6-1 研究結果
本研究第一年工作重點為完成全流域河川洪水位即時動態模擬模式之研 發工作，目前研究成果內容包含：
（1） 河川不恆定流原理公式推導：完成明渠不恆定流之控制方程式與特 徵方程差分式推導，並以二階準確特徵特徵方程組配合定時間間隔 法（Specified-Time-Interval scheme; STI scheme）與可超越可蘭數限 制之第二類多方式特徵法（Multimode Method of Characteristics of the Second Kind；MMOC-II）以顯性法直接求解方程式變數，最後 討論起始條件與邊界條件的處理方式。
（2） 全流域河川洪水位即時動態模擬模式建置：完成匯流點之處理，使 得模式可以處理樹枝狀渠道分佈與網路狀渠道佈置的系統。可變參 數（水流阻力係數）機制之建置，可符合河槽在中、低水位及高洪 水位時，河床對水流所產生之阻力效應不同之事實。溢堤水量計算 之建置，將可掌握溢堤位置、溢堤時間與溢堤水量體積。最後完成 模式程式建置基本架構組織，詳細說明各子程式之相對關係、其主 要任務、其主從關係、各工作單位間之連絡線與連絡方法。
（3） 研究區域基本資料整理與分析：完成研究區域資料蒐集（經濟部水 利署第十河川局與台北市政府養護工程處提供）以及資料校核分 析。
（4） 受基隆河中、上游多條支流（與其所產生之逕流量）基本資料缺乏，
無法掌握各支流即時水位或入流量，本研究先以基隆河上游台北市 與台北縣交界之南湖大橋為邊界，並納入下游兩條支流雙溪（含磺
溪）與磺港溪，以93 年 8 月、9 月與 10 月各 3 天之平時觀測水位 與兩場颱洪事件觀測水位，完成淡水河全流域河川洪水位即時動模 擬模式可變參數（水流阻力係數）率定與驗證。同時將十河局2004 年全潮觀測資料納入比較，以瞭解平時水位計算流量的準確性。
（5） 為瞭解基隆河各支流逕流量影響模式計算水位之準確度，以 93 年 05 月兩場不同型態降雨事件，說明部分資料遺漏（支流流量）與計 算水位誤差之關係。
（6） 本研究以運動波-地貌瞬時單位歷線模式推估 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）南湖大 橋以上、大華橋以下共 15 條支流之逕流量。延伸基隆河模擬邊界 點至大華橋後，以納坦颱洪與海馬颱洪（含911 豪雨事件）兩場颱 洪事件觀測水位為並納入支流逕流量資料，率定與驗證水流阻力係 數。
6-2 未來建議
（1） 目前尚未銜接其他子計畫成果，未來將陸續銜接整合。
（2） 未來將以納莉颱洪測試溢堤水量計算功能，並與記錄實際溢堤地點 與溢堤時間比較，以瞭解這部分功能之準確性。
（3） 本研究目前尚未定義「有效洪水位預報之時間長度」，未來將結合 子計畫二，以實際颱洪事件測試，針對各邊界點水位預報誤差量（預 報未來1～6 小時水位變化），依特徵線法邊界點誤差對內部點計算 產生誤差所需時間，對各個不同特定地點定義「有效洪水位預報之 時間長度」。
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圖 2-1 x-t 平面互相交叉之特徵線示意圖
圖 2-2 定時間間隔法（STI scheme）示意圖
圖 2-3 多方式特徵法，(a)傳統法 (b)隱式法 (c)時間延後法
(d)空間延後法 (e)空間延外法 (f)時間延外法
圖 2-4 時間延後法之計算網格及兩條特徵線示意圖
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
-20 0 20 40 60 80 100
距離（公尺）
高程（公尺）
Zlower bound =4.50m 常流量平時水位：4.20m
Zupper bound =15.00m nub =0.06
nlb=0.03
圖 3-1 可變水流阻力係數變化範圍示意圖（非感潮河段）
-10.00 -5.00 0.00 5.00 10.00 15.00
-50 0 50 100 150 200 250 300 350 400
距離（公尺）
高程（公尺）
Zlower bound =2.00m
感潮河段常流量水位
Zupper bound=6.00m nub=0.05
nlb=0.03
圖 3-2 可變水流阻力係數變化範圍示意圖（感潮河段）
圖 3-3 程式架構及機能連結展示
（O
RGANIZATION CHART SHOWING KEY FUNCTIONS）
圖 3-3 程式架構及機能連結展示（續）
0
0
-4
-2.0
-2.0
-2.0
-2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
-1,500 -1,000 -500 0 500 1,000 1,500
流量（秒立方公尺）
水位（公尺）
2002年全潮測量 2003年全潮測量 2004年全潮測量
圖 4-8 全潮測量：淡水河台北橋水位－流量關係圖
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400 500
流量（秒立方公尺）
水位（公尺）
2002年全潮測量 2003年全潮測量 2004年全潮測量
圖 4-9 全潮測量：基隆河百齡橋水位－流量關係圖
-2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200
流量（秒立方公尺）
水位（公尺）
2002年全潮測量 2003年全潮測量 2004年全潮測量
圖 4-10 全潮測量：新店溪中正橋水位－流量關係圖
