整合定量降雨及水文模式應用於洪水預報-以基隆河流域為例

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黃奕程(Yi-Cheng Huang) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

整合定量降雨及水文模式應用於洪水預報-以基隆河流域為例
(Integrating Quantitative Precipitation and Hydrological Model using for Flood Forecasting of Keelung River)

相關論文

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摘要(中)

本研究使用單向耦合的大氣水文模式系統，進行颱風及梅雨的定
量降雨系集模擬研究，以瞭解員山子分洪與預測降雨的關係，並探討
在集水區河川水位模擬中預測降雨之不確定性，其目的在於提前得知
大雨來臨時，員山子是否會達到分洪條件，並提供管理者決策的依據，
且相關單位與人員可以進而事先採取因應措施，有效防範及減低災害
所帶來的損失。本研究欲探討之降雨事件為2012 年的蘇拉颱風，以
及2013 年梅雨事件，該颱風於8 月2 日登入台灣，分洪量為員山子
歷年來的最大值，故本研究選擇此降雨事件來進行水文模擬的討論。
本文利用台灣颱風洪水研究中心模擬78 小時之降雨預報，以不
同的積雲、微物理及邊界層等物理參數法建立20 組系集成員，並依
照不同時段之降雨預報，來探討員山子分洪情形及系集預報之不確定
性的範圍，從蘇拉颱風降雨事件的結果發現，隨著接近降雨事件發生
時間，員山子分洪的機率呈現上升的趨勢，且在洪峰前17 小時就能
準確預測員山子將會分洪。本研究將不分洪的成員忽略，探討所有時
段之預測降雨都有分洪的成員。將78 小時平均累積降雨結果顯示，
累積降雨在17 小時的預測最佳。就個別成員而言，洪峰到達時間及
洪峰水位為23 小時及17 小時的預測較佳。本研究可以將模擬並推估
分洪警戒及洪峰的可信任範圍的資訊，提供給想要以颱洪中心的定量
降雨作為預報資訊的決策人做為參考，並且可以提供員山子分洪管理
中心值勤人員提早預警，並爭取操作應變及通報作業時間。

摘要(英)

In this study, single coupling atmospheric hydrological model system is
employed to simulate the integrating quantitative precipitation of typhoon and plum
rain. According to the simulation, it is helpful to realize the relation between the
diversion in Yuan Shan Zi and the forecast of rain. Investigate the uncertainty of
integrating quantitative precipitation in the water level simulation of river basin to
reach the goal which is learn whether the water level will reach the requirement of
diversion in Yuan Shan Zi or not before the heavy rain is coming. This study is
expected to provide to manager as a foundation of the decision, and the related units
can get response measures previously to decrease the damage from the disaster. In this
study, the issues which are chosen are Su-La typhoon in 2012 and the plum rain in
2013. Su-La typhoon is chosen because its diversion in Yuan Shan Zi is the largest in
the recode.
The forecast of rain for 78 hours which is developed by Taiwan Typhoon and
Flood Research Institute is employed in this study. It uses different physical
parameters to develop 20 sets of forecast. To investigate the situation of diversion in
Yuan Shan Zi and the range of the uncertainty in the forecast with different time step,
the result of Su-La typhoon shows that the probability of diversion in Yuan Shan Zi
tend to increase with the time getting close to the raining issue occur. The diversion in
Yuan Shan Zi can be forecasted accurately for 17 hours prior than the peak. Every
result which is not diversion in Yuan Shan Zi is ignored. The result of the average
cumulative rainfall for 78 hours display that the result of the cumulative rainfall for 17
hours is best forecast. For specific set, the best forecast of the time peak and the water
level are shown at 23 and 17 hours. The study can offer the simulation and estimate
the information of diversion and peak within the credible range. It can provide the
manager who wants to use the result of the integrating quantitative precipitation as
IV
forecast, and the staff in the Yuan Shan Zi diversion management center as a prior
alert to save the time of operation and circular.

