摘要 ... 摘-1 Abstract ... A-1 目錄 ... 目-1 表目錄 ... 表-1 圖目錄 ... 圖-1 第一章 前言 ... 1-1 計畫緣起 ... 1-1 工作項目及內容 ... 1-4 預期成果 ... 1-6 計畫工作內容及流程 ... 1-7 示範區域挑選 ... 1-9 工作進度 ... 1-16 第二章 結合遙連結與氣候模式探討區域遙連結對未來氣候型態及降雨強 度之關係與影響 ... 2-1 利用大氣數值模式探討土地利用變遷與對流降雨強度關係 ... 2-1 區域土地利用變遷與對流降雨強度關係之時間空間分析... 2-18 小結 ... 2-47 第三章 結合遙連結與全球經濟模式探討區域遙連結對未來都會區土地利 用之影響 ... 3-1 全球經濟模式 ... 3-1 土地利用變遷模式 ... 3-37 小結 ... 3-52 第四章 評析目前國土規劃與依據結合遙連結與全球經濟模式所分析之未 來土地利用之差異 ... 4-1 目前國土規劃之發展 ... 4-1 國土規劃與未來土地利用模擬比較分析之操作步驟 ... 4-13
國土規劃與未來土地利用模擬之差異分析結果 ... 4-16 綜合評析：限制發展區設定之比較分析 ... 4-29 小結 ... 4-31 第五章 分散式治水雛形架構方法建立及測試 ... 5-1 山區逕流模式 ... 5-2 淹水模式 ... 5-17 熱點分析 ... 5-26 管制區域劃定 ... 5-34 小結 ... 5-40 第六章 結論與建議 ... 6-1 結論 ... 6-1 建議 ... 6-3 參考文獻 ... 參-1 附錄一 期中簡報暨期中報告書審查意見及處理情形 ... 附 1-1 附錄二 期末簡報暨期末報告書審查意見及處理情形 ... 附 2-1
表目錄
表 1-1 2016 年六都工業及服務業場所單位基本概況表 ... 1-12 表 1-2 桃園市 2006 年及 2015 年土地利用分類面積 ... 1-14 表 1-3 工作進度表 ... 1-16 表 2-1 土地利用改變(灌溉、都市化、去森林化)、降雨(強降雨)、極端氣候 間關聯之文獻 ... 2-2 表 2-2 晴朗條件個案列表 ... 2-6 表 2-3 有雨條件個案列表 ... 2-6 表 2-4 1991 年、2006 年及 2016 年，桃園地區建成環境(built-up)，植被 (vegetation)以及水體(water body)三種土地利用面積及面積百分比 ... 2-27 表 2-5 桃園市氣象測站基本資料測站位置 ... 2-30 表 2-6 桃園市氣象測站之土地利用分類 ... 2-31 表 2-7 桃園市氣象測站雨量資料概況 ... 2-33 表 3-1 全台農地資源盤查 ... 3-2 表 3-2 全球經濟模式校準資料庫：11 個加總區域經濟體組成國家 ... 3-16 表 3-3 全球經濟模式之校準資料庫：26 個加總生產部門之組成產業 .. 3-16 表 3-4 台灣 2030 年的農業部門用地需求(單位：公頃) ... 3-28 表 3-5 IIASA 全球 SSP3 及 SSP5 情境桃園市 2030 年各類土地利用需求量 預測 ... 3-36 表 3-6 土地利用轉移矩陣 ... 3-42 表 4-1 全國國土計畫各國土功能分區劃設條件 ... 4-2 表 4-2 全國國土計畫各國土功能分區土地使用指導原則 ... 4-6 表 4-3 全國國土功能分區模擬面積統計 ... 4-14 表 4-4 桃園市 2007 年與模擬限制情境一之 2030 年土地利用面積比較 ...
... 4-16 表 4-5 2007 年與限制情境一之 2030 年土地利用面積差異 ... 4-17 表 4-6 2007 年與限制情境一之 2030 年 SSP3 情境土地利用轉移矩陣 . 4-18
表 4-7 2007 年與限制情境一之 2030 年 SSP5 情境土地利用轉移矩陣 . 4-18 表 4-8 2007 年與限制情境一各類土地利用落於國土功能分區面積統計 ...
