以GIS建置雨水下水道資料庫及淹水潛勢分析之研究－以中和區為例

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(1)國立臺灣師範大學地理學系第一屆空間資訊碩士在職專班論文. 以 GIS 建置雨水下水道資料庫及淹水潛勢分析之研究－以中和區為例. 指導教授：王聖鐸研究生：林楷亞. 中. 華. 民. 國. 一. ○. 六. 年. 八. 月.

(2) 摘要臺灣為防範颱風豪雨期間所帶來的危害，陸續完成各河川及排水出口之防洪整建，已有效減少市區洪水災害。而在雨水排水幹線建設部份，省住都局時期即依當時現況規劃雨水下水道系統，並據此規劃建設排水系統。然而，地方政府之雨水下水道管理，除對現況資料蒐集不全外，早期圖資受限於電腦技術發展，僅有圖紙資料留存，竣工資料保存不易，致使管理單位在遭遇颱風、豪雨、積淹水等天然災害時，常無法於第一時間掌握災區的下水道設施配置情形，也無法快速地擬定改善策略。在 90 年初期，臺灣逐漸引入 GIS 技術導入業務管理工作，期以資訊化方式將下水道紙圖、CAD 檔案等圖資，納入 GIS 資料庫中，以利後續的查詢、管理等應用領域。本研究希望利用近來雨水設施普查之成果，轉製雨水下水道資料庫，建立相關機關或其他管線單位間資料的互通、應用與參考，使資料建置的成果能夠運用於水理分析軟體，以充份發揮資料整合與防減災應用效益。關鍵字：雨水下水道、GIS、中和區、淹水模擬.

(3) A Study on Using GIS to Establish a Storm Drains Database and Conduct Flood Potential Analysis - A Case Study of ZhongHe District. Abstract In prevention of hazards during the typhoon and rainy seasons, the government has constructed a series of flood preventing systems and structures along various rivers and at drainage outlets. These constructions have greatly reduced the opportunity of flooding hazards in urban areas. Date back to era of the Taiwan Provincial Government, the Public Housing and Urban Development Bureau had made plans for the underground storm drains system and trunk lines according to the conditions of that time. These plans were then used as a reference to construct drainage systems after. For underground storm drains management, the local governments now is lack of comprehensive records of the current conditions. Only printed version of earlier maps and data are available, due to the limited computer technologies at that times. It was also difficult to preserve and maintain records of completed projects. As a result, the administration has difficulties to understand the whole drainage situation in affected areas during typhoons, heavy rain, flooding, and other natural disasters. Therefore, it is very difficult for them to promptly addressing these issues or proposing responding strategies. Since the early 1990s, the geographic information system has been introduced to the administration for spatial information management. The aim is to employ digital methods to import maps, data, CAD files, and other information of underground drains into the GIS database, thereby facilitating subsequent searches, management, and applications. The goal of this research is to make use of the recent rainwater facility survey and convert the survey data to establish a storm drains database. So the information can be easily shared among relevant public agencies and other pipeline management organizations. The proposed database can also be used in hydrologic analysis software to fully leverage the benefits of data integration..

(4) 目錄第一章. 緒論 ....................................................................................................... 1. 1.1 1.2 1.3 第二章. 研究背景與動機 ..................................................................................... 1 研究目的 ................................................................................................. 2 研究限制 ................................................................................................. 3 文獻回顧 ............................................................................................... 4. 2.1 內政部營建署下水道 GIS 建置規範....................................................... 4 2.2 淹水潛勢分析 ......................................................................................... 6 2.2.1 SWMM ..................................................................................................... 6 2.2.2 Sobek ................................................................................................... 7 2.3 淹水潛勢分析及應用 ............................................................................ 10 2.4 都市防洪規劃實例................................................................................ 11 2.4.1 下水道維護管理................................................................................ 12 2.4.2 貯留設施 ........................................................................................... 14 2.4.3 洪水預警方式 ................................................................................... 16 2.5 第三章 3.1 3.2. GIS 在管線上的應用 ............................................................................. 18 資料產製方式及模式設定 .................................................................. 22 雨水下水道資料檢核 ............................................................................ 22 雨水下水道資料產製方式 .................................................................... 26. 3.3 第四章 4.1 4.2 4.3. 水理分析模式設定................................................................................ 29 實作範例與分析.................................................................................. 31 示範區排水系統現況說明 .................................................................... 31 示範區排水系統水理分析參數設定..................................................... 40 示範區排水系統水理分析（Sobek） ................................................... 45. 4.3.1 模式檢定與驗證................................................................................ 46 4.3.2 雨水下水道普查及空間資料庫於水理模式之應用 .......................... 53 第五章結論與建議 ......................................................................................... 55 5.1 結論 ....................................................................................................... 55 5.2 後續研究建議 ....................................................................................... 55 參考文獻 ................................................................................................................ 56 謝辭 ........................................................................................................................ 58.

(5) 圖次圖 1.1 圖 2.1. 檢核流程規劃圖 .............................................. 2 SWMM 操作示意圖.............................................. 7. 圖 2.2 圖 2.3 圖 2.4 圖 2.5. Sobek 操作示意圖(一)......................................... 8 Sobek 操作示意圖(二)......................................... 8 一維水理模式建置示意圖 ...................................... 9 雨水下水道模擬成果示意圖 ................................... 10. 圖 2.6 圖 2.7 圖 2.8 圖 2.9. 都市計畫區水理模式建置流程圖 ............................... 11 評鑑作業流程圖 ............................................. 13 評鑑資料查詢示意圖 ......................................... 14 雨水貯留設施示意圖 ......................................... 15. 圖 2.10 圖 2.11 圖 2.12 圖 2.13 圖 2.14. 日本首都圈外圍排水系統示意圖 .............................. 15 哥本哈根暴雨應對準則示意圖 ................................ 16 淡水河洪水預報流程 ........................................ 17 Google 地圖展示與水情設備點位示意圖........................ 18 河川水位歷線圖示意畫圖 .................................... 18. 圖 2.15 快取圖磚及動態地圖整合應用 ................................ 19 圖 2.16 透過網路介接方式取得多項主題底圖 .......................... 19 圖 2.18 下水道資料更新機制 ........................................ 21 圖 3.1 推估人孔屬性示意圖 ......................................... 22 圖 3.2 圖 3.2 圖 3.4 圖 3.5 圖 3.7. 人孔坐標錯誤示意圖 ......................................... 23 人孔資料缺漏示意圖 ......................................... 24 管線上下游人孔錯誤示意圖 ................................... 25 管線上下游接入人孔異常示意圖 ............................... 25 坐標展繪工具執行介面 ....................................... 26. 圖 3.8 管線線段與屬性建構執行介面 ................................. 27 圖 3.9 圖層檔案套疊比對案例 ....................................... 27 圖 3.10 圖層檔案轉製空間資料庫案例 ................................ 28 圖 3.11 雨水下水道成果圖資套繪畫面 ................................ 28 圖 3.12 圖 4.1 圖 4.3 圖 4.4 圖 4.5. Sobek 一維水理模式建置示意圖............................... 29 中和區都市計畫圖 ........................................... 31 中和區集水分區圖 ........................................... 33 中和區雨水竣工管線資料表 ................................... 36 中和區雨水竣工人孔資料表 ................................... 37. 圖 4.6 中和區雨水管線人孔分布圖 ................................... 38 圖 4.7 中和區易積水位置圖 ......................................... 39 圖 4.8 中和區五年一次降雨組體圖 ................................... 41 圖 4.10 GIS 資料匯入 Sobek 示意圖................................... 46.

