水模式搭配抽水站操作的影響情況。
(四)現地感測設備
IoT 感測器在建置成本逐漸降低後，可以提供大量布建的可能性。
因此，透過目前淹水感測器的資料進行，模式資料校正或模式即時控制 元件的啟動。使淹水模擬成果可以更加準確。
綜合上述資料內容，將模式各模組在效能提升的試驗內容，延續圖 2-34 加以展開，如圖 4-1 所示。而各模組在小區域或特定範圍的實驗成果，提供 未來在 HyDEM 資料更新調整(整體流域範圍) 參考方式。
二、模式演算方法
計畫以臺南地區鹽水溪、三爺溪兩個流域作為效能提升與精進的測試區 域，執行範圍如圖 4-2 所示。在實驗過程中，淹水模擬的專案採用現有即時 預報的 8 個分區架構，包含鹽水溪於 Unit1、Unit2，三爺溪則為 Unit3、Unit4。
利用以下四種模式或資料進行測試與分析評估。
圖 4-2 即時預報之模擬分區 (一)資料搜集項目
1、既有之即時預報高效能模式 (以下簡稱既有高效能模式)：以既有高效 能模式為基礎，進行水工結構物精進調整，並利用 HyDEM 重新精進 之高效能模式(以下簡稱 HyDEM 高效能模式)。
2、IoT 感測紀錄。
3、EMIC 通報資料及淹水調查資料。
(二)資料需求
構物、土地利用、土壤型態。
2、水文資料：集水分區、降雨-逕流參數。
3、降雨資料：雨量站、QPESUMS。
4、IoT 感測紀錄：水位站、淹水感測器、移動式抽水機位置、移動式抽 水機啟動、抽水站機組啟動紀錄等。
5、其它工具：一維校正模式、二維校正模式。
三、地文資料
(一)DEM 更換之影響實驗案例與流程說明
內政部地政司針對鹽水溪流域第一批產製的 HyDEM 圖幅範圍如 圖 4-3，相較於整個流域仍有部分區域未被涵蓋，為此，僅能以原 DEM 來補遺，並且配合資料內容進行建物處理如圖 4-4 所示。
圖 4-3 本研究採用之 HyDEM 圖幅範圍
解析度 1M
解析度 10M
解析度 20M
圖 4-4 導入建築物增加於 HyDEM 資料
(二)DEM 更換之影響分析成果說明
根據 HyDEM 識別出來的河川堤防與渠道溢堤圖徵，本計畫新增既 有鹽水溪模式模式缺漏的渠道。新增渠道長度佔原模式總長度 43%，共 計新增渠段 429 段合計 162km，新增斷面數 791 個。
圖 4-5 根據 HyDEM 新增鹽水溪模式渠道分布圖
(三)構造物/斷面資料更新案例與流程說明
HyDEM 亦利用渠道溢堤圖徵，透過空間交集抓取該位置之點雲高 程值，並將此高程值回饋至 HyDEM 的溢堤圖徵位置，如圖 4-6 所示此 斷面兩岸之溢堤位置與高程，更能明確辨識差異位置。
DEM HyDEM
圖 4-7 二仁溪河道交會處
圖 4-8 斷面資料更新前後差異案例 (五)不同 DEM 解析度對模擬範圍影響
目前作業化淹水模式運作，受到運算時間的限制，仍以 40m 解析 度進行運算模擬。然而，為了展現 20m 解析度模擬的結果，故延續前 述資料更新前後的差異比對概念，故在影響範圍的評估上，以採用 20m 與 40m 解析度資料，進行不同解析度資料成果之差異說明：
1、模擬區域說明
(2)20190813 豪雨模擬案例
在研究區域挑選二個範圍進行比較，其成果如圖 13 及圖
表 4-2 不同 DEM 解析度成果比對 (0813 淹水事件)
0813 淹水事件 20m 40m
最大淹水水深(m) 範圍一 1.337 1.081
範圍二 4.437 2.316
淹水網格數 範圍一 8754 3154
範圍二 2873 1031
淹水總面積(km2)
範圍一 3.502 5.046
範圍二 1.149 1.650
圖 4-9 海棠颱風案例淹水模擬網格成果比對 (範圍一)
圖 4-10 海棠颱風案例淹水模擬網格成果比對 (範圍二)
圖 4-11 海棠颱風案例淹水模擬網格成果比對 (範圍三)
圖 4-12 0813 淹水事件淹水模擬網格成果比對 (範圍一)
圖 4-13 0813 淹水事件淹水模擬網格成果比對 (範圍二)
