研究動機與目的

第一節 研究動機與目的

全球氣候變遷對環境影響層面甚廣，其中在流域環境系統中，最直接的衝擊 即是對降水與逕流產生改變。在國際上許多學者皆發現，氣候變遷導致水文特性 的轉變，例如 Bi et al. (2009) 針對中國黃土高原 50 年來的氣候發現溫度逐漸增 加，降水則逐漸減少且趨於集中。另外，Fredrick and Major (1997) 亦指出，氣 候變遷導致氣溫增加，可能會加速水循環速率，使降雨量、逕流量、洪枯變化的 頻率與強度皆會造成改變。Muzik (2002) 於加拿大落磯山東側 Subalpine 集水區 進行模擬，發現 6 至 48 小時內降雨量增加 25%時，平均洪水量增加 80%，而百 年重現期洪峰則增加 41%，由此可知降雨強度變動對於河川流量具有明顯的影 響。

依據國內研究顯示，台灣降雨強度具有極端的趨勢變化，在時空分佈上甚為 不均，78%的降雨集中在每年 5 到 10 月間，其中又以颱風豪雨居多，常易釀成 災害，尤其是南部，豐枯水期的比率更高達 9 比 1 (沈少文，2011)。極端的水文 事件如高強度降雨及巨大的洪峰流量已陸續造成台灣的重大衝擊及財產損失，例 如 1996 年的賀伯颱風、2001 年的納莉颱風、2009 年的莫拉克颱風、以及 2010 年的凡那比颱風等，都為台灣帶來嚴重災情。吳宜昭等人 (2010) 針對台灣氣候 變遷討論中指出，全台平均季節降雨強度有增加趨勢，而年降雨強度增加則不明 顯，但北部較南部有明顯季節增加特徵；羅俊雄等人 (2002) 指出，在颱洪降雨 型態與降雨總量不變之下，已由過去降雨延時長轉變為降雨延時短之型態，即尖 峰降雨強度變大。郭純伶等 (2010) 曾指出，由於氣候變遷所引起的高強度降雨，

不論於時間或空間分佈上都愈趨複雜，且不確定性增加，尤其是颱風所造成的「洪 水複合型災害」之嚴重性日益增高。

除了降雨強度有增加趨勢外，許多學者亦指出，豐、枯水期之雨量與逕流量 已產生明顯變遷，如林俊成及李國忠 (2000) 對畢祿溪進行流量模擬，結果顯示

當空氣中二氧化碳倍增時，河川流量將增加 4%至 25%，豐水期的流量增加，而 枯水期流量則減少；吳政霖 (2009) 針對大甲溪上游雨量與流量過去三十年變動 情勢進行討論，其中發現松茂集水區在豐、枯水期雨量增減在季節上具有差異，

於豐水期雨量、流量與年變動情勢皆為增加，但是在枯水期流量、雨量變動趨勢 卻為相反；童慶斌及楊奕岑 (2004 )透過 Generalized Watershed Loading Function (GWLF)模式評估全台各地河川流量受到氣候變遷影響下，溪流在豐水期流量增 加，在枯水期時流量減少。豐水期的流量增加將導致洪水災害發生的可能性，枯 水期流量減少則會造成乾旱現象。另外，蘇俊明 (2010) 分析石門水庫降雨變遷 對水資源調度之影響時指出，近 10 年 (2000-2009 年) 年降雨量豐枯懸殊現象有 愈來愈加劇之趨勢，枯水期降雨逐漸減少，總降雨天數也遞減，但豐水期降雨逐 漸增加，尤其是颱洪季 (7 月至 9 月) 的降雨量增加幅度增高 33%，年水庫入流 量之變化則與年降雨量變化趨勢相仿。很明顯地，在全球氣候變遷下，河川流量 存在著趨於極端且季節不均的現象，乾旱與洪水頻率加大，全球勢必將面臨嚴苛 的水資源問題(沈少文，2010)。

隨著台灣地區都市的擴張，中下游河床地與沿河坡地近年逐漸成為人類高度 使用地帶。隨著都市的向外蔓延，因應土地不足的限制，政府配合堤防的興修與 排水系統的鋪設，使下游河道限縮於固定流路以利於邊際土地的使用。隨著外在 環境的變遷，使原本中下游本處於較高洪患風險地帶的居民，現今又更加增強。

超限使用的河川地，是否會因為河川水文行為轉變而形成更嚴重的災情，是值得 進一步檢測與討論的。因此，如何面對氣候變遷高強度降雨的威脅，作好集水區 的災害風險評估，並強化當地居民救災體系的因應措施，已成為當前防救災工作 的重要課題。

水文頻率分析是在研究某一地區大於或等於某特定大小的水文事件，在一定 時間內可能會發生的機率，是水利工程設施在設計上的重要依據 (陳儒賢等，

2010)。利用頻率分析方法可以推估不同重現期的降雨量或洪水流量，以作為防

和年三日最大雨量，以及年一日最大洪水量及低流量等 (蕭政宗、黃亮芸，2007；

沈少文，2011；陳儒賢等，2011)。

綜合以上，本研究將針對位於人口密集的都市外圍地區，選取中等規模河川，

即淡水河系中之景美溪，針對年最大日流量以及年一日最大雨量，豐枯季節之降 雨、逕流量與年降雨量及年平均逕流量，透過時期劃分後進行頻率分析，主要研 究目的包括下列數點：

(一) 選取研究區內最佳的頻率分析機率分佈，分析前後期不同重現期的流量 及雨量之差異，以瞭解近期氣候變遷之趨勢；

(二) 討論景美溪在年尺度、豐、枯水期與年最大日極端事件之不同時間尺度 下流量及雨量變動之情勢。