第三章 大氣‐水文整合模擬
為進行大氣水文整合模擬，利用颱洪中心之定量降雨系集預報實 驗結果、河道演算模式、以及海洋大學李光敦教授所開發的逕流模式 (KW‐GIUH)，以烏溪與濁水溪流域為例，進行全流域之即時降雨逕流 模擬。在進行集水區水文分析前，首先針對河川上所選定之控制點（如 圖5 所示），並利用數值高程模式劃分集水區及推求各分區地文因子，
包括集水區面積、河流長度、次集水區面積、次集水區平均坡度及荷 頓比值等，爾後根據各次集水區範圍內之雨量站，計算其分區之逐時 平均降雨量，接著針對上游次集水區，應用運動波‐地貌瞬時單位歷 線模式(KW‐GIUH)，進行各次集水區之降雨逕流模擬，以求得各次集 水區之出流量，所計算之各集水分區逕流演算結果，可作為一維河道 演算模式(WASH123D)所需之入流邊界條件。
在結合定量降雨系集預報實驗進行水位預報前，先以歷史颱風事 件進行參數校驗，圖6 與圖 7 分別為烏溪流域烏溪橋在四場歷史颱風 事件(2007 年克羅莎颱風、2008 年辛樂克颱風、2008 年卡玫基颱風 及 2009 莫拉克颱風)與濁水溪流域溪洲大橋在兩場歷史颱風事件 (2008 年卡玫基颱風與 2009 莫拉克颱風)的模擬與觀測水位結果。
最後利用整合設定之自動化排程進行河川即時水位預報，先將定 量降雨系集預報實驗結果的雨量資料內插至所模擬區域的雨量站位 置，接著用KW‐GIUH 計算各次集水區之降雨逕流，作為 WASH123D 一維河道演算的入流邊界條件，此外，利用水利署防災資訊服務網的 即時水位資料，瞭解研究區域水位站的水位資料，以便挑選適合此水 位狀態下河道的起始水位，作為 WASH123D 一維河道的起始條件。
6
最後當 WASH123D 一維河道模式執行結束後，將所產生的即時水位 結果呈現於網頁上(如圖 8 與圖 9)，並與實際水位作比較，未來將持 續校驗模式參數，提高模式之應用性。
由於宜蘭河與典寶溪兩試驗流域的資料仍持續在蒐集與分析中，
本年度先初步嘗試利用迄今已獲得之觀測資料，搭配 HEC‐HMS、
HEC‐RAS 及 FLO‐2D 等模式，進行降雨逕流、河道演算及二維淹水的 模擬測試，上述模式不論在國內或國際皆有眾多使用者與極高之接受 度。以宜蘭河於蘇拉颱風期間為例，各模式之模擬結果如圖 10 至圖 12 所示，結果顯示試驗流域之設置可提昇模式輸入條件之品質，進 而提高模式模擬結果之準確度。未來可對其它常用模式，如降雨逕流 模式的 KW‐GIUH、河道演算與淹水模式的 WASH123D，又或者 CCHE1D、CCHE2D 水理及輸砂模式等，於資料蒐集較完備後進行測 試與應用。
圖 5
( 河川控制
7
(a) 烏溪
(b)濁水溪 制點分佈與
溪
溪
與上游控控制面積
圖 6 歷史颱颱風事件之
8
之烏溪流域域烏溪橋水水位模擬比比較圖
圖 7 濁
(a)
(b) 濁水溪流域
9
卡玫基颱
莫拉克颱 域溪洲大橋
颱風
颱風
橋水位模模擬比較圖圖
圖 8
圖 9
烏溪橋即
溪州大橋
10
即時水位模
橋即時水位
模擬與觀測
位模擬與觀 測結果
觀測結果
11
圖 10 宜蘭河中山橋測試基地推估流量、HEC‐HMS 模擬值與率定曲
線(2011)推估流量比較
圖 11 黎霧橋水位觀測值與 HEC‐RAS 模擬值比較
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
2012/8/1 2012/8/1 2012/8/2 2012/8/2 2012/8/3 2012/8/3 2012/8/4
流量(m3/sec)
時間
測試基地建置後推估流量 HEC‐HMS 模擬值 率定曲線推估流量(2011)
0
2012/8/1 2012/8/1 2012/8/2 2012/8/2 2012/8/3 2012/8/3 2012/8/4 2012/8/4 2012/8/5
水位(m)
發生時間
觀測值 模擬值
12
圖 12 美福 2 站淹水測站淹水值與 FLO‐2D 模擬值比較
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
2012/8/1 2012/8/1 2012/8/2 2012/8/2 2012/8/3
淹水深度(m)
時間