一、河道及洪水平原洪氾沖淤演算模式
近年因地震、颱風造成山坡地崩塌，大量土砂進入河道，造成嚴重淤積，以致水位抬高漫溢河槽，又或者巨石、流木破壞堤防，致使河水奔流氾濫於低地平原浸沒成災；洪水遲滯或消退時，細砂泥土等細粒沉滓淤積掩埋。另一方面受人為開發影響，多數河川呈現河床沖降的趨勢，颱洪期間，橋梁斷落、堤防毀壞造成民眾生命財產損失。河川土砂嚴重失衡，除危害人類安全外，亦使原有生態棲地喪失或縮減，因此本研究室以地文性土壤沖淤模式及沖積河流動床二維模式為基礎，發展河道及洪水平原洪氾沖淤演算模式，以分析豪雨洪水期間之河道及兩岸洪氾沖淤現象及淤積潛勢，研提管理策略。
河流洪水運移土砂之失衡，在於河流集水區產砂量與河道洪水之土砂運移能力不平衡，故在豪雨洪水期間之洪氾防災及引起之土資源管理問題需兼顧全流域之土砂問題，包括「流域防洪」、「河道土砂」及「洪氾平原土砂」等三方面。因此需要分析豪雨洪水期間之河流集水區、河道及兩岸平原之洪氾沖淤現象及淤積潛勢，據以研擬管理策略，並探討大量清運土砂之更永續、多元的運用方式。
本研究室以地文性土壤沖淤模式及沖積河流動床二維模式為基礎，發展河道及洪水平原之洪氾沖淤演算模式，應用於模擬豪雨洪水期間之河流集水區、河道及兩岸洪氾沖淤現象及淤積潛勢，則可依據模擬結果及資料蒐集分析結果之檢討分析，研提有關「流域防洪」、「河道土砂」及「洪氾平原土砂」之管理策略。
圖1 河道及洪水平原洪氾沖淤演算模式演算流程圖
相關實績：
- 流域泥砂資源管理課題研究－流域泥砂資源管理研究(1/3)，行政院國家科學委員會，2014。
- 103年度高屏溪流域疏濬工程成效評估，水利署第七河川局，2014。
- 103年臺北港建港對淡水河排洪輸砂影響之研究，交通部運輸研究所，2014。
- 臺北港建港對淡水河排洪輸砂影響之研究，交通部運輸研究所，2013。
- 流域洪氾防災及土資源管理之研究(3/3)，水利署水利規劃試驗所，2013。
- 流域洪氾防災及土資源管理之研究(2/3)，水利署水利規劃試驗所，2012。
- 流域洪氾防災及土資源管理之研究(1/3)，水利署水利規劃試驗所，2011。
- 100年度阿公店水庫空庫防淤泥砂觀測及成效評估，水利署南區水資源局，2011。
- 103年度高屏溪流域疏濬工程成效評估，水利署第七河川局，2014。
- 103年臺北港建港對淡水河排洪輸砂影響之研究，交通部運輸研究所，2014。
- 臺北港建港對淡水河排洪輸砂影響之研究，交通部運輸研究所，2013。
- 100年度阿公店水庫空庫防淤泥砂觀測及成效評估，水利署南區水資源局，2011。
二、地文性土壤沖淤模式
地文性土壤沖淤模式係依據集水區地形地貌及水系，利用地理資訊系統將集水區自動劃分為若干格區，這些格區分成坡地格區與河流格區，而各格區內之水文、地文資料，亦利用地理資訊系統分析運算而得。模式主要分成水流演算與土壤沖淤演算兩部分。
圖2 地理資訊系統
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| 圖3 地文性土壤沖淤模式演算範圍格網佈置 | 圖4 颱風豪雨之最大淹水深模擬 |
圖5 颱風豪雨之沖淤情形模擬
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| 圖6-1、6-2 水文站觀測資料與模擬結果之比較 | |
圖7 土砂收支平衡圖
相關實績：
- 流域泥砂資源管理課題研究－流域泥砂資源管理研究(1/3)，行政院國家科學委員會，2014。
- 103年度高屏溪流域疏濬工程成效評估，水利署第七河川局，2014。
- 103年臺北港建港對淡水河排洪輸砂影響之研究，交通部運輸研究所，2014。