(6) 圖 4.11 圖 4.12 圖 4.13. 102/08/23 暴雨事件降雨組體圖............................... 47 104/06/14 暴雨事件降雨組體圖............................... 47 中和區 102/08/23 暴雨事件積水位置圖 ........................ 49. 圖 4.14 圖 4.15 圖 4.16 圖 4.17. 中和區 102/08/23 暴雨事件 Sobek 模式模擬積水位置圖 .......... 49 中和區 102/08/23 暴雨事件模擬積水位置與實際淹水位置套疊圖 .. 50 中和區 104/06/14 暴雨事件積水位置圖 ........................ 51 中和區 104/06/14 暴雨事件 Sobek 模式模擬積水位置圖 .......... 51. 圖 4.18 圖 4.19 圖 4.20 圖 4.21. 中和區 104/06/14 暴雨事件模擬積水位置與實際淹水位置套疊圖 .. 52 實際淹水區域與 DEM 套疊圖 .................................. 52 Google 街景(一)............................................ 53 Google 街景(二)............................................ 53. 圖 4.22 圖 4.23. 應用空間資料庫自動產出 Sobek 水理一維模式流程示意圖 ........ 54 應用空間資料庫自動產出 Sobek 模式人孔逕流歷線流程示意圖 .... 54.

(7) 表次表 1.1 表 1.2. 雨水下水道系統規劃及實施率 .................................. 1 雨水下水道相關設施列表 ...................................... 3. 表 2.1 表 2.2 表 2.3 表 2.4. 雨水竣工管線 GIS 資料規範 .................................... 4 雨水竣工人孔 GIS 資料規範 .................................... 5 SWMM 及 Sobek 比較表.......................................... 8 清疏順位 ................................................... 12. 表 2.5 表 4.1 表 4.2 表 4.3. 下水道評鑑資料庫內容 ....................................... 12 中和區抽水站相關資料 ....................................... 36 中和區雨水設施統計表 ....................................... 37 中和區易積水位置表 ......................................... 38. 表 4.4 表 4.5 表 4.6 表 4.7 表 4.8. 102 年～104 年中和區發生積水事件之降雨事件表 ................ 40 逕流係數表 ................................................. 41 各種管材之粗糙係數 ......................................... 43 中和區雨水下水道出口邊界條件表 ............................. 43 中和區 102/8/23 暴雨事件積水位置表 .......................... 48. 表 4.9. 中和區 104/6/14 暴雨事件積水位置表 .......................... 50.

(8) 第一章緒論 1.1. 研究背景與動機. 臺灣為防範颱風豪雨期間所帶來的危害，各河川及排水出口陸續完成防洪整建，已有效減少市區洪水災害。而雨水幹線建設部份，省住都局時期依當時現況規劃雨水下水道系統，並據此規劃建設排水系統。後因省府精簡人力，自 90 年起雨水下水道系統規劃及重新檢討改由地方政府執行，為因應都市計畫區防災需求，下水道管理資訊化為各縣市政府重要施政方針。表 1.1 為內政部營建署 104 年底公告之全臺雨水下水道建設概況。其中臺北市達到總規劃長度的 96.69%為最高，連江縣僅達到 30.43%為最低，全臺平均值為 70.29%。表 1.1. 區域別新北市臺北市桃園市臺中市臺南市高雄市宜蘭縣新竹縣苗栗縣彰化縣南投縣雲林縣嘉義縣屏東縣臺東縣花蓮縣澎湖縣基隆市新竹市嘉義市金門縣連江縣總計. 總規畫面積 (公頃) 51,317 26,186 41,349 38,466 47,527 59,662 10,117 12,352 7,612 22,718 13,756 12,370 24,109 39,848 11,084 13,071 947 12,597 7,115 4,257 1,186 1,961 459,607. 雨水下水道系統規劃及實施率. 總規劃長度 (公里) 793 540 488 889 960 875 189 119 143 338 110 154 181 292 118 298 18 100 72 116 10 3 6,806. 建設總長度 (公里) 669 522 283 593 592 621 126 74 90 233 79 120 108 177 68 205 17 69 46 88 3 1 4,784. 雨水下水道實施 (%) 84.34 96.69 58.11 66.67 61.64 70.95 66.53 62.07 63.2 68.98 72.35 77.84 59.57 60.62 57.65 68.78 93.95 68.79 63.51 75.83 34.14 30.43 70.29. 地方政府之雨水下水道管理，除現況資料蒐集不全外，早期圖資受限於電腦 1.

(9) 技術發展，僅有紙圖資料留存，竣工資料保存不易。隨著資深人員更迭，致使管理單位在遭遇颱風、豪雨、積淹水等天然災害時，常無法於第一時間掌握災區的下水道設施配置情形，也無法快速地擬定改善策略。 90 年代初期臺灣逐漸將 GIS 技術導入業務管理工作，以資訊化方式將下水道紙圖、CAD 檔等圖資，納入 GIS 資料庫中，以利後續的查詢及管理。內政部營建署於 92 年頒訂「下水道 GIS 資料庫規範」，並陸續進行實地調查作業，使雨水下水道資料日益完備。本研究希望利用近年來雨水設施普查之成果，轉製為雨水下水道資料庫，提供相關機關或其他管線單位間資料的互通、應用與參考。並將資料建置的成果運用於水理分析軟體，以充份發揮資料整合與防減災效益。 1.2. 研究目的. 本文之主要研究目的有三：一、雨水相關設施屬性資料轉製資料庫。檢核資料正確性後進行資料轉製，檢核內容包含「屬性檢核」、「坐標展繪」、「管線線段與屬性建構」、「圖層套疊比對」等，其流程規劃如圖 1.1，詳述於 3.1 節。檢核資料來源： 1.縣市政府委外調查成果 2.公所自辦調查成果. 三類圖資. 排水系統概況圖 (管涵尺寸、渠底深度、坡度等). GIS圖層資料 (雨水人孔、管線、連接管、集水井、無法縱走或其他缺失等. 調查測量記錄及數量 (台帳圖、展開圖、支距圖、調查紀錄表等). 1.接管合理性 2.數據差異性 3.標註清晰度. 1.屬性資料檢核 2.圖元資料檢核. 1.報告文件完整性 2.數量格式正確性 3.GIS圖元數量對照. 程式檢核人工檢核通過. 不通過. 重新編修. 匯入資料庫. 圖 1.1. 檢核流程規劃圖 2.

(10) 規劃雨水下水道資料轉製方式，以程式化作業搭配人工檢核方式，檢視成果檔案是否符合「下水道資料規範」。本研究以雨水下水道竣工資料庫中的雨水竣工管線及人孔為主，如表 1.2 所示，相關執行方式詳述於 3.2 節。表 1.2. 雨水下水道相關設施列表. 資料類別下水道規劃資料庫. 資料名稱. 工作表名稱. 雨水規劃管線. 804020101. 雨水規劃人孔. 804020201. 雨水竣工管線. 804020102. 雨水竣工人孔. 804020202. 連接管. 804020103. 集水井. 804020204. 抽水站設施. 804020302. 主集水分區. 804020401. 貯留設施/滯洪池. 804020501. 雨水側溝. 804020601. 下水道竣工資料庫. 二、瞭解臺北市，新北市雨水下水道維護管理及洪水預警機制，並參考國內外都市防洪範例如雨水貯留設施等建設，詳述於 2.5 節。三、將雨水下水道 GIS 資料庫應用於水理分析軟體，參考歷史資料進行模式設定，並驗證該模式，產出之成果以 GIS 軟體呈現。 1.3. 研究限制依各地雨水下水道設施建置時間不同，部分地區因施工年代久遠，埋設完成多年後，可能因路平等原因使人孔被覆蓋。若無一一開孔，則調查不易，除主幹線外，側溝、連接管位置、尺寸、設施內狀況等詳細資料目前尚未完備，對暴雨時淹水模擬之結果準確性有相當程度的影響。本研究所使用之雨水下水道資料由民國 101 年新北市雨水下水道資料轉製，且未經實地調查測量，與現況有一定程度之差異。在水理分析方面，現行水理分析軟體繁多，本研究因資料及軟體取得之限制，僅採用 Sobek 水理分析方式進行二維水理模擬，而該模式採平均降雨方式進行模擬，與現實中降雨情況亦有落差。受限於資料取得，本研究僅以中和部分地區為實驗區，說明雨水設施 GIS 資料庫在都市防洪上之運用。透過建置實驗區的雨水下水道資料，並以 Sobek 進行水理分析，提出訂定下水道 GIS 資料庫運用流程之建議。. 3.

