第二章、 系集大氣-水文整合模擬系統開發
配合試驗流域的水文觀測資料，整合降雨逕流模式 KW-GIUH、
河道演算與區域淹水模式 WASH123D，並結合定量降雨預報資訊，
發展一整合性的系集大氣-水文模擬系統，系統中之各模式皆以颱洪
洪峰流量誤差百分比(Percent error of peak discharge)
%
洪峰到達時刻誤差(Error of the time to peak discharge)
rec
效率係數(Coefficient of efficiency)
7
山橋:
ET P
=0hr)或歷線上升段與退水段之模擬(新城橋:CE
=0.84；員 山大橋:CE
=0.86；中山橋:CE
=0.92)，大致上可獲得良好的模擬結 果 。 其 中新 城橋、 員 山 大橋 、中山 橋 以 上集 水區之 運 動 水流 數 (Kinematic flow number)均大於 20，且正常水流福祿數大於 0.5，符合 以運動波模式進行逕流模擬之標準。Time (hr) 0
ie (mm/hr)
Typhoon Saola Recorded Simulated
0 12 24 36 48 60 72 84 96
Time (hr) 0
Typhoon Saola Recorded Simulated
0 12 24 36 48 60 72 84 96
Time (hr) 0
ie (mm/hr)
Typhoon Saola Recorded Simulated
(b) (c) (a)
8
WASH123D 模式能掌握蘇拉颱風事件下之中山橋、黎霧橋及壯圍大 橋之洪峰到達時間與河川水位。
0 12 24 36 48 60 72
Time (hr) 0
Typhoon Su-Li Recorded Simulated
0 12 24 36 48 60 72
Time (hr) 0
ie (mm/hr)
Typhoon Su-Li Recorded Simulated
0 12 24 36 48 60 72
Time (hr) 0
ie (mm/hr)
Typhoon Su-Li Recorded Simulated
(a) (b) (c)
9
(a)
(b)
(c)
圖 3、蘇拉颱風事件中 WASH123D 模式於宜蘭河流域河川洪水 模擬與觀測水位比較(a)中山橋(b)黎霧橋(c)壯圍大橋
針對 2013 年蘇力颱風，進行宜蘭河流域相同河段之水位模擬，
模擬時間為 2013 年 7 月 12 日 00 時至 7 月 14 日 23 時，中山橋、黎 霧橋及壯圍大橋之水位模擬結果與觀測水位之比較，如圖 4 所示。以 中山橋結果為例，洪峰最高模擬水位值為 6.16 m，而最高觀測水位為 6.06 m，相差僅 0.1 m；觀測洪峰時刻為第 30 小時，而所模擬之洪峰 時刻亦為第 30 小時，因此無洪峰時刻誤差。在黎霧橋水位站，模擬 之最高水位 3.84 m，而觀測最高水位則為 3.60 m，洪峰誤差為 0.24 m；
觀測洪峰水位為第 31 小時，所模擬之洪峰時刻亦為第 31 小時，因此 其洪峰時間無差距。於壯圍大橋所模擬之最高水位 2.40 m，而觀測最 高水位則為 2.26 m，誤差約為 0.14 m。整體而言，在蘇力颱風事件中，
經模擬之洪水歷程與實測水位值之比較發現，除了在退水時段之水位 誤差較大外，WASH123D 模式皆能掌握中山橋、黎霧橋及壯圍大橋 之洪峰發生時間與洪峰水位。
10
(a)
(b)
(c)
圖 4、蘇力颱風事件中 WASH123D 模式於宜蘭河流域河川洪水模 擬與觀測水位比較(a)中山橋(b)黎霧橋(c)壯圍大橋 2.3 二維淹水模式 WASH123D
在宜蘭河流域二維淹水模擬方面，圖 5(a)為宜蘭河流域地形分佈，
由圖可知，宜蘭河流域地勢西高東低，山區與平原交接處相當明顯，
因此所模擬之二維淹水範圍為新城與員山大橋以下之區域。圖 5(b) 為模擬區域與網格配置，其網格形態為三角網格。目前數值地形資料 之解析度為 40 m x 40 m，但為平衡模擬計算時間與實際可能淹水情 況，於較不易發生淹水之區域使用較粗網格，例如宜蘭河北岸採用 150 m 解析度，市區或易淹地區則為 40 m，於宜蘭河流域內共佈置 13,682 個網格。以蘇拉颱風為案例，模擬時間為 2012/7/31 00 ~ 8/3 00，
並以宜蘭河流域中 8 個雨量站之時雨量資料作為模式入流條件進行 淹水模擬。圖 6(a)為使用 WASH123D 二維淹水模式於 2012/8/2 13:00 時刻之宜蘭河流域二維淹水模擬結果範圍。實際淹水範圍位於美福大 排兩側區域，尤其於美福村與新南村區域，如圖 6(b)所示。淹水模擬 結果與實際淹水範圍相當符合，然而於淹水站之淹水值與實際結果仍 有差異，原因可能為模式中網格解析度不足以描述較局部之地形變化，
11
且所應用之數值地形資料解析度不易描述美福大排附近平坦區域細 微地形變化與支排及小徑所形成的局部低窪區域，未來會持續加強模 式網格的加密以期符合所模擬區域之實際地文特性。
(a) (b)
圖 3-3.5、(a)宜蘭河流域地形分佈與(b)宜蘭河流域二維淹水模式 網格配置。
(a) (b)
圖 3-3.6、(a)蘇拉颱風之二維淹水模擬範圍及(b)淹水空照圖。