應用土地利用變遷模式與水文模式分析氣候變遷下水文通量之變化

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吳幸娟(Hsing-Chuan Wu) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

應用土地利用變遷模式與水文模式分析氣候變遷下水文通量之變化
(Application of Land Use Changes Model and Hydrological Model to Analyze the Impact of Hydrological Fluxes of Climate Change)

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摘要(中)

土地利用變遷受到自然環境、社會經濟、政策發展與人為活動等因素之間交互作用影響，土地利用型態與格局改變，以水資源的角度考量，會對水文環境造成衝擊，而全球暖化造成大氣中溫室氣體的增加，亦會改變水文循環，故本研究整合未來土地利用變遷與氣候變遷情境，進而討論未來水文通量的變化。本研究應用土地利用變遷模式(CLUE-s)、水文模式(MGWLF)以及氣象合成模式(WGEN)，探討鳳山溪流域2031年在土地利用變遷與氣候變遷之情境下，流域內水文通量的變化。使用地理資訊系統分析影響土地利用變遷的驅動因子，利用CLUE-s模式模擬未來土地利用的格局變化，並採用大氣環流模式(GCMs)進行未來氣候變遷下氣象資料之模擬，將未來土地利用變遷與氣候情境之結果帶入到MGWLF模式中，進行水文通量變化之探討。模擬結果顯示在未來氣候變遷與土地利用變遷情境下，月平均河川流量、基流量以及蒸發散量分別減少1.06cm、0.59cm、0.45cm；在未來氣候變遷與土地利用現況情境下，月平均河川流量、基流量與蒸發散量分別減少0.97cm、0.57cm、0.22cm，可知未來土地利用變遷會加劇水文通量的變化。而在目前氣候情境之下，比較未來土地利用變遷與目前土地利用現況，月平均河川流量與蒸發散量分別增加0.04cm及0.02cm，基流量減少0.08cm，對比未來氣候變遷情境之結果，氣候變遷造成水文通量的變化，比土地利用變遷造成之影響更為劇烈。

摘要(英)

Land use change, being the consequence of the interactions of the environment, society economic, policy and human activity, causes signiﬁcant impacts on water environment. These impacts can be magnified under climate change (global warming) situation which is expected to rise the temperature and alter the hydrological cycle. This study investigates both land use changes and climate changes to analyze the impact of hydrological fluxes under future scenario. The CLUE-s model and MGWLF model were to employed to estimate the impacts of hydrological fluxes of Fongshan River basin in Northern Taiwan, given land use changes and climate changes condition projected in 2031. For data analysis, GIS was employed to analyze the driving forces of land use changes, then CLUE-s model to project the land use changes and GCMs model to take into account the climate change in 2031. The outcomes of land use change and climate change were investigated with the use of MGWLF model to estimate the variation of hydrological fluxes. The results of simulation indicated that the monthly stream flow, base flow and evapotranspiration decreased 1.06 cm, 0.59 cm and 0.45 cm, respectively. However, the impacts of climate change with current land use condition showed monthly stream flow, base flow and evapotranspiration decreased 0.97 cm, 0.57 cm and 0.22 cm, respectively. Under current climate condition, the impacts compared between the land use change and current land use showed that the monthly stream flow and evapotranspiration increased 0.04 cm and 0.02 cm, respectively, while the base flow decreased 0.08 cm. In conclusion, the relative influence on hydrologic fluxes due to climate change was far more larger than that due to land use change in this specific region.

關鍵字(中)

★ 土地利用變遷
★ CLUE-s模式
★ MGWLF模式
★ 氣候變遷

關鍵字(英)

★ Land use change
★ CLUE-s model
★ MGWLF model
★ Climate change

論文目次

目錄
摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XI
第一章緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究架構 2
1.4 研究流程 3
1.5 研究假設與限制 5
第二章文獻回顧 6
2.1 土地利用變遷研究 6
2.1.1土地利用變遷 6
2.1.2 土地利用變遷驅動因子 8
2.2 土地利用變遷模式 10
2.2.1土地利用變遷模式介紹 10
2.2.2 CLUE-s模式應用於土地利用變遷之相關研究 13
2.3 水文模式 15
第三章研究方法與材料 17
3.1 研究區域概述 17
3.1.1 流域概況 17
3.1.2 水文資料 18
3.1.3 地文資料 19
3.2 CLUE-s模式 21
3.2.1模式結構 21
3.2.2土地利用變遷驅動因子 25
3.2.3 土地利用發展情境設置 30
3.3 GWLF水文模式 44
3.3.1 GWLF模式理論 44
3.3.2 MGWLF模式理論 46
3.4 氣候變遷 48
3.4.1日溫度模擬模式 48
3.4.2日雨量模擬模式 48
3.5 氣候變遷預設情境 49
3.6 模式驗證方法 50
3.6.1 土地利用模式模擬檢定 50
3.6.2 水文模式模擬檢定 52
第四章模擬結果與探討 54
4.1 土地利用變遷驅動因子分析 54
4.1.1二元邏輯式迴歸模式檢定 54
4.1.2二元邏輯式驅動因子分析結果 61
4.1.3二元邏輯式驅動因子結果比較 67
4.2土地利用變遷模擬結果與驗證 69
4.2.1土地利用變遷模式驗證 69
4.2.2土地利用變遷情境模擬結果 71
4.3 集水區水文量模擬 79
4.3.1 MGWLF模式參數 79
4.3.2 MGWLF水文模式驗證 85
4.4 土地利用變遷與氣候變遷對水文通量之影響 87
4.4.1 氣候變遷對水文通量之變化 87
4.4.2未來氣候情境與土地利用變遷之水文通量 89
第五章結論與建議 97
5.1結論 97
5.2建議 98
參考文獻 99