(11) 第二章文獻回顧 2.1. 內政部營建署下水道 GIS 建置規範. 我國雨水下水道 GIS 資料格式依據內政部營建署下水道工程處頒布之「下水道 GIS 資料規範修訂版」，針對雨水下水道 GIS 資料格式有詳細的欄位規範，主要為描述下水道資料整體建置機制，從資料的生產、資料庫的建置、異質資料間之連結關係、單位間資料流通及整合等。 GIS 資料是以點、線、面（圖徵）來表示某地理情況或位置，並以圖層來進行資料展現，其所含的資料可分為空間資料(Spatial Data)、屬性資料(Attribute Data) 及位相關係(Topological Relationships)。營建署下水道 GIS 建置規範針對上述要項皆有說明，並配合國土資訊系統的一致性與完整性，透過完整的詮釋資料 (Metadata)描述來達成分享流通之目的。本研究使用之雨水竣工管線、雨水竣工人孔資料規範如表 2.1 及表 2.2。表 2.1 雨水竣工管線 GIS 資料規範 (資料來源：內政部營建署「下水道 GIS 資料庫規範」) 欄位名稱. 欄位代號. 欄位格式. 管線類別. SSEW_CAT. 文字. 管線編號上游人孔編號. PU_NUM US_MH. 下游人孔編號. DS_MH. 管線型式. PI_TYP. 管線頂寬度（直徑）. PI_WIDT. 管線底寬度. PI_WIDB. 管線高度. PI_HEI. 管線長度. PI_LENG. 管線材質管線坡度. PI_MAT PI_SLOP. 設計流量. DES_FLOW. 設計流速. DES_VELO. 說明. 請輸入下列數字代碼：1：主幹管，2：次幹管，3：分支管，4：連接管，5：其他（無反判定）文字依據人孔及管線資料編碼原則文字與現有雨水人孔（竣工）編號相符，不得空白文字與現有雨水人孔（竣工）編號相符，不得空白文字請輸入下列數字代碼： 1：單孔箱涵，2：雙孔箱涵，3：三孔箱涵，4：四孔箱涵，5：單孔管涵，7：其他，98：有蓋明溝斷面，99：無蓋明溝斷面數字（整數 2 單位：公尺位，小數 2 位）若為圓形管線則填寫直徑，若為箱涵/ 明溝斷面則填寫頂部寬度數字（整數 2 單位：公尺位，小數 2 位）若為圓形管線則填寫直徑，若為箱涵/ 明溝斷面則填寫頂部寬度數字（整數 2 單位：公尺位，小數 2 位）數字（整數 4 單位：公尺位，小數 2 位）文字參考建置規範第四章附表數字（小數 5 位）數字（整數 7 單位：立方公尺/秒位，小數 2 位）數字（整數 7 單位：公尺/秒 4.

(12) 欄位名稱. 欄位代號. 欄位格式. 上游管底高程. US_BLE. 下游管底高程. DS_BLE. 集水區編號縣市代碼工程編號工程名稱承辦機關承包廠商竣工日期. CATCH_NUM CITY_ID CONS_ID CONS_TIT CONS_DEPT CONS_NAME CONS_DATE. 位，小數 2 位）數字（整數 4 位，小數 2 位）數字（整數 4 位，小數 2 位）文字文字文字文字文字文字文字. 資料輸入日期. KEYIN_DATE. 文字. 備註. NOTE. 文字. 說明單位：公尺單位：公尺. 參考縣市代碼表. 應符合 yyyymmdd 格式，例如西元 2007 年 7 月 25 日，應輸入 20070725 應符合 yyyymmdd 格式，例如西元 2007 年 7 月 25 日，應輸入 20070725. 註： 1.若該管線上下游連結至既有人孔（陰井），則須於資料表補齊該既有人孔（陰井）之編號及坐標等相關資訊，以利管線屬性資料關聯對應。 2.明溝段上下游人孔編號以測量點替代，測量節點以 40～50 公尺及地形變化處為原則。. 表 2.2. 雨水竣工人孔 GIS 資料規範. (資料來源：內政部營建署「下水道 GIS 資料庫規範」) 欄位名稱. 欄位代號. 欄位格式. 說明. 人孔編號人孔中心 X 坐標. MH_NUM X. 依據人孔及管線資料編碼原則單位：公尺（TWD97）. 人孔中心 Y 坐標. Ｙ. 道路名稱人孔深度. ROAD_NAME MH_DEP. 人孔型式. MH_TYP. 文字數字（整數 6 位，小數３位）數字（整數 7 位，小數 3 位）文字數字（整數 2 位，小數 2 位）文字. 人孔蓋尺寸（長度）人孔蓋尺寸（寬度）人孔頂路面寬度. MH_LENG. 數字（整數 3 位）. 0：圓形，1：矩形，2：測量點（箱涵/明溝）單位：公分（圓形管長寬一致）. MH_WID. 數字（整數 3 位）. 單位：公分（圓形管長寬一致）. ROAD_WID. 單位：公尺. 最大跌水高度. FALL_MAX. 人孔頂高程. MH_TLE. 竣工日期. CONS_DATE. 數字（整數 2 位，小數 2 位）數字（整數 4 位，小數 2 位）數字（整數 4 位，小數 2 位）文字. 縣市代碼. CITY_ID. 文字 5. 單位：公尺（TWD97）. 單位：公尺. 單位：公尺單位：公尺應符合 yyyymmdd 格式，例如 2007 年 7 月 25 日，應輸入 20070725 參考縣市代碼表.

(13) 欄位名稱. 欄位代號. 欄位格式. 工程編號工程名稱承辦機關承包廠商資料輸入日期. CONS_ID CONS_TIT CONS_DEPT CONS_NAME KEYIN_DATE. 文字文字文字文字文字. 照片展開圖點支距圖備註. MH_PIC MH_EXVIEW MH_MARK NOTE. 文字文字文字文字. 說明. 應符合 yyyymmdd 格式，例如 2007 年 7 月 25 日，應輸入 20070725 竣工人孔照片檔名人孔展開圖檔名人孔點支距圖檔名. 註：若為明溝段則測量點即視為人孔坐標. 2.2. 淹水潛勢分析. 淹水潛勢的定義為：經由設計降雨情境、特定水文地理條件及水理模式演算，模擬防洪設施於正常運作下可能的淹水情形。淹水潛勢圖之內容包含：透過降雨組體圖說明設計降雨情境、依據不同淹水深度級距以不同顏色標示該淹水深度之範圍、使用限制說明。淹水潛勢圖係為預先掌握災害風險而產製，但目前淹水潛勢圖尚無法模擬未來颱洪事件的降水歷程與淹水狀況，故產製時係依據水文分析之結果，設定不同之降雨量及降雨歷程，其產品僅能供災前防汛整備應變之用。（政府資料開放平臺，2016）水利署及營建署常用之軟體為美國環保署開發之 SWMM 及 Delft Hydraulics、National Dutch Institute of Inland Water Management and Wastewater Treatment（荷蘭內水管理及污水處理研究所）及其他荷蘭顧問公司共同開發之 Sobek，其特點如 2.2.1 及 2.2.2 說明。 2.2.1 SWMM SWMM 模式為美國環保署開發，目前在全世界廣泛應用於城市地區的暴雨洪水、下水道、排污管道以及其它排水系統的規劃、分析和設計。亦可同時考慮地下水、地表入滲與蒸發等因子，納入生態滯留池、入滲溝、多孔鋪面、雨撲滿與草溝等低衝擊開發設施之計算模組 (LID)進行逕流模擬。（經濟部水利署水利規劃試驗所，2017）SWMM 操作畫面如圖 2.1 所示。. 6.

