蘭陽溪上游流域降雨量、逕流量、輸砂量之趨勢分析
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(2) 國立台灣師範大學地理研究所碩士論文摘要 研究所別：地理學系碩士班 論文名稱：蘭陽溪上游流域降雨、逕流量、輸砂量之趨勢分析 指導教授：廖學誠 研 究 生：宋健豪 論文內容：共一冊，文長約兩萬五千餘字，共分四章，以三百餘字扼要說明。 河川為形塑地貌主要營力之一，透過侵蝕、搬運作用塑造大地的面貌，許多 研究指出台灣河川的沉積物輸出高於世界之平均值，蘭陽溪為台灣北部主要的河 之一，蘭陽溪的流域單位面積輸砂量較世界其他主要河川高，但蘭陽溪河口為目 前的砂質海岸侵蝕熱點，而砂質海岸的變化與河川的沉積物輸出特性息息相關。 而河川沉積物的運輸與逕流量、雨量關係密切，因此本文主要目的是應用趨勢分 析來探討蘭陽溪上游集水區降雨量、逕流量與輸砂量的變化特性。本研究區域位 於蘭陽溪上游流域。 本研究主要透過 M-K（Mann-Kendall trend analysis）趨勢檢定及距平趨勢探 討研究區域內降雨量、逕流量、輸砂量的變化趨勢，除此之外，並利用克利金 （Kriging） 空間內插法計算整體流域之平均降雨。 本研究之結果均呈現降雨呈現增加的趨勢；整體流量結果顯示呈現減少的趨 勢；輸砂方面整呈現減少的趨勢，而透過單位逕流所產出的輸砂量亦有逐年遞減 的變化趨勢。. 關鍵字：Mann-Kendall 趨勢分析、距平趨勢分析、蘭陽溪上游、水文變化趨勢. ii.
(3) National Taiwan Normal University Graduate School of Geography Master’s Thesis Thesis Title: The trend analysis of runoff, precipitation and sediment yield of Lanyang River upstream Thesis Director: Shyue-Cherng Liaw Thesis Author: Jian-How Sung Abstract River is one of major forces for shaping the earth’s surface through erosion and sediment transportation. Many studies have pointed out that rivers in Taiwan generate higher sediment than the world average. The Lanyang River is one of major rivers in northern Taiwan. The sediment yield from Lanyang River is more than other main rivers in the world. But the embouchure of Lanyang River is one of the erosional hot spots in Taiwan. The evolution of coastal geomorphology is closely related to river sediment yield. The sediment transportation is also related to river runoff and precipitation. This study aims to detect the trend of river runoff, precipitation and sediment yield of Lanyang river upstream watershed by Mann-Kendall trend analysis. Kriging spatial interpolation is used to calculate the average precipitation of whole study area. The results of this study have shown the trend of precipitation is increasing while the trend of river runoff and sediment yield are decreasing.. Key words: Mann-Kendall trend analysis, Anomaly trend analysis, Lanyang river upstream, Trend of Hydrology. iii.
(4) 目錄 第一章 緒論 ........................................................................................... 1 第一節. 研究動機與研究目的 ......................................................................................... 1. 第二節. 文獻回顧 ............................................................................................................. 3. 第三節. 研究區域與研究方法 ....................................................................................... 13. 第二章 蘭陽溪上游流域之降雨趨勢 .................................................. 20 第一節. 年降雨量之變化趨勢 ....................................................................................... 20. 第二節. 豐水期降雨量之變化趨勢 ............................................................................... 28. 第三節. 枯水期降雨量之變化趨勢 ............................................................................... 36. 第四節. 最大日降雨量變化趨勢分析 ........................................................................... 44. 第五節. 流域整體降雨量變化 ....................................................................................... 52. 第六節. 小結 ................................................................................................................... 57. 第三章 流量與輸砂量變化趨勢分析 .................................................. 59 第一節. 流量變化分析 ................................................................................................... 59. 第二節. 逕流量與輸砂量率定曲線分析 ....................................................................... 65. 第三節. 輸砂量變化分析 ............................................................................................... 70. 第四節. 小節 ................................................................................................................... 76. 第四章 結論與建議 .............................................................................. 77 第一節. 結論 ................................................................................................................... 77. 第二節. 建議 ................................................................................................................... 79. 參考文獻 ............................................................................................... 80 壹、. 中文文獻................................................................................................................ 80. 貳、. 外文文獻................................................................................................................ 80. iv.
(5) 圖目錄 圖 1-1 不同區域之沖積物輸送率與集水區面積關係圖...................... 7 圖 1-2 珠江流域流量與輸砂變化圖...................................... 8 圖 1-3 黃河河口測站推估期、推估值重建、測站紀錄的輸砂量差異圖........ 9 圖 1-4 HydroTrend v.3.0 推估冰河凍融效應對於義大利波河影響.......... 11 圖 1-5 蘭陽溪流域測站位置........................................... 15 圖 1-6 研究架構圖................................................... 19 圖 2-1 思源測站年降雨量距平圖....................................... 21 圖 2-2 思源測站年降雨量折線圖....................................... 21 圖 2-3 南山（1）測站年降雨量距平圖.................................. 22 圖 2-4 南山（1）測站年降雨量折線圖.................................. 22 圖 2-5 南山（2）測站年降雨量距平圖.................................. 23 圖 2-6 南山（2）測站年降雨量折線圖.................................. 23 圖 2-7 留茂安測站年降雨量距平圖..................................... 24 圖 2-8 留茂安測站年降雨量折線圖..................................... 24 圖 2-9 土場（１）測站年降雨量距平圖................................. 25 圖 2-10 土場（１）測站之年降雨量折線圖.............................. 25 圖 2-11 土場（2）測站年降雨量距平圖................................. 26 圖 2-12 土場（2）測站之年降雨量折線圖............................... 26 圖 2-13 梵梵測站年降雨量距平圖...................................... 27 圖 2-14 梵梵測站之年降雨量折線圖.................................... 27 圖 2-15 思源測站豐水期降雨量距平圖.................................. 29 圖 2-16 思源測站之豐水期降雨量折線圖................................ 29 圖 2-17 南山（1）測站豐水期降雨量距平圖............................. 30 圖 2-18 南山（1）測站豐水期降雨量折線圖............................. 30 圖 2-19 南山（2）測站豐水期降雨量距平圖............................. 31 圖 2 - 20 南山（2）測站豐水期降雨量折線圖........................... 31 圖 2-21 留茂安測站豐水期降雨量距平圖................................ 32 圖 2-22 留茂安測站豐水期降雨量折線圖................................ 32 圖 2-23 土場（1）測站豐水期降雨量距平圖............................. 33 圖 2-24 土場（1）測站豐水期降雨量折線圖............................. 33 圖 2-25 土場（2）測站豐水期降雨量距平圖............................. 34 圖 2-26 土場（2）測站豐水期降雨量折線圖............................. 34 圖 2-27 梵梵豐水期降雨量距平圖...................................... 35 圖 2-28 梵梵測站豐水期降雨量折線圖.................................. 35 圖 2-29 思源測站枯水期降雨量距平圖.................................. 37 圖 2-30 思源測站枯水期降雨量折線圖.................................. 37. v.
(6) 圖 2-31 南山（1）測站枯水期降雨量距平圖............................. 38 圖 2-32 南山（1）測站枯水期降雨量折線圖............................. 38 圖 2-33 南山（2）測站枯水期降雨量距平圖............................. 39 圖 2-34 南山（2）測站枯水期降雨量折線圖............................. 39 圖 2-35 留茂安測站枯水期降雨量距平圖................................ 40 圖 2-36 留茂安測站枯水期降雨量折線圖................................ 40 圖 2-37 土場（1）測站枯水期降雨量距平圖............................. 41 圖 2-38 土場（1）測站枯水期降雨量折線圖............................. 41 圖 2-39 土場（2）測站枯水期降雨量距平圖............................. 42 圖 2-40 土場（2）測站枯水期降雨量折線圖............................. 42 圖 2-41 梵梵測站枯水期降雨量距平圖.................................. 43 圖 2-42 梵梵測站枯水期降雨量折線圖.................................. 43 圖 2-43 思源測站最大日降雨量距平圖.................................. 45 圖 2-44 思源測站最大日降雨量折線圖.................................. 45 圖 2-45 南山（1）測站最大日降雨量距平圖............................. 46 圖 2-46 南山（1）測站最大日降雨量折線圖............................. 46 圖 2-47 南山（2）測站最大日降雨量距平圖............................. 47 圖 2-48 南山（2）測站最大日降雨量折線圖............................. 47 圖 2-49 留茂安測站最大日降雨量距平圖................................ 48 圖 2-50 留茂安測站最大日降雨量折線圖................................ 48 圖 2-51 土場（1）測站最大日降雨量距平圖............................. 49 圖 2-52 土場（1）測站最大日降雨量折線圖............................. 49 圖 2-53 土場（2）測站最大日降雨量距平圖............................. 50 圖 2-54 土場（2）測站最大日降雨量折線圖............................. 50 圖 2-55 梵梵測站最大日降雨量距平圖.................................. 51 圖 2-56 梵梵測站最大日降雨量折線圖.................................. 51 圖 2-57 流域整體年降雨量距平圖...................................... 53 圖 2-58 流域整體年降雨量折線圖...................................... 53 圖 2-59 流域整體豐水期降雨量距平圖.................................. 54 圖 2-60 流域整體豐水期降雨量折線圖.................................. 54 圖 2-61 流域整體枯水期降雨量距平圖.................................. 55 圖 2-62 流域整體枯水期降雨量折線圖.................................. 55 圖 2-63 流域整體最大日降雨量距平圖.................................. 56 圖 2-64 流域整體最大日降雨量折線圖.................................. 56 圖 3-1 家源橋測站年逕流量距平圖..................................... 60 圖 3-2 家源橋測站年逕流量折線圖..................................... 60 圖 3-3 家源橋測站豐水期逕流量距平圖................................. 61 圖 3-4 家源橋測站豐水期逕流量折線圖................................. 61. vi.