參考文獻

1.丁志堅，「運用馬可夫鏈模式度量土地利用變遷之研究」，碩士論文，國立台灣大學地理學系 (1994)。
2.丁志堅，「屏東平原土地利用變遷分析與模式建立」，博士論文，國立臺灣大學地理環境資源學研究所 (2002)。
3.王如意、易任，「應用水文學」 (2001)。
4.行政院國家科學委員會，「臺灣氣候變遷科學報告2011」 (2011)。
5.吳振發，「土地利用變遷與景觀生態評估方法之建立」，博士論文，國立臺北大學都市計劃研究所 (2006)。
6.吳佩蓉，「整合土地利用模式與水文模式於集水區景觀生態規劃管理」，國立臺灣大學生物環境系統工程學研究所 (2007)。
7.何英彬、姚艷敏、唐華俊、陳佑啟、陳仲新、楊鵬、於士凱，「土地利用/覆蓋變化驅動力機制研究新進展」，中國農學通報 29(2)，pp.190~195 (2013)。
8.李萬凱，「應用UrbanSim分析台北市土地使用變遷之研究」，博士論文，國立臺灣大學土木工程學研究所 (2008)。
9.林怡妏，「改良GWLF模式應用於集水區不同時距流量推估」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所 (2012)。
10.林裕彬，「土地使用變遷模式回顧與比較」，國土資訊系統通訊季刊 No. 77 pp.46~53 (2011)。
11.范純志，「氣候變遷對臺灣地區地下水補注量的影響」，碩士論文，國立台灣大學農業工程研究所 (2005)。
12.洪念民，「氣候變遷對大安溪水資源營運之影響」，碩士論文，國立台灣大學農業工程學研究所 (1996)。
13.梁文敏：www2.cmu.edu.tw/~biostat/epaper/download.php?id=79 (2014)。
14.黃書禮、蔡靜如，「台北盆地土地利用變遷趨勢之研究」，都市與計畫 27(1)，pp.1~23 (2000)。
15.蔡佩璇，「土地使用分區管制對都市土地使用變遷之影響」，碩士論文，國立成功大學都市計畫學系 (2009)。
16.陳芃妤，「應用細胞自動機模擬大台北地區都市擴張」，碩士論文，中國文化大學地學研究所地理組 (2012)。
17.陳亭羽，「氣候變遷對桃園地區水稻產量及灌溉需水量之影響」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所 (2012)。
18.陳癸月，「蘭陽平原土地利用與海岸變遷關係之研究」，碩士論文，中國文化大學地學研究所 (2003)。
19.張伊芳，「海平面上升對土地利用變遷與人口遷移影響之研究─以台北都會區為例」，碩士論文，國立政治大學地政研究所 (2009)。
20.張政亮、張瑞津，「運用馬可夫鏈模型與細胞自動機理論模擬植生復育之研究」，地理研究學報 42，pp.123~142 (2006)。
21.張曜麟，「都市土地利用變遷之研究」，博士論文，國立成功大學都市計畫學系(2005)。
22.經濟部水利署：http://www.wra.gov.tw/ct.asp?xItem=20000&CtNode=4543 (2014)。
23.廖怡雯，「運用馬可夫鏈模適於台中市土地利用變遷之研究」，碩士論文，逢甲大學土地管理所 (2002)。
24.劉小如，「台灣2011年-自然資源組研究計畫報告」 (2002)。
25.劉芊岳，「改良GWLF模式應用於蘭陽溪流量之模擬」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所 (2010)。
26.熊惠波、侯會喬、江源、耿侃，「扎鲁特旗土地利用變化及其驅动力分析」，生態與農村環境學報 18(3)，pp.5~10 (2002)。
27.鄭祈全、吳治達、莊永忠，「土地利用變遷與氣候變遷對集水區流量模擬影響之研究-以林試所蓮華池之蛟龍溪集水區為例」，台灣林業科學 22(4)，pp.483~495 (2007)。
28.賴裕森、陳文福，「以SCS曲線值法推球翡翠水庫集水區逕流係數之研究」，碩士論文，國立中興大學水土保持學研究所 (2000)。
29.Beven, K. & Germann, P., “Macropores and water flow in soils.”, Water resources research 18(5),pp.1311-1325. (1982)
30.Boonyatharokol, W. and Walker, W. R., “Evapotranspiration under depleting soil moisture.”, ASCE 105(4),pp.391-402. (1979)
31.Briassoulis H., “Analysis of Land Use Change: Theoretical and Modeling Approaches.”. (2000)
32.Clawson, M. & Stewart, C. L., “Land use information. A critical survey of U. S. statistics including possibilities for greater uniformity.”, The Johns Hopkins Press for Resources for the Future, Inc. (1965)
33.Chu, H. J., Lin, Y. P., Huang, C. W., Hsu, C. Y., & Chen, H. Y.,” Modelling the hydrologic effects of dynamic land‐use change using a distributed hydrologic model and a spatial land‐use allocation model.”, Hydrological Processes, 24(18), pp.2538-2554. (2010)
34.Cohen, J., “A coefficient of agreement for nominal scales.”, Educational and Psychological Measurement, 20(1),pp.37-46. (1960)
35.Githui, F., Mutua, F., & Bauwens, W.,” Estimating the impacts of land-cover change on runoff using the soil and water assessment tool (SWAT): case study of Nzoia catchment.”, Hydrological Sciences Journal, 54(5), pp.899-908. (2009)
36.Haith, D. A., Mandel, R. & Wu, R. S., “Generalized Watershed Loading Function Version 2.0: User’s manual.”, Department of Agricultural and Biological Engineering, Cornell University, Ithaca, NY. (1992)
