分散式逕流模式應用於石門水庫極端降雨事件之模擬

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姓名

李煜欽(Yu-Chin Lee) 查詢紙本館藏

畢業系所

水文與海洋科學研究所

論文名稱

分散式逕流模式應用於石門水庫極端降雨事件之模擬

相關論文

★ 淡水河口與近海三維水動力模式之模擬與應用	★ 風場時空變化對全球大氣-海洋二氧化碳通量計算影響之研究
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摘要(中)

本研究發展適用於模擬極端降雨事件的分散式集水區地表逕流模式，此
逕流模式考慮的水文過程包括降雨、截留、入滲、漫地流與渠道流。本論
文以石門水庫集水區為計算案例，為檢定模式之參數與適用性，模擬賀伯、
瑞伯與納莉三個颱風極端降雨事件的集水區地表逕流，並分析其地表水體
在時間與空間的變化與分佈。
我們亦探討演算時距與空間解析度、入滲與截留等水文過程參數，以及
降雨分佈的計算方式對逕流模擬的影響。驗證結果本模式可適用於考慮水
文循環現象之集水區，並有效推算洪峰流量與洪鋒時間。但因本模式簡化
部份水文循環現象造成模擬結果誤差，未來可以針對此部分的修正繼續研
究。

摘要(英)

A distributed watershed run-off model is developed to simulate the surface
water distributions on the typhoon events. The factors of hydrology are
considered in the model, such as rainfall, interception, infiltration, overland flow,
and channel flow. To evaluate this mode, we simulate the surface water
distributions of Shihmen watershed on the events of typhoon Herb, Zeb, and
Nari.With this simulation, we analyze the changes of surface water distributions
in time and space.
We also validate the effects of computation time, space resolution,
infiltration factor, interception factor, and the calculating method of rainfall
distribution on this model.The watershed run-off model can be used to simulate
the hydrology circulations in the watersheds, and calculate flood peak discharge
as well as duration effectively. Since the hydrologic cycle is simplified in the
model, there are some biases in the simulation results. Further studies of the
biases can be performed.

論文目次

中文摘要･･････････････････････････････････････････････････････i
英文摘要･･････････････････････････････････････････････････････ii
誌謝･･････････････････････････････････････････････････････iii
目錄･･････････････････････････････････････････････････････v
圖目錄･･････････････････････････････････････････････････････ix
表目錄･･････････････････････････････････････････････････････xiii
第一章緒論････････････････････････････････････････････････1
1.1 前言･････････････････････････････････････････････････1
1.2 結合地理資訊系統與水文模式･･･････････････････････2
1.3 本文架構････････････････････････････････････････････3
第二章模式統御方程式･･･････････････････････････････････4
2.1 集水區水文循環過程･････････････････････････････････4
2.2 漫地流統御方程式･･･････････････････････････････････5
2.3 渠道流統御方程式･･･････････････････････････････････7
2.4 降雨現象････････････････････････････････････････････8
2.5 截留現象････････････････････････････････････････････9
2.6 入滲現象････････････････････････････････････････････10
第三章數值離散與模式建立･･････････････････････････････12
3.1 漫地流數值離散･････････････････････････････････････12
3.1.1 漫地流數值格網･･･････････････････････････････････････12
3.1.2 漫地流差分式･････････････････････････････････････････13
3.1.3 漫地流模式模擬･･･････････････････････････････････････15
3.2 渠道流數值離散･････････････････････････････････････15
3.2.1 渠道流數值格網･･･････････････････････････････････････15
3.2.2 渠道流差分式･････････････････････････････････････････16
3.2.3 渠道流模式模擬･･･････････････････････････････････････19
3.3 降雨計算････････････････････････････････････････････20
3.3.1 距離平方反比權重法･･･････････････････････････････････20
3.3.2 算術平均法･･･････････････････････････････････････････21
3.3.3 徐昇氏多邊型法･･･････････････････････････････････････21
3.3.4 徐昇氏法･････････････････････････････････････････････22
3.4 截留計算････････････････････････････････････････････22
3.5 入滲數值離散･･･････････････････････････････････････23
3.6 模式模擬流程･･･････････････････････････････････････25
第四章模擬區域與輸入資料製作･････････････････････････35
4.1 DEM 數位高程資料･･････････････････････････････････36
4.2 河系資料････････････････････････････････････････････37
4.2.1 凹點填平･････････････････････････････････････････････37
4.2.2 流向判斷資料製作･････････････････････････････････････37
4.2.3 累積流量資料製作･････････････････････････････････････38
4.2.4 渠道斷面資料･････････････････････････････････････････38
4.3 土壤資料････････････････････････････････････････････40
4.4 土地利用資料･･･････････････････････････････････････41
4.5 極端降雨事件･･･････････････････････････････････････41
4.5.1 賀伯颱風･････････････････････････････････････････････41
4.5.2 瑞伯颱風･････････････････････････････････････････････42
4.5.3 納莉颱風･････････････････････････････････････････････43
4.6 流量資料････････････････････････････････････････････43
第五章模式檢定與模擬結果分析･････････････････････････67
5.1 分析方法････････････････････････････････････････････67
5.1.1 皮爾森相關係數･･･････････････････････････････････････68
5.1.2 納許-史托克立夫效率係數･･･････････････････････････････68
5.1.3 一致性指數･･･････････････････････････････････････････69
5.1.4 均方根誤差･･･････････････････････････････････････････69
5.2 空間解析度檢定･････････････････････････････････････70
5.3 時間解析度檢定･････････････････････････････････････72
5.4 入滲與截留現象對模擬之影響･･･････････････････････73
5.4.1 入滲現象對模擬之影響･････････････････････････････････73
5.4.2 截留現象對模擬之影響･････････････････････････････････74
5.5 不同降雨計算方式對模擬之影響･････････････････････75
5.6 不同颱風降雨事件之模擬與結果分析･････････････････76
5.7 子集水區敏感度分析･････････････････････････････････81
第六章結論與建議････････････････････････････････････････116
6.1 結果討論････････････････････････････････････････････116
6.2 研究建議････････････････････････････････････････････117
參考文獻････････････････････････････････････････････････････118

參考文獻

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[21]葉宗泰，「石門水庫集水區降雨逕流模擬」，中央大學，碩士論文，2003
年。

指導教授

蔡武廷

審核日期

2008-1-23

推文