| 研究生: |
林昱汶 Yu-Wen Lin |
|---|---|
| 論文名稱: |
物理性即時修正運用於洪水預警之成效分析 Effectiveness Analysis of the Real-Time Correction applied to Flood Warning System |
| 指導教授: |
吳瑞賢
Ray-Shyan Wu |
| 口試委員: | |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
工學院 - 土木工程學系在職專班 Executive Master of Civil Engineering |
| 論文出版年: | 2022 |
| 畢業學年度: | 110 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 91 |
| 中文關鍵詞: | 水文模式 、WASH123D 、洪水預警 、雷達雨量 、即時校正 |
| 外文關鍵詞: | Hydrological model, WASH123D, Flood warning, Radar rainfall, Real Time correction |
| 相關次數: | 點閱:24 下載:0 |
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台灣由於山勢陡峻以及颱風降雨雨勢急促,時常引發水災、山崩、土石流等嚴重災害,造成無數生命及財產的損失。而工程上的防洪方式則受到許多限制,因此最有效的方式莫過於有效的災害預警,及時的掌握豪雨及颱風動態,以期能達到及早防汛,降低災害的效果。
本研究首先研究定量降水預報(Quantitative Precipitation Forecasting;QPF)之適用性,以鳳山溪流域為研究範圍,選取於2019~2020年間發生之7場降雨類型為春雨、梅雨及颱風之降雨事件,分析於有效降雨期間與實際降雨量之相關性。結果表示,QPF降雨資料對於洪水發生時序掌握度頗佳,使用於洪水預報為可行。並驗證模式之率定曲線與水利署公告之率定曲線使用於RT即時校正(Real-Time Correction,RT)模式之適用性,結果顯示,於有效降雨延時,使用模式率定曲線模擬出之水位與測站水位之最低相關度為0.860,水利署公告率定曲線最低相關度為0.867,差異不大。此外評估RT系統使用於洪水預警系統之成效,發現經使用RT系統即時校正後,預估水位達到預警水位及水位退去能力為佳。
Due to the steep mountains and Typhoon packs cloudburst in Taiwan, serious disasters such as floods, landslides, and mudslides occur frequently, causing lives and property losses. However, engineering flood control are limited to many restrictions. Therefore, a more effective approaches measures is to develope effective disaster warning systems and timely grasp the torrential rain and typhoon dynamics, so as to achieve the early flood prevention and the reduction of disasters.
In order to improve the the applicability of Quantitative Precipitation Forecasting (QPF), the Fengshan river of as taken as basin as the research scope, this Seven rainfall events that occurred between 2019 and 2020 as spring rain, plum rain and typhoon. The correlation were selected between the effective rainfall period and the Station rainfall was analyzed. The results show that although the QPF rainfall data has a good grasp of the timing of flood occurrence. and it is feasible to use it in flood forecasting. It is also verified that the Rating-Curve of the model and the Rating-Curve announced by the Water Resources Agent (WRA) are both adequate for RT (Real-Time correction,RT) mode. The results show that the minimum correlation between the water level simulated by the model Rating-Curve and the station water level is 0.860 for the effective rainfall period, while the water level simulated by the WRA Rating-Curve and the station water level is 0.867. In addition, the effectiveness of RT system used in flood warning system was evaluated, and it was found that the ability of warning water level to start to rise and recede was better with the RT system.
1. Biggs, E.M. and Atkinson, P.M., “A comparison of gauge and radar precipitation data for simulating an extreme hydrological event in the Severn Uplands, UK”, Hydrological Process, Vol.25, pp.795-810, 2011.
2. Chien, C.F. , Kuo, Y.H. , Yang, M.J. ,“Precipitation Forecast of MM5 in the Taiwan Area during 1998 Mei-yu Season Weather Forecast. 17, P.739–P.754,2002.
3. Chow, V. T., Mays, D. R., Mays, L. W., “Applied Hydrology.”, McGraw-Hill, New York .,1988.
4. Cole, S.J. and Moore, R.J., “Distributed hydrological modelling using weather radar in gauged and ungauged basins”. Advances in Water Resources, Vol.32, pp.1107-1120, 2009.
