Chapter 3 淡水河系地形資料處理及網格生成
3.3 網格生成
我們使用整合後的地形資料,結合SMS 生成網格 (如圖 3-3) ,在主河道的部 分,由於淡水河主河道的各個斷面資料寬度不同,所以我們會將原始河道變化較 劇烈的線段做平滑處理,使網格盡量能維持正三角形,並且讓網格間的變形不會 太大,又可使大部分的河岸線與實際地貌吻合。河道中,斷面與斷面間的資料是
由原先從第十河川局得到的斷面資料內差而得。原始地形資料中,我們僅有本流 與大漢溪的資料,但是若僅將新店溪、基隆河與淡水河本流交界處設為入流邊界,
則流量值會受潮汐影響,因此我們依據兩支流的感潮長度 (基隆河約 31 公里,新 店溪約11 公里) 向上游延伸超過其感潮河段,以設定入流邊界,降低入流邊界受 到潮汐的影響,並使用兩條深度皆為1.5 公尺的長渠道取代之,但由於基隆河與新 店溪兩個假想河道的目的在於讓潮汐水量可以排出,故為了減少計算資源,我們 使用較低的解析度生成這部分的網格(如圖 3-4)。
圖 3-3 研究中使用的 SMS 所生成之網格
圖 3-4 研究中所使用的河道網格
接著是河口與沿岸的部份,首先,我們根據台北港的位置與形狀在河口南岸 設置一港口 (如圖 3-5 所示),並且我們在河口與沿岸的位置使用較高的解析度生 成網格,其原因在於河口為我們主要關注的地方,而沿岸則是波浪發生劇烈變化 的地方。另外在沿岸的部分,由於在模擬中我們希望增強波浪受到淺化作用的影 響,所以在盡量不影響到海底地形與沿海地形的情況下,往內陸增加一些地勢較 淺的網格。其他海域的部份,除了沿岸以外的海域,我們一樣使用較低的解析度 以降低計算資源,另外,值得注意的是,由於波浪需要較大的空間進行發展,所 以我們必須將外海區域擴大,大到近乎不影響波浪發展結果的大小。
我們將河岸與海岸設為閉鎖性邊界 (Close boundary) ,閉鎖邊界即沒有流體 進出邊界,而外海與三支流的入口處則設為開放性邊界 (Open boundary) 。如上述 所說,在我們關注的河口、主河道、沿岸地區與台北港周邊的解析度較高,約為 40 公尺至 80 公尺,而外海區域的解析度則為 1000 公尺至 1400 公尺。在解析度的 變化上,從沿岸往外海逐漸變大,但是須注意網格大小變化不能太過劇烈,否則 形成的網格品質會不佳。
網格生成後,在將SMS 產生的檔案 (.grd) 使用馬剛風教授所提供的程式轉換 為SUNTANS 可讀取的資料檔:point.dat、edges.dat、cells.dat、depth.dat,而 SUNTANS
可藉由這四個檔案生成網格,並計算每個網格的深度 (如圖 3-6 所示) ,我們經由 轉換後所使用的網格參數如表3-1 所示。
圖 3-5 河口南岸港口網格
圖 3-6 本研究使用 SMS 生成之網格地形圖
表 3-1 網格參數表