第四章 南湖地區淹水潛勢模擬
第三節 SOBEK 模式比較
對於本計畫模式參數輸入,先參考採納文獻建議值,國內外相關研究文 獻中所建議之曼寧糙度值範圍如表4-34所示,利用一水文事件檢定參數值。
本計畫以2004年7月之敏督利颱風事件,作為SOBEK模式之比較。
本計畫先將土地使用情況分為農業用地、森林用地、水利用地、建築用 地(含公用設施)及其他等5類,以做為各種土地利用曼寧糙度分類之依據。
表 4-34 一般地表曼寧糙度值建議使用範圍
土地利用型態 地表曼寧糙度值範圍
農業區 0.03 - 0.07 (休耕地) 0.10 - 0.20 (牧草場) 0.30 - 0.48 (百幕達草) 0.40 - 0.80 (灌木欉) 瀝青、裸土及礫石 0.01 - 0.03
住宅區 0.05 - 0.10 工業區、商業區 0.05 - 0.08 森林 0.15 - 0.60 水體 0.01 - 0.02
(資料來源:Chow, V. T., Applied Hydrology, 1988)
一、 敏督利颱風淹水範圍調查
敏督利颱風(MINDULLE)為2004年編號第7號之颱風,7月1日22時40 分左右在花蓮市南方約20公里處登陸,次日上午由淡水河口附近出海,朝北 北東方向進入東海(圖4-10),受颱風外圍環流及7月2日至4日颱風北上期間 引進的強烈西南氣流影響,東部、中南部地區連日豪雨造成嚴重災情,多處 道路坍方,並引發中部山區嚴重土石流。此次颱風及七二水災共計造成33 人 死亡、12 人失蹤,僅農林漁牧損失就高達89 億元以上(中央氣象局)。
敏督利颱風侵台期間自2004年7月2日12時起,苗栗大湖雨量站暴雨頻率 分析如表4-35所示,苗栗大湖雨量站之24小時降雨組體圖(圖4-11),由此 圖可看出降雨集中於第16與第21小時,此2小時之時雨量均超過60(mm),
從第16小時至第21小時之6小時內累積雨量為212.5(mm),約佔24小時總降 雨量之45%,因降雨過渡集中,造成多處淹水災情產生。
圖 4-10 2004 年敏督利颱風路徑圖
圖 4-11 2004 敏督利颱風苗栗大湖雨量站降雨組體圖
(圖 4-10 與圖 4-11 之資料來源:中央氣象局)
表 4-35 2004 敏督利颱風_大湖暴雨頻率分析
統計時間:2004/06/28 17:00~2004/07/14 09:00 氣象局雨量站頻率分析。(統計資料長度:18 年,資料僅供參考!) 降雨
延時 2 年 5 年 10 年 20 年 25 年 50 年 100 年 200 年 目前累積
雨量 重現年 最大累積 雨量 重現年
1 49.6 65.6 75.9 85.4 88.3 97.2 105.9 114.3 0 < 2 - - 3 91.5 132.1 161.4 190.3 199.6 228.4 257.3 286.4 0 < 2 - - 6 131.4 199.7 243.4 283.9 296.4 334.5 371.4 407.5 0 < 2 - - 12 186.4 281.0 333.1 377.6 390.8 429.1 464.4 497.3 0 < 2 190.5 2.06
24 223.7 343.1 411.7 471.7 489.8 543.0 592.7 639.7 0 < 2 347.5 5.15
48 274.2 426.4 514.5 591.9 615.2 684.1 748.6 809.9 - - - - 72 290.0 467.0 574.2 670.9 700.4 788.7 872.9 953.9 - - - - 參考水利署雨量站:大湖(1)。(統計資料長度:37 年,資料僅供參考!) 降雨
延時 2 年 5 年 10 年 20 年 25 年 50 年 100 年 200 年 目前累積
雨量 重現年 最大累積 雨量 重現年
1 50.3 66.8 76.3 84.5 87.0 94.4 101.2 107.7 0 < 2 - - 3 91.3 129.4 154.3 177.6 184.9 207.2 228.8 250.1 0 < 2 - - 6 132.7 199.3 241.1 279.4 291.2 326.9 361.2 394.6 0 < 2 - - 12 184.5 284.5 343.5 395.9 411.8 459.0 503.5 546.0 0 < 2 190.5 2.09
24 219.0 364.4 461.3 553.3 582.3 670.7 757.5 843.2 0 < 2 347.5 4.19
