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集水區水文特性變異分析

集水區水文特性變異分析. 指導老師：陳文福 學生：李懿書. 簡報大綱. 壹、前言 貳、文獻回顧 參、研究材料與方法 肆 、結果與討論 伍 、結論與建議. 壹、前言. 台灣位於西太平洋颱風路徑通過的範圍內，颱風期間所帶來的豐富雨量是台灣重要的水資源之一，但大部分颱風帶來的豪雨卻常引起嚴重災情。 近年全球各地氣候異常，極端降雨頻傳，許多研究指出台灣地區年降雨日數有減少趨勢，降雨強度反有增強，豪大雨發生頻率與規模亦有加大現象. 貳、文獻回顧（ 1/3 ）. 許晃雄等（ 2000 ）利用大氣環流模式分析台灣地區之降雨量有呈現北增南減的趨勢，年降雨日數有明顯減少現象。

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集水區水文特性變異分析

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Presentation Transcript

  1. 集水區水文特性變異分析 指導老師：陳文福 學生：李懿書

  2. 簡報大綱 壹、前言貳、文獻回顧參、研究材料與方法肆、結果與討論伍、結論與建議

  3. 壹、前言 • 台灣位於西太平洋颱風路徑通過的範圍內，颱風期間所帶來的豐富雨量是台灣重要的水資源之一，但大部分颱風帶來的豪雨卻常引起嚴重災情。 • 近年全球各地氣候異常，極端降雨頻傳，許多研究指出台灣地區年降雨日數有減少趨勢，降雨強度反有增強，豪大雨發生頻率與規模亦有加大現象

  4. 貳、文獻回顧（1/3） • 許晃雄等（2000）利用大氣環流模式分析台灣地區之降雨量有呈現北增南減的趨勢，年降雨日數有明顯減少現象。 • 姜善鑫與賴栗葦（2003）以時間序列迴歸模型進行的分析指出，近40年來幾乎所有測站的年降雨日數都有減少趨勢，大部份測站最大一日雨量及年平均日降雨強度呈增加趨勢，而短時期的趨勢變化幅度明顯大於長時期的變化幅度。

  5. 貳、文獻回顧（2/3） • 周仲島（2007）指出台灣地區之年降雨日數有明顯減少趨勢，豪大雨發生次數有增加的現象。 • 鄭皆達與謝在郎（1997）發現石門水庫集水區年降雨逕流量的變化受年降雨量的影響很大，年懸浮質含量與年最大洪峰流量成正相關，暴雨時懸浮質濃度可增為十倍甚至超過百倍。

  6. 貳、文獻回顧（3/3） • 陳弘恩（2005）指出降雨量越大以及相同降雨量下，降雨延時越長越容易產生崩塌。 • 湯曉虞（2007）指出颱風期間所造成的崩塌土方量是集水區河道輸砂量大幅增加的主因。 • 林俊全（2003）指出1975至1996年期間颱風時期共搬運了觀測期間懸浮輸砂量的59﹪，但颱風所佔時間只佔觀測時間的6.47 ﹪ 。

  7. 參、研究材料與方法 • 一、雨量資料的選取 • 二、降雨特性趨勢分析 • 三、年平均雨量求法 • 四、流量與懸浮載輸砂量之趨勢分析

  8. 一、雨量資料的選取 • 以完整的三峽河流域鄰近屬於水利署的大豹、三峽雨量站以及台電的福山雨量站進行蒐集整理，流域平均雨量採用徐昇氏多邊形法進行權重分配。

  9. 二、降雨特性趨勢分析 • 在趨勢分析上利用「距平法」。 • 「距平法」：以年降雨為例，若雨量資料年限為50年，將50年期間每年的年降雨量加總除以50，得到50年期間的平均值，再把每年的年降雨量與平均值相減即可得每年年降雨量的距平值。 • 距平值有正有負，正值為該年的年降雨量大於50年的平均值，負值反之。

  10. 三、平均雨量求法（1/3） • 徐昇氏多邊形法：以降雨量站為中心，建立數個幾何多邊形，幾何多邊形所圍成的範圍即是其中心雨量站所能影響之範圍。 • 幾何多邊形作法：將流域內各雨量站以直線連接，把所構成的三角形各邊做垂直平分線，其點即為三角形外心，各平分線所圍出的多邊形網則為各雨量站影響範圍

