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標題: 台中發電廠近海海域水溫擴散模擬之研究
Simulation on thermal distribution in coastal waters of Taichung Power Station
作者: 楊士弘
Yang, Shih-Hung
關鍵字: Taichung Power Station
台中發電廠
Thermal Discharge
Heat dispersion model
Finite difference method
溫排水
擴散模式
有限差分法
出版社: 環境工程學系所
引用: Chu, W.S., and S. Gardner, “A Two-dimensional Particle Tracking Estuarian Transport Model”, Waterway Resource Bulletin, Vol.22,No.2, 1986. Di Toro, D.M., and Connolly, J.P. “Mathematical Models of Water Quality in Large Lakes, Part 2: Lake Erie”, EPA-600/3-80-065, p.90-101, 1980. Dronker, 1969, “Tidal computations in rivers, coastal areas and seas,” Hydraulics Divi-sion ASCE 95, p.44-77 Hwang, D.C., “Simulation of Water Pollution in a Harbor”, Master Thesis, AIT, Bangkok, 1985. Leendertse, J.J., “Aspects of a computational model for long-period water-wave propagation,” RM-5294-PR, Rand Corp. Santa Monica, California, 1967. Ponce, V.M. and S.B. Yahusako, “Mathematical Modeling of Circulations in two-dimensional Plane Flow”, U.S.A, 1980. Stelling, G.S., Wiersma, A.K., and Willemse, J.B.T.M., “Practical aspects of accurate tidal computations,” Journal of the Hydraulics Engineering, ASCE, Vol. 112, No. 9, September, 1986. Tett, P. “Ecology of Microbial Communities”, Society for General Microbiology Symposium Vol.41, Cambridge University Press, p.387-425, 1987. Thomann, R.V., R.P. Winfield, Di Toro, D.M. and O''Connor, D.J. “Mathematical Modeling of Phytoplankton in Lake Ontario, Part 2 Simulations Using Lake 1 Model ” U.S. Environmental Protection Agency, Grosse Ile, MI, EPA-600/3-76-065, 1976. 中央氣象局,氣候資料年報,1987~1997。 王銀爽,「電廠溫排水數值模擬」,碩士論文,河海大學,2007。 台中港工程局,「台中港自然現象資料調查研究」,1973。 台中港務局,「94年度台中港區環境監測分析」,2005。 宇泰工程顧問公司,「台中港南填方區圍堤封口研究計畫-期末報告」,2005。 吳仁友、黃良雄、曾鈞敏,「感潮河口之水理計算-以鹽水溪為例」,中國土木水利工程學刊,第13卷,第3期,2001。 吳富春、李國昇、陳宣宏,「河川棲地模式PHABSIM 之水理計算敏感度分析」 台灣水利第46卷第2期, 46(2)p60-69,1998。 京華工程顧問股份有限公司,台中發電廠西堤附近水深測量94 年測量報告,2005 京華工程顧問股份有限公司,台中發電廠海域水文監測季報,2007~2008。 京華工程顧問股份有限公司,台中發電廠環境監測年報,2007。 柳文成,「感潮河系之水理與水質動態傳輸模擬研究」,博士論文,台灣大學農業工程研究所,台北市,1998。 孫艷濤,王惠民,吴修鋒,「温排水對水體生態環境影響的分析及處理」,水資源保護,第24卷,第2期,2008。 郝瑞霞、韓新生,「潮汐水域電廠溫排水的水流和熱傳輸准三維數值模擬」,水利學報第8期,p68-72,2004。 陳函馨,「以系統動力學建立感潮河川水理與水質模式」,碩士論文,中山大學海洋環境及工程研究所,高雄市,2002。 陳俊吉,「台中港水質污染改善對策之探討」,碩士論文,逢甲大學環境工程與科學研究所,2006。 陳俊男,「以數值方法模擬大鵬灣初級生產力之研究」,碩士論文,中山大學海洋環境及工程研究所,高雄市,2002。 黃俊欽,「南段開口(孔)對台中港水質污染擴散之影響」,碩士論文,逢甲大學土木及水利工程研究所,台中市,2000。 溫生輝、陳季良,「廈門附近海域潮流場的數值模擬」,海洋學報,第18卷,第2期,1996。 經濟部水利署,中華民國九十四年台灣水文年報,2005。 龍風發電計畫環境影響說明書,第6章,2008。 蘇皇信,「台中港港型變化對港灣水質污染擴散之影響」,碩士論文,逢甲大學土木及水利工程研究所,台中市,1996。 蘇國旭 龔誠山 林家輝 鄭連焜,「二維水理數值模式在淡水河之應用」,第八屆海峽兩岸水利科技交流研討會論文集,2004。
摘要: 本研究以數值模式模擬台中發電廠溫排水之擴散情形,應用有限差分法進行模式演算,探討因溫排水水量、陸域邊界及排放位置的改變,對於近海海域所造成流場分佈及水溫擴散之影響。 模式的建立分為海域水理及水質兩部份。水理模式主要以調和分析法計算海域之潮位變化,配合以連續及動量方程式所推導之二維水理模式,進行台中發電廠近海海域之流場分佈模擬,待海域流場趨於穩定後,再導入以質量平衡觀念所推導之水質模式,完成溫排水擴散之模擬研究。而在數值分析方法部分,本研究則應用有限差分法進行相關方程式之改寫,配合交換方向隱式法(Alternating Direction Implicit, ADI)及雙掃法(Double Sweep)進行模式的模擬計算,以兼顧演算過程之便利性及穩定性。 結果顯示,西移溫排水排放口後,模擬海域之熱污染評估指標(TI)均為正值,說明排放口遷移對於台中發電廠近海海域之水溫擴散分佈具有正面效益,建議列為優先採用方案。另增建汽力機組或增建二期灰塘後,因模擬海域之TI值均為負值,說明以當前之海域條件,並無法有效消除因溫排水量增加或排放口鄰接海域面積縮小對海域所產生之負面衝擊,建議謹慎考量相關配套措施,以免對海域生態造成無法彌補的傷害。 應用TI值進行海域水溫變化情形之探討,可有效評估不同方案對海域水溫擴散之影響,建議台中發電廠於往後之工程規劃時,將TI值納入做為熱污染評估指標,以提昇工程計畫之週延性,保障海域之永續發展。
A numerical model is established to simulate the temperature distribution in coastal waters near Taichung Power Plant due to thermal discharge. Effects of increasing discharge rate, changes in shore configuration and outlet position were discussed. The established model could be divided into two part: hydrodynamic model and water quality model. Two-dimensional finite-difference model was proposed in hydrodynamic model. A modified alternating-direction-implicit (ADI) scheme was utilized which are able to ensure convenience and stability. The water quality model was introduced after the hydrodynamic calculations become steady. Temperature dissipation due to radiation was ignored to seek the worse case. Four cases were proposed and simulated and evaluated their temperature rise on discharging area and the bird conservation area in Wu-Si estuaries. Thermal-index (TI) value was introduced to compare within these cases. The result shows that the TI showed positive if the outlet position moves westward after the construction of the new boilers and the second stage ash pond. It indicates that the movement of outlet position has benefit to spread warm water and is strongly suggested. In addition, TI Index is able to evaluate the environmental effects before construction; it is suggested to take TI assessment into consideration in project planning stage for sustainable development.
URI: http://hdl.handle.net/11455/5568
其他識別: U0005-0107200900052500
文章連結: http://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-0107200900052500
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