有階段之設井數量與位置，對於每一條染色體再以可微分動態規劃求其最佳抽水量與操作成本。研究結果顯示，考慮容量擴張的影響而分階段的增建井，不但較符合實際現況，也大幅降低設井成本及總成本。由於本模式考量的容量擴增為更合理的規劃型態，並能在可接受的計算資源下求得其最佳解，因此可為提昇地下水資源管理效率的有力工具。