(14) 圖 2.1. SWMM 操作示意圖. (圖片來源：經濟部水利署水利規劃試驗所網頁). 2.2.2. Sobek. Sobek 模式為一套整合河川、區域排水與都市排水系統之水文、水理模式，具有視窗化之操作界面，模擬所需相關資料可於 Sobek 模式中進行輸入，亦可透過 Sobek 模式整合地理資訊系統之功能，直接讀入 GIS 資料進行演算。 Sobek 模式之水文分析採用 Sacramento 降雨逕流模式，該模式係以史丹福集水區模式(Stanford watershed model)為基礎，模擬降雨至地面形成逕流之每一過程，包括蒸發、入滲、地表下逕流、地下水等。並以水筒模式物理概念，推估地表逕流，並進行相關水理演算，操作示意圖如圖 2.2 及圖 2.3。（經濟部水利署水利規劃試驗所，2017）. 7.

(15) 圖 2.2. Sobek 操作示意圖(一). (圖片來源：經濟部水利署水利規劃試驗所網頁). 圖 2.3. Sobek 操作示意圖(二). (圖片來源：deltares 官方網站). SWMM 及 Sobek 之比較如表 2.3。表 2.3. SWMM 及 Sobek 比較表. SWMM. Sobek. 產製單位. Delft Hydraulics、National Dutch Institute of Inland Water 美國環保署. Management and Wastewater Treatment 及其他荷蘭顧問公司共同開發 8.

(16) . 下載使用連結. 需付費. https://www.epa.gov/water-researc h/storm-water-management-model-sw mm. https://www.deltares.nl/en/softwa re/Sobek/. 降雨－逕流. . . 渠道水理. . . . . . . 下水道排水系統超、亞臨界流或混合流. . 二維淹水水工構造物. . . 圖形介面. . . 特點. 1.為下水道規劃最常使用軟體。. 1.第三代淹水潛勢圖製作軟體。. 2.SWMM5.1 版本已有 7 種 lid 設施模擬. 2.介面完善，容易上手。. 功能。. 3.可使用多重網格，依需求調整。. 3.美國環保署可提供程式原始碼(open. 4.程式穩定度高。. source code)供使用者自行改寫。. 都市計畫區之雨水下水道模式結合明渠一維水理模式進行水理演算，模式輸入部分則依據該都市計畫區之水文條件所建置之水文模式計算成果進行輸入；示意圖如圖 2.4 所示。一維水理演算之成果包括各人孔、雨水下水道以及明渠等水位、流量以及冒水體積等變化，並可將模擬成果繪製為平面圖及各設施之縱、橫斷面圖等。圖 2.5 即為都市計畫區雨水下水道模擬成果示意圖。. 圖 2.4 一維水理模式建置示意圖. 9.

(17) 圖 2.5 雨水下水道模擬成果示意圖. 2.3. 淹水潛勢分析及應用都市計畫區內之水理演算主要包含明渠流、管流及水工構造物等組合，最後流入區域排水、河川或海洋，以所取得之雨水下水道 GIS 資料庫中所建置之人孔、雨水下水道尺寸、坐標、高程等資料，建立雨水下水道模式，並加入明渠資料及渠道內水工構造物等資料，建置一維水理模式，如圖 2.6。. 10.

(18) 都市計畫區水理、雨水下水道及淹水模式建置. 1.渠道橫斷面與坐標資料 2.水工與跨渠構造物資料 3.正射影像資料. 基本資料蒐集. 1.人孔尺寸、高程與坐標資料 2.雨水下水道尺寸、高程、長度、坡度與糙度資料. 水文模式建置明渠流模式建置. 雨水下水道模式建置一維水理模式建置. 數值高程資料 (DEM、DSM). 二維水理模式建置. 歷史颱風、豪雨水文事件模擬. 否模式參數檢定與驗證. 是. 各情境案例分析與成果. 圖 2.6. 都市計畫區水理模式建置流程圖. 以完成之雨水下水道資料庫，建置示範區淹水潛勢圖資料，並制定作業流程。淹水潛勢圖所需最大淹水範圍及深度，可由模擬成果中取得資料進行製圖，在淹水模式建立時，需要加入數值高程資料（DEM）進行模式建置，並依據歷史颱風、豪雨水文事件進行模擬及模式參數檢定與驗證，檢定完成後，即可進行各種水文情境案例分析。 2.4. 都市防洪規劃實例臺灣地區隨著生活型態改變及生活水準提高，由於人口快速集居，造成人口擁擠與組成的複雜化；環境發展的偏差，致使開放空間及休閒綠地嚴重不足，在高密度開發的情況下，能提供居民避難的場所相對缺乏。有鑑於此，防災規劃作 11.

(19) 業係針對未擬定並規劃防災空間系統的都市或人口密集之城鎮為探討、劃設範圍，期望透過都市計畫的概念加強都市防災工作，在重大災害發生時，能將人員傷亡及實質建設的損害，減至最低。（內政部建築研究所，1999）以下彙整臺灣及其他國家於都市下水道維護管理、貯留設施及預警系統之實例。 2.4.1 下水道維護管理臺灣於下水道維護管理方面，除前述蒐集 GIS 圖資，建立相關資料庫並保持圖資更新外，為確保雨水下水道機能正常運作，應保持雨水下水道暢通。依據內政部營建署「雨水下水道清疏作業規範」，雨水下水道經檢查發現有淤積現象時，根據是否為易積淹水地區區分清疏順位，整理如表 2.4 所示。表 2.4 第一順位第二順位第三順位. 清疏順位. 易積淹水地區. 淤積高度達涵管高度之 15%. 易積淹水地區. 淤積高度達涵管高度 5%至 15%. 非易積淹水地區. 淤積高度達涵管高度 15%. 非易積淹水地區. 淤積高度達涵管高度 5%至 15%. ※颱風來襲後應針對易積淹水地區進行全面檢查，發現有淤積阻礙排水者，應立即辦理清疏。. 以新北市政府為例，水利局皆要對轄下之區公所辦理清疏考評作業，並把各區公所考評情形及成績彙整成資料庫。其所需整理之業務資料如表 2.5 所示，評鑑作業流程如圖 2.7。表 2.5. 下水道評鑑資料庫內容. 資料類別. 資料名稱考評記錄資料表委員考評成績資料表. 下水道評鑑資料庫. 考評總成績抽測人孔紀錄資料表. 12.

(20) 評鑑作業開始委員聘請及行程規劃前往29區公所評鑑. 聽取公所簡報雨水台帳圖自主檢查表維護管理文件. 雨水暨道路側溝維護管理相關書面審查抽測人孔遴選. 現地開孔查察人孔抽檢點位半徑50m 範圍內檢視2處側溝提出改善或建議方案. 委員討論與評分資料建置及評鑑成果提送. 圖 2.7. 評鑑作業流程圖. 評鑑相關資料經新北市水利局核定後，成果匯入水利局雨水下水道管理系統，以利水利局維護管理人員後續查詢，並檢視公所後續修正情形，於次年評鑑時著重檢討前次缺失。查詢畫面如圖 2.8 所示。. 13.

(21) 圖 2.8. 評鑑資料查詢示意圖. 2.4.2 貯留設施依據內政部「建築技術規則」建築設計施工編中增訂施行之「建築物設置雨水貯集滯洪設施」之規定，到達一定規模的土地開發或建築行為，必須設置防洪或雨水貯留設施，例如在法定空地、建築物地面層、地下層、筏基內或露臺設置水池或儲水槽，再以管線或溝渠收集屋頂、外牆面或法定空地之雨水，並連接至建築基地外雨水下水道系統，藉以提升都市防洪功能。但家戶或建物之「雨水貯留再利用」，因建構於私領域範圍，要全面施設以達全面減洪之功效，仍需加強向民眾宣導及教育，才能有效落實執行。另一常見貯留設施為滯洪池。依據行政院農業委員會水土保持局定義，滯洪池為「在河床或基地水路構築橫向構造物，或以挖填土方產生窪地，藉由所製造之空間暫時儲蓄暴雨逕流以調整洪水流量之池堰構造物。」但臺灣因高度都市發展，滯洪池土地取得成本高昂，且選擇地點有限，規模亦不大，因此效果不彰。在亞洲地區，以日本為例，日本與臺灣地理環境類似，地形山高水急，滯洪流域面積不足，地狹人稠，容易造成自然災害。日本下水道系統早期建設採用雨污合併下水道，為避免在颱風或豪雨發生時，大量雨水流入下水道，造成污水流入河川或海洋的問題，設置雨水滯水池、雨水貯留管等設施，儲存的雨水在放晴後經過處理，排入河川。雨水貯留管、雨水調整池、雨水滯水池等皆為減低淹水災害及改善合流式下水道的對策之一。雨水貯留設施示意圖如圖 2.9。. 14.

