第一章、緒論
台灣位處亞熱帶區與歐亞大陸和太平洋交界季風區，每年總易受 到梅雨與颱風的侵襲，且台灣地形陡峻，河川坡度大，梅雨與颱風造 成之高強度降雨與高總雨量，往往使台灣遭受嚴重的颱洪災害。因全 球氣候變遷的影響，台灣的颱洪災害亦日趨嚴重。過去的防洪工程僅 著重工程性的防護，有其限制性，因此，欲更有效降低颱風、豪雨和 洪水所帶來的整體損失，除必要的工程方法外，亦須配合適當的非工 程減災方法，用以減少災害的發生。在眾多非工程性方法中，可行且 具效率的方式，莫過於災害預警和應變措施，即於災前掌握颱風與豪 雨動態，透過適時的洪水預警並啟動可能致災區之防救機制，將災害 損失降至最低程度。因此發展水文前瞻研究，整合颱風、豪雨預報技 術與洪水模擬模式，建置大氣-水文模擬整合系統有其必要性。本年 度計畫將進行集水區水文整合模式發展，建立試驗流域並整合相關水 文資料，供中心及國內學界應用並校驗模式，此外，配合所建構之試 驗流域，進而發展大氣-水文整合模擬系統，結合定量降雨預報資訊，
進行流域洪水預測系統之建置與評估，後續更將模擬結果套疊至相關 展示平台，進行颱洪應變警戒區域之展示與集水區暴雨淹水模擬成果 展現，提供民眾或決策單位參考。本年度計畫目標簡述如下：
1.1.
集水區水文整合模式發展及驗證(1) 目的
由於台灣地區地形陡峭，土地利用差異大，因此發展具物理機制 之分布型集水區模式，將有助於瞭解水流的真實情況，亦可增加洪水 演算之精確度。
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(2) 工作內容
研發集水區整合模擬之技術，並將透過模式測試與檢定程序，逐 步進行實際應用。模式整合發展方面將測試與評估並改進現有集水區 降雨逕流模式和河道洪水演算模式效能，提升模式準確度，工作項目 包含模式架構精簡與變數統一，與河川、地表及其耦合界面物理過程 改進，所研發之集水區水文模式，亦可供大氣-水文整合系統發展之 需。
1.2.
試驗流域之整合發展(1) 目的
台灣河川長度均甚短、流域面積小、地質環境複雜，坡陡流急且 豐枯流量差異明顯，水文模擬上有其困難度。因此國內除颱洪中心發 展之本土化水文模式外，學術界或其它研究單位亦持續發展相關模式。
但受限於實際觀測資料，模式模擬校驗上常遇到無適合之資料做為模 式之起始及邊界條件，亦無適合之實測資料用於模式校驗，對模式之 發展及其精度的提升為一大限制。因此，發展試驗流域之目的，除了 提供可靠之水文資料予國內發展相關模式之研究人員，以提升逕流模 擬能力、協助進行洪水預報或河川整治，達成減輕洪水災害之目的，
亦將整合國內學術界發展已久之模式，利用試驗流域之資料進行模擬 測試。目前擬整合之對象有海洋大學李光敦教授所發展之運動波－地 貌瞬時單位歷線模式(Kinematic-wave based geomorphic instantaneous unit hydrograph, KW-GIUH)與成功大學蔡長泰教授所發展之地文性 淹水預報模式，藉由與相關模式之整合，不但節省整體演算時間增加 使用彈性，亦可減少山區數值模式模擬的不穩定性，並提升作業單位
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對國內發展之本土模式使用上的信賴度。此外，配合試驗流域的建置，
更能逐步發展大氣-水文之整合系統。
(2) 工作內容
試驗流域之建置規劃研究
蒐集及參考國外既有試驗流域設置情形及文獻、國內各流域水文 特性及其洪氾記錄，研擬於試驗流域內所需之水文監測設備。本年度 預計於試驗流域內先行設置密集之河川水位監測設備，將所蒐集之資 料置於資料庫中，供學界使用。未來將逐年增加其它水文觀測設備，
逐步充實國內學界及颱洪中心所需之觀測資料。
與國內學界發展成熟之模式整合測試
發展集水區水文整合模擬，包含運動波－地貌瞬時單位歷線模式 (KW- GIUH)及地文性淹水預報模式，並進行集水區切割及與集水區 水文整合模擬模式整合測試，以增加模式效能及彈性。
1.3. 發展大氣-水文整合系統 1.3.1.大氣-水文整合模擬 (1) 目的
於颱風和豪雨事件期間，應用颱洪中心開發之大氣模式及定量降 雨預報實驗資訊，進行大氣水文模擬，提供相關應用單位進行災害潛 勢分析及啟動災害防救機制之參考，協助降低洪水預警的不確定性，
減少洪災損失。
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(2) 工作內容
配合上述所建構試驗流域模擬，逐步發展大氣-水文整合系統雛 型，整合相關資料例如河川水位流量與潮位等水文觀測，以及雷達降 雨推估、模式降雨預報等預報資料，進行即時大氣-水文模擬及洪水 預報，並嘗試進行即時誤差修正。即時誤差修正方面一般可歸類為四 種：分別為輸入更新(input updating)、狀態更新(state updating)、參數 更新(parameter updating)以及誤差修正(error correction)。本計畫將進 行相關文獻蒐集與比較，選取合適之方法來提升模式的預報效能。
1.3.2.發展應用展示系統 (1) 目的
整合颱洪中心颱風數值模擬與淹水推估等專業知識，將颱風侵台 期間特定集水區可能發生淹水的範圍與深度，配合院部整合發展之 3D-VAR 及 3D-Web 高效能視算技術，以立體化、視覺化及互動化的 資料展示平台進行成果展示，提供用戶端即時且多樣的資訊分享服 務。
(2) 工作內容
將模擬結果套疊至國網中心發展之 3D 數位地理資訊展示平台、
水情影像監視平台或颱洪中心自行開發之展示平台，進行颱洪應變警 戒區域之展示與集水區暴雨淹水模擬成果展現，提供民眾或決策單位 參考，以達到科技減災之目的。