5-1 研究範圍
本研究所研發之洪水預報模式，運用第二型多方式特徵法（MMOC-Ⅱ）
為數值解之基本架構，並設計為可應用於複合－複雜（包括網路/樹枝狀）渠 道系統（compound-complex channel system），可直接利用淡水河河系現有測 站之水位觀測資料作為模式輸入條件，而進行全流域各河段洪水位之計算模 擬。
圖 5-1 為本研究考量(1)有洪水預報需求，(2)滿足一般水理模擬限制條 件，(3)具可靠監測及預報條件等因素，所決定全流域河川水理模擬河段範 圍，目前涵括淡水河主次要支流，包括：基隆河（自大華橋以下）、大漢溪（自 新海橋以下）、新店溪（自秀朗橋以下）、景美溪（自寶橋以下）、淡水河（自 河口以上），以及二重疏洪道等河段。圖 5-2 為研究區域的幾何簡化示意圖
（channel schematization），一般是為了方便各河段的編號、渠道匯流點
（junction）編號、匯流點型態與瞭解各水位站相關位置分佈。圖 5-3 為本研 究範圍之河段/匯流點目錄（reach/junction directory）。
5-2 模式可變參數（水流阻力係數）率定與驗證
有關該參數率定及模式驗證，本研究選用流域平時觀測水位與重大颱洪 事件實測之洪水歷線資料來進行率定；參數率定後，並利用不同颱洪事件之 實測水位記錄資料來驗證模式之適用性。
本研究考慮基隆河中、上游各支流並無即時監測水位或流量資料可供利 用2，目前僅下游支流雙溪流域有較完整水位觀測資料可供利用，為避免無法
2基隆河幹流總長度達 86.4 平方公里，先後滙集鰈魚坑溪、深澳坑溪、暖暖溪（東勢坑溪）、大武崙溪、瑪陵坑
溪、鹿寮坑溪、保長坑溪、北港溪、叭嗹溪、大坑溪（含支流四分溪）、內溝溪、雙溪（含支流磺溪）及磺港
溪……等大小支流。基隆河沿岸支流匯入位置示意圖如圖 5-4 所示。。
確實掌握基隆河沿岸支流入流量，影響參數率定結果，先以南湖大橋為基隆 河上游模擬邊界，並納入雙溪流域（以文昌抽水站邊界），以期望完全掌握並 滿足一般水理模擬條件（主要河川邊界水位觀測值與支流側入流量）。
（1） 水流阻力係數
n 值率定與驗證
lb水流阻力係數
n 值需以平時（非颱洪事件）觀測水位來率定，本研究以
lb 93/08/16 至 93/08/18 連續三天的水位觀測值來率定水流阻力係數n 值，並以
lb 93/09/16 至 93/09/18 與 93/10/16 至 93/10/18 兩段不同時間來驗證（均相隔 1 個月時間，同時集水區無降雨事件）。圖5-5 至圖 5-7 依序為本模式以上述 3 段時間之平時水位率定與驗證水流阻力係數n 值，在基隆河（撫遠抽水站、
lb 大直抽水站、士林抽水站與大業二抽水站）、淡水河（入口堰、六館抽水站、獅子頭與土地公鼻）特定地點計算水位與觀測水位比較，其中入口堰與獅子 頭水位站觀測儀器受入水口淤砂影響，部分低水位無法觀測，導致觀測水位 記錄停留在某一固定值。
（2） 水流阻力係數
n 值率定與驗證
ub在完成水流阻力係數
n 值率定與驗證後（可掌握低水位計算準確度）
lb ， 本研究再以93/10/24~93/10/27 納坦颱洪事件來率定水流阻力係數n 值，並以
ub 93/09/11~93/09/13 海馬颱洪（含 911 豪雨事件）驗證。圖 5-8 至圖 5-9 為率定 與驗證水流阻力係數n 值，納坦颱洪與海馬颱洪（含 911 豪雨事件）在基隆
ub 河（撫遠抽水站、大直抽水站、士林抽水站與大業二抽水站）、淡水河（入口 堰、六館抽水站、獅子頭與土地公鼻）計算水位與觀測水位比較，表 5-1 為 本模式各河段經率定與驗證後之水流阻力係數組。5-3 全潮測量模擬
本模式進行全流域各河段洪水位之計算模擬時，直接利用淡水河河系現 有測站之水位觀測資料作為模式輸入條件，目的是避免一般透過水位－流量 率定曲線將水位轉換為流量，以及在該轉過程中所可能涉入之誤差，而進一 步影響洪水位預報模式之準確度。但考慮輸入邊界條件均為觀測水位，可能 會發生計算流量準確性問題，本研究另將全潮觀測資料納入比較，以瞭解計 算流量的準確性。
第十河川局每年於防汛期前針對流域內包括：(1)關渡大橋（淡水河）、(2) 百齡橋（基隆河）、(3)台北橋（淡水河）、(4)中正橋（新店溪）及(5)新海橋（大 漢溪）等代表性河道斷面進行淡水河全潮測量。該全潮測量連續觀測所獲取 之水位及流量歷線可提供河川水理演算模式作為參數率定及模式驗證利用。
以93 年全潮測量模擬結果為例，圖 5-10 至圖 5-14 分別關渡大橋（淡水 河）、百齡橋（基隆河）、台北橋（淡水河）、中正橋（新店溪）及新海橋（大 漢溪）本研究所建置河川水理模組之水理演算結果與全潮測量結果之比較。