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
-300 -200 -100 0 100 200 300
流量（秒立方公尺）
水位（公尺）
2002年全潮測量 2003年全潮測量 2004年全潮測量
圖 4-11 全潮測量：大漢溪新海橋水位－流量關係圖
-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
2002/12/31 18:00 2003/1/1 00:00 2003/1/1 06:00 2003/1/1 12:00 2003/1/1 18:00 2003/1/2 00:00 2003/1/2 06:00 時間
水位(m)
現場記錄器水位記錄值 水情資料庫水位記錄值
圖 4-12 新生高架橋 2003 年 1 月份水位記錄值比較
（資料庫記錄值與現場記錄器資料相符情形）
-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
2003/1/31 18:00 2003/2/1 00:00 2003/2/1 06:00 2003/2/1 12:00 2003/2/1 18:00 2003/2/2 00:00 2003/2/2 06:00 時間
水位(m)
現場記錄器記錄值 水情資料庫記錄值
圖 4-13 新生高架大橋 2003 年 2 月份水位記錄值比較
（資料庫記錄值與現場記錄器資料出現相位差情形）
-1.50 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
2004/4/23 00時 2004/4/23 12時 2004/4/24 00時 2004/4/24 12時 2004/4/25 00時 2004/4/25 12時 2004/4/26 00時
水位(m)
現場記錄器水位記錄值 水情資料庫水位記錄值
圖 4-14 百齡橋 2004 年 4 月份水位記錄值比較
（資料出現相位差及短時缺漏情形）
-0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
2004/4/23 00時 2004/4/23 12時 2004/4/24 00時 2004/4/24 12時 2004/4/25 00時 2004/4/25 12時 2004/4/26 00時
水位(m)
現場記錄器水位記錄值 水情資料庫水位記錄值
圖 4-15 中山二橋 2004 年 4 月份水位記錄值比較
（資料出現相位差及短時缺漏情形）
-0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80
2004/4/23 00時 2004/4/23 12時 2004/4/24 00時 2004/4/24 12時 2004/4/25 00時 2004/4/25 12時 2004/4/26 00時
水位(m)
現場記錄器水位記錄值 水情資料庫水位記錄值
圖 4-16 新生高架橋 2004 年 4 月份水位記錄值比較
（資料庫記錄值完全缺漏情形）
-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
2004/4/23 00時 2004/4/23 12時 2004/4/24 00時 2004/4/24 12時 2004/4/25 00時 2004/4/25 12時 2004/4/26 00時
水位(m)
現場記錄器水位記錄值 水情資料庫水位記錄值
圖 4-17 成美長壽橋 2004 年 4 月份水位記錄值比較
（資料出現相位差、缺漏、上下振盪情形）
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60
2004/4/23 00時 2004/4/23 12時 2004/4/24 00時 2004/4/24 12時 2004/4/25 00時 2004/4/25 12時 2004/4/26 00時
水位(m)
現場記錄器水位記錄值 水情資料庫水位記錄值
圖 4-18 南湖大橋 2004 年 4 月份水位記錄值比較
（資料同時出現相位差、缺漏、上下振盪情形）
1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20
2004/4/23 00時 2004/4/23 12時 2004/4/24 00時 2004/4/24 12時 2004/4/25 00時 2004/4/25 12時 2004/4/26 00時
水位(m)
現場記錄器水位記錄值 水情資料庫水位記錄值
圖 4-19 江北橋 2004 年 4 月份水位記錄值比較
（資料出現相位差情形）
9.15 9.35 9.55 9.75 9.95 10.15 10.35
2004/4/23 00時 2004/4/23 12時 2004/4/24 00時 2004/4/24 12時 2004/4/25 00時 2004/4/25 12時 2004/4/26 00時
水位(m)
現場記錄器水位記錄值 水情資料庫水位記錄值
圖 4-20 大華橋 2004 年 4 月份水位記錄值比較
（資料出現相位差情形）
15.60 15.70 15.80 15.90 16.00 16.10 16.20 16.30 16.40 16.50
2004/4/23 00時 2004/4/23 12時 2004/4/24 00時 2004/4/24 12時 2004/4/25 00時 2004/4/25 12時 2004/4/26 00時