四、水文條件設定
降雨逕流模組對於即時淹水的影響性，則以集水區大小劃分做為探討的 基礎，評估不同大小的集水區所反應的 CN 值參數、集流長度與坡度推估、
底床糙度係數等參數所帶來的差異性，藉由圖 4-14 臺南地區作為實驗範圍。
(一)工作範圍
為了有效測集水區降雨逕流模組，在匯入淹水模式成果中的影響，
由於先前執行過程中發現，降雨逕流匯入流點位置在集流時間與洪峰時 間的差異，會對淹水模式產生較大的影響，因此測試上優先針對集水區 匯入流點的影響進行測試，以評估集水區匯入流點位差異，對於流量與 淹水範圍的影響。
並且針對不同尺度集水區進行測試，同時搭配集水區參數敏感度分 析來確認模式參數可能造成的影響。
圖 4-14 臺南地區水系分級範圍
(二)不同尺度集水區大小實驗案例與流程說明 為 Scale1、Scale2 及 Scale3，三個尺度分別建置不同級別的渠道，
並進行集水區劃分。
Scale1 區域排水 75.37 272
Scale2 區域排水
農田排水 125.513 372
Scale3
區域排水 農田排水 雨水下水道
226.356 961
圖 4-15 Scale1 集水區劃分圖
圖 4-16 Scale2 集水區劃分圖
(2)案例挑選：以海棠颱風事件為例
圖 4-19 四草潮位站觀測值 (海棠颱風事件)
(3)三種尺度集水區以海棠颱風模擬成果
將集水區劃分為 Scale1、Scale2 及 Scale3 三個不同尺度，並 由海棠颱風進行測試，測試後以 Scale1 作為基準進行比較，其結 果如圖 4-20 至圖 4-22 所示，渠道位置與流量比較如圖 4-23。
而三者之間的比較圖，分別以 Scale1 比較 Scale2 的差異如圖 4-24，且 Scale2 vs Scale3 的比較如圖 4-25。
從表 4-4 可看出，由於 Scale3 在模式處理上較為細膩，因此 反映在淹水面積的模擬，將比原始之 Scale1 尺度大於近兩倍。最 大淹水範圍面積變化如圖 4-26 所示。
表 4-4 三種尺度最大淹水面積比較 (海棠颱風)
圖 4-20 Scale1 最大淹水範圍
圖 4-21 Scale2 最大淹水範圍
範圍：臺南市安南區
圖 4-24 最大淹水範圍比較：Scale1 vs Scale2
圖 4-26 最大淹水範圍面積變化圖 (海棠颱風)
(4)三種模擬結果與感測器比對結果
路面淹水感測器於鹽水溪區排範圍內共有 7 站，分別為安中 站、海佃四段站、安和站、溪頂寮站、海佃三段站、龍金站及朝皇 宮站。
如圖 4-27 所示，海棠颱風事件有 4 站測得淹水數值，其餘 3 站未觀測到淹水情況同時也無模擬出淹水成果。
說明：其餘 3 站沒觀測到淹水，並且也沒模擬出任何淹水深度
2、0611 豪雨事件跟海棠颱風事件分析說明
比較三種不同尺度集水區後，比對感測器與三種尺度集水區的淹 水模擬後，以 Scale3 表現較好，因此實驗持續以 Scale3 進行測試。
測試不同降雨強度事件於集水區表現，以 Scale3 的集水區進行模 擬，模擬兩場事件分別為 0611 豪雨事件與海棠颱風，降雨延時皆為 48 小時，0611 豪雨事件總雨量為 209.65mm，0611 降雨組圖與潮位如 圖 4-28 及圖 4-29，海棠颱風事件總雨量為 398.37mm，海棠颱風降雨
圖 4-28 臺南市安南區平均降雨組體圖 (0611 豪雨事件)
圖 4-29 四草潮位站觀測值 (0611 豪雨事件)
圖 4-30 0611 豪雨事件-最大淹水範圍模擬圖
圖 4-31 海棠颱風事件-最大淹水範圍模擬圖
範圍：臺南市安南區
3、集水區參數調整於集水區的影響
1.00*CN 2016/6/11 10:20 0.4208
0.95*CN 2016/6/11 10:20 0.4204 0611豪雨
降雨事件 模式版本
表 4-8 最大淹水時間及面積：海棠颱風
圖 4-34 選用集水區位置圖