圖中顯示河川水理模式之水位計算值（紅色正方點）與全潮測量結果（藍色 圓點）十分接近，流量計算值（淺藍交叉點）與全潮測量所推估之流量（綠 色三角點），雖有較大差距，但仍在合理範圍內。
5-4 基隆河沿岸支流流量對於模式計算水位影響分析探討
由於目前基隆河中上游各支流並無監測水位或流量資料可供利用，為延 伸計算河段範圍至大華橋與瞭解各支流納入計算（或其入流量）影響模式計 算水位之準確度。以下分別就93 年兩場不同型態之降雨事件，實際測試大華 橋至五堵之間拔西猴溪與瑪陵坑溪兩支流入流量對於水位計算模擬之影響。
(1) 93/05/13 降雨事件
3為例依觀測記錄93 年 05 月 13 日下午 15 時起，在台北縣山區下起滂沱大雨。
惟本次降雨，基隆河流域部份集中於上游集水區（坪林與火燒寮雨量站），拔 西猴溪與瑪陵坑溪集水區無明顯降雨（五堵雨量站甚至沒有降雨記錄），各雨 量站之降雨組體圖如圖5-15 所示。
本次降雨事件之基隆河水位之計算模擬（降雨量大且集中於上游集水 區），以大華橋水位觀測值為邊界條件，計算結果顯示，由五堵站之計算值與 觀測值相近。本研究所建置水理演算模式，祗要掌握基隆河邊界點（大華橋）
之水位邊界件，即可準確模擬範圍內各河段之水位變化情況，如圖5-16 所示。
亦即無需考慮支流入流量。
(2) 93/05/04 降雨事件為例
同年另一場不同降雨事件是 05 月 04 日上午 10 時起，降雨集中在基隆 河流域中游，拔西猴溪與瑪陵坑溪集水區有明顯降雨，流域內各雨量站之降 雨組體圖如圖5-17 所示，五堵及瑞芳雨量站之記錄雨量遠大於坪林及火燒寮 雨量站之記錄雨量。
本次降雨事件之基隆河水位之計算模擬（先不考慮拔西猴溪與瑪陵坑溪 兩支流之入流量），以大華橋水位觀測值為邊界條件，計算結果如圖 5-18 所 示。圖中顯示，由計算水位在與五堵站觀測值比較有不小的差距。倘從水理 上分析五堵站及大華橋水位上升情況（例如洪水波傳遞速度來看），很明顯可 見五堵站之水位變化除受到上游大華橋水位變化之影響外，應另有其他影響 因素。
依該場集水區之降雨情況與五堵計算水位偏差情況，推斷五堵站水位變 化應會受到上游大華橋水位變化（或入流量變化）、支流拔西猴溪與瑪陵坑溪 兩支流入流量影響。
由於目前僅可掌握上游邊界點大華橋水位變化，而拔西猴溪與瑪陵坑溪 兩支流並即時無水位/流量觀測資料而供利用，本研究先以既有經驗公式，利 用三角形單位歷線並以實際記錄降雨量來推估拔西猴溪與瑪陵坑溪兩支流之 逕流量4。惟本次降雨事件之基隆河水位之計算模擬，經納入支流流量後，重 新計算結果顯示，五堵站原計算水位低估現象可以獲得改善，如圖5-19 所示。
因此，本研究認為基隆河沿岸支流流量對於模式計算水位準確度具有相當程 度之重要性，所以為延伸模擬河段至上游大華橋，則必須掌握基隆河沿岸支 流水位（或流量）。
5-5 基隆河沿岸支流流量推估與延伸河段參數率定與驗證
由 5-4 節中可瞭解基隆河沿岸支流流量對於模式計算水位準確度具有相 當程度之重要性，因目前基隆河中上游各支流並無監測水位或流量資料可供 利用，為延伸計算河段範圍至大華橋，必須再考慮基隆河沿岸支流流量，尤 其是颱洪事件時之流量。因基隆河支流相關資料缺乏，各支流地文參數蒐集 不易，本研究以國內李光敦教授所研發之流域整體規劃河川集水區數值地形 資訊系統，來推求基隆河沿岸各支流之相關地文參數，該成果如表5-2 所示。
目前本研究共蒐集兩種支流逕流量推估方法，分別為(1)既有經驗公式5
（三角形單位歷線法）與(2)李光敦教授研發之運動波-地貌瞬時單位歷線模 式。可直接引用上述各支流之相關地文參數，以納坦颱洪事件實際記錄降雨 量來推估鹿寮溪、保長坑溪、鄉長厝排水、茄苳溪、康誥坑溪、北港溪、叭 嗹溪與下寮溪各支流之逕流量。圖5-20 為兩方法所推估逕流量之比較，可以 發現兩方法所推估之逕流量差異並不大。
4拔西猴溪與瑪陵坑溪之逕流量，因無實測流量資料可供參數率定與驗證之用，故推估值之準確度有待進一步分
析，才能確定。
5 本研究目前蒐集到 8 條基隆河支流逕流量推估公式（三角形單位歷線法）分別為鹿寮溪、保長坑溪、鄉長厝
排水、茄苳溪、康誥坑溪、北港溪、叭嗹溪與下寮溪。
本研究以運動波-地貌瞬時單位歷線模式配合 93/10/24~93/10/27（納坦颱 洪）及93/09/11~93/09/13 海馬颱洪（含 911 豪雨事件）實際降雨量記錄來推 估基隆河南湖大橋以上、大華橋以下共 15 條支流之逕流量（如圖 5-21 與圖 5-22）。圖 5-23 至圖 5-24 為模擬河段延伸至大華橋同時納入各支流之推估逕 流量，經參數初步調整率定驗證後，在五堵、長安橋、江北橋與南湖大橋等 計算水位與觀測水位比較。表 5-3 為本模式納入基隆河各支流並延伸至大華 橋，經納坦颱洪率定與海馬颱洪驗證後之水流阻力係數組。