(7) 圖 3-5 家源橋測站枯水期逕流量距平圖................................. 62 圖 3-6 家源橋測站枯水期逕流量折線圖................................. 62 圖 3-7 家源橋測站最大日逕流量距平圖................................. 63 圖 3-8 家源橋測站最大日逕流量折線圖................................. 63 圖 3-9 家源橋測站最小日逕流量距平圖................................. 64 圖 3-10 家源橋測站最小日逕流量折線圖................................ 64 圖 3-11 不同時期整體逕流量-輸砂量率定關係圖......................... 65 圖 3-12 不同時期豐水期逕流量-輸砂量率定關係圖....................... 67 圖 3-13 不同時期枯水期逕流量-輸砂量率定關係圖....................... 68 圖 3-14 家源橋測站年輸砂量距平圖.................................... 71 圖 3-15 家源橋測站年輸砂量折線圖.................................... 71 圖 3-16 家源橋測站豐水期輸砂量距平趨勢圖............................ 72 圖 3-17 家源橋測站豐水期輸砂量折線圖................................ 72 圖 3-18 家源橋測站枯水期輸砂量距平趨勢圖............................ 73 圖 3-19 家源橋測站枯水期輸砂量折線圖................................ 73 圖 3-20 家源橋測站最大日輸砂量距平趨勢圖............................ 74 圖 3-21 家源橋測站最大日輸砂量折線圖................................ 74 圖 3-22 家源橋測站最小日輸砂量距平圖................................ 75 圖 3-23 家源橋測站最小日輸砂量折線圖................................ 75. vii.
(8) 表目錄 表 1-1 世界前 20 大輸砂河流 ...................................................................................... 2 表 1-2 HydroTrend3.0 多河道三角洲入海沉積物、流量的推估值與觀測值比較 10 表 1-3 雨量測站資訊 .................................................................................................. 14 表 2-1 蘭陽溪上游測站年降雨量之 M-K 趨勢檢定結果 ........................................ 20 表 2 - 2 蘭陽溪上游豐水期降雨量測站之 M-K 趨勢檢定結果 .............................. 28 表 2 - 3 蘭陽溪上游枯水期降雨量測站之 M-K 趨勢檢定結果 .............................. 36 表 2 - 4 蘭陽溪上游最大日降雨量測站之 M-K 趨勢檢定結果 .............................. 44 表 2 - 5 蘭陽溪上游整體降雨量之 M-K 趨勢檢定結果 .......................................... 52 表 3 - 1 蘭陽溪家源橋測站逕流量之 M-K 趨勢檢定結果 ...................................... 59 表 3-2 不同時期整體的單位逕流輸砂量 .................................................................. 66 表 3-3 不同時期豐水期的單位逕流輸砂量 .............................................................. 67 表 3-5 蘭陽溪家源橋測站輸砂量之 M-K 趨勢檢定結果 ........................................ 70. viii.
(9) 第一章. 緒論. 第一節 研究動機與研究目的 一、研究動機 河川是形塑地表主要的外營力，河流透過侵蝕、搬運作用塑造大地。河川透 過「推移（bed load）」、「懸移（suspended load）」與「溶解作用（solute）」這三 種機制搬運河床的物質（何春蓀，1981）。 台灣自然環境條件特殊，位於板塊活動帶上且多颱風，Milliman et al.(1983) 指出，台灣河川砂石輸出量高於世界平均值，全島每年的平方公里輸砂量可高達 10,000 t；Dadson et al.（2003）也發現 1970 至 1999 年期間台灣全島年平均侵蝕 速率約為 3.9 mm，台灣地表面積僅佔世界面積的 0.024 %，但河川輸送的沖積物 卻可達世界的 1.9 %。由此可知，台灣的河流沖刷能力之高，然而影響台灣河流 輸砂的條件是相當複雜的，非常值得深入探究。 河川輸砂特性與環境息息相關，河川的輸砂特性反應了集水區中的各式各樣 的人為作用影響以及自然環境變遷。黃伊凡（2010）指出，濁水溪由於集集攔河 堰造成上游大量的沖積物無法被運送到下游河口，造成泥砂量大幅減少，此為人 為活動所造成的變化；李亮廷（2008）則是發現，在 1990 年以後因降雨型態改 變，造成河川輸砂產生變化，此為自然環境變遷導致。由此可知不管是人為或自 然對於環境的影響都會反映在河川的輸砂上。. 二、研究目的 林宗儀等（2011）指出在蘭陽溪南北兩側等地是目前的沙質海岸侵蝕熱點， 而黃于馨（2011）則是透過遙測分析宜蘭海岸變化，發現在蘭陽溪河口的東港至 清水區域在 2006 至 2011 年也是呈現劇烈的退後，但是在 Chen et al.(2004)的研 究卻發現蘭陽溪的單位面積輸砂量卻高居世界前 20 大單位面積輸砂河川，如表 1-1 所示。. 1.
(10) 石再添等（1995）、Liu et al.(1998)曾提出河口海岸變化可能與河流輸砂減 少有關，而河川以上游流域為侵蝕區，為主要沉積物產出之區域，故本研究目的 係針對蘭陽溪上游加以探討： （一）蘭陽溪上游集水區之降雨量變化趨勢 （二）蘭陽溪上游集水區之逕流量變化趨勢 （三）蘭陽溪上游集水區之輸砂量變化趨勢 （四）蘭陽溪上游集水區不同時期之逕流量-輸砂量關係比較 表 1-1 世界前 20 大輸砂河流. 資料來源：Chen et al.(2004). 2.
(11) 第二節 文獻回顧 氣候、地質、水利設施、集水區面積等等都是與河川輸砂量特性息息相關的 重要因子，而本研究欲透過 M-K(Mann-Kendall)趨勢檢定探討蘭陽溪上游之水文 及降雨變化趨勢，為了瞭解不同因子對於河川輸砂帶來的影響以及 M-K 檢定之 相關應用，故文獻回顧針對相關因子以及 M-K 檢定進行回顧。. 一、氣候 在陸域環境中，逕流為形塑地表主要的作用力之一，而降雨型態直接影響逕 流，近來由於氣候變遷造成降雨型態逐漸改變，逕流型態則是首當其衝受到影響， 林孟龍（2003）、李亮廷（2008）均透過氣候的角度探討流量與輸砂量關係，降 雨的多寡、歷時、強度都會影響河川的流量以及夾帶沉積物的能力。 林孟龍（2003）分析了颱風期間蘭陽溪集水區的輸砂特性以及流量與輸砂關 係，透過乘冪迴歸方程式分析重建蘭陽溪集水區的輸砂量，分析後發現颱風所造 成的輸出量佔觀測期間的 59 %，但颱風時間卻只有總觀測時間的 6.47 %。 李亮廷（2008）分析了陳有蘭溪的流量、輸砂量與降雨特性的關係，透過趨 勢分析集水區中的三個氣候測站的降雨資料，發現雨量並無太大的變化，但降雨 時數有減，而降雨強度有增加之趨勢，大抵係以 1990 年為分界線，而流量亦係 如此，年最大日平均流量與年最大瞬時流量有上升的趨勢，透過率定曲線（乘冪 迴歸方程式）分析發現 1990 年後在相同的流量下輸砂量更多，而降雨沖蝕指數 也有提高的趨勢，故由此可知 1990 年後因為極端降雨而造成更多的輸砂量。 Wang et al.(2012)、Kling et al.(2012)、Chang and Jung(2010)、Li(2013)等人 皆提出了氣候變遷造成了河川逕流的改變。 首先，Wang et al.(2012)以長期的水文、氣象資料，透過主成分分析與線性 迴歸，探討 1954 年至 2009 年這段期間，黃河中游流域的頭道拐水文測站以及花 園口水文測站之間流域的流量變化，並發現流量持續減少，而氣候因素佔整體流 量衰退的 40 %。 3.