  11. 三、平均雨量求法（2/3） • 徐昇氏多邊形法方程式如下（王如意，2004） P為流域平均雨量 Pi為雨量站觀測資料 Ai為各多邊形面積 N為雨量站數量

  12. 三、平均雨量求法（3/3） • 徐昇氏多邊形法示意圖如下

  13. 四、流量與懸浮載輸砂量之趨勢分析 • 分析項目包括：年逕流量、年最大日平均流量以及年最大瞬時流量。 • 因為測得資料所得的輸砂量為懸浮載輸砂量，所以對於底床載的部份不加以討論。 • 實測資料每年只有數十筆，因此採用國內水利單位所使用且較可能的方法，先建立日平均流量與懸浮載輸砂量的乘冪迴歸式用以推估流域內在不同的日平均流量下所對應的懸浮載輸砂量。

  14. 一、集水區降雨特性趨勢分析 • 年降雨量 • 年降雨日數 • 年平均日降雨強度 • 年最大一日雨量 • 年最大二日雨量

  15. 1、年降雨量（1/2） • 以距平法針對大豹、三峽與福山雨量站進行年降雨量的趨勢分析，各測站年降雨量的平均值分別為3344mm 、2337mm、3194mm。

  16. 1、年降雨量（2/2） 圖中可看出三峽雨量站呈現下降趨勢，其餘兩站逐年上升

  17. 2、年降雨日數 圖中可看出三峽測站明顯下降趨勢，其餘二站則逐年上升

  18. 3、年平均日降雨強度 • 以單日累積雨量達1mm以上稱作一個降雨日 三個雨量站皆有逐年上升趨勢

  19. 4、年最大一日雨量 三峽站逐年下降趨勢，其餘兩站皆逐年上升趨勢

  20. 5、年最大二日雨量 三個測站皆有逐年上升趨勢

  21. 二、集水區流量趨勢分析 • 年最大日平均流量 • 年逕流量 • 年最大瞬時流量 • 選取測站為水利署三峽（2）流量站進行流域內流量的趨勢分析 • 流量趨勢分析主要以距平法來推求各種流量特性的變異趨勢

  22. 1、年最大日平均流量 最大日平均流量距平圖

  23. 2、年逕流量 年逕流量距平圖

  24. 3、年最大瞬時流量 年最大瞬時流量距平圖

  25. 三、懸浮載輸砂量之變異趨勢分析 • 流量與懸浮載輸砂量之關係 • 選取測站為水利署三峽（2）流量站進行流域內懸浮載輸砂量的變異趨勢分析。 • 以簡單線性迴歸模式進行變異數分析，並以F test進行顯著性檢定。（因變數為輸砂量， 自變數為取對數後之流量）

  26. 1、流量與懸浮載輸砂量之關係（1/2） • 將三峽（2）測站之日平均流量與懸浮載輸砂量之資料點繪於全對數圖上，並利用乘冪迴歸式建立其率定曲線。迴歸方程式如下 Q為日平均流量 Qs為懸浮載輸砂量 R平方為判定係數

  27. 1、流量與懸浮載輸砂量之關係（2/2）

  28. 結論 • 三峽河流流域各雨量測站，除三峽雨量站外其餘兩站之歷年年雨量、年降雨日數與年最大一日雨量呈上升趨勢，而三測站年平均日降雨強度與年最大二日雨量皆呈上升趨勢。 • 流量分析部份，三峽河流域歷年之年逕流量沒有太大的變化，但年最大日平均流量與年最大瞬時流量則呈現顯著上升的趨勢。

  29. 建議 • 再降雨特性上，可考慮以月或日為單位的水文量進行分析，可能更有利於趨勢研判外並可觀察出季節性變動的趨勢變異情形。 • 未來更可加入更多的特定降雨型態（例如颱風降雨）來做颱風降雨特性之變異分析。 • 未來亦可追加降雨特性與流量、懸浮載輸砂量的關係探討。

  30. 報 告 完 畢敬 請 斧 正

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