圖 4-35 CN*1.00 最大淹水範圍：0611 豪雨 最大淹水時間 淹水面積(km2)
1.00*CN
2017/7/31 8:00 6.42760.95*CN
2017/7/31 8:00 6.3961.05*CN
2017/7/31 8:00 6.4548 海棠颱風降雨事件 模式版本
圖 4-36 CN*0.95 最大淹水範圍：海棠颱風
圖 4-37 CN*1.05 最大淹水範圍：海棠颱風
圖 4-38 流量比較-渠道位置圖
圖 4-39 CN 值調整前後流量比較圖：0611 豪雨
圖 4-40 CN*1.00 最大淹水範圍：海棠颱風
圖 4-41 CN*0.95 最大淹水範圍：海棠颱風
圖 4-42 CN*1.05 最大淹水範圍：海棠颱風
圖 4-43 CN 值調整前後流量比較圖：海棠颱風
(三)不同尺度大小模式分析成果
圖 4-45 集水區與對應流路
圖 4-46 單一渠道沿岸入流點位細緻化成果
(四)集水區參數敏感度分析案例說明
表 4-9 集水區參數敏感度分析項目
表 4-12 中游集水區 SCS 降雨逕流模式參數敏感度分析成果
圖 4-47 降雨逕流模式 SCS 模組敏感度分析試驗架構
圖 4-48 SOBEK 降雨逕流模式 SCS 模組設定項目
測試範圍：臺南安南區鹽水溪區排
圖 4-49 降雨逕流參數敏感度分析位置點分布與資訊
測試範圍：臺南安南區鹽水溪區排上游
圖 4-50 上游集水區 CN 值敏感度分析
測試範圍：臺南安南區鹽水溪區排上游
圖 4-51 上游集水區面積敏感度分析
測試範圍：臺南安南區鹽水溪區排中游
圖 4-52 中游集水區 CN 值敏感度分析
測試範圍：臺南安南區鹽水溪區排中游
圖 4-53 中游集水區面積值敏感度分析
測試範圍：臺南安南區鹽水溪區排下游
圖 4-54 下游集水區 CN 值敏感度分析
測試範圍：臺南安南區鹽水溪區排下游
圖 4-55 下游集水區面積值敏感度分析
測試範圍：臺南安南區鹽水溪區排
圖 4-56 集水區不同降雨量成果測試
測試範圍：臺南安南區鹽水溪區排上游
圖 4-57 上游集水區不同降雨量對應流量資訊
測試範圍：臺南安南區鹽水溪區排上游
圖 4-58 中游集水區不同降雨量對應流量資訊
測試範圍：臺南安南區鹽水溪區排下游
圖 4-59 下游集水區不同降雨量對應流量資訊
測試範圍：臺南安南區鹽水溪區排
圖 4-60 不同降雨量對應應最大流量數值成果
五、構造物設定
抽水站前池底部高程為-0.7m，長 19.5m，總抽水量 21cms，各機組操 作表 4-14，模式增設抽水站位置圖 4-62 所示。
圖 4-61 崑山抽水站抽水範圍
圖 4-62 淹水數值模式增設崑山抽水站
圖 4-63 崑山抽水站抽水機於 SOBEK 功能設定
2、土庫抽水站
坐落於太乙路與三爺溪交會處，主要針對土庫溝排水與石橋排水 進行抽水，如圖 4-64。為舒緩太乙工業區支淹水情況，於 106 年增設 一部 4.5cms 的抽水機組。前池底部高程-1.25m，長 20.8m，共三部抽 水機組，各機組操作水位表 4-15，模式增設抽水站位置如圖 4-65。
表 4-15 土庫抽水機操作水位表
機組數 抽水量(cms) 起抽水位(M) 停抽水位(M)
1 3 5 4.5
2 3 5.1 4.6
3 4.5 5.2 4.7
圖 4-64 土庫抽水站抽水範圍
3、正義抽水站
坐落於正義三街與三爺溪交會處，主要針對一甲排水與正義三街 雨水下水道的引入水進行抽水，如圖 4-66。前池底部高程-0.33m，長 15.2m，共三部抽水機組，各機組操作水位表 4-16。模式增設抽水站 位置如圖 4-67 所示。
表 4-16 正義抽水機操作水位表
機組數 抽水量(cms) 起抽水位(M) 停抽水位(M)
1 2 3 2
2 2 3.1 2.1
3 2 3.2 2.2
圖 4-66 正義抽水站抽水範圍
圖 4-67 淹水數值模式增設正義抽水站 (二)抽水機測試
圖 4-67 淹水數值模式增設正義抽水站 (二)抽水機測試