1. 本文主要利用二維漫地流淹水模式搭配使用雷達-雨量站整合降雨 估計法所提供之雨量。相較於無法考慮到雨量站之高度及地形變 化，而是假設雨量站的降雨量呈線性變化，將分割的控制面積分 配至最接近的雨量站之徐昇雨量站網法，使用雷達-雨量站整合降 雨估計法所得到之雨量值更能反應出實際降雨情況以提高模擬結 果之精度。
2. 本文中完成不同尺度格網邊界之銜接，並進行大尺度格網內部結 合局部區域小尺度格網之同步演算工作。邊界銜接部分，採用流 量平均之方式將大尺度格網演算所得流量平均分配至小尺度格網 邊界上為其開放邊界條件，如此，在大尺度格網中結合局部小尺 度格網於模擬時間上將獲得更佳之效率，若能取得即時預報之預 測雨量值則可實際應用於即時淹水預報。
3. 空間解析度 120 公尺× 120 公尺之淹水計算格網演算時距採用 4 秒，空間解析度600 公尺× 600 公尺之淹水計算格網眼算時距採用 20 秒。隨格網尺度不同而使用相對應不同之演算時距，可避免可 蘭數(Courant number)的選取不當而產生計算結果逐漸發散，而導 致極大的誤差，形成數值解的不穩定性。因此在模擬過程中，不 同尺度之淹水計算格網使用不同大小之演算時距，模擬結果將更 符合實際流況。
4. 比較局部細化解析度 120 公尺× 120 公尺之淹水計算格網點與全模
擬區解析度120 公尺× 120 公尺之淹水計算格網點在相同位置上之 淹水深，可知雖隨模擬演算時間往後推移逐漸產生較大誤差，但 兩者間之趨勢仍屬相當吻合。本文中局部細化格網係使用相鄰近 較大尺度格網之演算結果為其開放邊界入流條件，因初始邊界條 件即為不同，遂造成此兩者模擬結果之差異。
5. 探討全模擬區解析度 600 公尺× 600 公尺，結合局部細化析度 120 公尺× 120 公尺之淹水計算格網與全模擬區解析度 120 公尺× 120 公尺之淹水計算格網兩者在演算時間上的差異，可顯見前者所需 之演算時間遠低於後者；北岸部分，多重格網之演算時間為 4 分 51 秒，全區單一細格網之演算時間為 12 時 9 分 21 秒，兩者差距 約150 倍。而南岸部分，多重格網之演算時間為 4 分 37 秒，全區 單一細格網之演算時間為11 時 12 分 42 秒，兩者差距約 146 倍。
其主要原因為模擬區域內格網尺度、數目與演算時距之差異所造 成；若是針對局部重點地區以較小尺度之格網進行模擬，而局部 重點區域以外之區域以較大尺度之格網進行模擬，則可有效率地 兼顧模擬精度及模擬時間。
5-2 建議
1. 本文中細格網之開放邊界條件係由相鄰近之粗格網演算後之結果 而得，並採用流量歷線為其邊界輸入條件，將來細格網之開放邊 界條件除上述之流量歷線外，亦可嘗試給予水位歷線、流速歷線 或是前兩者之組合，以引入其他適當的邊界條件。
2. 本文中粗格網所給予細格網之邊界入流歷線乃經由粗格網上之流
量平均分配而得，唯實際流況包含多項影響因子，將來於邊界流 量之分配上可搭配曼寧公式、Chezy 公式等方式計算，期能掌握更 符合現況之流況。
3. 本研究僅針對單一粗格網模擬區域中搭配單一局部細化格網模擬 區，未來可朝向單一粗格網模擬區域包含多個局部細化格網模擬 區進行同步演算，與能夠即時自動化劃分局部細化模擬區域進行 模擬之方向發展，以達更高之演算效率;此外，若將來能夠加入更 多颱洪個案研究，進行更多的模擬與驗證工作，將可使模式更趨 於成熟完善。
參考文獻
1. Aknbi, A. A., and Katopodes, N. D., "Model for Flood Propagation on Initially Dry Land", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol.
