4-1 研究區域概述
台灣都市發展快速,住宅區、商業區、公園綠地及街道路網等之 闢建或改建而改變地形地貌,加以都市排水系統原本設計標準不高,
以及集水區改變等因素,以致發生局部豪雨或颱風暴雨時,便有渲排 不及而積水溢淹災情,造成民眾生活不便及財務經濟損失。本研究以 水文紀錄及抽排紀錄較為完整之台北市玉成抽水站排水系統(含信義 區、南港區及大部分大安區)為研究對象,以達成研究成果之實用性。
4-1-1 地理位置及地形
玉成集水區橫跨台北市信義、大安、南港、松山等四個行政區,
東南方緊臨四獸山及南港山區,圖4-1為研究區域地理位置分布情 形,該區域位於台北盆地境內,地勢低漥屬於盆地地形,由東南向北 邊緩降,北側緊鄰基隆河,另外由於信義計畫,都市發展積極建設,
多條聯外道路,構成四通八達之交通聯絡,促成人口密度集中。且由 圖4-2建築物分佈情況可知,市區中心隨著人口不斷集中,多已開發 為住宅及商業建築用地。
4-1-2 土地利用情況
由表2-1、圖4-2建築物分佈情形資料筆數可知,信義區、南港區
隨著人口不斷集中,多已開發為住宅及商業建築用地,工業區主要以 分布在南港區居多,而保護區及公園綠地主要集中在東南方,提供民 眾假日遊憩休閒如圖4-3所示。
圖4-4為研究區域歸類後之各土地利用所佔百分比,其中以建築用 地所佔比例最大,爲 73.86%,其次為遊憩用地17.39%及交通用地 6.44%。
4-1-3 水系
圖4-5為研究區域主要水系分布情形,包括基隆河、四分溪、大坑 溪均屬於淡水河水系。
(1) 基隆河
基隆河發源於平溪鄉菁桐附近,全長86.4公里,流域面積約500 平方公里。向東流經十分瀑布後開始深切,形成峽谷地形,至三貂嶺 附近,向東北東的流路驟轉為北向,並在瑞芳附近急轉向西。本段地 形主要受侯硐背斜之影響而呈一長穹狀構造地形,呈東北東-西南西 走向,高度不超過800公尺。流經瑞芳之後,進入和緩起伏的丘陵帶,
河谷漸地開廣,成為曲流。至八堵、松山自汐止間有廣大的河床平原,
此後在南港附近進入臺北盆地。進入臺北盆地後呈自由曲流,最後在 關渡隘口處與淡水河匯合,朝西入海。
(2) 大坑溪
游溪段逐步進行整體整治。
4-2 排水概況
根據「台北市雨水排水系統設計規範」,台北市雨水排水系統採 用五年重現期之設計標準。圖4-6為玉成集水區之排水系統及雨水下 水道系統分佈圖,可看出玉成集水區已建置密集之雨水下水道系統,
而規畫之下水道總長爲78,696公尺。玉成排水系統,主要是由三大次 排水幹線,松隆路幹線、中坡北路幹線、南港幹線匯流而成,經由雨 水下水道系統銜接至上述流域內之河川支流排水,以重力排水方式匯 入三張犂截流溝進入基隆河。
4-2-1 抽水站系統
玉成抽水站位於台北市南港區成美橋側基隆河左岸,於1987年完 工,集水區範圍包括辛亥 路以北、基隆路及光復南路以東、向陽路以 西和基隆和以南區域,總面積約 1,627.4公頃。抽水站現有裝置7部 26.3cms共計抽水量184.1cms之抽水機組,詳細配置及現況如圖4-7、
圖4-8,抽水機組設定1.8m為啟動水位、2.4m為起抽水位高程,設計 外水位採用基隆河治理計畫10年重現期距洪水位。
4-3 模式檢定
模式中參數檢定之方式,首先參考文獻建議值,再利用單一場水
文事件檢定,以調整適當參數,最後再以另一場水文事件進行驗證。