... 4-22 表 4-9 各類土地利用自 2007 年轉變至限制情境一 2030 年 SSP3 情境於國 土功能分各區面積變化 ... 4-23 表 4-10 各類土地利用自 2007 年轉變至限制情境一 2030 年 SSP5 情境於 國土功能分各區面積變化 ... 4-24 表 4-11 各類土地利用自 2007 年轉變至限制情境二 2030 年 SSP3 情境於 國土功能分各區面積變化 ... 4-25 表 4-12 各類土地利用自 2007 年轉變至限制情境二 2030 年 SSP5 情境於 國土功能分各區面積變化 ... 4-26 表 4-13 各類土地利用自 2007 年轉變至限制情境三 2030 年 SSP3 情境於 國土功能分各區面積變化 ... 4-27 表 4-14 各類土地利用自 2007 年轉變至限制情境三 2030 年 SSP5 情境於 國土功能分各區面積變化 ... 4-28 表 4-15 不同限制情境之各類土地利用面積差異 ... 4-30 表 5-1 桃園市土地利用及曼寧糙度值 ... 5-21
圖目錄
圖 1-1 大氣-土地利用遙耦合概念圖 ... 1-2 圖 1-2 經濟-土地利用遙耦合概念圖 ... 1-3 圖 1-3 各工作項目概念圖 ... 1-7 圖 1-4 各工作項目之關聯性... 1-8 圖 1-6 桃園市 24 小時累積雨量 350mm(上)及 650mm(下)天然災害潛勢地 圖 ... 1-10 圖 1-7 北台都會區交通與產業分布 ... 1-12 圖 1-8 桃園市區域發展架構... 1-13 圖 1-9 2008 年起全台及六都每年人口增加百分比 ... 1-13 圖 1-10 桃園地區土地利用圖(a)2007 年，(b)2014 年 ... 1-15 圖 1-11 計畫流程圖 ... 1-15 圖 2-1 WRF 模式模擬的空間範圍與巢狀網格設計 ... 2-3 圖 2-2 天氣研究與預報模式 (Weather Research and Forecasting Model,
WRF) 作業流程圖 ... 2-4 圖 2-3 1995 年(左上)、2007 年(右上)、2015 年(左下)桃園地區土地利用狀 況、2015 年與 1995 年土地利用差別(右下) ... 2-7 圖 2-4 累積(12:00-18:00)降水的差異性(休耕組減去水田組) ... 2-9 圖 2-5 降雨強度在桃園休耕時的變化 ... 2-10 圖 2-6 晴朗個案下潛熱通量變化：1995 年(左)、2007 年-1995 年(中)、2015 年-1995 年(右)，上排為日間變化，下排為夜間變化. ... 2-11 圖 2-7 晴朗個案下可感熱通量變化：1995 年(左)、2007 年-1995 年(中)、
2015 年-1995 年(右)，上排為日間變化，下排為夜間變化 ... 2-11 圖 2-8 晴朗個案下兩米高溫度場變化：1995 年(左)、2007 年-1995 年(中)、
2015 年-1995 年(右)，上排為日間變化，下排為夜間變化 ... 2-12 圖 2-9 晴朗個案下邊界層厚度變化：1995 年(左)、2007 年-1995 年(中)、
2015 年-1995 年(右)，上排為日間，下排為夜間變化... 2-12 圖 2-10 晴朗個案下近地表混合比變化：1995 年(左)、2007 年-1995 年(中)、
2015 年-1995 年(右)，上排為日間，下排為夜間變化... 2-13 圖 2-11 晴朗個案下白天 10 米高風場及氣壓場變化：1995 年(左)、2007 年 -1995 年(中)、2015 年-1995 年(右) ... 2-13 圖 2-12 有雨個案下，使用 1995 年桃園區土地利用資料進行模擬，下午 12L-18L 的逐時雨量空間分佈... 2-15 圖 2-13 有雨個案下，使用 2007 年桃園區土地利用資料進行模擬，下午 12L-18L 的逐時雨量空間分佈... 2-15 圖 2-14 有雨個案下，使用 2015 年桃園區土地利用資料進行模擬，下午 12L-18L 的逐時雨量空間分佈... 2-16 圖 2-15 有雨個案下，分別利用 1995 年(實心)及 2007 年(斜線)桃園區土地 利用資料進行模擬，下午 12L-18L 的逐時雨量強度分佈 ... 2-16 圖 2-16 有雨個案下，分別利用 1995 年(實心)及 2015 年(斜線)桃園區土地 利用資料進行模擬，下午 12L-18L 的逐時雨量強度分佈 ... 2-17 圖 2-17 2003 年的休耕情形(摘自農委會年報) ... 2-18 圖 2-18 針對氣象測站量測資料估算混合層高度以及舉升凝結高度，並做 為篩選強降雨事件的條件。 ... 2-22 圖 2-19 桃園地區研究樣區範圍，包括蘆竹，桃園，八德，大園，中壢，平 鎮，觀音，新屋以及楊梅區域 ... 2-26 圖 2-20 研究區範圍內，1991 年(上)、2006 年(中)及 2016 年(下)桃園地區 建成環境(built-up)、植被(vegetation)及水體(water body)三種土地利 用空間分布 ... 2-28 圖 2-21 桃園行政區氣象局局屬測站與自動測站空間分布圖 ... 2-29 圖 2-22 桃園行政區土地利用分布圖 ... 2-32 圖 2-23 桃園市氣象測站年雨量變化圖 ... 2-34 圖 2-24 桃園市各氣象測站年雨量變化圖 ... 2-35 圖 2-25 桃園市氣象測站夏季月份雨量變化圖 ... 2-36 圖 2-26 桃園市各氣象測站夏季月份雨量變化圖 ... 2-37 圖 2-27 2007 至 2012 桃園年雨量內插分析圖 ... 2-39 圖 2-28 2013 至 2018 桃園年雨量內插分析圖 ... 2-40