(12) 接 著 ， Kling et al.(2012) 指 出 逕 流 受 氣 候 條 件 的 強 烈 控 制 ， 並 透 過 Delta-Change Method使用HISTALP資料庫的氣候資料重建1961至1990年多瑙河 流域的氣候狀況，並模擬該流域2021至2050年以及2071至2100年的氣候狀況，再 以HBV-Model模擬這三個時期的水文情況，透過重建的1961至1990年水文資料與 當時實際觀測資料交相比對，並加以校正模型，最後推估之結果顯示多瑙河流域 在2071至2100年年逕流會減少15 %以上，而夏季的逕流則會減少40 %，而冬季 的逕流則是些微的增加。 此外，Chang and Jung(2010)透過降雨逕流模擬系統（Precipitation－Runoff Modeling System, PRMS）降雨逕流模式結合GCMs(Global climate models，GCMs) 重建1973年至2006年之逕流，並模擬2040至2080年俄勒岡州威拉米特河流域的冬、 夏兩季節之逕流以及年總逕流，並以1973年至2006年之間的資料作為校正和檢驗， 其結果指出，在21世紀末威拉米特河流域的總逕流量的變化幅度為±5 %，但夏季 之逕流卻會到融冰量的減少而導致逕流下降，而冬季則是受到降雨量增加，造成 逕流量亦隨之增加。 最後，Li(2013)透過GCMs推估出未來雅魯藏布江的氣候狀況，再以SIMHYD 以及GR4J兩種水文模式重建1962年至2002年並模擬2002至2030年期間雅魯藏布 江 的 逕 流 變 化， 並 透過 納 許 - 史 托 克利 夫效 率 係 數 (Nash-Sutcliffe Efficiency Coefficient，NSE)檢定1962年至2002年期間，這兩種水文模式模擬值與實際觀測 值之間契合度，結果顯示SIMHYD、GR4J兩種模式模擬結果的NSE值均超過0.8， 顯示其模擬值與觀測值非常契合，作者最後指出雅魯藏布江在2030年時年逕流量 會增加12 %。 綜合以上所回顧之文獻，可以發現氣候變遷對於河川逕流特性具有一定的影 響力，隨著逕流特性的改變，河川之侵蝕、搬運能力勢必也會受到影響，Mouri et al.(2013)、Zhu et al.(2008)、Gomez et al.(2009)等人則是指出氣候變遷具有影響河 川輸砂之能力。 首先，Mouri et al.(2013)透過MIROC、MRI－GCM兩種模式模擬1990年至 4.
(13) 2090年這段期間全日本的氣候資料，並以TOPMODEL模式推估日本1990年至 2090年的懸移值的變化量，最後兩個模式皆指出日本懸移值會呈現增加的趨勢， MRI－AGCM模式呈現2090年時日本全島的懸移值會增加8%，而MIROC模式則 是呈現24 %的成長，而作者認為以這個增長的幅度會對於未來的日本造成許多水 資源方面管理上的問題。 其次，Zhu et al.(2008)以1960至1990年此期間的資料作為基礎，透過GCMs 的氣候預估模式以及類神經網絡（artificial neural networks）推估25種不同水文氣候背景下探討氣候變遷與輸砂量變化的關係，結果顯示當溫度不變時，降雨增 加會造成輸砂量的成長，而雨量不變時，溫度越高，輸砂量亦會增加，反之亦然， 但尚有許多交互因素是作者研究未討論到的。 此外，Gomez et al.(2009)透過 TUGS 以及 HydroTrend 模式推估位於紐西蘭 的 Waipaoa 河未來 2030 年以及 2080 的流量以及輸砂量，並指出，在 2030 年時 Waipaoa 河的平均流量可能會減少 13 %，而輸砂量變動的幅度會是每年減少 6.3±16.1×103 t，2080 年時流量可能會減少 18 %，而輸砂量每年減少的幅度會增 加到 9.4±20.1×103 t，伴隨著輸砂量的變化，河道的縱剖面也會受到影響，並影 響到河岸邊相關的水利設施。 綜合以上所述之相關文獻可以發現，氣候變遷所產生的雨量變化會影響流量、 輸砂量，且影響之趨勢不僅只是單純的增加或減少，可能會是季節性的變化但整 體不變，這顯示極端事件出現的頻率可能增加，伴隨而來可能是更多災害出現， 因此對於氣候變遷所造成流量、輸砂量變化是更需重視的一個大事件。. 5.
(14) 二、地質 Ma et al.(2010)探討了位於陝西省北部的無定河流域的有效流量，無定河流 域主要可以分成兩個不同的區域，分別是黃土丘陵區以及風沙區，研究發現，受 到地質的影響，這兩者的有效流量有很大的區域性差異，在黃土丘陵之地層主要 多為稍有膠結的土石，故有效流量平均為 35 cms，而風砂區，由於沉積物粒度較 小，河流的有效流量出現 3 至 6 cms 時，主要受到沉積物的差異所影響，在風砂 區的沉積物粒徑較小，而在黃土丘陵區的沉積物粒徑較大，造成不同區域有效流 量之差異。 Schmidt and Morche (2006)則是指出流域內不同的地質條件會造成不同的輸 砂方式，並導致河川的有效流量也產生差異，此篇研究主要是針對德國境內的兩 條河流做比較，分別是 Partnach 流域以及 Lahnenwiesgraben 流域，Partnach 流域 由於集水區主要以石灰岩為主，因此河流的溶解質相當高，而在 Lahnenwiesgraben 流域主要以泥岩為主，因此河流輸砂主要以懸移質、推移質為 主，Partnach 主要是以溶解質為主而懸移質較少，因此有效流量為 4.5 cms，而在 Lahnenwiesgraben 河則是以推移、懸移質為主，因此其有效流量為 22 至 25 cms， 由此可以看出不同河川輸砂方式所造成的有效流量差異。. 三、集水區面積 李建堂（1997）討論了集水區面積與沖積物輸送率（sediment delivery ratio, SDR）的關係，SDR 為集水區出水口所量測到的沖蝕量與整個集水區的估算值 的比值，在 Robinson(1977)的研究中發現，SDR 基本上係與集水區面積成反比， 當集水區越大沖積物在運輸的過程中越有可能滯留，在 Walling(1983)的研究中 探討了世界某些集水區的面積與 SDR 的關係，並發現在研究的案例中集水區的 面積大致上與 SDR 成反比，集水區面積越大，SDR 就越小，圖 1-1 所示。. 6.
(15) 圖 1-1 不同區域之沖積物輸送率與集水區面積關係圖（Walling, 1988）. 四、水利設施與土地利用 隨著產業的發展、都市的擴張，勢必反映到民生、經濟用水量急速增長，因 此相關大型水利設施勢必成為發展經濟的重要設施之一，且隨著土地越來越稀少， 河川下游的河床地、高灘地以及河川中游的坡地勢必成開發的重點，而相關的土 地開發、水利設施勢必造成流域環境許多條件的改變，例如土地開發對於土壤沖 蝕、雨水下滲的影響，以及對於流量的影響等等，在陳翰霖與張瑞津（2003）、 Wu et al.(2012)、Zhang et al.(2008)、Miao et al.(2011)以及黃伊凡（2010）皆提到 了土地開發及水利設施對於河川水文型態的改變。 首先，陳翰霖與張瑞津（2003）透過乘冪公式重建曾文溪每日輸砂量，並比 較曾文水庫完工啟用前、後不同時期輸砂量與逕流量之變化，結果發現由於烏山 頭水庫平均每年自 2009 年引水約 8.7×108 m3，造成下游河道流量減少 25 %。同 時水庫區也阻截了上游的河道搬運物，累計至 2000 年底止庫底共淤積約達 1.6×108 t，年平均淤積 5.7×106 t，並造成水壩下游河道輸砂減少。. 7.
(16) 其次，黃伊凡（2010）則是自氣候變遷、土地利用變遷等角度著手，透過雨 量變化、流量輸砂量率定曲線、單位面積輸砂量、含砂量、沖積物加以分析法， 發現在濁水溪的中段尚有暫存的沖積物，最後發現因集集攔河堰造成上游大量的 沖積物無法被運送到下游河口，造成泥砂量大幅減少。 Kuo and Liu(2002)利用蘭陽溪流域西元 1950 年至 1994 年水文資料探討人為 開發對於水文形態的影響，透過流域中兩個測站所重建的資料顯示，大致以西元 1980 年為分界，1980 年以後蘭陽溪流域的極端事件強度越趨增強、頻率增加的 變化趨勢，其導因於蘭陽溪上游流域人為開發所致。 接著，Wu et al.(2012)透過 M-K 檢定分析珠江流域的流量與輸砂變化，並劃 分出三個階段，分別為：1954 至 1983、1984 至 1993 以及 1994 至 2009。在 1954 至 1983 年雖然在集水區有部分開發活動，但土地覆蓋變遷所造成的影響被水庫 抵消，因此無顯著的改變；1984 至 1993 年大量開發所造成的影響超過水庫所能 負荷的程度，導致河川輸砂快速增加；1994 年至今由於新的水利設施陸續竣工， 且開始實施相關水土保持政策，珠江流域的輸砂快速地減少，如圖 1-2 所示。. 圖 1-2 珠江流域流量與輸砂變化圖(Wu et al., 2012). 8.
(17) 此外，Zhang et al.(2008)透過Pettitt以及M-K檢定討論珠江流域的變化，並發 現在珠江流域內支流的輸砂除柳江外，在1990年至1991年之間都有顯著的驟降趨 勢，而在博羅、梧州測站則分別在1987年以及1988年就有顯著的減少趨勢，大體 而言輸砂變化的時間剛好是水庫啟用時，因此也是受流域內的水庫設施影響；柳 江則受集水區的沙漠化影響而造成輸砂不減反增。 最後Miao et al.(2011)透過1950年至1960年的單位降雨產出的流量與輸砂量 作為基準，推估1970年至2010年黃河只考慮氣候變化的流量與輸砂量，並與黃河 流域內水文測站所實際觀測到的數據做比較，在黃河觀測的變化可以代表人類活 動對於黃河水文特性所造成的影響，並發現在20世紀人類活動對於水文的影響遠 大於氣候變遷的能力，如圖1-3所示。. 圖 1-3 黃河河口測站推估期、推估值重建、測站紀錄的輸砂量差異圖(Miao et al., 2011). 9.