(22) 圖 2.9. 雨水貯留設施示意圖. (圖片來源：日本琦玉市建設局網站). 雨水貯留管設置目的，主要分為水量提升及水質提升二個面向。水量提升方面，隨著都市化發展，保水、滲透量減少，洪水尖峰流量激增，都市型水害頻繁，藉由雨水貯留管設置，可提升既有下水道系統排水能力；水質提升方面，在降雨初期或降雨強度較小時，常夾帶街道、排水管內之堆積物，故降雨初期水質較混濁。將雨水儲存於貯留管中，再經處理後排放，便能提升放流水水質，改善環境生態。日本最著名的地下滯洪設施則是有「地下神殿」之稱的「首都圈外郭放水路」（首都圈外圍排水系統），主體位於地下 50 公尺處，總長 6.3 公里，內徑約 10 公尺，於 2006 年完工。首度圈外圍排水系統位於琦玉縣，主要建設目的為河川暴漲時可儲存超河流容量的洪水，達到調節池的作用，排水系統示意圖如圖 2.10。. 圖 2.10. 日本首都圈外圍排水系統示意圖. (圖片來源：日本國土交通省網站) 15.

(23) 相較於著重於地下排水設施，丹麥應對特大暴雨帶來的城市洪水的「哥本哈根暴雨應對守則」（The Copenhagen Cloudburst Formula）所提出的「藍綠解決方案」（Blue-Green solutions），是通過改變地表的設施減弱洪水對居民生活的影響，透過增加城市綠地和改變地面坡度，使城市綠地在暴雨時可轉化為蓄水區，使道路面維持正常通行，並且可通過數量更少、管徑更小的地下管道排出積水，如圖 2.11。. 圖 2.11 哥本哈根暴雨應對準則示意圖 (圖片來源：美國景觀設計協會網站). 2.4.3 洪水預警方式臺灣之洪水預警方法可分為降雨－逕流預報模式系統與河川警戒水位系統。降雨－逕流預報模式系統為降雨資料即時傳送至各地防汛中心，在暴雨來臨前預測雨量，並在集水區裝設即時雨量資料蒐集系統，以預報低窪地區之可能淹水情況。並結合河川警戒水位之訂定，使低窪地區居民及早獲得洪水情報，在洪水來臨前預作警戒及防範措施。目前淡水河及濁水溪已有此種預警系統，淡水河預報流程如圖 2.12 所示。. 16.

(24) 圖 2.12 淡水河洪水預報流程 (圖片來源：水利署第十河川局網站). 河川警戒水位預警系統則由各河川局之河川水位即時傳輸系統傳至各地防汛中心，並根據水位上漲速率與河川特性，預測河川未來 2 至 5 小時之水位，作為預警發布時機之水位，即為警戒水位。在洪水高漲時預報低窪地區之可能受外水溢淹情況，使低窪地區居民及早獲得洪水情報，在洪水來臨前預作警戒及採取防範措施，並依計畫做好各種緊急處置。臺北市政府亦有淡水河流域之水情監控網站，圖臺部分除提供基本放大、縮小、平移等基本功能，亦有河川流域、雨水下水道集水分區定位功能，並將雨量站、河川水位站、下水道水位站、抽水站、河川影像監視點位資訊匯入空間資料庫中，顯示其分布，如圖 2.13 所示。. 17.

(25) 圖 2.13. Google 地圖展示與水情設備點位示意圖. 該系統提供「即時」與「歷史」水位歷線圖供查詢、出圖及下載，並能顯示各級警戒水位（含水利署、水利處訂定警戒水位及左右高灘地高程），且可選取水位站（含抽水站外池水位）及時間序列（不同間隔如 10min、30min、1hour）之水位資料（格式為 EXCEL 或 TXT 檔）下載功能，如圖 2.14 所示。. 標示一、二、三級警戒線圖 2.14. 2.5. 河川水位歷線圖示意畫圖. GIS 在管線上的應用. 本文蒐集國內包含臺北市雨水下水道及新北市污水下水道地理資訊系統應用案例，其運用 GIS 技術特色如下：一、臺北市雨水下水道地理資訊系統臺北市政府自民國 90 年開始辦理雨水下水道 GIS 資料建置作業，並同步展 18.

(26) 開地理資訊系統開發工作，民國 93 年起導入 Web 化 GIS 圖臺作業管線設施圖資瀏覽、查詢及相關業務管理使用，其系統特色如下：地圖服務最佳化：混合採用快取圖磚(Cache Map)及動態地圖(Dynamic Map) 模式，兼顧圖面繪製速度及資料即時更新需求，如圖 2.15 所示。. 圖 2.15 快取圖磚及動態地圖整合應用. 網路介接多項主題底圖：善用臺北市政府內部多項主題地圖，以網路介接方式取得圖資，達成圖資維護權責明確且最具即時性的優勢；同時，為兼顧一般民眾運用需求，亦引入 Google Map 最為基礎底圖，如圖 2.16 所示。. 圖 2.16 透過網路介接方式取得多項主題底圖 19.

(27) 二、新北市污水下水道營運管理系統新北市政府自民國 92 年開始辦理污水下水道 GIS 資料建置作業，並同步展開地理資訊系統開發工作，民國 99 年起導入 Web 化 GIS 圖臺作業管線設施圖資瀏覽、查詢及相關業務管理使用，其系統特色如下：行動化 APP 作業：有鑑於下水道外業現勘需求，開發行動化 APP，可供安裝於行動化裝置後，執行線上查閱、案件通報及圖資編輯等應用；同時考量戶外行動網路訊號的穩定性限制，納入帳號離線驗證及圖資離線處理等機制，如圖 2.17 所示。. 圖 2.17. 污水下水道行動化 APP 應用畫面範例. 建構資料更新機制：建置包含「資料基礎檢查」、「展繪圖面人工檢查」、「批次匯入資料」及「匯入後檢查」等資料更新流程如圖 2.18，並編纂資料建置規範文件，提供施工廠商據以辦理竣工資料建檔。. 20.

(28) 圖 2.18. 下水道資料更新機制. 21.

(29) 第三章資料產製方式及模式設定 3.1. 雨水下水道資料檢核. 依據第二章所述之內政部營建署下水道 GIS 規範，所取得之雨水下水道屬性資料表為文字格式，為確認資料是否符合標準格式，應進行合理性檢核。參考原始調查資料，確認點位設施數量與 GIS 屬性表相符，並為用於水理分析，管線轉折處或尺寸、高程轉變處應設置虛人孔做為節點。管線坡度值為計算所得，公式如下： U−D × 100% = S L 式中，U：上游管底高程、D：下游管底高程、L：管長、S：斜率。由於雨水下水道屬重力流，正常情況下坡度值應為正，否則為逆坡管段，或者有淤積阻塞情形，影響後續水理分析之流程，因此應特別注意斜率為負之管段資料，確認是否計算錯誤。由於虛人孔為實際上不存在之人孔，而覆蓋人孔因無法開孔調查而無上下游高程數值，為求得預估值，可參考其上下游管段之斜率以內差法推估而得，如圖 3.1 所示。. 圖 3.1. 推估人孔屬性示意圖. 為確認欄位所填數值是否合理，可參考竣工圖說如台帳圖，針對管徑、管長、高程、坐標等屬性資料進行正確性檢查，如圖 3.2 即為為台帳圖及屬性表人孔坐標不符之示意圖，紅框標示之人孔 C33-2 明顯偏移。 22.

(30) 圖 3.2. 人孔坐標錯誤示意圖. GIS 屬性表內設施數量應與竣工圖資一致，以圖 3.3 為例，藍色點位表示竣工圖標示之人孔位置，綠色點位表示屬性表列出之人孔資料，兩者比對後可見屬性表內健置之人孔資料有所缺漏，如紅框圈選處，可參考調查資料進行補正。. 23.