圖 2-29 2007 至 2012 桃園夏季月份雨量內插分析圖 ... 2-41 圖 2-30 2013 至 2018 桃園夏季月份雨量內插分析圖 ... 2-42 圖 2-31 氣象局八德，大園，楊梅測站 1998 至 2017 年夏季月份弱綜觀條 件下對流降雨事件單次降雨強度長期變化趨勢圖 ... 2-45 圖 2-32 氣象局八德，大園，楊梅測站 1998 至 2017 年夏季月份弱綜觀條 件下對流降雨事件總雨量與年雨量比例長期變化趨勢圖... 2-46 圖 3-1 全球經濟模式與 CLUE-s 模型的連結 ... 3-5 圖 3-2 全球經濟模式中個別國家產業部門之生產函數結構 ... 3-7 圖 3-3 全球經濟模式中個別國家之最終需求函數結構 ... 3-8 圖 3-4 全球經濟模式中各國生產與消費部門間及國家間的相互連結 ... 3-10 圖 3-5 GTAP 全球貿易可計算一般均衡模型中商品/服務的跨國貿易連結 ... 3-11 圖 3-6 全球經濟模式之校準資料庫：以開發中國家之產業關聯帳表為例 ... 3-12 圖 3-7 全球經濟模式之校準資料庫：以 2011 年雙邊貿易(產品別)為例 ...
... 3-12 圖 3-8 全球經濟模式之校準資料庫：以 2011 年雙邊貿易(產品別)為例 ...
... 3-13 圖 3-9 全球社會經濟發展路徑下的碳排放量及世紀末暖化程度 ... 3-14 圖 3-10 全球社會經濟發展路徑之主要模型情境假設 ... 3-15 圖3-11 OECD Env-Growth 模式所預測 2030 年各國/區域經濟體在 5 個 SSP 情境下的 GDP 前景 ... 3-17 圖 3-12 IIASA 模式所預測 2030 年各國/區域經濟體在 5 個 SSP 情境下的 GDP 前景 ... 3-18 圖 3-13 台灣 2030 年各 SSP 情境之人口成長預測與經濟成長前景 ... 3-19 圖 3-14 OECD Env-Growth 模式之 SSP 預測情境下台灣 2030 年的各產業 部門實質產出水準 ... 3-21 圖3-15 IIASA 模式之 SSP 預測情境下台灣 2030 年的各產業部門實質產出 水準 ... 3-22
圖 3-16 IIASA 模式之 SSP 預測情境下台灣 2030 年的各產業部門產值結 構：相較於 2011 年 ... 3-23 圖 3-17 2030 年各國/區域經濟體在 5 個 SSP 情境下的出口前景：根據 IIASA 模式之成長預測情境 ... 3-24 圖 3-18 2030 年各國/區域經濟體在 5 個 SSP 情境下的進口前景：根據 IIASA 模式之成長預測情境 ... 3-25 圖 3-19 2030 年各國/區域經濟體在 5 個 SSP 情境下的出口值變動：根據 IIASA 模式之成長預測情境 ... 3-26 圖 3-20 2030 年各國/區域經濟體在 5 個 SSP 情境下的出口值變動：根據 IIASA 模式之成長預測情境 ... 3-27 圖 3-21 OECD-EnvGrowth 模式之 SSP 預測情境下台灣 2030 年的農業部 門用地需求 ... 3-29 圖 3-22 IIASA 模式之 SSP 預測情境下台灣 2030 年的農業部門用地需求 ... 3-29 圖 3-23 OECD-EnvGrowth 模式之 SSP 預測情境下台灣 2030 年的製造業 部門用地需求 ... 3-31 圖 3-24 IIASA 模式之 SSP 預測情境下台灣 2030 年的製造業部門用地需 求 ... 3-32 圖 3-25 全國產業產出之區域配置: 不完全替代 ... 3-34 圖 3-26 民國 95 年及 100 年全國各縣市工商服務業產業產出之成長情形
(資料來源：繪自全國工商普查統計 ... 3-34 圖 3-27 桃園市耕地面積變遷趨勢 ... 3-35 圖 3-28 桃園市工業用地面積變遷趨勢：105 年與 100 年 ... 3-36 圖 3-29 CLUE-s 模式架構圖 ... 3-40 圖 3-30 CLUE-s 模式結構組成 ... 3-42 圖 3-31 土地利用轉移順序... 3-43 圖 3-32 選用之環境變數(a)高程；(b)坡度(c)與國道之距離 (d)與省道之距 離 (e)與河流距離 ... 3-44 圖 3-33 不同模式所模擬之各類別土地利用 AUC 值 ... 3-47
