第三章 風險分析架構之建置
3.2 風險分析架構
3.2.1 風險因子之衍生
根據 3.1 節所界定各風險因子之統計量(包括平均值、標準偏差、偏態 係數、峰度係數、及相關係數等),配合拉丁高次取樣法,衍生水文、水理
與地文風險因子,以作為建置風險分析架構之基礎,茲將各因子之模擬方 法說明如下:
(一) 水文風險因子 1. 設計降雨量之模擬
為評估記錄年限對不同重現期距降雨量之影響,本研究將採用 Bootstrap 再取樣法(Bootstrap sampling method)重覆選取流域不同控制點 設計延時之年最大降雨量資料,並經由頻率分析算得不同重現期距降雨 量,其中機率分佈函數主要沿用河川治理規劃報告所採用之分佈函數。
2. 雨型之模擬
在河川流域規劃水文分析之雨型主要採用降雨強度公式、實際颱洪 事件之同位序平均法等,而上述方法所製造雨型皆屬於集中型(如圖 3-4),因圖中所示之雨型僅為平均值且具有累加值必須為 1 之限制,故 本研究將應用 2.3 節所介紹之 Wu 等(2006) 所發展之序列模擬機制具有 限制式之多變量蒙地卡羅模擬法,採用流域多場暴雨事件並配合同位序 法所推得之無因次降雨量資料,以衍生多場雨型。
3. 水文模式參數之模擬
本研究將以各流域規劃過程中所採用的無因次單位歷線法為主,為 考量其稽延時間關係式(如 3.3 式)之不確定性,故增加此公式之誤差項,
並配合拉丁高次取樣法衍生誤差項,藉以推估稽延時間,進而代入降雨-逕流模式中。
ε α
β
⎟⎟ +
⎠
⎜⎜ ⎞
⎝
× ⎛ ×
= s
L
T
lagL
ca (3.3) (二) 水理風險因子1. 起算水位(河口潮位)之模擬
一般流域河川防洪治理規劃在河口潮位之設定大部份依據水利署水 利規劃試驗所(海洋水文氣象年報)、港務局、港灣研究所等單位之觀測
資料,取七、八月大潮平均高潮為起算水位。本研究將以規劃流域防洪 系統時所採用之河口潮位為基礎,另蒐集數場實際颱風事件於河口所測 得之暴潮位計算其統計特性,並配合拉丁高次取樣法衍生潮位值,作為 水理演算時之下游邊界條件。
2. 橋墩束縮係數之模擬
將參考水理模式中所建議之橋墩束縮係數值,並計算其統計特性,
配合拉丁高次取樣法衍生其值。
3. 堰流公式參數之模擬
將參考河川治理規劃之堰流公式(如 3.4 式),為考量其參數之不確定 性,故增加此公式之誤差項,並配合拉丁高次取樣法衍生誤差項,藉以 模擬分洪量。
ε +
−
×
×
= a L H H
bQ (
0)
(3.4) 4. 河道糙度係數之模擬由於河道各斷面之糙度係數會受河道地表及植生狀況之影響而有連 帶的變化。故本研究將流域分成數個河段,每一河段有主深水槽 (
n
c)及 洪水平原(n
f )二種糙度係數,以各河段糙度係數率定結果為基礎,計算 其統計特性,以拉丁高次取樣法衍生其值,作為水理模式中輸入之參數。(三) 地文風險因子 1. CN 值之模擬
流域某一地區開發程度較過去大時,則 CN 值必會連帶有所改變。
故本研究將蒐集流域之 CN 值,以其統計特性為基礎,同樣採用拉丁高 次取樣法衍生其值,作為水文分析之輸入資料。