第五章 解析方法參數影響分析
6.3 水位落差流量率定關係之不確定性
資料為樣本所得流量比值與落差比值點大致都落於 95%信賴區間內，惟落差比值 大於 1.0(跌水)部份有較大偏離，若參照將流量比值與落差比值點點繪於迴水與跌 水兩情況(圖 6-5 與 6-6)，則 9 個案例流量比值與落差比值點都落於 95%信賴區間 內，此現象係肇因於在考慮全部之情況時，d值之變異係數較迴水與跌水等兩情 況為小，又Qm/Qr之變異係數受d值變異係數影響較大，導致所計算Qm/Qr之變異 係數較分別考慮迴水與跌水等兩情況為低，連帶造成全部情況之 95%信賴區間較 其他二者窄進而使得 9 個案例部分之流量比值點皆落於信賴區間外，顯示全部情 流所推得之參數可能無法反應流量比值與落差比值間之關係。綜合上述結果可 知，若分別針對迴水與跌水等兩情況推估(4.2)式參數c及d值，所推得之參數值(尤 其是d值)，較能反應出流量比值與落差比值之變化趨勢，此與第四章在討論(4.2) 式時，因組成因素值在洪水漲退水情況有不同趨勢反應，及如第五章分析成果若 作全部情況混合分析，其校正效果較差。因此由不確定性分析結果亦可佐證本研 究在第四章所提出之建議，也就是在建立流量率定曲線時，需將迴水(Backwater) 及跌水(Free fall)情況作分開處理，以提高流量推估結果之準確性及可靠度。
藉由本章之分析，吾人可歸納當曼寧糙率係數與平均底床坡降之不確定性程 度較低時，本研究所發展之解析「水位—落差—流量率定關係」亦具有相當低之 變異度，而一般主要與輔助水位站間距離控制在兩站間水位落差不小於 0.15 公 尺，曼寧糙率係數與平均底床坡降之變異有限，顯示本研究所提出之解析方法可 實際應用於推求天然河道各河段之水力履性圖以及水位落差流量關係，並據以推 估流量。
表 6-1 相關研究水理變數之不確定性統計參數採用值 曼寧糙率係數 n 0.10,0.055 Triangular, gamma (Tung 1990)
曼寧糙率係數 n 0.20~0.35 lognormal (Hydr. Engrg. Center 1986)
表 6-3 不同參數情況下渠道之水位落差流量研究成果比較
迴水 跌水 全部
參數情況
c d R2 c d R2 c d R2
非均勻渠道(1) 1.0054 0.4380 0.9805 1.0042 0.3109 0.9667 0.9822 0.4224 0.9836 非均勻渠道(2) 1.0100 0.4408 0.9774 1.0088 0.2899 0.9523 0.9850 0.4252 0.9799 非均勻渠道(3) 0.9949 0.4336 0.9672 1.0042 0.3330 0.9809 0.9795 0.4229 0.9771 非均勻渠道(4) 1.0131 0.4335 0.9712 1.0101 0.2980 0.9249 0.9939 0.4219 0.9758 非均勻渠道(5) 1.0103 0.4266 0.9785 1.0035 0.2974 0.9518 0.9899 0.4143 0.9814 非均勻渠道(6) 1.0040 0.4361 0.9843 1.0050 0.3043 0.9719 0.9785 0.4199 0.9861 非均勻渠道(7) 1.0068 0.4394 0.9805 1.0067 0.3169 0.9690 0.9827 0.4244 0.9842 非均勻渠道(8) 1.0026 0.4321 0.9790 1.0035 0.3185 0.9777 0.9836 0.4207 0.9835 非均勻渠道(9) 1.0063 0.4432 0.9822 1.0076 0.3309 0.9740 0.9811 0.4266 0.9859
平均值 1.0059 0.4359 1.0060 0.3111 0.9840 0.4220 1600 4.34 12486.6420 111.74 0.0698 1416 1784 1381 1819 1800 4.56 17985.3836 134.11 0.0745 1579 2021 1537 2063 2000 4.78 24984.8761 158.07 0.0790 1740 2260 1690 2310 2200 4.98 32825.8608 181.18 0.0824 1902 2498 1845 2555 2400 5.18 42240.7384 205.53 0.0856 2062 2738 1997 2803
表 6-5 複式斷面非均勻渠道流量與水位率定曲線(率定流量)PPE 不確定分析成果 1600 4.34 12746.5735 112.90 0.0706 1414 1786 1379 1821 1800 4.56 18359.7812 135.50 0.0753 1577 2023 1534 2066
表 6-7 複式斷面非均勻渠道流量與水位率定曲線(水位)PPE 不確定分析成果
表 6-9 複式斷面非均勻渠道流量與落差關係曲線FOVE 不確定分析成果(迴水情況)
表 6-11 複式斷面非均勻渠道流量與落差關係曲線FOVE 不確定分析成果 4.00 1.76 0.000941 0.0307 0.0174 1.71 1.81 1.70 1.82
圖 6-1 複式斷面非均勻渠道水位與流量率定曲線(率定流量)FOVE 不確定分析成果
圖 6-2 複式斷面非均勻渠道水位與流量率定曲線(率定流量)PPE 不確定分析成果
圖 6-3 複式斷面非均勻渠道水位與流量率定曲線(率定流量)不確定分析成果比較
圖 6-4 複式斷面非均勻渠道水位與落差關係 FOVE 不確定分析成果
圖 6-5 複式斷面非均勻渠道流量與落差關係曲線迴水情況不確定分析成果
圖 6-6 複式斷面非均勻渠道流量與落差關係曲線跌水情況不確定分析成果
圖 6-7 複式斷面非均勻渠道流量與落差關係曲線不確定分析成果