水文分析組

一、即時洪水預報

台灣經常遭受洪水侵襲而造成重大損失,洪水預報模式為非工程性之防洪減災措施,本研究室陸續應用新學理,已開發多種水文預報模式,列舉部分成果如下。

  • 開發「灰色雨量預報模式」,已獲中區水資源局採用於集集攔河堰之洪水預報系統;並已規劃應用於第一河川局。
  • 發展「相空間雨量預報模式」及「颱風潛勢降雨量預報方法」。
  • 研發「即時河川預報模式」,此模式已經中興工程顧問社委託發展為實用之操作介面。
  • 應用支撐向量機理論發展「即時河川水位預報模式」。
  • 應用模糊推理發展「誤差修正模式」來即時更新洪水預報值。

real-time stage

圖一  即時逕流與河川演算人機介面模式

相關實績:
  1. 結合衛星降雨與水文模式分析洪氾區淹水潛勢與不確定性,科技部,2012-2015
  2. 無線化即時淹水監測與預警系統之建置研究,國科會,2013-2014
  3. 跨河橋梁流域管理方法與驗證之研究,交通部運輸研究所港灣技術研究中心,2012-2013
  4. 氣候變遷對水旱災災害防救衝擊評估研究計畫,經濟部水利署,2011
  5. 河道水位與橋墩沖刷推估模式之建立研究,交通部運輸研究所港灣技術研究中心,2009-2011
  6. 雷達降雨應用在洪水及淹水預報之研究國科會,2008-2009

 


 二、乾旱分析及氣候變遷

台灣降雨量雖大,但時空分布不均,加上氣候變遷可能造成對水資源之衝擊,乾旱問題亦為值得重視之災害。本研究室在此領域之研究成果有:

  • 以雨量及相關水文因子為基礎,發展適用於評估農業乾旱之指標及監測方法。
  • 結合中央氣象局長期天氣展望與連續型降雨–逕流模式,進行枯水期長期入流量預測。
  • 探討長期(近百年)雨量變動之特性,並進行氣候變遷對水稻田蒸發散、灌溉需水量及長期河川流量影響之研究。

 

123

圖二  台灣南部地區第一期作蒸發散量與相關影響因子之關係

相關實績:
  1. 應用多重碎形分析於水資源系統複合型乾旱缺水指標之研究,科技部,2014-2016
  2. 因應糧食安全之農業水資源經營策略-評估氣候變遷對乾旱風險之衝擊,農委會,2014
  3. 因應氣候變遷水源設施脆弱度盤查方法研究,經濟部水利署,2014-2016
  4. 氣候變遷下水力發電脆弱度盤查與風險管理,台灣電力股份有限公司,2013-2014
  5. 高雄地區水資源供需風險及經濟面影響研究,經濟部水利署南區水資源局,2014
  6. 因應糧食安全之農業水資源經營策略-評估氣候變遷對農業乾旱風險之衝擊,農委會,2013
  7. 氣候變遷對中部地區水旱災災害防救衝擊評估及調適策略擬定,經濟部水利署,2013
  8. 極端氣候下複合性災害防治之研究–極端降雨情況下水庫防洪減淤操作策略研究,國科會,2012
  9. 農業水資源經營技術之研究-評估氣候變遷對農業用水影響以曾文水庫為例,農委會,2012
  10. 氣候變遷對水旱災災害防救衝擊評估研究計畫,經濟部水利署,2010
  11. 強化台灣西南地區因應氣候變遷海岸災害調適能力研究計畫,經濟部水利署,2010
  12. 整合標竿創新計畫-因應氣候變遷治水與國土規劃之創新策略,教育部,2009-2010

 


 三、衛星遙測科技在水文分析之應用

隨著衛星遙測科技的發展,可方便取得各種衛星遙測影像,如何應用遙測資訊與技術於水文分析為重要之發展趨勢。本研究室應用衛星遙測影像配合地理資訊系統,陸續進行相關研究。

  • 土地利用變遷及其對蓄洪能力之影響。
  • 區域蒸發散量及氣象參數之估計。
  • 水質分析。
  • 乾旱監測與森林火災潛勢之評估。
spot pic4
圖三  利用SPOT影像進行地表辨識結果 圖四  利用NOAA影像估算蒸發散之流程
相關實績:
  1. 結合無線化樹汁流觀測網路與衛星遙測建立集水區水平衡模式,國科會,2011-2013
  2. 河道水位與橋墩沖刷推估模式之建立研究,交通部運輸研究所港灣技術研究中心,2009-2011
  3. 雷達降雨應用在洪水及淹水預報之研究國科會,2008-2009

 


 四、分佈型降雨-逕流模式

降雨–逕流模式為水資源分析之重要工具,分布型降雨–逕流模式,可有效模擬集水區降雨–逕流空間變異特性,在模式參數率定及不定性分析方面亦有多項成果。

  • 發展格網式「分布型降雨–逕流模式」,本模式已進一步被其他學者應用於茶園、養雞場之水質模擬研究。
  • 提出「模糊多目標函數」進行模式參數率定及其他應用。
  • 模式參數敏感度分析及不碓定性分析。

p5

圖五  格網式分布型降雨–逕流模式

相關實績:
  1. 跨河橋梁流域管理方法與驗證之研究,交通部運輸研究所港灣技術研究中心,2012-2013
  2. 極端氣候下複合性災害防治之研究–極端降雨情況下水庫防洪減淤操作策略研究,2010-2011
  3. 氣候變遷對水文衝擊及水資源脆弱度評估,國科會,2010-2011
  4. 河道水位與橋墩沖刷推估模式之建立研究,交通部運輸研究所港灣技術研究中心,2009-2011

 


 五、區域水文分析

水文觀測資料缺乏為許多國家所面臨的共同問題,未量測集水區之水文預測為國際水文科學協會(IAHS)2002年推動的PUB計畫(Prediction in Ungaged Basins)之主旨。為有效解決未設測站之水文問題,區域水文分析亦為本研究室之研究重點。

  • 發展「區域流量延時曲線」,可解決未量測集水區之模式率定的困境,成果已轉移給中興工程顧問社對外推廣應用。
  • 綜合普通與自計雨量站分別在空間與時間尺度的優點,發展「區域雨量強度公式」,該方法被水資會採用於建立全國雨量站之IDF公式,後繼續被農委會採用納入「水土保持技術規範」。

 

p62
圖六  無因次降雨強度公式操作軟體

相關實績:
  1. 氣候變遷下曾文水庫集水區降雨型態變遷研究,農委會,2011
  2. 氣候變遷下連續不降雨日數變遷研究—曾文水庫集水區為例,農委會,2010
  3. 曾文水庫越域引水工程計畫-氣候變遷對引水量及區域水文環境衝擊分析,經濟部水利署,2009-2011