(18) 五、模式預估 Kettner et al.(2008)以及Yu et al.(2009)皆使用水文推估模式推估流域的水文 特性。 Kettner et al.(2008)以義大利北部的Po流域以及Metauro流域作為個案研究， 透過HydroTrend v3.0水文模式推估這兩條河流的水文特性，HydroTrend v.3.0水 文模式相較於以往其它水文推估模式更增加了：（1）根據冰河的凍、融的體積 模擬對於河川沉積物運送造成的影響；（2）模擬河口多河道三角洲對於沉積物 輸入海中的影響；（3）模擬流域中水庫、湖泊對於河川沉積物運輸所造成的影 響；冰河凍、融對於河川輸砂的影響，推估結果如圖1-4，而模擬河口多河道三 角洲對於沉積物輸入海中的影響結果如表1-2；而HydroTrend v.3.0推估在水庫啟 用後河川不會再出現持續24小時以上的超重流(hyperpycnal flows)，而水庫對於輸 砂的捕捉效率為32 %，在測站的實際觀測值中超重流沒有再出現過，而水庫對於 沉積物的捕捉效率為20 %至50 %；在Yu et al.,(2009)中則是透過GeoWEPP推估黃 土高原上的柳子東溝與柳子西溝以 及柳二溝的流量與輸砂再透過相對誤差 (relative errors)、相關係數(correlation coefficients)以及納許-史托克利夫效率係數 檢驗推估結果，結果顯示透過GeoWEPP模式推估所得出結果之逕流與輸砂相對 誤差小於30 %、相關係數大約為0.9，而納許-史托克利夫效率係數為0.8，由此可 知GeoWEPP適用於些流域。 表 1-2 HydroTrend3.0 多河道三角洲入海沉積物、流量的推估值與觀測值比較. 資料來源：Yu et al.(2009). 10.
(19) 圖 1-4 HydroTrend v.3.0 推估冰河凍融效應對於義大利波河之影響 (Yu et al., 2009). 六、M-K(Mann-Kendall)趨勢檢定 M-K 趨勢檢定屬於無母數趨勢檢定，適用於各種不同時間序列的資料，例 如氣溫、雨量、流量、輸砂量、水質等等，而本研究所需分析之雨量、流量、輸 砂量資料三項皆有大量的文獻應用 M-K 趨勢檢定分析其變化趨勢，在此僅提出 部分文獻加以回顧。 首先為氣候方面，Gocic and Trajkovic(2013)使用 M-K 趨勢檢定探討塞爾維 亞共和國境內 11 個氣候測站 7 個氣候指標，分別為：年均溫、年溫差、不同季 節的溫度、不同季節的溫差、不同季節的相對濕度、蒸氣壓、不同季節的降雨； Tonkaz and Cetin(2007)透過 M-K 趨勢檢定探討土耳其半乾燥開發區域的年均溫、 不同季節溫度、日均溫變化趨勢；透過 Gocic and Trajkovic(2013)與 Tonkaz and Cetin(2007)可以了解 M-K 趨勢檢定適用於分析不同時間尺度氣溫、降雨的變化. 11.
(20) 趨勢。 其次為流量方面，Sahoo and Smith(2009)使用 M-K 趨勢檢定分析美國聖安東 尼奧河周邊 9 個 USGS 水文站和五個 NCDC 氣象站所提供的相關水文資料，分 別為：總逕流、最低逕流、最大逕流、總基流、最小基流、最大基流、總暴風雨 流量、最大暴雨流量、總降水量；Chen et al.(2007)透過 M-K 趨勢檢定分析漢江 流域流量、降水量、氣溫的變化趨勢，透過 Sahoo and Smith(2009)與 Chen et al.(2007)瞭解 M-K 趨勢檢定可應用於探討不同時間尺度的流量變化趨勢。 最後，在輸砂量方面 Wu et al.(2012)、Zhang et al.(2008)皆使用 M-K 趨勢檢 定探討珠江流域近 50 年來輸砂量的變化；而 Miao et al.(2011)皆利用 M-K 趨勢 檢定探討長江不同時期輸砂的變化。 綜合以上所回顧之文獻可以瞭解 M-K 趨勢檢定可廣泛的應用在氣候-水文相 關資料的趨勢分析上。. 12.
(21) 第三節 研究區域與研究方法 本研究主要透過聚焦於蘭陽溪上游流域的降雨量、逕流量和輸砂量在不同時 期的變化，希望能透過經濟部水利署水文年報、大氣資料庫記載的歷年河川流量、 懸移質以及降雨量進行流域內長期特性之研究，以了解蘭陽溪上游流域降雨量、 逕流量、輸砂量的變化趨勢。. 一、研究區域概況與資料 （一）研究區域概況 本研究區位於宜蘭縣境內蘭陽溪流域上游流域，發源自宜蘭縣西南方大同鄉， 由西南向東北流入蘭陽平原，本研究區流域面積為 273.5 km2（經濟部水利署， 2012） ，研究區內地勢最高為南湖大山北峰標高 3,536 m；研究區集水區出口為家 源橋，集水區內地勢陡峭、河道坡度陡峭，富山農場至南湖北山的河道坡度為 219.64 ‰，敦厚橋至家源橋的河道平均坡降為 22.73 ‰（林孟龍，2000），地質 主要以四稜砂岩、乾溝層、廬山層為主，牛鬥橋以下則為沖積層（何春蓀，1994）。 本研究區域全年有雨，透過中央氣象局大氣資料庫自動測站：思源、土場（2） 、 南山（2） ，以及經濟部水利署之降雨測站：南山（1） 、留茂安、土場（1） 、梵梵， 共 7 測站所所觀測之降雨資料加以計算，發現蘭陽溪上游集水區流域之年降雨介 於 2,700 至 3,100 mm。. （二）資料收集 本研究所需之資料主要有三項，分別為： （1）降雨； （2）逕流量； （3）懸移 質量。首先，降雨部分資料來自大氣資料庫、經濟部水利署；經濟部水利署雨量 測站分別為：土場（1）、南山（1）、留茂安、梵梵，大氣研究資料庫雨量測站 分別為：思源、南山（2）、土場（2），共 7 個測站。海拔高度由高至低分別為： 思源 2036m、南山（2）1260 m、南山（1）1050 m、留茂安 585 m、土場（1） 400 m、土場（2）370 m、梵梵 295 m。觀測年限為，大氣資料庫測站觀測年限. 13.
(22) 分別為：思源 17 年、南山（2）16 年、土場（2）12 年；水利署之測站觀測年限 為：南山（1）57 年、留茂安 57 年、土場（1）63 年、梵梵 51 年，詳細資訊如 表 1-3。 其次，逕流、輸砂量部分資料來源為經濟部水利署，家源橋測站標高 366 m， 觀測年限為 39 年，本研究擷取 1975 年至 2009 年之間的資料。各測站分布如圖 1-5 所示。. 表 1-3 雨量測站資訊 高度. 觀測年限. 1050m 585m 400m 295m. 1955-2012（58 年）. 2036m 1260m 370m. 1996-2012（17 年） 缺 2003 年 1996-2012（16 年） 缺 2008-2012 年 1996-2008（12 年）. 備註. 水利署雨量測站 南山（1） 留茂安 土場（1） 梵梵 大氣資料庫自動測站 思源 南山（2） 土場（2）. 1955-2012（58 年） 缺 2003 年 1949-2012（63 年） 缺 1958 年 1960-2012（51 年） 缺 2007 年. 14.
(23) 圖 1-5 蘭陽溪流域測站位置. 二、研究方法 （一）率定曲線 本研究希望透過水文年報中紀錄的資料推估每日及年度輸砂量，而目前普遍 使用在計算河川輸砂的方法多是透過利用實測流量與實測含砂量或輸砂量對比 關係得到的迴歸方程式，作為重建每日、年度輸砂量的經驗公式。 流量與輸砂比對關係之迴歸方程式種類眾多，在張明軒（2005）列出了： 1. 線性（Linear）模式：Y＝α+βX 模式。 2. 二次曲線（Quadratic）模式：即 Y＝α+βX+cX2 模式。 3. 混合（Compound）模式：Y＝αβX 模式。 4. 成長（Growth）模式：Y＝e（α+βX）模式。 5. 對數（Logarithmic）模式：Y＝α+β*ln（X）模式。 6. 三次曲線（Cubic）模式：Y＝α+βX+cX2+dX3 模式。 7. 「S」模式：Y＝e（α+Β/X）模式。. 15.
(24) （βX）. 8. 指數（Exponentials）模式：Y＝α*e. 9. 「Inverse」模式：Y＝α+β/X 模式。 10. 冪次（Power）模式：Y＝α*Xβ 模式。 11. 「Logistic」模式：Y=l/（l/U+α*βX）模式。 共 11 種不同計算輸砂量的方程式，而在黃朝恩（1982）、林孟龍（2003）、 張明軒（2005） 、陳翰霖與張瑞津（2003） 、黃伊凡（2010）與闕笙安（2012）等 多篇探討台灣河流輸砂之文章中皆選擇冪次（Power）模式做為重建輸砂量的模 式，故本研究亦選用冪次作為推估輸砂量之方程式，冪次方程式如下： S=α×Qβ S 為輸砂量（公噸/日，T/day） ；Q 為每次伴隨含砂量測量之流量（立方公尺 /秒，cms）；α 與 β 為率定係數。. （二）M-K 趨勢檢定 為了深入瞭解蘭陽溪流域輸砂之變化情形，因此再透過趨勢檢定分析推估之 總輸砂量以及單位面積輸砂量，M-K 趨勢檢定為無母數之趨勢檢定法，適用於 各種不同的時間序列資料，在 Wu et al.(2012)、Zhang et al.(2008)、Miao et al.(2011) 等多篇文章中皆使用 M-K 趨勢檢定探討輸砂量與逕流量之變化趨勢，而在錢滄 海（2010） 、鍾侑達（2009）等多篇文章中皆透過 M-K 趨勢檢定探討降雨之變化 趨勢，本研究透過 Excel 外掛軟體 XLStat 執行 M-K 趨勢檢定，透過 M-K 趨勢檢 定探討不同流域各個時期之輸砂量、流量、雨量的變化趨勢，M-K 趨勢檢定計 算方式如下：. 16.
