圖 3-1 新竹港南海岸平面位置圖
表 3-1 計畫區各單位歷年觀測水深概況表
上述中的三個未知量可由李(2003)的研究結果得知，先以新竹港南沿 岸的冬季波高2 公尺、週期 6 秒及夏季波高 1 公尺、週期 8 秒，代入 式(3-1)中計算，而底質粒徑則是以平均中值粒徑 0.22 mm 代入，然後 使用試誤法逐步推算出 值，其步驟為先給定一個水深，由線性消波 分散關係(dispersion relation)計算週波數 κ(wave number)。由淺化係數 (shoaling coefficient)計算出局部之波高 H 再由式(3-1)判斷等號左邊之 值是否大於右邊之值，此時水深即為 ，最後臨界漂沙移動水深的計
圖 3-2 地形分區位置圖
圖 3-2 為 67 二度分帶座標系統所畫之新竹港南等深線圖，而 67 分帶座標是以經緯度(N0、E0)分別代表座標 X、Y 軸表示海岸地形位 置。新竹港南海岸線與緯度(座標 X 軸)夾角甚大，為使本文可以清楚 說明港南海岸的地形變遷，因此以客雅溪口為旋轉原點，以順時針方 向旋轉 55 度，使港南海岸線沿岸方向平行於 X 軸，向、離岸方向平 行於 Y 軸之直角座標系統。此外二度分代座標所採用之刻度單位為公 尺，為明確標示本文所分析的沿岸各點座標位置，將新竹港南海岸的 客雅溪口為原點座標，平移新竹港南海岸線使其沿岸方向的座標為 -1500 m 至 5500 m 之間。在沿岸方向之各點位置分別為頭前溪及鳳山 溪口(4100 m)、新竹漁港(2700 m 至 3800 m)、垃圾掩埋廠(1400m 至 2100 m)、港南海岸(-500 m 至 500 m)、客雅溪口(-1400 m)，如下圖 3-3 所示:
圖 3-3 新竹港南旋轉平移位置圖 3-3 空間EOF的前三個模態特性
利用 EOF 將海灘地形描述成各種不同的變化型態，每一個變化型態 代表空間變化成分在不同時間的變化性質，若瞭解這些變化型態所代 表的變化性質，有助於瞭解新竹港南地形的變化特性。本文根據 87 年9 月至 96 年 10 月的實測資料，以上節所述代表漂沙特性之水深，
選擇新竹港南附近海域區之-5m、-10m、-15m 等深線，經由 EOF 計 算後，繪製夏季、冬季及不分季的等深線，所得的沿岸空間特徵函數 及時間特徵函數的三個型態結果，分別示於圖3-4 至 3-12。
本文計算前三個模態之特徵值占前六個特徵值之比值為確保選 擇足夠之模態來說明特徵向量的特性，當此特徵值比例大時，代表此 模態之特性代表資料性高；反之，當此特徵值比例低時代表此模態之 特性代表資料性低。表3-3 為不分季、夏季、冬季的等深線的前三個 模態的空間 EOF 之特徵值比值，由表中可知等深線的第一特徵值都 高達99.8%以上，第二特徵值則為 0.005%~0.2%之間，第三特徵值都 低於0.03%，由上述的結果可知，第一模態的特徵值比值高達 99.8%，
代表其平均的特性佔其地形變化的九成以上，第二模態的特徵值比值 為0.005%~0.2%之間，代表其變異量的特性佔其地形變化較小，第三 模態的特徵值比值都低於0.03%，代表第三模態的特性佔其地形變化
極小，由 EOF 所計算的等深線的前三個模態的比值總和已高達 99.9%，因此可以描述所選取的等深線的 99%以上的變化特性。
表 3-3 不分季、夏季、冬季的等深線的空間的前三個模態之 EOF 的特徵值比值(％)
等深線 模態 不分季 夏季 冬季 模態一 99.82 99.77 99.83 模態二 0.13 0.19 0.12 5m
模態三 0.03 0.01 0.03 模態一 99.94 99.94 99.95 模態二 0.04 0.05 0.04 10m
模態三 0.004 0.004 0.004 模態一 99.99 99.98 99.99 模態二 0.007 0.01 0.005 15m
模態三 0.001 0.001 0.001
為了驗證 EOF 的前二個模態特性與統計的平均與變異量的特性
質，比較圖中的 與圖中的虛線(沿岸線平均值)可以發現，兩者
數 可知，-15 m 等深線的變異量位置主要分佈在新竹漁港南、北
知，夏季及冬季的變異量的趨勢相同，然與-5 m 等深線及-10 m 等深
圖 3-11 為等深線-10m 在時間 EOF 的前三個模態。圖 3-11 之第
圖3-4 5m 等深線的空間 EOF 前三個模態
圖 3-5 10m 等深線的空間 EOF 前三個模態
圖 3-6 15m 等深線的空間 EOF 前三個模態
圖3-7 等深線 5m 的夏季、冬季空間 EOF 前三個模態
圖 3-8 等深線 10m 的夏季、冬季空間 EOF 前三個模態
圖 3-9 等深線 15m 的夏季、冬季空間 EOF 前三個模態
圖 3-10 等深線 5m 的時間 EOF 的前三個模態
圖 3-11 等深線 10m 的時間 EOF 的前三個模態
圖 3-12 等深線 15m 的時間 EOF 的前三個模態