(31) 圖 3.2. 人孔資料缺漏示意圖. 管線上下游人孔是否正確十分重要，上下游人孔錯誤，則水流方向不合理。上下游人孔填寫錯誤，可由管線展繪時，管網呈不合理之交叉狀進行檢視，如圖 24.

(32) 3.4 所示。. 圖 3.4 管線上下游人孔錯誤示意圖. 檢視管線流向異常之處，如圖 3.5 所示，人孔 D-1 未有任何管線通過，屬不合理情形，應確認 D-1 人孔及附近管線的流向正確性，可參考下水道縱走影片進行判斷，並修正資料。. 圖 3.5. 管線上下游接入人孔異常示意圖. 25.

(33) 3.2. 雨水下水道資料產製方式我國雨水下水道 GIS 資料格式依據內政部營建署下水道工程處頒布之「下水道 GIS 資料規範修訂版」，針對雨水下水道 GIS 資料格式有詳細的欄位規範，雨水設施普查之成果依據規範完成資料建置後，取得之屬性資料表圖 3.6 所示。. 圖 3.6. 管線屬性資料表示意圖. 使用軟體工具(ESRI ArcGIS Desktop)，擷取人孔屬性之點位坐標值，將人孔位置轉繪為空間資料點(Point)圖元，此項作業程序以電腦程式執行，不但具有高效率，且可避免人為數化位置錯誤或資料遺漏的狀況，圖 3.7 為坐標展繪工具執行介面。. 圖 3.7. 坐標展繪工具執行介面. 使用軟體工具(ESRI ArcGIS Desktop)，擷取管線之「上下游人孔編號」及人孔屬性之「點位坐標值」，可在人孔間建構管線線段(PolyLine)圖元，並連結該管線所屬之屬性資料。此項作業程序以電腦程式執行，不但具有高效率，且可避免人為數化位置錯誤或資料遺漏的狀況，圖 3.8 為管線線段與屬性建構執行介面。. 26.

(34) 圖 3.8. 管線線段與屬性建構執行介面. 此項作業流程係由人力套疊人孔、管線、集水井與連接管等圖層檔案，檢視各項雨水下水道設施之相對位置是否合理，另視情況套疊電子地圖、都市計畫圖等參考圖資，確認整體資料空間位置合理，避免坐標系統錯置或圖層偏移等錯誤，圖 3.9 為圖層檔案套疊比對案例。. 圖 3.9. 圖層檔案套疊比對案例. 以批次程式執行圖層檔案轉製至空間資料庫，空間資料庫設計以縣市為單位，個別資料庫皆可容納對應縣市之人孔、管線、集水井、連接管等圖層資料，圖 3.10 為圖層檔案轉製空間資料庫案例。 27.

(35) 圖 3.10 圖層檔案轉製空間資料庫案例. 藉由上述作業流程，可確保本文所用資料庫建置成果相較於採用文件表格保存雨水下水道臺帳資料，或於紙本圖資標記人孔、管線分布狀況等作法，更精確且便利。以新竹縣為例，套疊通用版電子地圖如圖 3.11 所示。. 圖 3.11 雨水下水道成果圖資套繪畫面. 28.

(36) 3.3. 水理分析模式設定本文水理模擬分析採用 Sobek 模式，此模式為一套整合河川、區域排水與都市排水系統之水文、水理模式，具有視窗化之操作介面，模擬所需相關資料可於 Sobek 模式中進行輸入，亦可透過 Sobek 模式整合地理資訊系統之功能，直接讀入建置於地理資訊系統之資料，待輸入完成後，即可進行演算。採用 Sobek 之一維水理模式與二維漫地流等模組，可於模式中設置相關抽水站、堰流、箱涵等建造物，待水文資料與地理資料建置完成後，即能進行模式演算，並根據歷史水文事件進行模式檢定、驗證等工作。模式設定上有兩種分析方式，1D2D 淹水模擬（一維渠道斷面與二維地形高程(digital elevation model, DEM)耦合），及一維二維漫地流模擬；本文採用 1D2D 淹水模擬，其相關控制方程式說明如后：一、一維水理模式 Sobek 模式中之一維水理模擬所採之控制方程如下： ∂A. 質量方程式…………………………………………… ∂tf + ∂Q. ∂ Q2. ∂h. gQ|Q|. ∂Q. 動量方程式……………… ∂t + ∂s [ A ] + gAf ∂s + C2 RAf − B f. ∂s τw ρ. = qlat =0. 式中，Q：流量、g：重力加速度、t：時間、s：沿流動方向之空間坐標、h = 水位、R =水力半徑、qlat =側入流量、Af =濕周面積、C =Chezy 係數、B =河流寬度、τ w =風剪力、ρ =水密度。（Sobek User Manual，2016）於使用上可依據排水系統、河川、抽水站、防洪閘門等實測資料進行模式建置，如圖 3.12 所示。. 防洪閘門. 一維水理建置. 抽水站. 圖 3.12 Sobek 一維水理模式建置示意圖 29.

(37) 二、二維水理模式 Sobek 模式中之二維水理模擬所採之控制方程如下： ∂h. 質量方程式…………………………………… ∂t + ∂u. ∂u. ∂v. ∂h. ∂(ud) ∂x. +. ∂(vd) ∂y. =0. u|V|. 動量方程式…………… ∂t + u ∂x + v ∂y + g ∂x + g C2 d + au|u| = 0 ∂v ∂t. ∂v. ∂v. ∂h. v|V|. + u ∂x + v ∂y + g ∂x + g C2 d + av|v| = 0. 式中， x, y =模擬區域之迪卡兒空間坐標； u, v = x, y 方向之平均流速； d =模擬區地表水深； a =邊牆摩擦係數； V = √u2 + v 2 。（Sobek User Manual，2016）. 30.

(38) 第四章實作範例與分析 4.1. 示範區排水系統現況說明. 本研究選擇新北市中和都市計畫區作為示範區。中和都市計畫區包含中和區之大部分，東北面緊接永和區，西北面以莒光路為界，與板橋都市計畫區接壤；西南與土城區為鄰，東南與新店區相接，面積約為 1,739.10 公頃，中和都市計畫區如圖 4.1 所示。. 圖 4.1. 中和區都市計畫圖. 中和區都市計畫區排水系統相關說明如下：一、環境水系中和地區北鄰新店溪，屬淡水河支流之一，屬常流河型態，新店溪至板橋北側與大漢溪匯流成為淡水河。中和區內南部山峻勢急，暴雨來時，山腳溝壑多形成山澗，水勢湍急；然天旱時僅剩涓涓細流，不久即乾涸，未具常流河型態；除此之外，區內略具屬河流型態的有貫穿中和區南北邊之南山溝，以及中和區與永和區邊界上的瓦磘溝兩者。相關環境水系圖如圖 4.2 所示，環境水系說明如下：. 31.

(39) 圖 4.2. 中和區水系圖. 1.南山溝南山溝發源於中和區橫路里之鹿寮山區，東北行約 2.0 公里，至內南里界有番仔壁溪匯入，即稱南山溝。再沿興南路二段流約 0.8 公里至壽南里界，漸折而向西北與南山路平行，沿途流經外南里、吉興里及復興里等區，最後於景安路與和平路口匯入下水道箱涵，並經中正路地下排水箱涵於台貿一村南側與連城支線合流後，為中和排水路主流段。南山溝上游山區集水區甚大，暴雨來時常造成南山溝排水不及而有溢堤現象，因此新北市政府已於南山溝上游進行分流工程，現已完工，最大分流量約 52cms。 2.瓦磘溝瓦磘溝（又名潭墘溝）發源於秀山里之尖山腳，西北向約 1 公里，走永和區與中和區邊界上，曲折西南行，約 0.5 公里，入本區界；循安和及泰安兩里南界，在曲折西北行，約 1 公里，至本區枋寮里與永和區界上，略轉正北向，又約 1 公里，至瓦磘里與永和區界上，折而西北行，約 1 公里左右，注入新店溪，全長約 4 公里。 3.中原溝中原溝位於中和區之西北方，其所涵蓋集水區內多以工業區為主。其上游主要由中正路系統注入中原溝，最終經中原抽水站後排入新店溪，全長約 859 公 32.