(25) 假設給定一組數列 a={a1,a2,a3,a4,…..an}，則令：. 𝓃−1. 𝓃. S = ∑ ∑ Sgn (𝑎j-ai) 𝒾=1 𝒿=𝒾+1. 其中：Sgn(𝑎j-ai)=Sgn(Rj - Ri)，R 為觀測值 a 之排序號（rank）。當 aj-ai 之數值大於 0，則令其數值為 1；相減為 0 則不變；相減脂數值小於 0，則令其 數值為-1，如下方公式所示：. θ>0 1 Sgn(θ) { 0 𝑖𝑓 {θ = 0 θ<0 −1. 而觀測時間序練變化趨勢之 M-K 趨勢檢定結果 τ 值可定義如下：. 𝑆 𝑆 = 𝑁 𝑛(𝑛 − 1)/2 根據 Mann(1945)與 Kendall(1975)之研究，當 n≧8 時，統計量 S 則近似於標 準常態分布，並可以透過下方公式之標準常態統計量 Z 計算數值，間接表示樣本 序列趨勢在統計上的增加或遞減之趨勢（王家銘，2012）。. 17.
(26) 𝑆−1. 𝑆>1. √𝑉𝑎𝑟(aij) 𝑍= 0 𝑆+1. 𝑖𝑓. 𝑆=0 {𝑆 < 1. {√𝑉𝑎𝑟(aij). 1. 其中變異數為√Var(aij)=(18 )[(n − 1)(2n + 5) − ∑𝑛𝑖=1 𝑇𝑖(𝑇𝑖 − 1)(2𝑇𝑖 + 5)] n：樣本數；𝑇𝑖：數列中相同數之數量。 當|Z| > Zα/2 時通過檢定，Z >0 為漸增，Z<0 為漸減，本研究之顯著水準訂 為 p≦0.05。. 三、研究架構 研究架構如圖 1-6 所示。首先透過相關文獻之閱讀建立研究動機以及目的， 並開始蒐集相關資料所的資料，並回顧相關研究方法之文獻，接著整理降雨量、 逕流量、輸砂量相關資料，並使用 M-K 趨勢檢定、距平趨勢分析探討其變化趨 勢，最後總結其變化趨勢。. 18.
(27) 圖 1-6 研究架構圖. 19.
(28) 第二章 蘭陽溪上游流域之降雨趨勢 第一節 年降雨量之變化趨勢 年降雨量是透過各測站逐日降雨量加總而得，各測站年降雨量 M-K 趨勢檢 定 τ 值如表 2-1 所示，若 τ 值為正值即年降雨量的變化呈現上升趨勢，反之 τ 值 若為負值時，則變化呈現下降趨勢。在顯著性方面，本研究設定若 p 值小於 0.05 則代表 M-K 趨勢檢定結果具有顯著性。. 表 2-1 蘭陽溪上游測站年降雨量之 M-K 趨勢檢定結果 雨量站. 資料年數. τ值. p值. 思源. 17. 0.017. 0.965. 南山（1）. 58. 0.229. 0.012*. 南山（2）. 16. -0.105. 0.626. 留茂安. 58. 0.084. 0.360. 土場（1）. 63. 0.005. 0.956. 土場（2）. 13. 0.091. 0.737. 梵梵. 52. -0.036. 0.710. *為 p 值達顯著水準 一、思源測站 思源測站之年降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.017，顯示思源測站之年降雨量 變化呈現上升趨勢，但 p 值為 0.965，大於 0.05，變化趨勢未達顯著水準。圖 2-1 為思源測站年降雨量之距平趨勢，觀測期間共 17 年，透過圖 2-1 可以發現思源 測站年降雨量變化呈現上升；而圖 2-2 為思源測站之年降雨量折線圖，年降雨量 趨勢線呈現上升，此結果與 M-K 趨勢檢定及距平趨勢分析之結果相同，大致上 思源測站之年降雨量變化呈現上升趨勢。. 20.
(29) 年降雨量距平(mm). 1500. 1000 500 0 -500 -1000 -1500 1996. 1998. 2000. 2002. 2004 年份. 2006. 2008. 2010. 2012. 圖 2-1 思源測站年降雨量距平圖. 4500 4000. 年降雨量(mm). 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1996. 1998. 2000. 2002. 2004. 2006. 2008. 2010. 2012. 年份. 圖 2-2 思源測站年降雨量折線圖 二、南山（1）測站 南山（1）測站之年降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.229，顯示南山（1）測站 之年降雨量變化呈現上升趨勢，且 p 值為 0.012，低於 0.05，變化趨勢達顯著水 準；圖 2-3 為南山（1）測站年降雨量之距平趨勢，觀測期間共 58 年，透過圖 2-3 可以發現南山（1）測站年降雨量變化呈現上升；而圖 2-4 為南山（1）測站之年 降雨量折線圖，年降雨量亦呈現上升趨勢，此結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢 檢定之結果相同，大體上南山（1）測站的年降雨量變化呈現上升趨勢。. 21.
(30) 年降雨量距平(mm). 1500. 1000 500 0 -500 -1000 -1500 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年份. 圖 2-3 南山（1）測站年降雨量距平圖 4000. 年降雨量(mm). 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年份. 圖 2-4 南山（1）測站年降雨量折線圖 三、南山（2）測站 南山（2）測站之年降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為-0.105，結果顯示南山（2） 測站之年降雨量變化呈現下降趨勢，但 p 值 0.626，未低於 0.05，變化趨勢未達 顯著水準；圖 2-5 為南山（2）測站年降雨量之距平趨勢，觀測期間共 16 年，透 過圖 2-5 可以發現南山（2）測站年降雨量變化呈現下降趨勢；而圖 2-6 為南山 （2）測站之年降雨量折線圖，趨勢線亦呈現下降，此結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，並指出南山（2）測站的年降雨量變化呈現下降趨勢。. 22.
(31) 年降雨量距平(mm). 1000 500 0 -500 -1000 -1500 1996. 1998. 2000. 2002. 2005 年份. 2007. 2009. 2011. 2009. 2011. 圖 2-5 南山（2）測站年降雨量距平圖. 4000. 年降雨量(mm). 3500 3000 2500 2000 1500. 1000 500 0 1996. 1998. 2000. 2002. 2005. 2007. 年份. 圖 2-6 南山（2）測站年降雨量折線圖 四、留茂安測站 留茂安測站之年降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.084，結果顯示留茂安測站之 年降雨量變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.36，未低於 0.05，變化趨勢未達顯著水準； 圖 2-7 為留茂安測站年降雨量之距平趨勢，觀測期間共 56 年，透過圖 2-7 可以 發現留茂安測站年降雨量變化呈現上升趨勢；而圖 2-8 為留茂安測站之年降雨量 折線圖，其趨勢線亦呈現上升，此結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果 相同，大體上留茂安測站的年降雨量變化呈現上升趨勢。. 23.
(32) 2000. 年降雨量距平(mm). 1500 1000 500 0 -500 -1000 -1500 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年份. 年降雨量(mm). 圖 2-7 留茂安測站年降雨量距平圖. 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-8 留茂安測站年降雨量折線圖 五、土場（1）測站 土場（1）測站之年降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.005，結果顯示土場（1） 測站之年降雨量變化呈現上升趨勢，但 p 值為 0.956，未低於 0.05，變化趨勢未 達顯著水準；圖 2-9 為土場（１）測站年降雨量之距平趨勢，觀測期間共 63 年， 透過圖 2-9 可以發現土場（1）測站年降雨量變化呈現微幅上升趨勢；而圖 2-10 為土場（１）測站之年降雨量折線圖，年降雨量趨勢線呈現微幅上升，此結果與 距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，故土場（１）測站的年降雨量變化 呈現上升趨勢。. 24.
(33) 年降雨量距平(mm). 2000 1500 1000 500 0 -500 -1000 -1500 -2000 -2500 1949 1954 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年份. 年降雨量(mm). 圖 2-9 土場（１）測站年降雨量距平圖. 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1949 1954 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-10 土場（１）測站之年降雨量折線圖 六、土場（2）測站 土場（2）測站之年降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.091，結果顯示土場（2） 測站年降雨量變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.737，未低於 0.05，變化趨勢未達顯 著水準；圖 2-11 為土場（2）測站年降雨量之距平趨勢，觀測期間共 12 年，透 過圖 2-11 可以發現土場（2）測站年降雨變化呈現微幅上升趨勢；而圖 2-12 為 土場（2）測站之年降雨量折線圖，年降雨量趨勢線呈現微幅上升，此結果與距 平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，綜合三者之結果土場（2）測站的年降 雨量變化呈現上升趨勢。 25.