圖 3-34 以 CLUE-s 模式模擬之桃園市 2014 年土地利用 ... 3-49 圖 3-35 土地利用模擬驗證結果 ... 3-50 圖 3-36 SSP3 及 SSP5 情境下推估之未來土地利用空間分布 ... 3-52 圖 4-1 國土功能分區示意圖... 4-1 圖 4-2 結合國土規劃與全球經濟模式分析未來土地利用空間分布流程圖 ... 4-15 圖 4-3 桃園市國土功能分析模擬結果 ... 4-15 圖 4-4 限制情境一下桃園市之林地變遷分布圖 ... 4-20 圖 4-5 限制情境一下桃園市之農地變遷分布圖 ... 4-20 圖 4-6 限制情境一下桃園市之建地變遷分布圖 ... 4-21 圖 5-1 分散式治水評估方式雛形架構初步規劃 ... 5-2 圖 5-2 DHSVM 模式架構流程圖 ... 5-4 圖 5-3 模擬植生與根層之水平衡關係 ... 5-5 圖 5-4 飽和的次表面流格網運算示意圖 ... 5-9 圖 5-5 桃園淹水模擬山區邊界... 5-10 圖 5-6 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(20120611 豪雨) ... 5-10 圖 5-7 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(2012 蘇拉颱風) ... 5-11 圖 5-8 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(20160516 豪雨) ... 5-11 圖 5-9 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(20160602 豪雨) ... 5-12 圖 5-10 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(50 年重現期限制情境 一) ... 5-12 圖 5-11 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(50 年重現期限制情境 二) ... 5-13 圖 5-12 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(50 年重現期限制情境 三) ... 5-13 圖 5-13 第二區(山區編號 6-11)各網格地表最大水深(20120611 豪雨) ... 5-14
圖 3-34 以 CLUE-s 模式模擬之桃園市 2014 年土地利用 ... 3-49 圖 3-35 土地利用模擬驗證結果 ... 3-50 圖 3-36 SSP3 及 SSP5 情境下推估之未來土地利用空間分布 ... 3-52 圖 4-1 國土功能分區示意圖... 4-1 圖 4-2 結合國土規劃與全球經濟模式分析未來土地利用空間分布流程圖 ... 4-15 圖 4-3 桃園市國土功能分析模擬結果 ... 4-15 圖 4-4 限制情境一下桃園市之林地變遷分布圖 ... 4-20 圖 4-5 限制情境一下桃園市之農地變遷分布圖 ... 4-20 圖 4-6 限制情境一下桃園市之建地變遷分布圖 ... 4-21 圖 5-1 分散式治水評估方式雛形架構初步規劃 ... 5-2 圖 5-2 DHSVM 模式架構流程圖 ... 5-4 圖 5-3 模擬植生與根層之水平衡關係 ... 5-5 圖 5-4 飽和的次表面流格網運算示意圖 ... 5-9 圖 5-5 桃園淹水模擬山區邊界... 5-10 圖 5-6 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(20120611 豪雨) ... 5-10 圖 5-7 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(2012 蘇拉颱風) ... 5-11 圖 5-8 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(20160516 豪雨) ... 5-11 圖 5-9 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(20160602 豪雨) ... 5-12 圖 5-10 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(50 年重現期限制情境 一) ... 5-12 圖 5-11 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(50 年重現期限制情境 二) ... 5-13 圖 5-12 第一區(山區編號 1-5)各網格地表最大水深(50 年重現期限制情境 三) ... 5-13 圖 5-13 第二區(山區編號 6-11)各網格地表最大水深(20120611 豪雨) ... 5-14