成效模擬流程

眾多淹水數值模擬模式中，以 SOBEK 為目前水利署、業界最常 使用此商業模式作為計畫分析模擬的工具，其包含一維渠流模式、二 維漫地流模式、雨水下水道模式等，其可依集水區地形、渠道及排水 構造物情況，同時演算整個淹水過程，充分顯現集水區地形、渠道及 排水構造物對排水之影響，較能真實模擬集水區洪水之運動情況，據 以瞭解現況排水能力，分析現況淹水情形，探討排水不良原因，評估 改善方案之改善效果與設施規模，以研擬有效可行方案。

本計畫建議利用 SOBEK 淹水數值模擬模式，套用可接受之韌性 提升方案的完整規劃設計，修正模式的邊界條件與相關設定，並加入 極端降雨之條件，模擬改善工程實施後淹水改善之效益。茲將 SOBEK 淹水潛勢分析模式建置、檢核與分析流程(如圖 4-3)概述如后：

1、利用所蒐集計畫區河川與區域排水斷面資料、跨河與水工結構物、

抽水站分布與抽水容量、雨水下水道調查成果、正射影像、衛星 影像等資料，建構一維渠流模組(CF)。

2、同時，利用地文分析成果，將劃分之各子集水區，配合土地利用 調查成果逐一給定面積、流長、CN 值，建立降雨逕流模組(RR)。

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3、二維漫地流模組(OF)則利用內政部提供高精度地形高程資料予 以設定。

4、經前述流程建構基礎 SOBEK 模式，並檢核其設定正確後，採歷 史颱洪事件進行模式檢定及驗證，檢定及驗證過程中並應考量治 理工程施作之時間點。

5、經驗證模式合理後，再納入各排水系統已完工或施工中之治理工 程，作為後續情境分析之基礎。必要時並配合現地勘查與訪談等 方式以確認模式之正確性。情境分析則考量不同情境進行模擬，

據以瞭解研究區域之淹水潛勢。

針對淹水數值模式之建置所需資料、建立方式、模式建置條件、

建立淹水模組概述如下，以供未來區域淹水數值模式建立時之參考依 據：

1、資料蒐集

(1)地文資料蒐集：包含數值地形高程資料、航照正射影像、水 道資料、重要水工建造物、土地利用、雨水下水道資料與海 岸資料等。

(2)水文資料蒐集：水文分析成果(降雨頻率分析、降雨雨型分析 及流量分析等成果)、採用保護標準、計畫流量及水位、潮汐 資料等。

(3)歷史資料收集：歷史淹水災點、範圍、深度資料蒐集，各排 水已完工、施工中及已核定工程。

2、排水數值模式建立

依實測之數值地形(DTM)資料，以空拍影像圖為底圖，輸入 計畫區域排水斷面、粗糙度及構造物資料、地表粗糙度、降雨條 件(暴雨量、雨型及降雨損失)及邊界條件(外水位歷線、入流歷線)，

上游邊界條件以模式中之一維渠道流收集地表二維漫地流之地 表水，下游邊界條件為各大排出口之 7~10 月大潮平均高、低潮 位歷線，建立計畫區之 SOBEK 模式。

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3、模式建置條件 (1)幾何條件

水路建置包括：河川、區域排水、農田排水及雨水下水道 系統等斷面資料進行模式建置，並包含抽水站、閘門、堰等構 造物建置。

(2)上游邊界條件

上游邊界條件設定係藉由雨量資料，經水文計算後可得入 流量歷線，流量歷線將自動匯入一維水理模式進行渠道演算。

或是直接採用模式內之 SCS 降雨逕流模組，可自行輸入雨量 換算各集水區之流量，而 SCS 降雨逕流概念，僅需輸入集水 區面積、平均流域坡度、集水區至出口流路長、集水區代表 Curve Number、單位歷線類型和水文臨前條件，便可進行各個 集水區之降雨逕流演算。

(3)下游條件

配合下游排水水位歷線或出海口鄰近之潮位站 7~10 月大 潮平均高、低潮位歷線及參考實際豪雨期之歷線做為下游邊界 條件。

4、建立淹水模組

(1)一維區排及下水道模組

採用計畫區內各排水之大斷面測量資料，建置區域內排水 蒐集系統，演算計畫區各排水路水位、水深及流速等渠流排水 能力。

(2)二維淹水模組

DEM 二維網格之設定，係以內政部衛星測量中心製作最 新高精度 DEM，若有 1m × 1m DTM 資料，方案評估為節省 時效，可粗化為 20m × 20m 做為地形網格資料，待方案確立 後再採 1m × 1m 精度模擬，而 DEM 粗化之方法，係以選用 粗化後之網格範圍內，出現最多次之高程網格數值資料，作為

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粗化後之網格高程代表值，搭配地表粗糙度，模擬計畫區地表 漫地流情形。

(3)水工構造物功能模組

包含抽水站、閘門、堰等構造物建置，模擬水工構造物之 效益。未來為能探討內水問題之解決方案，可局部採用 SWMM 模式以納入生態滯留池、入滲溝、多孔鋪面、雨撲滿與草溝等 低衝擊開發設施之計算模組(LID)進行逕流模擬，再將逕流成 果以節點匯入 SOBEK。

5、淹水模式驗證

挑選歷年造成研究區域淹水情形嚴重之事件進行淹水模擬，

並與實際淹水情形檢定與驗證。

6、現況淹水模擬

經前述初步之模式檢定後，以建立研究區域現況排水數值 (SOBEK)模型，輸入集水區各重現期之降雨歷線(各重現期一日 暴雨量)配合下游邊界條件出海口 7~10 月大潮平均高、低潮位 歷線及參考實際豪雨期之歷線為下游邊界條件，各重現期之降雨 雨型為各演算區之上游邊界條件，藉以模擬現況排水系統排水能 力及淹水情形。

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圖 4-3 SOBEK 模式模擬流程圖

情境設定

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