有效降雨最小化分析

為進一步量化有效降雨最小化，本節採用重現期 2、5、10、25 年降雨進行定量分析，依 第二級土地利用分析曲線號碼(CN 值)，推估集水區潛在最大滯留量，演算時之初期扣除量係 數採用 0.05~0.30(間隔 0.05)，進行有效降雨最小化分析。

壹、 研究區域重現期演算條件

一、研究區域雨量站

根據「臺南市淹水潛勢圖(第二次更新)」及「高雄市淹水潛勢圖第二次更新計畫」內容，

本計畫演算範圍之雨量站位置及重現期雨量如圖 4-1 及表 4-1 所示，演算範圍內雨量站個別 之降雨歷程分別如附圖 2-4、附圖 2-5、附圖 2-6、附圖 2-7 所示。

二、潮位資料

本計畫採用「流域洪氾防災及土資源管理之研究(2/3)」計畫內容中，臺南沿海地區重現 期 2 年、5 年、10 年及 25 年潮位歷線，該潮位歷線包含暴潮偏差資料。該暴潮分析方法使用 POM 潮位模式結合 FEM (finite element method) 潮流模式估算暴潮位。模式所使用之風場採 用修正之袁金渦動模式(Rankin-Vortex Model, RVM)模擬颱風風場，颱風風場的強度由中心氣 壓所決定，根據中央氣象局 1958 到 2009 年之間發生最大之颱風做分析，計算各重現期(2 年、

5 年、10 年、25 年)之颱風參數，推算臺南沿海海域所引起的暴潮。聯外排水路重現期 2 年、

5 年、10 年及 25 年之外水位歷線如圖 4-2 所示。

三、仁德區土地利用

大臺南地區屬沖積平原區，土壤分類為 B 類土壤，根據民國 105~108 年內政部國土測繪 中心全國第 3 次國土利用調查成果顯示，仁德區第 II 類土地利用分類共有 43 種，如圖 4-3 所 示，由於全國第 3 次國土利用調查與第 2 次調查所使用之土地分類略有不同，而表 3-3 對應 之國土利用分類為第 2 次調查之 SCS 分類，因此需重新對應為第 3 次調查之 SCS 分類，再由 SCS 分類對應表 3-2 可得第 II 類土地利用對照曲線號碼(CN 值)如表 4-2 所示。

四、比對資料之測站位置

為分析有效降雨最小化，本研究以三爺溪排水之華醫大橋測站為比對水位歷線之點位，

位置詳圖 3-12。

表4-1 演算範圍內各雨量站重現期雨量

站名 2年 5年 10年 25年

臺南 202.9 289.5 346.7 419.1

崎頂 218.4 315.2 379.3 460.3

善化 186.9 276.5 340.9 424.8

媽祖廟 218.4 299.1 352.6 420.2

阿蓮(2) 239.2 351.7 421.1 503.9

古亭坑 252.7 375.8 457.3 560.1

木柵 281.4 444.5 552.3 688.9

虎頭埤 220.3 327.8 399.0 489.0

永康 197.1 275.6 327.4 393.1

新市 216.5 330.7 406.3 501.6

和順 175.6 259.0 314.1 383.9 雨量單位：mm

(資料來源：「臺南市淹水潛勢圖第二次更新計畫」，經濟部水利署，民國 104 年，「高雄市 淹水潛勢圖第二次更新計畫」，經濟部水利署，民國 103 年)

圖 4-1 演算範圍雨量站徐昇網分布 (資料來源：本研究蒐集彙整)

圖 4-2 臺南沿海不同重現期潮位歷線 (資料來源：本研究蒐集彙整)

圖 4-3 仁德區土地利用分布圖 (資料來源：本研究蒐集彙整)

表4-2 第II類土地利用與CN值對照表

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

潮位(公尺)

時間(小時)

重現期2年 重現期5年 重現期10年 重現期25年

第 Ⅰ 類 第 Ⅱ 類^[註]

第 Ⅰ 類 第 Ⅱ 類^[註]

參、 不同土地使用規劃減洪調適策略之最小有效降雨量推演

依第二章第二節文獻分析的結果顯示，初期扣除量與潛在最大滯留量之關係式係數為 0.05~0.30，故本研究以增量 0.05 做為間隔設定初期扣除量，進行地文性淹水模式演算，輸出 華醫大橋測站水位資料進行分析，重現期 2 年、5 年、10 年及 25 年設計降雨事件配合不同初 期扣除量係數之演算成果如圖 4-5 至圖 4-8，以前節所計算之有效降雨結果為基礎值，計算不 同初期扣除量降低水位之百分比如表 4-3 所示。

另比對未採用曲線號碼(CN 值)演算有效降雨之演算成果(圖 4-9 及表 4-4)，由表可知採用 曲線號碼(CN 值)法計算有效降雨進而演算水位，與未採用曲線號碼(CN 值)法計算有效降雨之 演算水位相比可降低 0.2 公尺，最大可降到 0.7~0.9 公尺，採用曲線號碼(CN 值)法後，均可明 顯看出洪水位下降。

圖 4-5 重現期 2 年降雨在不同初期扣除量係數條件下華醫大橋水位歷線 (資料來源：本研究成果)

IA=0

1 2 3 4 5 6 7

0 6 12 18 24 30 36 42 48

水位(公尺)

時間(小時)

重現期2年

現況 IA=0.05 IA=0.10 IA=0.15 IA=0.20 IA=0.25 IA=0.30 未加CN

重現期2年

未考慮有效降雨

圖 4-6 重現期 5 年降雨在不同初期扣除量係數條件下華醫大橋水位歷線

現況 IA=0.05 IA=0.10 IA=0.15 IA=0.20 IA=0.25 IA=0.30 未加CN

重現期5年

現況 IA=0.05 IA=0.10 IA=0.15 IA=0.20 IA=0.25 IA=0.30 未加CN

重現期10年

IA=0 未考慮有效降雨

圖 4-8 重現期 25 年降雨在不同初期扣除量係數條件下華醫大橋水位歷線 (資料來源：本研究成果)

1 2 3 4 5 6 7 8

0 6 12 18 24 30 36 42 48

水位(公尺)

時間(小時)

重現期25年

現況 IA=0.05 IA=0.10 IA=0.15 IA=0.20 IA=0.25 IA=0.30 未加CN

重現期25年

IA=0 未考慮有效降雨

表4-3 不同初期扣除量計算水位降低百分比

圖 4-9 未採用曲線號碼法與現況(採用曲線號碼法)之演算水位差 (資料來源：本研究成果)