(34) 年降雨量距平(mm). 1500 1000 500 0 -500. -1000 -1500 -2000. 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 年份. 年降雨量(mm). 圖 2-11 土場（2）測站年降雨量距平圖. 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008. 年份. 圖 2-12 土場（2）測站之年降雨量折線圖 七、梵梵測站 梵梵測站之年降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為-0.036，結果顯示梵梵測站之年降 雨量變化呈現下降趨勢，但 p 值 0.71，未低於 0.05，變化趨勢未達顯著水準；圖 2-13 為梵梵測站年降雨量之距平趨勢，觀測期間共 51 年，透過圖 2-13 可以發現 梵梵測站年年降雨量變化呈現下降趨勢；而圖 2-14 為梵梵測站之年降雨量折線 圖，趨勢線亦呈現下降，此結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同， 因此，梵梵測站的年降雨量變化呈現下降趨勢。. 26.
(35) 2000. 年降雨量距平(mm). 1500 1000 500. 0 -500 -1000 -1500 -2000 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2011 年份. 圖 2-13 梵梵測站年降雨量距平圖. 6000. 年降雨量(mm). 5000 4000 3000. 2000 1000 0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2011. 年份. 圖 2-14 梵梵測站之年降雨量折線圖. 27.
(36) 第二節 豐水期降雨量之變化趨勢 豐水期降雨資料是將各測站逐年 5 至 10 月之降雨量累加而得，使用 M-K 趨 勢檢定、距平趨勢分析探討各個測站逐年的豐水期降雨量變化的趨勢，M-K 趨 勢檢定之 τ 值如下表 2-2，其 τ 值若為正值則變化趨勢為上升，若為負值，則代 表下降。在顯著性方面，本研究設定若 p 值小於 0.05 則代表 M-K 趨勢檢定結果 具有顯著性。. 表 2 - 2 蘭陽溪上游豐水期降雨量測站之 M-K 趨勢檢定結果 雨量站. 資料年數. τ值. p值. 思源. 17. 0.133. 0.506. 南山（1）. 56. 0.195. 0.032*. 南山（2）. 16. 0.038. 0.881. 留茂安. 58. 0.104. 0.256. 土場（1）. 63. 0.076. 0.385. 土場（2）. 13. 0.151. 0.545. 梵梵. 52. 0.025. 0.794. *為 p 值達顯著水準 一、思源測站 思源測站豐水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.085，結果呈現思源測站之豐 水期降雨量變化呈現上升趨勢，p 值 0.697，未低於 0.05，變化趨勢未達顯著水 準；圖 2-15 為思源測站豐水期降雨量之距平趨勢，觀測期間共 17 年，透過圖 2-15 可以發現思源測站豐水期降雨量變化呈現上升趨勢；而圖 2-16 為思源測站之豐 水期降雨量折線圖，趨勢線亦呈現上升，此結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢 定之結果相同，綜合以上，思源測站之豐水期降雨量變化呈現上升趨勢。. 28.
(37) 豐水期降雨量距平(mm). 1500 1000 500 0 -500 -1000 1996. 1998. 2000. 2002. 2004. 2006. 2008. 2010. 2012. 2010. 2012. 年份. 圖 2-15 思源測站豐水期降雨量距平圖 3500. 豐水期降雨量(mm). 3000 2500 2000. 1500 1000 500 0 1996. 1998. 2000. 2002. 2004. 2006. 2008. 年份. 圖 2-16 思源測站之豐水期降雨量折線圖 二、南山（1）測站 南山（1）測站豐水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.195，結果顯示南山（1） 測站之豐水期降雨量變化呈現上升趨勢，p 值 0.032，低於 0.05，變化趨勢達顯 著水準；圖 2-17 為南山（1）測站豐水期降雨量之距平趨勢，觀測期間共 58 年， 透過圖 2-17 可以發現南山（1）測站豐水期降雨量變化呈現上升趨勢；而圖 2-18 為南山（1）測站之豐水期降雨量折線圖，趨勢線亦呈現上升，此結果與距平趨 勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，因此，南山（1）測站之豐水期降雨量變化 呈現上升趨勢。. 29.
(38) 豐水期降雨量距平(mm). 400 300 200 100 0 -100 -200 -300 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年份. 圖 2-17 南山（1）測站豐水期降雨量距平圖. 豐水期降雨量(mm). 3000 2500 2000 1500 1000 500. 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-18 南山（1）測站豐水期降雨量折線圖 三、南山（2）測站 南山（2）測站豐水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.038，結果顯示南山（2） 測站之豐水期降雨量變化趨勢呈現上升，但 p 值 0.881 未低於 0.05，故變化趨勢 未達顯著水準；圖 2-19 為南山（2）測站豐水期降雨量之距平趨勢，觀測期間共 16 年，透過圖 2-19 可以發現南山（2）測站之豐水期降雨量變化呈現下降趨勢； 而圖 2-20 為南山（2）測站之豐水期降雨量折線圖，趨勢線亦呈現下降，此結果 與距平趨勢分析相同，但與 M-K 趨勢檢定之結果不相同，但 M-K 趨勢結果未達 顯著水準，因此，綜合以上結果，南山（2）測站之豐水期降雨量變化呈現下降. 30.
(39) 豐水期降雨量距平(mm). 趨勢。. 800 600 400 200 0 -200 -400 -600 -800 -1000 1996. 1998. 2000. 2002. 2005. 2007. 2009. 2011. 年份. 圖 2-19 南山（2）測站豐水期降雨量距平圖. 豐水期降雨量(mm). 2500 2000 1500 1000 500 0 1996. 1998. 2000. 2002. 2005. 2007. 2009. 2011. 年份. 圖 2 - 20 南山（2）測站豐水期降雨量折線圖 四、留茂安測站 留茂安測站豐水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.104 結果顯示留茂安測站之 豐水期降雨量變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.256 未低於 0.05，故變化趨勢未達顯 著水準；圖 2-21 為留茂安測站豐水期降雨量之距平趨勢，觀測期間共 57 年，透 過圖 2-21 可以發現留茂安測站豐水期降雨量變化呈現上升趨勢；而圖 2-22 為留 茂安測站之豐水期降雨量折線圖，趨勢線亦呈現上升，此結果與距平趨勢分析、 M-K 趨勢檢定結果相同，大體上留茂安測站的豐水期降雨量變化呈現上升趨勢。. 31.
(40) 豐水期降雨量距平(mm). 2000. 1500 1000 500 0 -500 -1000 -1500 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年分. 圖 2-21 留茂安測站豐水期降雨量距平圖 4000. 豐水期降雨量(mm). 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-22 留茂安測站豐水期降雨量折線圖 五、土場（1）測站 土場（1）測站豐水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.076，結果顯示土場（1） 測站豐水期降雨量變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.385，未低於 0.05，故變化趨勢 未達顯著水準；圖 2-23 為土場（１）測站豐水期降雨量之距平趨勢，觀測期間 共 63 年，透過圖 2-23 可以發現土場（1）測站豐水期降雨量變化呈現上升趨勢； 而圖 2-24 為土場（１）測站之豐水期降雨量折線圖，豐水期降雨量趨勢線呈現 微幅上升，此結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，故土場（１） 測站的豐水期降雨量變化呈現上升趨勢。 32.
(41) 豐水期降雨量距平(mm). 2000 1500 1000. 500 0 -500 -1000 -1500 -2000 1949 1954 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年份. 圖 2-23 土場（1）測站豐水期降雨量距平圖. 4000. 豐水期降雨量(mm). 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1949 1954 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-24 土場（1）測站豐水期降雨量折線圖 六、土場（2）測站 土場（2）測站之豐水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.151，結果顯示土場 （2）測站之豐水期降雨量變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.545，未低於 0.05，故變 化趨勢未達顯著水準；圖 2-25 為土場（2）測站豐水期降雨量之距平趨勢，觀測 期間共 12 年，透過圖 2-25 土場（2）測站豐水期降雨量變化呈現微幅上升趨勢； 而圖 2-26 為土場（2）測站之豐水期降雨量折線圖，豐水期降雨量趨勢線呈現微 幅上升，此結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，綜合三者之結果， 土場（2）測站的豐水期降雨量變化呈現上升趨勢。 33.
(42) 豐水期降雨量距平(mm). 2000 1500 1000 500 0. -500 -1000 -1500. 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 年份. 圖 2-25 土場（2）測站豐水期降雨量距平圖 4000 豐水期降雨量(mm). 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0. 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008. 年份. 圖 2-26 土場（2）測站豐水期降雨量折線圖 七、梵梵測站 梵梵測站之豐水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.025，結果顯示梵梵測站之 豐水期降雨量變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.794，未低於 0.05，故變化趨勢未達 顯著水準；圖 2-27 為梵梵測站豐水期降雨量之距平趨勢，觀測期間共 51 年，透 過圖 2-27 可以發現梵梵測站豐水期降雨量變化呈現下降趨勢；而圖 2-28 為梵梵 測站之豐水期降雨量折線圖，趨勢線亦呈現下降，此結果與距平趨勢分析相同， 但與 M-K 趨勢檢定之結果不同，M-K 趨勢結果未達顯著值，因此，梵梵測站之 豐水期降雨變化呈現下降趨勢。 34.
(43) 豐水期降雨量距平(mm). 2000 1500 1000 500 0 -500 -1000 -1500 -2000. 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2011 年份. 圖 2-27 梵梵豐水期降雨量距平圖 4000 豐水期降雨量(mm). 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0. 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2011. 年份. 圖 2-28 梵梵測站豐水期降雨量折線圖. 35.