水位(m)
現場記錄器水位記錄值 水情資料庫水位記錄值
圖 4-21 暖江橋 2004 年 4 月份水位記錄值比較
（資料出現相位差情形）
20.00 20.20 20.40 20.60 20.80 21.00 21.20 21.40
2004/4/23 00時 2004/4/23 12時 2004/4/24 00時 2004/4/24 12時 2004/4/25 00時 2004/4/25 12時 2004/4/26 00時
水位(m)
現場記錄器水位記錄值 水情資料庫水位記錄值
圖 4-22 碇內 2004 年 4 月份水位記錄值比較
（資料出現相位差及缺漏情形）
22.00 22.10 22.20 22.30 22.40 22.50 22.60 22.70 22.80
2004/4/23 00時 2004/4/23 12時 2004/4/24 00時 2004/4/24 12時 2004/4/25 00時 2004/4/25 12時 2004/4/26 00時
水位(m)
現場記錄器水位記錄值 水情資料庫水位記錄值
圖 4-23 瑞慶橋 2004 年 4 月份水位記錄值比較
（資料出現相位差及缺漏情形）
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
2003/9/1 00:00 2003/9/1 06:00 2003/9/1 12:00 2003/9/1 18:00 2003/9/2 00:00 時間（小時）
水位（公尺）
水位資料記錄頻率：5分鐘 水位資料記錄頻率：1小時
圖 4-24 不同記錄頻率記錄值對水位變化描述比較圖
圖 4-25 福德站（911 豪雨）整點及事件激發（原始）
水位記錄資料之比較
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
2004/9/10 18:00 2004/9/11 00:00 2004/9/11 06:00 2004/9/11 12:00 2004/9/11 18:00 2004/9/12 00:00 時間（小時）
水位（公尺）
福德整點資料 福德事件激發資料
圖 4-26 東華站（911 豪雨）整點及事件激發（原始）
水位記錄資料之比較
圖 4-27 士林站（911 豪雨）整點及事件激發（原始）
水位記錄資料之比較
2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50
2004/9/10 18:00 2004/9/11 00:00 2004/9/11 06:00 2004/9/11 12:00 2004/9/11 18:00 2004/9/12 00:00 時間（小時）
水位（公尺）
東華整點資料 東華事件激發資料
-0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
2004/9/10 18:00 2004/9/11 00:00 2004/9/11 06:00 2004/9/11 12:00 2004/9/11 18:00 2004/9/12 00:00 時間（小時）
水位（公尺）
士林整點資料 士林站事件激發資料
圖 5-1 淡水河現階段洪水預報河段範圍示意圖
圖 5-3 淡水河流域（研究區域）河段/匯流點目錄
圖 5-4 基隆河沿岸支流匯入位置示意圖
-1.00 圖5-5 2005/08/16~2005/08/18 平時水位參數率定結果
-2.00 圖5-5 2005/08/16~2005/08/18 平時水位參數率定結果（續）
-1.00 圖5-6 2005/09/16~2005/09/18 平時水位參數率定結果
-1.00 圖5-6 2005/09/16~2005/09/18 平時水位參數驗證結果（續）
-2.00
10/16 06時 10/16 18時 10/17 06時 10/17 18時 10/18 06時 10/18 18時
水位（公尺）
10/16 06時 10/16 18時 10/17 06時 10/17 18時 10/18 06時 10/18 18時
水位（公尺）
10/16 06時 10/16 18時 10/17 06時 10/17 18時 10/18 06時 10/18 18時
水位（公尺）
10/16 06時 10/16 18時 10/17 06時 10/17 18時 10/18 06時 10/18 18時
水位（公尺） 圖5-7 2005/10/16~2005/10/18 平時水位參數率定結果
-2.00
10/16 06時 10/16 18時 10/17 06時 10/17 18時 10/18 06時 10/18 18時
水位（公尺）
10/16 06時 10/16 18時 10/17 06時 10/17 18時 10/18 06時 10/18 18時
水位（公尺）
10/16 06時 10/16 18時 10/17 06時 10/17 18時 10/18 06時 10/18 18時
水位（公尺）
10/16 06時 10/16 18時 10/17 06時 10/17 18時 10/18 06時 10/18 18時
水位（公尺） 圖5-7 2005/10/16~2005/10/18 平時水位參數驗證結果（續）
-2.00
10/24 06時 10/24 18時 10/25 06時 10/25 18時 10/26 06時 10/26 18時
水位（公尺）
10/24 06時 10/24 18時 10/25 06時 10/25 18時 10/26 06時 10/26 18時