5. Gumindoga, W., Rwasoka, D.T., Nhapi, I., Dube, T., “Ungauged runoff simulateon in Upper Manyame Catchment, Zimbabwe: Application of the HEC-HMS model”, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, Vol.100, pp.371-382, 2017.
6. Haith, D.A., Mandel, R. and Wu, R.S., “Generalized Watershed Loading Functions Version 2.0: User’s Manual.”, Department of Agricultural and Biological Engineering, Cornell University, Ithaca, NY., 1992.
7. Halwatura, D. and Najim, M.M.M., “Application of the HEC-HMS model for runoff simulation in a tropical catchment”, Environmental Modelling & Software, Vol.46, pp.155-162, 2013.
8. 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 P.55–P.68 , 2013
9. Hussain, F., Wu, R.S. and Wang, J.X., “Comparative study of very short‑term food forecasting using physics‑based numerical model and data‑driven prediction model”, Natural Hazards, Vol.107(1), pp. 249-284, 2021.
10. Lin, K.P., Chou, P.C. and Shin, D.S., “To Study Hydrological Variabilities by using Surface and Groundwater Coupled Model – A Case Study of PingTung Plain, Taiwan.”, Procedia Engineering, Vol.154, pp.1034-1042, 2016.
11. Lopez, V., Napolitano, F. and Russo, F., “Calibration of a rainfall-runoff model using radar and rain gauge data”, Advances in Geosciences, Vol.2, pp.41-49, 2005.
12. Meenu, R., Rehana, S. and Mujumdar, P.P., “Assessment of hydrologic impacts of climate change in Tunga–Bhadra river basin, India with HEC-HMS and SDSM”, Hydrological Process, Vol.27, pp.1572-1589, 2013.
13. Shih, D.S. and Yeh, G.T. ,“Identified model parameterization, calibration and validation of the physically distributed hydrological model, WASH123D in Taiwan” , Journal of Hydrology Engineering. 16 (2), 126-136, 2011.
14. Shih, D.S., Yeh, G.T., “Identified Model Parameterization, Calibration and Validation of the Physically Distributed Hydrological Model, WASH123D in Taiwan.” Journal of Hydrologic Engineering 16(2):P.126-P.136 , 2011.
15. Yang, M.J., Jou, B.J.D., Wang, S.C., Hong, J.S., Lin, P.L., Teng, J.H., Lin, H.C., “Ensemble prediction of rainfall during the 2000–2002 Mei-Yu seasons: evaluation over the Taiwan area” Journal of Geophysical Research Atmospheres. Res.109 , D18203 , 2004.