114, pp.689-705, (1988).
2. Balloffet, A., and Scheffler, M. L., "Numerical Analysis of the Teton Dam Failure Flood", Journal of Hydraulic Research, Vol. 20, pp.317-428, (1982).
3. Borthwick, A.G.L., Leon, S.C. and Jozsa, J., "Adaptive Quadtree Model of Shallow-flow Hydrodynamics", Journal of Hydraulic Research,Vol. 39(4), pp.3413-424, (2001a)
4. Borthwick, A.G.L., Leon, S.C. and Jozsa, J., "The Shallow Flow Equations Solved on Adaptive Quadtree Grids", International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol. 37(6), pp.691-719, (2001b) 5. Cunge, J. A., Holly, F. M., and Verwey, A., "Practical Aspects of
Computational River Hydraulics", Pitman Publishing Ltd., London (1980).
6. Garcia, R., and Kahawata, R. A., "Numerical Solution of the St.
Venant Equations with the MacCormack Finite-Difference Scheme", International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol.6, pp.259-274, (1986).
7. Gustafsson, B., "An Alternating Direction Implicit Method for Solving the Shallow Water Equations", Journal of the Computational Physics, No. 7, pp.239-254, (1971).
8. Hu, K., Mingham, C.G. and Causon, D.M., "A Mesh Patching Method for Finite Volume Modelling of Shallow Water Flow", International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol. 50(12), pp.1381-1404, (2006).
9. Inoue, K., Iwasa, Y., and Matsuo, N., "Numerical Analysis of Two Dimensional Free Surface Flow by Means of Finite Difference Method and Its Application to Practical Problems", Proceedings of
ROC-Japan Joint Seminar on Water Resources Engineering, Taipei, R.O.C, (1987).
10. Katopodes, N. D., and Strelkoff, T., "Computing Two Dimension Dam-Break Flow Wave", Journal of Hydraulics Division, ASCE, Vol.
104, (Sept.,1978).
11. Katopodes, N. D., and Strelkoff, T., "Two-Dimensional Shallow Water-Wave Models", Journal of the Engineering Mechanics Division, ASCE, Vol. 105, No, EM2, pp.317-434, (April,1979).
12. Lamby, P., Muller, S. and Stiriba, Y., "Solution of Shallow Water Equations Using Fully Adaptive Multiscale Schemes", International Journal for Numerical Methods in Fluids, Vol. 49(4), pp.417-437, (2005).
13. Ruge, J.W., Mccormick, S.F. and Yee, S.Y.K., "Multilevel Adaptive Methods for Semiimplicit Solution of Shallow-Water Equations on a Sphere", Monthly Weather Review,Vol. 123(7) pp.2197-2205, (1995).
14. Shishkin, G.I. and Vabishchevich, P.N., "Interpolation Finite Difference Schemes on Grids Locally Refined in Time", Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 190(8-10), pp.889-901, (2000).
15. Spitaleri, R.M. and Corinaldesi, L., "Multigrid Computation for the Two-dimensional Shallow Water Equations", Nonlinear Analysis Theory Methods & Applications, Vol. 30(2), pp.709-717, (1997).
16. Vongvisessomjai, S., Tingsanchali, T., and Chaiwat, C., "Bangkok Flood Plain Model", 21st IAHR Congress, Melbourne, Australia, 19-23 pp.433-488, (August,1985).
17. Xanthopoulos, T., and Koutitas, C., "Numerical Simulation of Two-Dimensional Flood Wave Propagation due to Dam Failure", Journal of Hydraulic Research, Vol. 14, pp.321-331, (1976).
18. Xin, L., G. Recuter, and B. Larochelle, "Reflectivity-rain Rate Relationship for Convective Rainshowers in Edmonton", Atmos.
Ocean, Vol. 35, pp.513-521, (1997)
19. Yu, D. and Lane, S.N., "Urban Fluvial Flood Modelling Using a Two-dimensional Diffusion-wave Treatment, Part 1: Mesh Resolution Effects", Hydrological Processes, Vol. 20(7), pp.1541-1565, (2006a).
