第三章 研究方法
3.3 研究方法及步驟
3.3.2 歷年降雨資料之收集
圖 3.3 水利署（原水利處）雨量站分佈圖
表 3.4 雨量站名稱及位置一覽表(資料取自水利署) 雨量站位置 (橫麥卡脫二度分帶座標) 流域名稱 流域編號 雨量站名 電腦編號
E N 烏溪流域 270 翠巒 0020 270.320 2675.351
烏溪流域 270 凌霄 0045 250.396 2656.755 烏溪流域 270 清流 0050 244.435 2662.724 烏溪流域 270 惠蓀 0075 253.671 2665.892 烏溪流域 270 北山 0330 238.412 2653.653 烏溪流域 270 六分寮 0500 212.393 2647.852 烏溪流域 270 草屯 0570 216.645 2652.610 濁水溪流 290 翠峰 0070 269.682 2667.074 濁水溪流 290 關門 0330 268.154 2624.312 濁水溪流 290 卡奈托灣 0370 258.551 2627.348 濁水溪流 290 東埔 0490 241.748 2605.846 濁水溪流 290 望鄉 0520 241.894 2612.828 濁水溪流 290 內茅埔 0590 234.108 2620.987 濁水溪流 290 西巒 0610 238.558 2624.705 濁水溪流 290 龍神橋 0630 236.015 2630.736 濁水溪流 290 集集 0790 226.229 2636.040 濁水溪流 290 桶頭 1040 213.982 2616.162
圖 3.4 研究區域內雨量站（摘自范正成，2002c）
3.3.2（b） 雨場數化 1.有效降雨時間（T）
將降雨開始時間至任意時間稱為有效降雨時間（註：其中之有效 降雨係指前述降雨開始時間起算之雨量，此不同於一般水文學中所稱 產生直接逕流部份所對應的降雨量）。以一場集中降雨在其前 24 小時 內累積降雨量達 10mm 之時間點，稱之降雨開始時間。其後 24 小時 內累積降雨量未達 10mm 之時間點，稱之降雨結束時間。如圖 3.5 所示。
2.有效累積雨量（ER）
在某有效降雨開始發生後，在某一時刻之時雨量（dt+1）加上前 一小時之時雨量（dt）乘上衰減係數後，逐一累加而得有效累積雨量
（ERt+1）。如（3.1）（3.2）式：
0 =0
ER （3.1）
t t
t d ER
ER+1= +1+α , t≥1 （3.2）
其中
ER0為一獨立雨場開始時間之有效累積雨量（mm）
+1
ERt 為任意時間之有效累積雨量（mm）
+1
dt 為任意時間之時雨量（mm）
α 為衰減係數
其中衰減係數之決定，乃依據 Fedora and Beschta（1989）有 關臨前降水指數模擬暴雨逕流之研究，指出每二小時的洪水消退係數
（K，recession coefficient）與集水區面積（A，單位：公頃）具有 如下關係：
K＝0.881＋0.00793×ln(A) （3.3）
本研究即以上式所得之洪水消退係數，再經由α = K 計算其衰 退係數值。
3.雨場數化及取捨
發生土石流之降雨部分，以土石流發生時之前六小時內最大及次 大之有效累積雨量及其有效降雨時間代表該場降雨。未發生土石流之 降雨，則以該場降雨內最大有效累積雨量時及降雨結束時間時之有效 累積雨量及有其效降雨時間代表該場降雨。
如圖 3.6，以數場颱風及暴雨為例，說明其降雨時間與有效累積 雨量之歷線關係，以及各雨場之數化點。
根據青木佑久（1980）研究日本 23 場降雨事件所造成的 46 場 土石流災害，指出當累積降雨量在 150～200mm 以上，即可能發生 土 石 流 。 因 此 本 研 究 將 各 延 時 均 勻 降 雨 情 況 下 累 積 降 雨 量 未 達 150mm 之降雨（如圖 3.7 虛線左下部分）在分析時予以捨棄，亦即 臨界降雨線設定所使用之降雨資料需滿足如（3.4）關係式：
150 ) 1 (
1 ER T
t
α α
−
≥ −
（3.4）
其中
T：有效降雨時間（hr），ER 及α定義如前所述。
0
豐丘
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
0 20 40 60 80 100 120
有效降雨延時(hr)
有效累積降雨量(0.1mm)
no occurrence occurrence 資料取捨界線
圖 3.7 土石流樣本溪流之雨場取捨（摘自范正成等，1999a）