37.IGBP Report No.35/HDP Report No.7., “Land-Use and Land-Cover Change Science/Research Plan.”. (1995)
38.Lin, Y. P., Hong, N. M., Wu, P. J., & Lin, C. J., “Modeling and assessing land-use and hydrological processes to future land-use and climate change scenarios in watershed land-use planning.”, Environmental Geology, 53(3), pp.623-634. (2007)
39.Makoto, T., “An approach to annual water balance for small mountainous catchments with wide spatial distribution of rainfall and snow water equivalent.”, Journal of Hydrology 183(3),pp.205-225. (1996)
40.Parker, D. C., Manson, S. M., Janssen, M. A., Hoffmann, M. J., & Deadman, P., “Multi-agent systems for the simulation of land-use and land-cover change: A review.”, Annals of the Association of American Geographers, 75. (2002)
41.Park, J. Y., Park, M. J., Joh, H. K., Shin, H. J., Kwon, H. J., Srinivasan, R. & Kim, S. J.,” Assessment of MIROC 3. 2 HiRes Climate and CLUE-s Land Use Change Impacts on Watershed Hydrology Using SWAT.”, Transactions of the ASABE, 54(5), pp.1713-1724. (2011)
42.Pickering, N. B., Stedinger, J. R., Haith, D. A., “Weather input for nonpoint source pollution models.”, Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 114(4),pp.674-690. (1988)
43.Schneiderman, E. M., Pierson, D. C., David, G. L., & Zion, M. S., “Modeling the Hydrochemistry of the Cannonsville Watershed with Generalized Watershed Loading Functions(GWLF).”, Journal of the American Water Resources Association,pp.1323-1347. (2002)
44.Turner, B. L. II, Skole, D. & Sanderson, S., “Land use and land cover change: Science/Research planning. IGBP Reports, No.35”, Stockholm. (1995)
45.Richardson, C. W., Foster, G. R., Wright, D. A., “Estimation of erosion index from daily rainfall amount.”, Transactions of the ASABE, 26(1),pp.153-156. (1983)
46.Oh, Y. G., Yoo, S. H., Lee, S. H., & Choi, J. Y.,” Prediction of paddy field change based on climate change scenarios using the CLUE model.”, Paddy and Water Environment, 9(3), pp.309-323. (2011)
47.Veldkamp, A., & Fresco, L. O.,” CLUE: a conceptual model to study the conversion of land use and its effects.”, Ecological modelling, 85(2), 253-270. (1996)
48.Verburg, P. H., Veldkamp, T., Overmars, K., Lesschen, J. P., Kok, K.,”Manual for the CLUE-S model.” (2004)
49.Verburg, P. H., Overmars, K. P., Huigen, M. G., de Groot, W. T., & Veldkamp, A., “Analysis of the effects of land use change on protected areas in the Philippines.”, Applied Geography, 26(2), pp.153-173. (2006)
50.Wu, R. S., Haith, D. A., “Land us, climate, and water supply”, Journal of Water Resources Planning and Management, 119(6),pp.685-704. (1993)
51.Wu, R. S. & Lin I. W., “Modification of generalized watershed loading function (GWLF) for daily flow simulation.”, Paddy Water Environment, in press. (2014) DOI 10.1007/s10333-014-0438-y
52.Zhou, F., Xu, Y., Chen, Y., Xu, C. Y., Gao, Y., & Du, J., “Hydrological response to urbanization at different spatio-temporal scales simulated by coupling of CLUE-S and the SWAT model in the Yangtze River Delta region.”, Journal of Hydrology. (2013)

指導教授

吳瑞賢(Ray-Shyan Wu)

審核日期

2014-7-28

推文