第五章 河川案例模擬
5.3 模式演算所需資料
5.3.1 初始河道幾何資料
為求符合實際現況,並提高模擬精確度,本模式採用經濟部水利
署十河局所測的淡水河民國九十二年斷面資料,模擬範圍之斷面樁號 整理如表 5-1 所示。
5.3.2 初始河床質粒徑資料
本模式具有模擬非均勻沈滓之功能,在河床粒徑選取方面,採用 與斷面量測資料時間接近之粒徑採樣資料,由於民國九十二年並無本 模式模擬範圍之實測資料,因此採用民國九十年水利規劃試驗所執行
「大漢溪河道疏浚工程通洪能力檢討」之粒徑資料,大漢溪各斷面之 各粒徑累計百分比組成,整理如表 5-2 所示。
5.3.3 河床糙度
由於各數值模式所採用之曼寧 n 值,一般都是針對不同颱洪事件 進行率定,由於不同的數值模式計算方法不同,可能有不同之數值誤 差型態,故有著不同的 n 值。本研究採用其他模式所率定出曼寧 n 值,
以及適合本模式率定之曼寧 n 值,以新海橋水位站之實測水位(過去 的洪水紀錄資料)進行曼寧 n 檢定,比較不同的的數值模式所採用的 曼寧 n 值,共三組曼寧 n 值(如表 5-1 所示),茲分述如下:
第一組曼寧 n 值:
「台北防洪整體檢討報告」利用過去水文紀錄較為完整之颱洪事 件進行模擬,所檢定出一組較具代表性之河床糙度值進行模擬。其選 用之颱洪事件包括艾爾西(58 年)、貝絲(59 年)、貝蒂(61 年)、畢莉(65
年)、薇拉(66 年)、婀拉(67 年)、尼爾森(74 年)、寶莉(81 年)、泰德 (81 年)及賀伯(85 年)等,共計十場颱洪紀錄。
第二組曼寧 n 值:
「基隆河洪水預報模式建置計畫」,利用納莉颱洪事件率定出代 表性之河床糙度值,採用理由為此事件資料較完備,整個的颱洪歷程 紀錄相當的完整。
第三組曼寧 n 值:
係利用本模式所選用的曼寧 n 值,以海馬颱洪(93 年)所量測新海 橋水位站的實測水位(過去的洪水紀錄資料)進行率定,其選用的曼寧 n 值方式,主要參考「台北防洪整體檢討報告」所提出之曼寧 n 值的 範圍內,選取一組曼寧 n 值,由表 5-2 得知在斷面淡 54 至淡 43,粒 徑顆粒較粗,因此在此範圍內其曼寧 n 值比在斷面淡 43 下游為大。
上述三組曼寧 n 值,整理如表 5-1 所示。在三峽河的曼寧 n 值,因其 匯流處位於斷面淡 51 附近,因此取此斷面附近之曼寧 n 值為代表。
將此三組曼寧 n 之模擬結果,分別以曼寧 N1、N2 及 N3 稱之。
5.3.4 邊界條件
在上游邊界部份,根據模擬範圍之附近相關既有流量水位站資 料,以比面積法推估上游入流歷線。在大漢溪上游邊界斷面淡 54,
其上游較近之水位站為三鶯橋站,因此依據三鶯橋站之實測水位資
料,並採用「淡水河即時洪水預報模式」之各河川水位流量站控制點 率定曲線公式,推估三鶯橋之流量,再以比面積法,而得到上游邊界 流量,而在三峽河上游邊界斷面三 10A,即為三峽橋水位站,因此直 接以實測水位資料,配合三峽橋之流量率定曲線公式,得到支流上游 邊界流量,本次模擬共三場歷史颱洪(艾莉、海馬、那坦),其中艾莉 颱洪因於三鶯橋之水位資料不齊全,故以新海橋水位站之實測水位資 料,推估主流上游邊界流量。在上游邊界入砂量方面,由上游邊界已 知流量,經由 Engelund-Hansen 輸砂公式推算其入砂量。在下游水位 歷線方面,因斷面淡 32 接近入口堰水位站,則以入口堰水位站之實 測水位資料作為下游邊界水位歷線。本次模擬的三場歷史颱洪(艾 莉、海馬、那坦)上游及下游邊界條件如表 5-3 至表 5-5 所示。