(40) 尺。 4.中和排水路「中和排水路」係為中和區北區防洪計畫專線闢建，主要截流西南面土城區轄之清水內滕寮坑流域及中和區圓通集水分區及南山溝集水分區之廣大山區逕流所新闢之排水專線，中和排水路全區含蓋之集水面積約為 1,268 公頃，山區洪峰將經由此一排水專線排放至新店溪，出口端設有中和抽水站及中和二抽水站，做為新店溪外水高漲時抽排內水之用。二、中和區雨水下水道系統中和區雨水下水道系統，最早係為 1977 年完成規劃，並於 2002 年營建署修正完成「中和市、永和市雨水下水道系統(重新檢討)規劃報告」，另中和區公所於 2003 年完成「中和市雨水下水道系統整體檢討規劃報告」，針對中和區現況排水系統可劃分為內南、景南區、瓦磘溝東支流、復興、瓦磘中支流、中原、圓通及瓦磘西支流等八個排水分區；中和區雨水下水道系統及水系如圖 4.3 所示。. 圖 4.3. 中和區集水分區圖. 1.排水分區中和地區依據「中和市雨水下水道系統整體檢討規劃報告」內容，依據區域 33.

(41) 排水路之規劃及地形地勢，將中和區分為八大集水區，分別為內南、景南、復興、圓通、瓦磘溝東支、瓦磘溝中支、瓦磘溝西支、中原溝集水區，各排水分區及排水現況分述如下： (1)內南集水區本區包含東南山區丘陵，集水區範圍北至景平路為界，東至南山溝，集水區位置詳圖 2.3-1。因南山溝上游山區集水區甚大，暴雨來時常造成南山溝排水不及而有溢堤現象，因此新北市政府於南山溝上游進行分流工程，現已完工，最大分流量約 52cms。其集水區下游部分主要經由興南路排水幹線(尺寸約為□ 0.86m*0.99m～□□3m*2.4m)，經由景平路、枋寮街最終流入瓦磘溝。管線內部狀況以興南路二段一帶管線，破損狀況較為密集，破損尺寸約□0.35 m *0.3 m ～ □1.48 m *0.7 m。 (2)景南集水區本區與內南集水區同屬南山溝流域的一部份，北以景平路，南與新店邊界為界，集水區位置詳圖 2.3-1。排水幹線主要由華新街排水幹線(尺寸約□1.4m*1.55m ～□1.37m*1.61m)行經忠孝街、仁愛街、和平街，經景平路後分流置瓦磘溝及中和排水路。管線內部狀況，忠孝街一帶有橫越管、纜線附掛、破損狀況，其中以橫越管狀況較多，尺寸約Φ0.06m～Φ0.1 m。 (3)復興集水區本區位在中和山區內南及圓通兩集水區之間，集水分區北邊以中正路截流箱涵為界，全區面積計有 77.6 公頃，山區丘陵地約佔 1/2 強，現今丘陵地間之坡地均已開發怠盡，全區開發可說達飽和狀態，集水區位置詳圖 2.3-1。主要排水幹線沿復興路(尺寸約Φ1.0m～Φ1.5m)及中興街向北經中興街抽水站匯入中正路截流箱涵，東側則有內南、景南集水區經南山溝及和平路幹線於景安街、板南路處匯流北轉排入中正路下排水箱涵，最後流入中和排水路。管線內部狀況以中興街 202 巷及和平街景安路口一帶橫越及破損狀況較多。 (4)圓通集水區本區屬瓦磘溝中支流流域中上段部份，範圍包含中和區西南丘陵地，東與復興及內南集水區為界，北以連城路為界，全區面積達 344.58 公頃，山區水系分佈甚為發達，農業區分佈於下游溝間帶，中上游則多為保護區，已開發之都市化街廓僅佔本區面積六分之一強，集水區位置詳圖 2.3-1。主要排水幹線為錦和路(尺寸約Φ2.0m～□□2.6m*1.49m)及圓通路 252 巷(尺寸約□2.01 m *2.01 m ～□2.2 m *2.05 m )，出口皆流入中和排水路。圓通集水區北側，則以圓通溝(□3.4 m *2.55 m ～□4 m *2.25 m)為主要排水路，排放至中和溝出口。管線內部狀況以圓通路 296 巷一帶管線橫越及破損狀況較多，橫越管線尺寸約Φ0.05 m～Φ0.15 m。 (5)瓦磘溝東支集水區瓦磘溝東支流上由發源於尖山腳，河道坡度平緩，綿延彎曲斷面不一，全長約 3,844 公尺，流域面積跨越永和、中和兩行政區，皆蒐入永和及中和部分集水區排水量，集水區位置詳圖 2.3-1。主要排水幹線為景平路(尺寸約Φ3.6m)往秀山 34.

(42) 抽水站方向，最終經抽水站排放至新店溪出口。集水區北側主要幹線為自立路(尺寸約Φ1.35m～Φ1.65m)、自強路(尺寸約Φ1.35m～□1.5 m *1.5 m )，於立人街滙流後排放至瓦磘溝支流中。管線內部狀況以景新街橫越狀況較為密集，尺寸約Φ 0.06 m ～Φ0.15 m。 (6)瓦磘溝中支集水區瓦磘溝中支集水區範圍西以中和排水路為界，東鄰瓦磘溝東支流域，南以中山路為界，北至新店溪，下游設有瓦磘抽水站，排洪至新店溪中。全區均為已開發完整，集水面積約為 345 公頃，集水區位置詳圖 2.3-1。主要幹線分布於中山路二段二巷 45 弄(尺寸約Φ0.9m～□1.1 m *1.32 m)、福祥路(尺寸約Φ0.8m～ Φ1.0m)及景平路(尺寸約Φ0.8m～Φ1.0m)一帶，分別流入瓦磘溝支流中。管線內部狀況以橋安街纜線覆掛較為密集，莊敬路 33 巷一帶以橫越管狀況較多，尺寸約Φ0.1 m ～Φ0.15 m。 (7)瓦磘溝西支集水區本區西與中和區內丘陵為界，東至中和排水路，南以連城路為界，北至新店溪，全區面積達 351.2 公頃，集水區位置詳圖 2.3-1。主要幹線為中正路(尺寸約 □1.67 m *1.65 m～□□2.7 m *2.7 m)蒐集兩側引水幹線後，排放至中原溝出口。管線內部狀況以健康路、建一路一帶管線積水達 1.0m 左右，其他較無嚴重狀況。 (8)中原溝集水區本區位於中和區之西北方，西鄰板橋區，東至中和排水路，南鄰瓦磘溝西支集水區，北至新店溪。區內主要排水路為中原溝，排至下游中原抽水站全區內以工業區為主，區內主要排水路為中原溝，排至下游中原抽水站，集水區位置詳圖 2.3-1。主要幹線為員山路 581 巷(尺寸約□1.78 m *1.67 m ～□5 m *4 m)經員山路 514 巷穿越中正路排放至中原溝出口。其他部分幹線板南路及立德街皆將集水區水量排放至中原溝。管線內部狀況以員山路 611 巷 4 弄沿板橋邊界一帶管線，橫越管及破損情況較為密集，橫越管尺寸約Φ0.1m～Φ0.2m，破損尺寸約□0.15 m *0.34 m ～□0.45 m *0.6 m。 2.抽水站配合台北防洪三期計畫完成，屬中和區內之鄰近新店溪抽水站共計有四座，分別為瓦磘抽水站、中和抽水站、中原抽水站及秀山抽水站；另有公所配合中和排水路興建完成擴建中和二抽水站及市區易淹水區興建中興街抽水站、安樂街及泰安抽水站等合計八座，以及臨時抽水站如景安、幸福、鳳翔、保健、南山、台陽、環球、民有街共計 8 處沉水式抽水機組。其中泰安抽水站位在永和及中和邊界，需排放部分永和區內之降雨逕流量。中和抽水站及中和二抽水站均抽排中和排水路洪峰為聯合操作抽水站，經整理後各抽水站之相關資料詳如表 4.1。. 35.