16. 中 央 氣 象 局 劇 烈 天 氣 監 測 系 統 (QPESUMS) , https://qpeplus.cwb.gov.tw/pub/?r=7621,2021。
17. 方偉庭、王忠斌、張保亮,「雷達定量降水預報外延技術之評估與改進」,中央氣象局衛星中心,2016。
18. 水利署地理倉儲中心,https://gic.wra.gov.tw/gis/,2018。
19. 水利署第二河川局,https://www.wra02.gov.tw/,2021。
20. 王毓麒、 欉順忠、 王豪偉、 陳政欣,「水文整合模擬技術研發」,災害防救應用科技方案成果報告書,2013。
21. 王毓麒、謝章廷、李明軒、游保杉,「結合 QPESUMS 系統在分佈型降雨逕流模式之應用與不確定性分析」,第十六屆水利工程研討會論文集,2007。
22. 王靖斈,「雷達降雨資料應用於洪水預報之可行性分析」,國立中央大學土木工程學系碩士論文,2019。
23. 王靖斈、林遠見、石棟鑫、吳瑞賢,「應用雷達降雨資料與支撐向量機於洪水預報結果之修正研究」,中國土木水利工程學刊,33卷,第1期,2021。
24. 王瀧辰,「以集水區水文數值模式建立中港溪及附近流域之二維漫地流淹水潛勢」,國立中央大學土木工程學系碩士論文,2016
25. 江介倫、許俊騰、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,第8卷,第2期,第29-44頁,2009。
26. 江介倫、陳國銘、吳宜倩,「屏東老埤地區雨滴特性及降雨動能分析」,中華水土保持年會研討會,第82頁,2015。
27. 吳亭燁、李欣輯、陳永明,「氣候變遷資料應用於土石流衝擊與土方量之推估」,中華水土保持學報,48卷,第4期,第163-174頁,2017。
28. 李光敦,「水文學」,2005。
29. 李致家、劉金滔、葛文忠、趙坤,「雷達估測降雨與水文模型的耦合在洪水預報中的應用」,河海大學學報,32卷,第6期,2004。
30. 辛侑餘,「即時定量降雨預報資料運用於洪水預警系統」,國立中央大學土木工程學系碩士論文,2021。
31. 林拓,「結合數值模擬與模糊理論進行洪水預報最佳化之研究」, 國立中興大學土木工程學系碩士論文,2015。
32. 林欣禾,「應用率定曲線不確定性分析於洪水即時預報之研究」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文,2005。
33. 唐玉霜、張保亮,「劇烈天氣監測系統(QPESUMS) 發展與客製化服務」。中央氣象局。105 年天氣分析與預報研討會論文彙編,2016。
34. 唐玉霜、黃葳芃、張保亮、陳嘉榮,「劇烈天氣監測系統(QPESUMS) 之防災應用」。中央氣象局。105 年天氣分析與預報研討會論文 彙編,第1-12頁,2016。
35. 張志新、施虹如、傅鏸漩,「2017 年全球重大天然災害回顧」, 國家災害防救科技中心災害防救電子報,第152期,2018。
36. 張保亮,「氣象雷達與應用」,科學研習,50卷,第6期,2014。
37. 張保亮、丘台光、王碧霞、林品芳,「應用多重觀測工具之定量降雨估計之研究」,中央氣象局衛星中心,2004。
38. 張智昌、孫志鵬、賴進貴,「整合氣象與即時降雨資料於颱風降雨推估之研究」,環境與世界第13期第1-22頁,2006
39. 許家銘,「淹水預警之研究」,中國科技大學土木防災與防災應用科技學系碩士論文,2010。
40. 陳俊安,「應用HEC-HMS探討水文模式之參數特性」,國立屏東科技大學土木工程系碩士論文,2005。
41. 陳奕全,「水文模式結合季長期天氣展望推估鳳山溪流域地下水 位變化」,國立中央大學土木工程學系碩士論文,2018。
42. 黃碧慧、陳穗碧,「QPE 於颱風事件的估計差異與空間之關聯性分析」,行政院農業委員會水土保持局,2017。
43. 黃鵬豪,「應用QPESUMS高解析降雨資料改良洪水預報模式之研究」,臺灣大學生物環境研究所碩士論文,2008。
44. 楊明仁,「定量降雨預報的原理與前景」,2016年氣象與坡地災害研習會,2016。
45. 經濟部水利署,「雷達降雨資料與水文分析作業於水文氣象觀測整合平台之整合應用」,2016。
46. 經濟部水利署,https://www.wra.gov.tw/,2021。
47. 葉世瑄、黃樁喜、呂國臣、劉承昕、馮智勇,「總降水量校驗指標介紹與特性分析」,109年度天氣分析與預報研討會,2020。
48. 潘俊瑋、鍾高陞、林欣弘、陳台琦、姚奕安,「雷達回波變分追蹤法應用於臺灣複雜地形環境下之可行性評估」,大氣科學,46卷,第1期,第3頁,2018。
49. 蔡孟原、許銘熙、傅金城、林李耀、王安翔,「雷達定量降水估計在河川洪水預報模式之應用」,農業工程學報,57 卷,第 4 期, 2011。
50. 賴曉薇、洪景山,「中央氣象局定量降水預報指引評估」,大氣科學期刊第四十九期,第52-76頁,2021。
51. 謝章廷,「應用雷達降雨於分布型水文模式與不確定性分析」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文,2007。