關鍵字(中)

★ 水文模式
★ 定量降雨
★ 系集預報

關鍵字(英)

★ Hydrological Model
★ Quantitative Precipitation
★ Ensemble Forecast

論文目次

目錄
摘要 .......................................................... II
Abstrast ..................................................... III
誌謝 ........................................................... V
目錄 .......................................................... VI
圖目錄 ........................................................ IX
表目錄 ......................................................... 1
第一章緒論 .................................................... 1
1.1 研究動機與目的 ................................... 1
1.2 研究架構 ........................................ 2
第二章文獻回顧 ................................................ 4
2.1 HEC-HMS 模式 ...................................... 4
2.2 WASH123D 模式 ..................................... 4
2.3 氣象模式 ......................................... 6
第三章研究方法與材料 .......................................... 8
3.1 研究區域概述 ..................................... 8
3.1.1 流域概況 .................................... 8
3.1.2 水文資料 .................................... 9
3.1.3 地文資料 ................................... 11
3.2 降雨逕流模式 .................................... 13
VII
3.2.1 HEC-HMS 模式簡介 ........................... 13
3.2.1 HEC-HMS 理論介紹 ........................... 14
3.3 WASH123D 模式 .................................... 18
3.3.1 WASH123D 簡介 .............................. 18
3.3.2 WASH123D 模式理論 .......................... 19
3.4 氣象模式 ........................................ 25
3.5 模式環境設置 .................................... 25
3.5.1 HEC-HMS 模式設定 ........................... 25
3.5.2 WASH123D 模式設定 .......................... 28
3.6 模式驗證方法 .................................... 30
第四章結果與討論 ............................................. 32
4.1 模式校準與驗證 .................................. 32
4.2 定量降雨下之水位模擬結果 ........................ 38
洪峰前41 小時 .................................... 47
洪峰前35 小時 .................................... 48
洪峰前29 小時 .................................... 49
4.2.1 各成員模擬結果分析 ......................... 53
4.2.2 各時段模擬結果分析 ......................... 58
第五章結論與建議 ............................................. 62
VIII
5.1 結論 ............................................ 62
5.2 建議 ............................................ 63
參考文獻 ...................................................... 64