(44) 第三節 枯水期降雨量之變化趨勢 枯水期降雨資料是將各測站逐年 1 至 4 月以及 11、12 月之降雨量累加而得， 透過 M-K 趨勢檢定和距平趨勢法分析不同測站的枯水期降雨量的變化趨勢， M-K 趨勢檢定之 τ 值如下表 2-3，τ 值若為正值即降雨量趨勢為上升，反之則為 下降趨勢。在顯著性方面，本研究設定若 p 值小於 0.05 則代表 M-K 趨勢檢定結 果具有顯著性。. 表 2 - 3 蘭陽溪上游枯水期降雨量測站之 M-K 趨勢檢定結果 雨量站. 資料年數. τ值. p值. 思源. 16. 0.050. 0.825. 南山（1）. 57. 0.182. 0.047*. 南山（2）. 16. -0.143. 0.495. 留茂安. 58. 0.019. 0.842. 土場（1）. 63. -0.195. 0.026*. 土場（2）. 13. 0.121. 0.638. 梵梵. 52. -0.005. 0.968. *為 p 值達顯著水準 一、思源測站 思源測站之枯水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.05，結果顯示思源測站之 變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.825，未低於 0.05，故變化趨勢未達顯著水準；圖 2-29 為思源測站枯水期降雨量之距平趨勢，觀測期間共 16 年，透過圖 2-29 可以 發現思源測站枯水期降雨量變化呈現下降趨勢；而圖 2-30 為思源測站之枯水期 降雨量折線圖，趨勢線亦呈現下降，此結果與距平趨勢分析相同，但與 M-K 趨 勢檢定之結果不同，由於 M-K 檢定之 p 值未達顯著水準，綜合以上，思源測站 之枯水期降雨量變化呈現下降趨勢。. 36.
(45) 枯水期降雨量距平(mm). 800 600 400. 200 0 -200 -400 -600 1996. 1998. 2000. 2002. 2004. 2006. 2008. 2010. 2012. 年份. 圖 2-29 思源測站枯水期降雨量距平圖. 1800. 枯水期降雨量(mm). 1600 1400 1200 1000 800 600 400. 200 0 1996. 1998. 2000. 2002. 2004. 2006. 2008. 2010. 2012. 年份. 圖 2-30 思源測站枯水期降雨量折線圖. 二、南山（1）測站 南山（1）測站之枯水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.182，結果顯示南山 （1）測站之變化呈現上升趨勢，p 值 0.047，低於 0.05，故變化趨勢達顯著水準； 圖 2-31 為南山（1）測站枯水期降雨量之距平趨勢，觀測期間共 58 年，透過圖 2-31 可以發現南山（1）測站枯水期降雨量變化呈現上升趨勢；而圖 2-32 為南山 （1）測站之枯水期降雨量折線圖，趨勢線亦呈現上升，此結果與距平趨勢分析、. 37.
(46) M-K 趨勢檢定之結果相同，因此，南山（1）測站之枯水期降雨量變化呈現上升. 枯水期降雨量距平(mm). 趨勢。. 1200 1000 800 600 400 200 0 -200 -400 -600 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年份. 枯水期降雨量(mm). 圖 2-31 南山（1）測站枯水期降雨量距平圖. 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-32 南山（1）測站枯水期降雨量折線圖. 三、南山（2）測站 南山（2）測站之枯水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為-0.143，結果顯示南山 （2）測站之枯水期降雨量變化呈現下降趨勢，但 p 值 0.495，未低於 0.05，故變 化趨勢未達顯著水準；圖 2-33 為南山（2）測站枯水期降雨量之距平趨勢，觀測 期間共 16 年，透過圖 2-33 可以發現南山（2）測站枯水期降雨量變化呈現下降. 38.
(47) 趨勢；而圖 2-34 為南山（2）測站之枯水期降雨量折線圖，趨勢線亦呈現下降， 此結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，故南山（2）測站的枯水期 降雨量變化呈現下降趨勢。. 枯水期降雨量距平(mm). 600 400 200 0 -200 -400 -600 1996. 1998. 2000. 2002. 2005. 2007. 2009. 2011. 年份. 圖 2-33 南山（2）測站枯水期降雨量距平圖. 1400. 枯水期降雨量(mm). 1200 1000 800 600 400 200 0 1996. 1998. 2000. 2002. 2005. 2007. 2009. 2011. 年份. 圖 2-34 南山（2）測站枯水期降雨量折線圖. 四、留茂安測站 留茂安測站之枯水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.019，結果顯示留茂安測 站之枯水期降雨量變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.842，未低於 0.05，故變化趨勢 未達顯著水準；圖 2-35 為留茂安測站枯水期降雨量之距平趨勢，觀測期間共 57. 39.
(48) 年，透過圖 2-35 可以發現留茂安測站枯水期降雨量變化呈現上升趨勢；而圖 2-36 為留茂安測站之枯水期降雨量折線圖，其趨勢線亦呈現上升，此結果與距平趨勢 分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，大體上留茂安測站的枯水期降雨量變化呈現 上升趨勢。. 枯水期降雨量距平(mm). 800 600 400 200 0 -200 -400 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年份. 圖 2-35 留茂安測站枯水期降雨量距平圖. 1400. 枯水期降雨量(mm). 1200 1000 800 600 400 200 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-36 留茂安測站枯水期降雨量折線圖. 五、土場（1）測站 土場（1）測站之枯水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為-0.195，結果顯示土場 （1）測站之枯水期降雨量變化呈現下降趨勢，且 p 值 0.026，低於 0.05，故變化. 40.
(49) 趨勢達顯著水準；圖 2-37 為土場（１）測站枯水期降雨量之距平趨勢，觀測期 間共 63 年，透過圖 2-37 可以發現土場（１）測站枯水期降雨量變化呈現下降趨 勢；而圖 2-38 為土場（１）測站之枯水期降雨量折線圖，枯水期降雨量趨勢線 呈現下降，此結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，故土場（１） 測站的枯水期降雨量變化呈現下降趨勢。. 枯水期降雨量距平(mm). 1000 800 600 400 200 0 -200 -400 -600 1949 1954 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年份. 圖 2-37 土場（1）測站枯水期降雨量距平圖 1600. 枯水期降雨量(mm). 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1949 1954 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-38 土場（1）測站枯水期降雨量折線圖. 六、土場（2）測站 土場（2）測站之枯水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.121，結果顯示土場. 41.
(50) （2）測站之枯水期降雨量變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.638，未低於 0.05，故變 化趨勢未達顯著水準；圖 2-39 為土場（2）測站枯水期降雨量之距平趨勢，觀測 期間共 12 年，透過圖 2-39 可以發現土場（2）測站枯水期降雨量變化呈現下降 趨勢；而圖 2-40 為土場（2）測站之枯水期降雨量折線圖，枯水期降雨量趨勢線 呈現下降，此結果與距平趨勢分析相同，但和 M-K 趨勢檢定之結果不同，由於 M-K 趨勢之 p 值未達顯著水準，故綜合三者後可得知土場（2）測站的枯水期降 雨量變化呈現下降趨勢。. 枯水期降雨量距平(mm). 600 400 200 0 -200. -400 -600 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 年份. 圖 2-39 土場（2）測站枯水期降雨量距平圖. 1400. 枯水期降雨量(mm). 1200 1000 800 600 400 200 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008. 年份. 圖 2-40 土場（2）測站枯水期降雨量折線圖. 42.
(51) 七、梵梵測站 梵梵測站之枯水期降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為-0.005，結果顯示梵梵測站之 枯水期降雨量變化呈現下降趨勢，但 p 值 0.968，未低於 0.05，故變化趨勢未達 顯著水準；圖 2-41 為梵梵測站枯水期降雨量之距平趨勢，觀測期間共 51 年，透 過圖 2-41 可以發現梵梵測站枯水期降雨量變化呈現上升趨勢；而圖 2-42 為梵梵 測站之枯水期降雨量折線圖，趨勢線亦呈現上升，此結果與距平趨勢分析相同， 但與 M-K 趨勢檢定之結果不同，因此梵梵測站之枯水期降雨量變化呈現上升趨 勢。. 枯水期降雨量距平(mm). 1000 800 600. 400 200 0 -200 -400 -600 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2011 年份. 圖 2-41 梵梵測站枯水期降雨量距平圖. 1800 枯水期降雨量(mm). 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200. 0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2011. 年份. 圖 2-42 梵梵測站枯水期降雨量折線圖. 43.
(52) 第四節 最大日降雨量變化趨勢分析 最大日雨量是選出逐年單一日累積降雨量最高，再以 M-K 趨勢檢定和距平 趨勢法分析不同測站觀測期間的最大日降雨量變化趨勢，M-K 趨勢檢定 τ 值如下 表 2-4，τ 值若為正值即最大日降雨量變化呈現上升趨勢，反則為下降。在顯著 性方面，本研究設定若 p 值小於 0.05 則代表 M-K 趨勢檢定結果具有顯著性。. 表 2 - 4 蘭陽溪上游最大日降雨量測站之 M-K 趨勢檢定結果 雨量站. 資料年數. τ值. p值. 思源. 16. 0.117. 0.564. 南山（1）. 57. 0.192. 0.036*. 南山（2）. 16. 0.257. 0.202. 留茂安. 58. 0.043. 0.640. 土場（1）. 63. 0.242. 0.006*. 土場（2）. 13. 0.121. 0.638. 梵梵. 52. -0.024. 0.807. *為 p 值達顯著水準 一、思源測站 思源測站之最大日降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.117，結果顯示思源測站之 變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.564 未低於 0.05，故變化趨勢未達顯著水準；圖 2-43 為思源測站最大日降雨量之距平趨勢，觀測期間共 16 年，透過圖 2-43 可以發現 思源測站最大日降雨量變化呈現上升趨勢；而圖 2-44 為思源測站之最大日降雨 降量折線圖，趨勢線亦呈現上升，此結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結 果相同，綜合以上，思源測站之最大日降雨量變化呈現上升趨勢。. 44.
