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本研究利用 OS 和 OGS 兩種方法,分別模擬事件 1 和事件 2 事件淹水程度,

結果比較如表 2 所示。使用 4.2 GHz Intel i7 處理器,對於事件 1,OS 和 OGS 方法的模擬時間分別為 652 分鐘和 1,014 分鐘;事件 2 分別為 617 分鐘和 948 分 鐘。與 OS 方法相比,納入 GFM 的 OGS 方法模擬時間增加了 50%。且因為事件 1 的降雨峰值提早出現,所以造成事件 1 的模擬時間較事件 2 模擬時間稍長。

表 2 兩場事件不同方法的性能指標結果

事件 指標 OS OGS

1

HTR 0.52 0.59

FAR 0.06 0.07

Simulation time (min) 652 1,014

2

HTR 0.59 0.86

FAR 0.10 0.12

Simulation time (min) 617 948

(1) 淹水範圍驗證

圖 7 為成功社區的道路和下水道網絡,顯示該社區的下水道不足,特別是在 地圖上標記的小巷弄中。圖 8(a)和 8(b)分別為針對事件 1 和事件 2,以 OS 和 OGS 方法模擬的淹水範圍。對於事件 1 而言,兩種方法都可以良好地預測 265 巷 的淹水範圍。然而對於事件 2,OGS 方法能夠正確預測洪水範圍,但 OS 方法明顯 低估 208 和 216 巷附近的淹水範圍。

圖 7 成功社區的道路及下水道分布

在圖 8(b)中,兩種方法皆低估 265 巷下方的淹水範圍,其原因可能由淹水 調查的不準確導致,因為在事件 1 雨量較小的情況中,調查範圍顯示 265 巷下方 發生淹水,因此在事件 2 的強降雨下,該處也應該發生淹水。在台灣,淹水範圍 是由政府根據災後調查和問卷調查手動劃定的,因此調查與實際實際淹水間存在 差異。表 2 總結這兩種方法的性能指標。與 OS 方法相比,OGS 方法在兩種情況 下均具有較高的 HTR 值,尤其是對於事件 2,其 HTR 增加了 27%。儘管在 OGS 方 法的 FAR 值略微增加了 2%,但與 HTR 的增加幅度相比,可將其忽略不計。

圖 8 針對(a)事件 1 和(b)事件 2 以 OS 與 OGS 兩種方法模擬之淹水範圍

(2) 一、二維流量交換

圖 9(a)和 9(b)分別顯示以 OS 與 OGS 兩種方法,事件 1 和事件 2 在圖 7 人孔 處的地表和地面系統間的水流轉換。此處水位高度為以地面高程為基準的水深,

其中,對於 OS 方法,地面系統是指下水道;對於 OGS 方法,地面系統包含側溝 和下水道。水流交換量是根據地表水位、側溝和下水道水位之間的關係決定,分 別以藍線,紅點線和灰點線表示。

圖 9 在(a)事件 1 和(b)事件 2 中,OS 與 OGS 兩種方法的水流交換

15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 Exchange (cms)

Water level (m)

Time (hh:mm)

Exchange Surface Gully Sewer

‐0.4

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Water level (m)

Time (hh:mm)

Exchange Surface Sewer

‐0.4

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Water level (m)

Time (hh:mm)

Exchange Surface Gully Sewer

‐0.4

13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 Exchange (cms)

Water level (m)

Time (hh:mm)

Exchange Surface Sewer

OS OGS

(a)

(b)

OS OGS

圖 10(a)和 10(b)分別顯示事件 1 和事件 2,以 OS 與 OGS 兩種方法模擬得出 的下水道水位分佈。在圖 10(b)中 208 巷附近,採用 OS 方法得出的下水道水位 比採用 OGS 方法要高得多,這種現象意味著在沒有測溝緩衝的情況下,OS 方法 過度將地表水排入下水道中,造成此處淹水程度低估。

圖 10 (a)事件 1 和(b)事件 2 以 OS 與 OGS 模擬得出之下水道水位高

圖 11(a)和圖 11(b)分別表示事件 1 和事件 2,在成功社區以 OS 與 OGS 兩種 方法模擬得到的水流交換。根據表 1 之定義,𝐼 、𝐼 、𝐿 、𝐿 和 𝑀 分別為通過 側溝入水口、連接和人孔的入流量和冒水量。在所有情況下,冒水發生的時間都 比排放流量稍晚,這是因為側溝和下水道開始時是空的,需要一段時間才能裝滿。

比起 OGS,雖然 OGS 產生較大的入流量(𝐼 ),可是大部分 OGS 的入流量都由側溝 蓋冒水回到地面(𝐼 很大),而不是透過連接管進入下水道(𝐿 很小),此時,下水

值很小的唯一解釋,因其限制了從側溝進入下水道的排水效率。藉由提高側管的

15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 Rainfall (mm)

Exchange (cms)

Time (hh:mm)

Rainfall Id Is Ld Ls Ms

0

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Exchange (cms)

Time (hh:mm)

Rainfall Id Is Ld Ls Ms

0

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Exchange (cms)

Time (hh:mm)

Rainfall Id Is Ms

0

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Exchange (cms)

Time (hh:mm)

Rainfall Id Is Ms

OS OGS

OS OGS

(a)

(b)

等於 𝐼 𝐼 𝑀 ,代表了從地面到下層的淨排水量。與 OGS 方法相比,OS 方

13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00

Flood volume (1,000 m3) Net drainage rate (cms)

Time (hh:mm)

Flood (OS) Flood (OGS) Drainage (OS) Drainage (OGS)

‐4

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Flood volume (1,000 m3) Net drainage rate (cms)

Time (hh:mm)

Flood (OS) Flood (OGS) Drainage (OS) Drainage (OGS)

Event 1 Event 2

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