- 臺北港建港對淡水河排洪輸砂影響之研究，交通部運輸研究所，2013。
- 流域洪氾防災及土資源管理之研究(3/3)，水利署水利規劃試驗所，2013。
- 流域洪氾防災及土資源管理之研究(2/3)，水利署水利規劃試驗所，2012。
- 流域洪氾防災及土資源管理之研究(1/3)，水利署水利規劃試驗所，2011。
- 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(2/2)，經濟部水利署，2013。
- 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(1/2)，經濟部水利署，2012。
- 沿海低地排水系統淹水預警模式之研究－二仁溪以南至林邊溪(2/2)，經濟部水利署，2012。
- 沿海低地排水系統淹水預警模式之研究-二仁溪以南至林邊溪(1/2)，經濟部水利署，2011。
- 100年度阿公店水庫空庫防淤泥砂觀測及成效評估，水利署南區水資源局，2011。
- 氣候變遷對水旱災災害防救衝擊評估研究計畫(2/2)，經濟部水利署，2011。
- 氣候變遷對水旱災災害防救衝擊評估研究計畫(1/2)，經濟部水利署，2010。
- 沿海低地排水系統淹水預警模式之研究-曾文溪北岸堤防以南至二仁溪南岸堤防以北(2/2)，經濟部水利署，2010。
- 沿海低地排水系統淹水預警模式之研究-曾文溪北岸堤防以南至二仁溪南岸堤防以北(1/2)，經濟部水利署，2009。
- 沿海低地平原排水系統之暴潮與越域水流研究(2/2)，經濟部水利署，2008。
- 沿海低地平原排水系統之暴潮與越域水流研究(1/2)，經濟部水利署，2007。
三、沖積河流動床二維模式
湖泊、水庫及河口海域等廣水域水深遠小時水面寬度，平面上的物理現象改變遠大於深度方向之變化，故可採用水深平均之水流基本方程式分析水理現象，並用於分析水深平均之濃度分佈，進而研究底床之沖積演變；以地文性土壤沖淤模式演算結果為上遊邊界條件，建立沖積河流動床二維模式。
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| 圖8 沖積河流動床二維模式演算範圍格網佈置 | 圖9 水文站觀測資料與模擬結果之比較 |
圖10 颱風豪雨期間之懸浮載濃度分佈模擬
圖11 颱風豪雨期間之沖淤變化模擬
相關實績：
- 103年度高屏溪流域疏濬工程成效評估，水利署第七河川局，2014。
- 103年臺北港建港對淡水河排洪輸砂影響之研究，交通部運輸研究所，2014。
- 臺北港建港對淡水河排洪輸砂影響之研究，交通部運輸研究所，2013。
- 流域洪氾防災及土資源管理之研究(3/3)，水利署水利規劃試驗所，2013。
- 流域洪氾防災及土資源管理之研究(2/3)，水利署水利規劃試驗所，2012。
- 流域洪氾防災及土資源管理之研究(1/3)，水利署水利規劃試驗所，2011。
- 100年度阿公店水庫空庫防淤泥砂觀測及成效評估，水利署南區水資源局，2011。
四、河流生物棲地變遷模式
河流生物棲地變遷模式為整合性模式，利用沖積河流動床二維模式進行河道水理與底床沖淤模擬；再結合「物理棲地模擬」系統並配合指標生物在各種水理條件與底質條件下之適合度因子，進行河道棲地評估。
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| 圖12 二維河流生物棲地變遷模式之演算流程 | 圖13 棲地分佈模擬 |
相關實績：
- 流域洪氾防災及土資源管理之研究(3/3)，水利署水利規劃試驗所，2013。
- 流域洪氾防災及土資源管理之研究(2/3)，水利署水利規劃試驗所，2012。
- 流域洪氾防災及土資源管理之研究(1/3)，水利署水利規劃試驗所，2011。