20. Yu, D. and Lane, S.N., "Urban Fluvial Flood Modelling Using a Two-dimensional Diffusion-wave Treatment, Part 2: Development of a Sub-grid-scale Treatment", Hydrological Processes, Vol.20(7), pp.1567-1583, (2006b).
21. 王意郎，1993，”利用中正都卜勒雷達對臺灣北部地區降水系統雨 量估計之研究”，國立中央大學大氣物理研究所碩士論文。
22. 吳啟瑞，1993，”八掌溪流域之淹水模擬”，國立台灣大學農業工 程研究所碩士論文。
23. 吳書幃，2007，”即時降雨資料應用於淹水預報之研究”，國立台 灣大學生物環境系統工程研究所碩士論文。
24. 沈榮茂、楊德良，1992，”流域之漫地流有限元素模式及穩定度分 析之研究”，第六屆水利工程研討會論文集 pp.82-93，新竹市。
25. 張智昌，2006，”整合氣象雷達與即時降雨資料於颱風降雨推估之 研究”，國立台灣大學地理環境資源研究所碩士論文。
26. 許銘熙、鄧慰先、盧重任、黃成甲、葉森海，1998，”抽水站與閘 門操作對都會區淹水影響之研究（一）”，行政院國科會，台北市。
27. 陳昌榮，2002，”流域暴雨逕流和淹水之模擬”，國立台灣大學生 物環境系統工程研究所碩士論文。
28. 陳欣怡，2001，” 台南科學工業園區暴雨排水之動態模擬”，國立 台灣大學農業工程研究所碩士論文。
29. 陳宣宏，2002，” 漫地流與雨水下水道水流之動態模擬”，國立台 灣大學生物環境系統工程研究所博士論文。
30. 國家災害防救科技中心，2005，”0612 豪雨水災災因勘查報告 書”，台北市。
31. 黃成甲，1997，” 流域洪水與淹水演算模式之研究”，國立台灣大 學農業工程研究所碩士論文。
32. 楊昌儒、蔡長泰，1998，” 數值高程模型解析度對嘉義沿海地區 淹水模式影響之研究─以賀伯颱風為例”，台灣水利第 46 第一期，
pp.43-52。
33. 楊政潭，2003，”雷達回波應用於颱風降雨空間分佈與總量之研究
─以納莉颱風為例”，國立中央大學水文所碩士論文。
34. 經濟部水利署水利規劃試驗所，2004，”台中市及周邊排水淹水潛 勢與預警系統建立研究-淹水潛勢建置(2/2)研究報告”，台中。
35. 鳳雷，1992，”雷達回波垂直結構與降水定量估計─楊希颱風”，國 立台灣大學大氣科學研究所碩士論文。
36. 賴進松、林孟郁，2000，”台北縣三重蘆洲及新莊樹林區淹水預測 之研究”，89 年農工研討會論文，高雄市。
37. 盧重任，1998，”台北縣板和地區洪水及淹水演算模擬”，國立台 灣大學農業工程研究所碩士論文。
38. 簡名毅，1999，”鹽水溪流域洪水與淹水演算模式”，國立台灣大 學農業工程研究所碩士論文。
39. 顏清連、許銘熙、陳昶憲、賴進松，1986，”淡水河系洪水演算 模式(四 )堤防潰決洪流模式之建立 ”，行政院國科會，防災科技 研究報告pp.75-19，台北市。
圖 2-1 多重格網演算時距示意圖
圖 2-2 多重格網邊界銜接關係示意圖
圖2-3 格網邊界上個別流量示意圖
圖 2-4 格網邊界流量分配示意圖
圖3-1 八掌溪流域南、北岸模擬區示意圖
圖 3-2 八掌溪流域南、北岸行政區示意圖
圖 3-3 局部細化 120 公尺格網模擬之區域
圖3-4 八掌溪流域水系分佈位置圖
圖 3-5 台灣地區雷達掃描涵蓋範圍分佈(摘錄自張智昌，2006)
圖3-7 雷達-雨量站觀測降雨整合法概念示意圖