若驗證結果良好,則模式完成檢定驗證工作。反之,則必須重新進行 參數之檢定。
本研究以2001年9月之納莉颱風事件,進行SOBEK模式之檢定模 擬。在進行玉成抽水站之淹水模擬前,先將玉成排水系統依實際劃分 三大次排水幹線系統(松隆路幹線、中坡北路幹線、南港幹線)整理 建模,以集水區範圍為模擬邊界,並考慮抽水站之功能。
4-3-1 模擬條件
本研究以玉成集水區為探討對象,並以民國 93 年排水系統之配 置,為主要模擬目標。根據 SOBEK 模式模擬所需資料,蒐集 93 年 之人孔、雨水下水道、明溝、土地利用情形、地表建築物分布、數值 地表高程等資料建構 SOBEK 模式如圖 4-2~4-6。
在格網大小與邊界條件部分,SOBEK 模式格網大小決定於所用 數值地表高程之精細程度,本研究蒐集之玉成集水區數值地表高程資 料為 4m×4m,由於有少部區域是屬於未公開之區塊,故利用 sufer 軟體將資料內插成 16m×16m,作為模式所用之資料。在邊界條件部 分,由於檢定驗證案例改不同之條件,故就各案例分別介紹之。
4-3-2 SOBEK模式檢定過程說明 築用地使用情況,應以0.07~0.10較為合理。
因玉成集水區為開發較完全之都會區,建築用地比例相對較大,
納莉颱風(Nari),2001年9月6日11時於台灣東北方海面形成,
造成排水阻塞導致淹水外,多數淹水地區主要受到颱風挾帶豐沛雨量
水範圍及淹水趨勢及週邊少數零星淹水情況與實際調查淹水範圍較 為一致;至於第 五組之糙度值模擬之淹水範圍及淹水趨勢及週邊少數 零星淹水情況與實際調查淹水範圍則稍嫌偏多。由檢定結果,可知第 四組之糙度值模擬最大淹水格網數與實際調查淹水格網符合率最 高,故採用第四組之糙度參數為後續模擬之用。
4-4 模式驗證
為進行淹水模式之驗證,收集研究區域內2007年科羅莎颱風實測 降雨資料,並以先前檢定後的參數值進行SOBEK模式之驗證。
4-4-1 柯羅莎颱風事件驗證
柯羅莎颱風(Krosa),2007年於呂宋島東方海面形成,年度編號 為0715,並發佈為強烈颱風。中央氣象局於4日17時針對柯羅莎颱風 發布海上颱風警報,5日05時發布海上陸上颱風警報;柯羅莎颱風中 心於,6日22時30分左右於頭城及三貂角間登陸,如圖 4-20。中央氣 象局於10月7日20時解除陸上颱風警報。柯羅莎颱風影響台灣期間(10 月4~7日)。
蒐集研究區周遭雨量站於颱風期間之實測降雨,並將信義、公 館、內湖、南港等雨量站以徐昇氏分配各雨量站面積權重。信義、公 館、內湖、南港24小時降雨組體圖,如圖4-21至圖4-24所示。
下游邊界條件係參考水利署鄰近研究區域內之五堵水位站於柯 羅莎颱風期間(2007年10月5日22時起24小時)之實測水位紀錄,如圖 4-25所示,利用底床坡度之斜率等比換算下游邊界水位。
將24小時降雨歷線及下游邊界條件輸入SOBEK模式進行淹水模 擬,結果如圖4-26至圖4-27所示,由圖上及對照Google Earth來研判淹 水大多集中於市民大道五段以東、忠孝東路五段以北、永吉路225巷 及虎林街附近區域,由於地勢低窪,因此有較大之淹水範圍及淹水深 度;靠近基隆河沿岸因地勢低窪而形成淹水,集水區中央處為信義行 政區,因下水道系統建置較完整,有少數零星淹水現象,三張犂截流 溝匯流處也同樣因地勢低窪及位處兩排水匯流口而有淹水情形。