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重點業務與回顧

經濟部水利署

水利規劃試驗所

Water Resources Planning Institute, Water Resources Agency, Ministry of Economic Affairs
水利規劃試驗所
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  1. 首頁
  2. 重點業務與回顧
  3. 區域排水類
  4. 現行重點業務

排水水文水理模式發展與應用

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  1. 計畫緣由

    民國95年起本署鑑於地方所管轄之縣市管河川及區域排水長期缺乏整治,著手推動「易淹水地區水患治理計畫」及「流域綜合治理計畫」。本署為推動上述計畫,特責成本所編撰「區域排水整治及環境營造規劃參考手冊」以提供本署各河川局及縣市政府辦理區域排水整治及環境營造規劃。然而,該手冊所採用之水文水理模式分析方法多由河川規劃所演進而來,並未考慮到區域排水的獨特性,在實際運用上產生許多問題,包含不同水文模式的擇定造成流量計算之差異、區域排水的水路系統細緻複雜且水工構造物眾多、水理模式建置之錯誤降低模式準確性與計算效能等。近年來隨著水文觀測技術的提升,有許多水文觀測技術已逐步應用於區域排水,本所近年透過現地觀測資料的檢定驗證以擇定適用於台灣之水文模式,並透過水理模式建置SOP之建立,以提升水理模式之準確性與計算效能。

  2. 辦理情形

    為落實區域防災,本所運用第三代淹水潛勢圖成果,從104年起推動「高效能二維淹水模擬應用於整合平台」計畫,成功利用水利署FEWS_Taiwan整合平台(資料整合介紹如附錄一,平台介紹如附錄二),介接淹水潛勢圖計畫中,臺中市與臺南市的SOBEK二維淹水模式,使用氣象局之預報資料,達到每小時預報未來3小時可能淹水範圍之目標。FEWS_Taiwan整合SOBEK二維淹水模式後,藉由即時與預報雨量資訊,已將淹水模式由靜態的情境模擬,提升至動態的即時資料模擬;並不同以往水利署所採用之洪水預警架構,係以一維模擬模式為主,推進至二維淹水預警的計算與整合,對於可能淹水區域的預警工作是重要的里程碑。

  3. 計畫成果

    1. 現地觀測

      現地觀測主要於模式測試基地中進行各種水文現象的觀測,包含雨量、水位、流量、淹水位等。並透過不同觀測技術之運用提高觀測之準確度。本所自101年起設置3處模式測試基地,包含宜蘭縣宜蘭河(河川)、高雄市典寶溪排水(區域排水)、臺中市劉厝溪(雨水下水道),其目的主要是提供國內治水規劃在實務應用上所採用的水文與水理模式參數檢定驗證用。我們自2012年7月起針對實驗流域內之雨量、水位、流速及淹水監測站進行監測。此外,我們也採用聲波都卜勒流剖儀(Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP)對於河川斷面流速分布進行量測。

      測試基地自記式觀測儀器

      照片1 測試基地自記式觀測儀器

      利用ADCP進行河道斷面流速剖量測(宜蘭河宜興橋)

      照片2 利用ADCP進行河道斷面流速剖量測(宜蘭河宜興橋)

    2. 水文模式

      水文模式的分析主要透過模式測試基地所提供的現地觀測資料,進行不同水文分析方法之分析與比較,包含降雨逕流模式、入滲公式、集流時間等,以擇定較適用於台灣之水文模式。本所利用高雄市典寶溪與宜蘭縣宜蘭河的現地水文觀測,進行不同水文模式之比較,提出較適用於台灣之降雨逕流模式為SCS無因次單位歷線、入滲公式為SCS CN法、集流時間為SCS漫地流配合渠流公式,相關成果將納入「區域排水整治及環境營造規劃參考手冊」相關水文分析流程。

    3. 水理模式

      與河川相較區域排水的水路系統細緻複雜,水工構造物眾多,基本資料蒐集不易。因此,水理模式的發展主要著重在提高水理模式之正確性與模式計算效能,並建立水文模式長期維護管理機制。本所將完成SOBEK二維淹水模式建置與維護管理之SOP,以提升模式使用之正確性與計算效能,包含集水區劃設SOP、資料調查SOP (包含斷面資料、數值高程模型DEM、水工構造物)、資料檢查SOP、有效網格SOP、FEWS Link SOP等。

    4. 淹水預報

      隨著電腦運算速度提升,利用FEWS_Taiwan穩定排程作業能力,配合快速的平行計算架構,輔以基礎資料的穩定更新提升模式正確性與計算速度,可達成即時淹水預警的目標。

      為嘗試未來利用全台22縣市的SOBEK二維淹水模式,執行即時淹水預警的工作,本計畫介接臺中及臺南等2個縣市的SOBEK模式至FEWS_Taiwan,以拓展淹水預警範圍。而在颱洪期間,需維持FEWS_Taiwan淹水預警功能的正常運作,在考量預警功能不中斷的情況下,定期並穩定提供二維淹水模擬資訊。

  4. 水文氣象觀測整合平台FEWS_Taiwan系統架構圖

    水文氣象觀測整合平台FEWS_Taiwan系統架構圖


最後更新時間:2019-08-22