計算格網數: 29,984
計算格網數: 25,658
圖3-9 八掌溪流域北岸淹水計算格網(格網解析度 120m×120m)
圖3-10 八掌溪流域南岸淹水計算格網(格網解析度 120m×120m)
圖3-11 八掌溪流域北岸淹水計算格網(格網解析度 600m×600m)
圖3-12 八掌溪流域南岸淹水計算格網(格網解析度 600m×600m) 計算格網數: 1,028 計算格網數: 1,210
圖3-13 模擬格網與 QPESUMS 格網銜接示意圖
圖3-14 面積權重平均方法示意圖
QPESUMS雷達推估降雨資料
模擬網格
山區
淹水預警
q
平地
QPESUMS雷達推估降雨資料
模擬網格
山區
淹水預警
q
平地
R1
R3 R4
R2
圖 4-1 0612 暴雨事件水利署調查淹水範圍圖
圖 4-2 北岸模擬區徐昇多邊形分區圖
圖 4-3 南岸模擬區徐昇多邊形分區圖
(a)整合降雨估計法雨量
(a)整合降雨估計法雨量
(a)整合降雨估計法雨量
(b)徐昇雨量站網雨量
(b)徐昇雨量站網雨量
(b)徐昇雨量站網雨量
06.14.03:00~04:00 06.14.03:00~04:00
06.14.04:00~05:00 06.14.04:00~05:00
06.14.05:00~06:00 06.14.05:00~06:00 圖4-4 6 月 14 日 3~4 時降雨強度空間分布圖
圖4-5 6 月 14 日 4~5 時降雨強度空間分布圖
圖4-6 6 月 14 日 5~6 時降雨強度空間分布圖
(a)整合降雨估計法雨量
(a)整合降雨估計法雨量
(a)整合降雨估計法雨量
(b)徐昇雨量站網雨量
(b)徐昇雨量站網雨量
(b)徐昇雨量站網雨量
06.14.06:00~07:00 06.14.06:00~07:00
06.14.07:00~08:00 06.14.07:00~08:00
06.14.08:00~09:00 06.14.08:00~09:00 圖4-7 6 月 14 日 6~7 時降雨強度空間分布圖
圖4-8 6 月 14 日 7~8 時降雨強度空間分布圖
圖4-9 6 月 14 日 8~9 時降雨強度空間分布圖
(a)整合降雨估計法雨量
(a)整合降雨估計法雨量
(a)整合降雨估計法雨量
(b)徐昇雨量站網雨量
(b)徐昇雨量站網雨量
(b)徐昇雨量站網雨量 06.14.09:00~10:00 06.14.09:00~10:00
06.14.10:00~11:00 06.14.10:00~11:00
06.14.11:00~12:00 06.14.11:00~12:00 圖4-11 6 月 14 日 10~11 時降雨強度空間分布圖
圖4-12 6 月 14 日 11~12 時降雨強度空間分布圖 圖4-10 6 月 14 日 9~10 時降雨強度空間分布圖
(a)整合降雨估計法雨量
(a)整合降雨估計法雨量
(a)整合降雨估計法雨量
(b)徐昇雨量站網雨量
(b)徐昇雨量站網雨量
(b)徐昇雨量站網雨量 06.14.12:00~13:00 06.14.12:00~13:00
06.14.13:00~14:00 06.14.13:00~14:00
06.14.14:00~15:00 06.14.14:00~15:00 圖4-14 6 月 14 日 13~14 時降雨強度空間分布圖
圖 4-15 6 月 14 日 14~15 時降雨強度空間分布圖 圖 4-13 6 月 14 日 12~13 時降雨強度空間分布圖
(a)整合降雨估計法雨量
(a)整合降雨估計法雨量
(a)整合降雨估計法雨量
(a)整合降雨估計法雨量