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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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模式應用精進

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、水利DEM產製與運用

數值地形模型(Digital Terrain Model, DTM,包括Digital Elevation Model, DEM及Digital Surface Model, DSM)為落實智慧國土相關工作所需重要資料,且為國家三維底圖之基礎資料。鑒於防淹防汛為民生重大議題,淹水模擬分析已漸由區域等級提升至即時的社區及家戶等級決策需求,目前以純網格形式提供高程值之DEM資料已略顯不足,倘能搭配高精度加值三維水利圖徵資料,則可兼顧計算效率與細緻表達地形資訊之效果。自107年起內政部地政司與經濟部水利署水利規劃試驗所(以下簡稱本所)合作,產製水利數值地形模型(Hydraulic Digital Elevation Model, HyDEM),推廣細緻化淹水模擬之應用。

HyDEM以及三維水利圖徵為淹水模擬運算所需之重要基礎資料,因此特別訂定「水利數值地形資料測製及檢核技術指引」(以下簡稱本規範),提供後續HyDEM製作規範及成果品質檢核標準。

依據本規範,目前建置淹水模型主要需要幾種資料如:(1) DEM:描述地形與建立計算網格,主要影響水流的流動方向、速度等;(2)溢堤線與水域區塊:溢堤線為3公尺以上渠道,包括人工溝渠以及自然護堤的水流主要通道。水域區塊包括池塘、魚塭等有蓄水功能之設施;(3)海陸線及海堤線:海陸線為拍攝當下海陸交接處之線段;海堤線為參考主管機關所提供之資料重新繪製並給予線段結點高程資訊,將海域對於淹水之影響併入解算;(4)建物區塊範圍線:利用建物區塊範圍線內之點雲高程,計算淹水阻擋物之區域。

本規範共計產製三種成果如表,包括重新分類之光達點雲資料、內插網格資料以及三維水利圖徵成果。使用者可針對不同需求之淹水模擬(範圍大小、精度需求),直接採用HyDEM網格成果;或採用三維水利圖徵成果配合DEM成果,自行產製不同網格解度之成果。

產品名稱

內容

水利數值地形分類點雲

HyDEM LAS

將內政部空載光達案成果增加分類水流阻擋物至圖層編號29,並補正水利結構物(如溝渠兩側立面、薄牆式垂直護岸、各式堤防等)

水利數值地形模型

HyDEM

空載光達之地面點以及三維水利圖徵內的溢堤線、海陸線、海堤線所內插而得的1公尺網格。

三維水利圖徵

3D Hydraulic Feature

包含建物區塊、溢堤線、水域區塊、海陸線、海堤線共計五種類別

水利數值地形模型成果可應用於SOBEK及3Di模式中計算、都市防洪、高解析度淹水模擬、淹水警戒或其他加值應用使用。

二、全國淹水數值模型精進更新與管理

(一)緣由

本所於103年至108年陸續完成全臺19縣市及離島3縣之SOBEK二維淹水數值模型,至此本所已擁有全國唯一、最新及最完整之淹水數值模型,除可據以辦理工程規劃、設計,亦可進行各種加值運用。

為持續維持模式基本資料的正確性,確保模式計算結果的可靠度,應定期辦理現地調查工作及模型地文資料更新。故本所於106年至108年配合各項治理工程等最新地文條件改變進行全臺19縣市SOBEK二維淹水數值模型精進更新。

依照「經濟部水利署水利規劃試驗所區域淹水數值模型申請注意事項」規定,本所迄今已陸續接受並提供各產官學界許多單位來函申請所轄各計畫辦理所需之淹水數值模型,並要求各申請單位回饋提供辦理計畫時所採用之最新水利工程完竣、或更新後地文資料及數值模型予本所。

(二)過程及成果

本所全臺19縣市SOBEK 淹水數值模型精進作業區分三階段:第一階段「地文資料外業補充調查及更新」、第二階段「集水區劃設精進更新」及第三階段「淹水數值模型更新」。

  1. 第一階段「地文資料外業補充調查及更新」
    將原淹水數值模型資料盤點後針對模型條件及需要下進行外業補充調查及更新作業,以符合現地狀況及反映淹水趨勢,包含河川區排等水路位置與斷面、雨水下水道系統、抽水站、閘門、滯洪池等重要水工構造物或設施等。
  2. 第二階段「集水區劃設精進更新」
    檢核劃設以SOBEK之SCS模組所需之子集水區,並調整土地利用狀況及CN值等各地文參數。
  3. 第三階段「淹水數值模型更新」
    依據更新資料進行淹水數值模型更新並檢核其合理性。

本所針對既有各版本的SOBEK二維淹水數值模型、各產官學界回饋模型及更新資料等,分別進行有系統之整理、分類儲存與管理,同時藉由本計畫將各單位回饋之成果予以精進更新本所既有SOBEK二維淹水數值模型,可供本所淹水調查、災損評估等各類計畫參考與應用。高雄市數值高程模型更新前後淹水情況如圖1~2、及表1。

1 高雄市數值高程模型更新前淹水情況

 

圖2 高雄市數值高程模型更新後淹水情況

 表1 高雄市更新前後淹水面積比較表

淹水深度(m)

更新前淹水面積(km2)

更新後淹水面積(km2)

0.3-0.5

32.84

36.02

0.5-1

45.58

52.06

1-2

30.93

37.18

2-3

7.90

10.23

>3

2.60

8.71

 

三、淹水潛勢圖精進製作

(一)緣由

臺灣地區常受颱風、豪雨侵襲而造成淹水災害,致使人民生命及財產蒙受損失,為使各級政府對於此類災害預防及應變有所參考,故國家災害防救科技中心自民國88年起以模擬不同降雨條件下可能淹水深度及影響範圍方式,製作出全臺22個縣市第一代淹水潛勢圖,作為中央部會及所轄各級政府一般防災參考之參據。

為了提昇淹水潛勢圖精度,經濟部水利署於民國96年起至99年完成第二代淹水潛勢圖,並於民國103年起至105年完成全臺19個縣市第三代淹水潛勢圖,於107年經經濟部審議後公開。

經濟部水利署水利規劃試驗所依據「淹水潛勢圖製作手冊」於103年~105年建置完成全臺19縣市SOBEK淹水數值模式與第三代淹水潛勢圖, 並於108年製作金門縣、連江縣及澎湖縣等外島三縣中央版第一代淹水潛勢圖,並分別於107年及110年經經濟部審議後公開。

(二)製作過程

淹水潛勢圖精進製作係依「淹水潛勢圖製作手冊」規定分成三個階段製作及審查。第一階段為資料蒐集和特性分析、第二階段為模式建立和檢定驗證、及第三階段為情境模擬和成果製作。

(三)計畫成果

淹水潛勢圖共有10種定量降水情境,分別為連續6小時降水150、250、350毫米、連續12小時降水200、300、400毫米及連續24小時降水200、350、500、650毫米,如圖3為雲林縣連續24小時降水500毫米淹水潛勢圖。

圖3 第三代淹水潛勢圖(定量降水24小時延時350毫米)-以雲林縣為例


最後更新時間:2021-10-06