水位（公尺）
10/24 06時 10/24 18時 10/25 06時 10/25 18時 10/26 06時 10/26 18時
水位（公尺）
10/24 06時 10/24 18時 10/25 06時 10/25 18時 10/26 06時 10/26 18時
水位（公尺） 圖5-8 93/10/24~93/10/27（納坦颱洪）高洪水位參數率定結果
-2.00
10/24 06時 10/24 18時 10/25 06時 10/25 18時 10/26 06時 10/26 18時
水位（公尺）
10/24 06時 10/24 18時 10/25 06時 10/25 18時 10/26 06時 10/26 18時
水位（公尺）
10/24 06時 10/24 18時 10/25 06時 10/25 18時 10/26 06時 10/26 18時
水位（公尺）
10/24 06時 10/24 18時 10/25 06時 10/25 18時 10/26 06時 10/26 18時
水位（公尺） 圖5-8 93/10/24~93/10/27（納坦颱洪）高洪水位參數率定結果（續）
0.00
-2.00
-2.0
-2.0
-2.0
0.00
2004/5/13 12時 2004/5/13 15時 2004/5/13 18時 2004/5/13 21時 2004/5/14 00時 2004/5/14 03時 2004/5/14 06時
水位(m)
3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00
5/4 06時 5/4 07時 5/4 08時 5/4 09時 5/4 10時 5/4 11時 5/4 12時 5/4 13時 5/4 14時 5/4 15時 5/4 16時 5/4 17時 5/4 18時
水位（m）
大華橋 觀測值 五堵 觀測值 五堵 計算值
圖 5-18 大華橋（邊界點）及五堵水位計算值與觀測值比較
3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00
5/4 06時 5/4 07時 5/4 08時 5/4 09時 5/4 10時 5/4 11時 5/4 12時 5/4 13時 5/4 14時 5/4 15時 5/4 16時 5/4 17時 5/4 18時
水位（m）
大華橋 觀測值 五堵 觀測值 五堵 計算值
五堵 計算值(含推估支流入流量)
圖 5-19 納入支流入流量後，五堵水位站計算結果
0
04/10/24 0時 04/10/24 12時 04/10/25 0時 04/10/25 12時 04/10/26 0時 04/10/26 12時 04/10/27 0時
流量（秒/立方公尺）
04/10/24 0時 04/10/24 12時 04/10/25 0時 04/10/25 12時 04/10/26 0時 04/10/26 12時 04/10/27 0時
流量（秒/立方公尺）
三角形單位歷線法
運動波-地貌瞬時單位歷線模式
圖5-20-3 鄉長厝排水推估逕流量之比較 圖5-20-4 茄苳溪推估逕流量之比較 圖 5-20 93/10/24~93/10/27（納坦颱洪）基隆河各支流推估逕流量之比較
0
04/10/24 0時 04/10/24 12時 04/10/25 0時 04/10/25 12時 04/10/26 0時 04/10/26 12時 04/10/27 0時
流量（秒/立方公尺）
04/10/24 0時 04/10/24 12時 04/10/25 0時 04/10/25 12時 04/10/26 0時 04/10/26 12時 04/10/27 0時
流量（秒/立方公尺）
04/10/24 0時 04/10/24 12時 04/10/25 0時 04/10/25 12時 04/10/26 0時 04/10/26 12時 04/10/27 0時
流量（秒/立方公尺）
04/10/24 0時 04/10/24 12時 04/10/25 0時 04/10/25 12時 04/10/26 0時 04/10/26 12時 04/10/27 0時
流量（秒/立方公尺）
三角形單位歷線法 運動波-地貌瞬時單位歷線模式
圖5-20-7 叭嗹溪推估逕流量之比較 圖5-20-8 下寮溪推估逕流量之比較 圖5-20 93/10/24~93/10/27（納坦颱洪）基隆河各支流推估逕流量之比較（續）
0
圖 5-21 93/10/24~93/10/27（納坦颱洪）基隆河各支流推估逕流量
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10/24 00時 10/24 12時 10/25 00時 10/25 12時 10/26 00時 10/26 12時 10/27 00時
水位（公尺）
10/24 00時 10/24 12時 10/25 00時 10/25 12時 10/26 00時 10/26 12時 10/27 00時
水位（公尺）
10/24 00時 10/24 12時 10/25 00時 10/25 12時 10/26 00時 10/26 12時 10/27 00時
水位（公尺）
10/24 00時 10/24 12時 10/25 00時 10/25 12時 10/26 00時 10/26 12時 10/27 00時
水位（公尺） 圖 5-23 93/10/24~93/10/27（納坦颱洪）高洪水位參數率定結果
（納入基隆河各支流推估逕流量）