(53) 最大日降雨量距平(mm). 250 200 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 1996. 1998. 2000. 2002. 2004. 2006. 2008. 2010. 2012. 年份. 最大日降雨量(mm). 圖 2-43 思源測站最大日降雨量距平圖. 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1996. 1998. 2000. 2002. 2004. 2006. 2008. 2010. 2012. 年份. 圖 2-44 思源測站最大日降雨量折線圖. 二、南山（1）測站 南山（1）測站之最大日降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.192，M-K 趨勢檢定 結果呈現南山（1）測站之變化呈現上升趨勢，且 p 值 0.036，低於 0.05，故變化 趨勢達顯著水準；圖 2-45 為南山（1）測站最大日降雨量之距平趨勢，觀測期間 共 58 年，透過圖 2-45 可以發現南山（1）測站最大日降雨量變化呈現上升趨勢； 而圖 2-46 為南山（1）測站之最大日降雨量折線圖，趨勢線亦呈現上升，此結果 與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，因此，南山（1）測站之最大日降 雨量變化呈現上升趨勢。. 45.
(54) 最大日降雨量距平(mm). 400 300 200 100 0 -100 -200 -300 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年份. 圖 2-45 南山（1）測站最大日降雨量距平圖. 600. 最大日降雨量(mm). 500 400 300 200 100 0. 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-46 南山（1）測站最大日降雨量折線圖. 三、南山（2）測站 南山（2）測站之最大日降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.257，結果顯示南山 （2）測站之最大日降雨量變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.202，未低於 0.05，故變 化趨勢未達顯著水準；圖 2-47 為南山（2）測站最大日降雨量之距平趨勢，觀測 期間共 16 年，透過圖 2-47 可以發現為南山（2）測站最大日降雨量變化呈現上 升；而圖 2-48 為南山（2）測站之最大日降雨量折線圖，趨勢線亦呈現上升，此 結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，故南山（2）測站的最大日降. 46.
(55) 雨量變化呈現上升趨勢。. 最大日降雨量距平(mm). 150 100 50 0 -50 -100 -150 -200 1996. 1998. 2000. 2002. 2005. 2007. 2009. 2011. 年份. 圖 2-47 南山（2）測站最大日降雨量距平圖. 400. 最大日降雨量(mm). 350 300 250 200 150 100 50 0 1996. 1998. 2000. 2002. 2005. 2007. 2009. 2011. 年份. 圖 2-48 南山（2）測站最大日降雨量折線圖. 四、留茂安測站 留茂安測站之最大日降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.043，結果顯示留茂安測 站之最大日降雨量變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.64，未低於 0.05，故變化趨勢未 達顯著水準；圖 2-49 為留茂安測站最大日降雨量之距平趨勢，觀測期間共 57 年， 透過圖 2-49 可以發現留茂安測站最大日降雨量變化呈現上升趨勢；而圖 2-50 為 留茂安測站之最大日降雨量折線圖，其趨勢線亦呈現上升，此結果與距平趨勢分. 47.
(56) 析、M-K 趨勢檢定之結果相同，大體上留茂安測站的最大日降雨量變化呈現上. 最大日降雨量距平(mm). 升趨勢。. 600 500 400 300 200 100 0 -100 -200 -300 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年份. 圖 2-49 留茂安測站最大日降雨量距平圖. 900. 最大日降雨量(mm). 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-50 留茂安測站最大日降雨量折線圖. 五、土場（1）測站 土場（1）測站之最大日降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.242，結果顯示土場 （1）測站之最大日降雨量變化呈現下降趨勢，且 p 值 0.006，低於 0.05，變化趨 勢達顯著水準；圖 2-51 為土場（１）測站最大日降雨量之距平趨勢，觀測期間 共 63 年，透過圖 2-51 可以發現土場（１）測站最大日降雨量變化呈現上升趨勢；. 48.
(57) 而圖 2-52 為土場（１）測站之最大日降雨量折線圖，最大日降雨量趨勢線呈現 上升，此結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，故土場（１）測站 的最大日降雨量變化呈現上升趨勢。. 最大日降雨量距平(mm). 800 600 400 200 0 -200 -400 1949 1954 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年份. 圖 2-51 土場（1）測站最大日降雨量距平圖. 1200. 最大日降雨量(mm). 1000 800 600 400 200 0 1949 1954 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-52 土場（1）測站最大日降雨量折線圖. 六、土場（2）測站 土場（2）測站之最大日降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為 0.121，結果顯示土場 （2）測站之最大日降雨量變化呈現上升趨勢，但 p 值 0.638，未低於 0.05，故變 化趨勢未達顯著水準；圖 2-53 為土場（2）測站最大日降雨量之距平趨勢，觀測. 49.
(58) 期間共 12 年，透過圖 2-53 可以發現土場（2）測站最大日降雨量變化呈現下降 趨勢；而圖 2-54 為土場（2）測站之最大日降雨量折線圖，最大日降雨量趨勢線 呈現下降，此結果與距平趨勢分析相同，但與 M-K 趨勢檢定結果不同，而 M-K 趨勢之 p 值未達顯著水準，因此，綜合三者之結果土場（2）測站的最大日降雨 量變化呈現下降趨勢。. 最大日降雨量距平(mm). 800 600 400 200 0 -200 -400 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 年份. 圖 2-53 土場（2）測站最大日降雨量距平圖 1200. 最大日降雨量(mm). 1000 800 600. 400 200 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008. 年份. 圖 2-54 土場（2）測站最大日降雨量折線圖. 50.
(59) 七、梵梵測站 梵梵測站之最大日降雨量 M-K 趨勢檢定 τ 值為-0.024，結果顯示現梵梵測站 之最大日降雨量變化呈現下降趨勢，但 p 值 0.807 未低於 0.05，故變化趨勢未達 顯著水準；圖 2-55 為梵梵測站最大日降雨量之距平趨勢，觀測期間共 51 年，透 過圖 2-55 可以發現梵梵測站最大日降雨量變化呈現下降趨勢；而圖 2-56 為梵梵 測站之最大日降雨量折線圖，趨勢線亦呈現下降，此結果與距平趨勢分析、M-K 趨勢檢定之結果相同，因此梵梵測站之最大日降雨量呈現下降趨勢。. 最大日降雨量距平(mm). 500 400 300 200 100 0 -100 -200 -300 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2011 年份. 圖 2-55 梵梵測站最大日降雨量距平圖. 900. 最大日降雨量(mm). 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2011. 年份. 圖 2-56 梵梵測站最大日降雨量折線圖. 51.
(60) 第五節 流域整體降雨量變化 流域整體之降雨量透過克利金（Kriging）空間內插法配合流域內各雨量站之 降雨資料推估而得，推估項目為：年降雨量、豐水期降雨量、枯水期降雨量、最 大日降雨量，觀測年限選取 1960 至 2012 共 53 年。使用 M-K 趨勢檢定以及距平 趨勢法分析整體流域之降雨量變化情形，表 2-5 為蘭陽溪上游整體降雨量之 M-K 趨勢檢定 τ 值。在顯著性方面，本研究設定若 p 值小於 0.05 則代表 M-K 趨勢檢 定結果具有顯著性。. 表 2 - 5 蘭陽溪上游整體降雨量之 M-K 趨勢檢定結果 推估項目. τ值. p值. 年降雨量. 0.039. 0.687. 豐水期降雨量. 0.045. 0.641. 枯水期降雨量. 0.012. 0.906. 最大日降雨量. 0.062. 0.523. *為 p 值達顯著水準. 透過表 2-5 可以發現整體的 τ 值皆呈現正值，代表變化皆呈現上升趨勢，但 其 p 值皆大於 0.05，均未達顯著水準，故需參考距平趨勢檢定法之果，距平趨勢 檢定法主要分為四個部分：年降雨量、豐水期降雨量、枯水期降雨量、最大日降 雨量。首先，流域整體年降雨量，圖 2-57 為流域整體年降雨量之距平趨勢圖， 透過圖 2-57 可以發現其距平趨勢並無明顯的變化趨勢，而圖 2-58 之趨勢線亦無 明顯之變化。. 52.
(61) 流域整體年降雨量距平(mm/m2). 1500 1000 500. 0 -500 -1000 -1500 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年分. 圖 2-57 流域整體年降雨量距平圖. 流域整體年降雨量(mm/m2). 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-58 流域整體年降雨量折線圖. 其次，流域整體豐水期降雨量，圖 2-59 為流域整體豐水期降雨量之距平趨 勢圖，透過圖 2-59 之趨勢線可以發現豐水期降雨量之變化為上升趨勢，與 M-K 趨勢檢定之結果相同，而圖 2-60 為豐水期降雨量之折線圖，其趨勢線亦呈現上 升的變化趨勢。. 53.
(62) 流域整體豐水期降雨量距平(mm/m2). 2000 1500 1000 500 0. -500 -1000 -1500 -2000 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 年分. 流域整體豐水期降雨量(mm/m2). 圖 2-59 流域整體豐水期降雨量距平圖 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010. 年份. 圖 2-60 流域整體豐水期降雨量折線圖. 第三，流域整體枯水期降雨量，圖 2-61 為流域整體枯水期降雨量之距平圖， 透過趨勢線可以發現其降雨量變化呈現上升趨勢，與 M-K 趨勢檢定之結果相同， 圖 2-62 為流域整體之枯水期降雨量折線圖，趨勢線亦呈現上升的趨勢。. 54.
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