參考文獻

1. 王如意、易任，「應用水文學」 (2001)。
2. 水利署地理資訊倉儲中心，
http://gic.wra.gov.tw/gic/Water/Space/Main.aspx(2015)
3. 江介倫、許駿騰、胡茵婷、吳若穎，「地理資訊系統及HEC-HMS
應用於中小集水區降雨逕流模擬」，坡地防災學報8(2)，pp.29~44
(2009)。
4. 余文雄，「基隆河員山子上游雨量與啟動分洪之系集預測模式」，
碩士論文，國立中央大學土木工程學系 (2014)
5. 余文利，「翡翠水庫集水區水文分析」，碩士論文，國立中央大
學水文科學研究所 (2005)
6. 李光敦，「水文學」，五南圖書出版股份有限公司(2004)
7. 林杰、張波、李海東、吳玉敏、庄家堯、張金池，「基于HEC-GeoHMS
和DEM 的數字小流域劃分」，南京林業大學學報33(5)，pp.65~68
(2009)。
8. 林承甫，「二維不恆定河川水流數值模式之研究-以員山子分洪道
為例」，碩士論文，國立臺灣大學土木工程學系 (2010)
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學系 (2012)
10. 陳泰然、張智昇，「中南部地區梅雨季鋒面降水中尺度氣候法之
預報校驗」，大氣科學學報 28(3) ，pp.205~220 (2000)。
11. 陳俊安，「應用HEC-HMS 探討水文模式之參數特性」，碩士論文，
國立屏東科技大學土木工程系(2005)
12. 黃誌川，「集水區降雨時空分布之模擬-結合地文參數之不確定性
分析」，博士論文，國立台灣大學地理環境資源研究所(2003)
13. 經濟部水利署，「員山子分洪水情資訊整合與效益評估系統建置」，
經濟部水利署第十河川局(2013)
65
14. 經濟部水利署第十河川局，http://www.wra10.gov.tw/site10/www.
wra10.gov.tw/about033.html(2015)
15. 雍斌、張萬昌、趙登忠、朱求安，「HEC-HMS 水文模式系統在漢
江褒河流域的應用研究」，水土保持通報 26(3)，pp.86~90 (2006)。
16. 潘宗毅、謝龍生、鄭士仁，「流域中上游之都市化效應與分洪設
施對下游流量推估之影響」，農業工程學報52(1) ，
pp.56~74(2006)。
17. 歐陽慧濤、喻新、賴志鈞、陳怡君，「HEC-HMS 模式最佳化分析
工具流域參數檢定之應用－以蘭陽溪流域為例」，國立宜蘭大學
工程學刊(4) ，pp.75~84(2008)
18. 歐信宏，「HEC-HMS 降雨-逕流模式應用之研究」，碩士論文，國
立成功大學水利及海洋工程學系(2001)
19. 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)。
20. 簡國基、鄧仁星，「中央氣象局LAPS/MM5 系統在短時(0-12 小
時)定量降雨預報之應用-梵高(Vamco , 2003)颱風個案研究」，大氣
科學學報33(1) ，pp.77~100 (2005)。
21. 簡芳菁、洪景山、林得恩、劉素屏、周仲島、林沛練、張文錦、
繆璿如、陳致穎、雷銘中，「WRF 模式之敏感度測試」，大氣科學
學報34(3)，pp.241~260 (2006)
22. 蘇奕叡，「颱風路徑、降雨及水位之系集模擬研究：以凡那比(2010)
颱風個案為例」，碩士論文，國立中央大學大氣物理研究所 (2014)
23. 龔楚媖，「氣候概念模式於梅雨定量降雨預報之評估與分析」，
碩士論文，國立臺灣大學大氣科學研究所 (2010)
24. Dong-Sin Shih, Jian-Ming Liau, Gour-Tsyh Yeh., “Model
Assessments of Precipitation with a Unified Regional Circulation
Rainfall and Hydrological Watershed Model”, ASCE 17(1),pp.43-54.
(2012)
66
25. Dong-Sin Shih, Cheng-Hsin Chen, Gour-Tsyh Yeh., “Improving our
understanding of flood forecasting using earlier hydro-meteorological
intelligence.”, Journal of Hydrology 512 ,pp 470-481. (2014).
26. Dong-Sin Shih, Gour-Tsyh Yeh., “Identified model parameterization,
calibration and validation of the physically distributed hydrological
model, WASH123D in Taiwan. ”Journal of Hydrology. Eng. 16 (2),
pp.126-136. (2011).
27. Guobiao Huang, Gour-Tsyh Yeh., “Model Assessments of
Precipitation with a Unified Regional Circulation Rainfall and
Hydrological Watershed Model”
28. Gour-Tsyh Yeh, Shih, Dong-Sin Shih, Jing-Ru C. Cheng.,“An
integrated media, integrated processes watershed model .” ,Comput.
Fluids 45 (1), pp 2-13.(2011).
29. Gour-Tsyh Yeh, Gwo J.P., “High-performance simulation of
surface-subsurface coupled flow and reactive transport at watershed
scale.”The International Conference on Computational Mrthods.”, pp.
15-17. (2004,12).
30. Hsiao, L.F. , Yang, M.J., Lee C.S., Kuo, H.C., Shih, D.S. , Tsai, C.C. ,
Wang, C.J., Chang, L.Y., Chen, Y.C. , Feng, L. , Hong, J.S. , Fong,
C.T., Chen, D.S., Yeh, T.C. , Huang, C.Y., Guo, W.D. , Lin, G.F.,
“ Ensemble forecasting of typhoon rainfall and floods over a
mountainous watershed in Taiwan., ”Journal of Hydrology 506,
pp.55-68. (2013).
31. Hongbo Zhang, Fan Zhang, Xiaonan Shi, Chen Zeng, Dong-Sin Shih,
Gour-Tsyh Yeh and Daniel R. Joswiak., “Influence of river channel
geometry in stream flow modeling and guidelines for field
investigation” ,Hydrological Processes28(4) , pp.2630-2638,(2013).
67
32. Venkatesh Merwade, Creating SCS Curve Number Grid using
HEC-GeoHMS,Purdue University. (2012)

指導教授

吳瑞賢(Ray-shyan Wu)

審核日期

2015-7-29

推文