48 242.0 422.7 553.7 683.4 725.1 854.8 985.1 1116.2 - - - - 72 255.8 439.3 570.3 698.8 740.0 867.6 995.2 1123.3 - - - -
(資料來源:中央氣象局、經濟部水利署)
而南湖溪流域之洪災情況,歷年來缺乏詳細資料可考,依據「南湖地區 淹水潛勢評估及改善方案規劃」成果報告(2007),水利署第二河局 2004 年 以現場查詢方式,就過去洪水時最高洪水位與淹水區域及災後情況,針對敏 督利颱風造成所轄橋樑進行調查(表 4-36),並繪製完成南湖溪敏督利颱風 淹水範圍圖(圖 4-12)。因過去防洪構造物多屬災後緊急搶修工程,防洪保 護標準不高,經不起較大洪水的沖擊,為防止沖刷現象,需要施設適當之基 礎保護工,以保護防洪構造物安全。除此之外,本計畫透過縣府、大湖鄉公 所、大湖鄉民代及居民之協助,取得橋樑與其以外地區之淹水位置與淹水深 度調查,分別如圖4-13 至圖 4-18、表 4-37 所示。
依1993 年 6 月後龍溪水系治理規劃工作報告之洪災調查成果,並按歷次 洪災損失金額與洪水頻率之關係採用洪災損失曲線法估算年平均洪災損失金 額;推算結果,年平均洪水損失金額為新台幣744 萬元,如圖 4-19 所示。
圖 4-12 2004 年敏督利颱風南湖溪淹水範圍圖
(資料來源:經濟部水利署第二河川局,2004)
圖 4-13 2004 年敏督利颱風南湖 二橋淹水高度約 1.8 米
圖 4-14 2004 年敏督利颱風南湖 一橋淹水約 0.4 米
圖 4-15 2004 年敏督利颱風護安 巷淹水約 1.8 米
圖 4-16 2004 年敏督利颱風大窩 橋台三線淹水
(圖 4-13 至圖 4-15 之資料來源:本計畫現地調查,2008 圖 4-16 資料來源:經濟部水利署第二河川局,2004)
淹水高約米淹水高約米
1.81.8
淹水高約米淹水高約米
1.81.8
淹水高約米淹水高約米
1.81.8
淹水高
約
米
淹水 高約
米0.4
0.4
南湖一橋
圖 4-17 2004 年敏督利颱風水頭
表 4-36 2004 年敏督利颱風南湖溪橋樑淹水現況調查表
河川別 鄉鎮別 位 置 淹水面積(ha) 淹水深度(cm)
南湖溪 大湖鄉 武 榮 橋 至 大 湖
三橋(湖安橋) 約100 公頃
隆世橋淹水100 公分 武樂橋淹水150 公分 上林橋淹水20 公分 暢通橋淹水300 公分 志成橋淹水100 公分 忠義橋淹水200 公分 順義橋淹水100 公分
(資料來源:經濟部水利署第二河川局,2004)
表 4-37 2004 年敏督利南湖地區淹水現況調查表
調查時間:97/09/08
地點 X Y 淹水深度 備註
台3 線與大窩路交界 235492 2700815 淹1M
大窩橋 235608 2700827 - 水漲至橋面 老糖廠街道附近 235489 2700708 淹1M
水頭寮橋 235556 2700151 - 水漲至橋面 南湖一橋 235663 2699683 橋淹 0.4M
護安巷 235795 2699720 淹1.8M
護安橋 235843 2699689 - 水漲至橋面 南湖二橋(南安橋) 235733 2699434 淹1.8M
順義橋 235801 2699412 - 水漲至橋面 南湖國小 235620 2699301 淹水 台3 線 134K 志成橋 235646 2699258 - 水漲至橋面 南湖國中 235730 2699203 淹水 操場
(本計畫調查整理)
二、 SOBEK 模式比較
為進行模式比較,本計畫經由苗栗縣政府建設局流域管理課、大湖鄉公 所建設課、大湖鄉民代表徐鐵龍先生協助,取得敏督利颱風大湖淹水地點調 查資料,資料顯示多數淹水點主要受到颱風挾帶豐沛雨量影響,使得溪水暴 漲與局部河道堤防不足而發生淹水。
將實測降雨輸入SOBEK 模式進行淹水模擬,結果如圖4-20所示,由圖 上可看出淹水大多集中於排水路兩側,地勢低窪有較大之淹水範圍及淹水深 和實地調查資料大致吻合。
圖 4-20 2004 年敏督利颱風之苗栗縣南湖地區淹水模擬範圍
(資料來源:本計畫模擬結果)
水系 模擬範圍 鄉鎮界
圖 例
1450 0 720720 1450公尺
0 公尺
0.5 - 1.0 1.0 - 2.0 2.0 - 3.0 3.0 + 單位:公尺
0.3–0.5 0.5 - 1.0 1.0 - 2.0 2.0 - 3.0 3.0 + 單位:公尺
0.3–0.5 水流方向