(43) 表 4.1 抽水站名稱. 現有抽水量 cms. 瓦磘中和中和二中原秀山泰安中興街安樂街景安站幸福站鳳翔站保健站南山站台陽站環球站民有街站. 中和區抽水站相關資料. 操作水位起抽滿載 (m) (m). 集水面積 (ha). 備註. 48.0. 2.7. 3.6. 563. 集水區包含瓦磘中支流. 51 42.5 24 20 2.0 8.0 3 0.6 0.6 0.6 0.166 0.066 0.066 0.075 0.15. 4.4 3.8 3.3 3.1 4.5 5.4 1.8. 5.4 5.3 4.3 4.0 5.5 6.2. 886. 中和排水路. 411 72 18.9 63.3 臨時抽水站臨時抽水站臨時抽水站臨時抽水站臨時抽水站臨時抽水站臨時抽水站臨時抽水站. 三、彙整中和區雨水下水道 GIS 資料庫取得之中和區雨水下水道人孔及管線資料表如圖 4.4 及圖 4.5 所示，數量統計如表 4.2。. 圖 4.4 中和區雨水竣工管線資料表. 36.

(44) 圖 4.5 中和區雨水竣工人孔資料表. 表 4.2. 雨水人孔. 中和區雨水設施統計表正常人孔. 1761 個. 覆蓋人孔. 248 個. 虛人孔. 89 個. 單孔箱涵. 25325.26 公尺. 單孔管涵. 43260.26 公尺. 雙孔箱涵. 5459.12 公尺. 三孔箱涵. 660.56 公尺. 雨水管線. 依據 3.1 節所述方式，使用軟體工具(ESRI ArcGIS Desktop)，將人孔位置文字格式檔案轉製為 shapefile 格式，套疊於行政區域圖及街廓圖，如圖 4.6。. 37.

(45) 圖 4.6 中和區雨水管線人孔分布圖. 四、中和區都市計畫區易積水區域整理依據「臺北縣十六處重大水患地區淹水原因探討及解決對策」（台北縣政府工務局，2002）資料得知，中和地區過去由於南山溝溢堤所造成的金山市場積淹水情形，於南山溝分洪完工後，目前已無積淹水之現象。現況中和區易發生積淹水之地點如表 4.3 所示；主要發生地點如景安路與復興路口及復興國小前、民有街及民享街、忠孝路一帶員山路 581 巷附近、圓通路等處，中和區都市計畫區易積水位置如圖 4.7 所示。表 4.3. 中和區易積水位置表. 代號. 易積水位置. A. 民有街及民享街一帶. B. 員山路 581 巷. C. 員山路 484 號附近. D. 圓通路 291 巷 38.

(46) E. 復興路 280 巷口附近. F. 景安路與復興路口. G. 華新街. H. 忠孝街一帶. I. 景新街 467 巷 20 弄. J. 莒光路 134 號. K. 大智街 55 巷 24 號. L. 中正路、錦和路. M. 國光街 112 巷 24 弄 3 號 1 樓. N. 員山路 26 號. O. 員山路 381 號. 圖 4.7. 中和區易積水位置圖. 整理 102 年～104 年中和區發生積水事件之降雨事件及其發生積水地點之位置如表 4.4 所示，較嚴重之降雨事件為民國 102 年 7 月 6 日、民國 102 年 8 月 23 39.

(47) 日及民國 104 年 6 月 14 日，其最大降雨強度分別為 92mm/hr、116mm/hr 及 76.5mm/hr。於 102 年 8 月 23 日發生之積水位置位於中興路、忠孝街、景平路、中正路、中山路等處，大部分均於短期內退水，惟以中山路三段（環球購物中心）、民有街、民享街附近較為嚴重。表 4.4. 102 年～104 年中和區發生積水事件之降雨事件表. 日期. 最大降雨強度(mm/hr). 積水位置(處). 102/06/23. 45.5. 3. 102/07/06. 92. 14. 102/08/23. 116. 41. 103/05/21. 53. 2. 104/05/12. 31.5. 2. 104/06/14. 76.5. 8. 104/08/13. 52. 4. 4.2. 示範區排水系統水理分析參數設定採用之水文參數及水理模式邊界條件等說明如後：一、降雨強度依據中和區現行雨水下水道設計標準，採用五年重現期距設計暴雨為檢討設計雨量，降雨強度公式採用「中和市、永和市（重新檢討）雨水下水道系統規劃報告」(內政部營建署，2002)之降雨強度公式，五年重現期距公式如下：. I5 . 8336 t  41.37. 式中，I：集流時間為 t 分鐘之五年重現期降雨強度(mm/hr) t：集流時間(min) 二、降雨延時都市小集水區短延時降雨，採五年一次暴雨設計暴雨歷線之延時為 90 分鐘為保守值，降雨延時及組體圖降雨時距為 5 分鐘，最大降雨落在第 30 分鐘，峰值屬發生於前段分析較為保守，本文示範區中和區五年一次降雨組體圖如圖 4.8 所示。. 40.

(48) 200 179.77. 180 160. 144.78. I(mm/hr). 140 119.09. 120. 99.69. 100. 84.67. 80. 72.80 63.27. 60 40. 55.50. 49.07. 43.70. 39.16. 35.30 31.98 29.11 26.61 24.42 22.48 20.77. 20 0 5. 10. 15. 20. 25. 30. 35. 40. 45 50 55 Time(min). 60. 65. 70. 75. 80. 85. 90. 圖 4.8 中和區五年一次降雨組體圖 (圖片來源：新北市政府). 三、逕流係數參考「中和市、永和市（重新檢討）雨水下水道系統規劃報告」（內政部營建署，2002）之逕流係數，整理詳表 4.5；集水區若含不同區別者，則採面積加權方式求得計算。表 4.5. 使用區別商業區混合住宅區工業區機關學校公園、綠地保護區或山區、農業區. 逕流係數表. 平均逕流係數 0.83 0.75 0.70 0.66 0.54 0.49. 不透水表面率(%) 100 80 70 60 30 20. 四、集流時間計畫逕流量採用合理法公式估算時，其主要基本假定之一為降雨延時等於集流時間，而集流時間係指降於集水區域內某地點之雨水，流至最下游雨水管渠所需之最長時間( Tc )；一般包含流入下水道管渠所需時間( t1 )，與地面粗糙度、滯流情況、坡度及街廓大小有關，而流下時間係指降雨經下水道管渠至計畫地點所需時間( t 2 )。為使水力計算結果能符合實際情況，集流時間將依各集水區不同之集流條件分別求出其值，估算方式如下： 1.流入時間( t1 )： 41.

(49) (1)都市計畫區內之流入時間：一般雨水下水道幹支線系統採用 10 至 15 分鐘。 (2)外圍集水區之流入時間：如屬人工整治之規則河段，根據各河斷面、坡度、粗糙係數、洪峰流量大小，依曼寧公式計算；如屬天然河段則採用加州公路局公式、 Rziha(芮哈)公式或周文德公式估算，其估算公式如下： (i)加州公路局公式： Tc  (0.87  L3 / H ) 0.385. (ii)Rziha(芮哈)公式： Tc  L / W ； W  72  ( H / L). 0.6. (iii)周文德公式：.  1000  L   Tc  0.005   0.5   (100  S ) . 0.64. / 0.6. 式中， Tc 為集流時間(分鐘)； L 為雨水自分水嶺至雨水下水道流入點之流程 (公里)； H 為流程兩端高程差(公尺)； W 為洪水流速(公里/秒)； S 為集水區內排水路最上游點至控制點之平均坡度(%)。 2.流下時間( t 2 )：指雨水流經人工水道至設計計畫點所需時間，其計算式如下說明： t2 . V. Li. / 3600. i. 式中， t 2 為流下時間(小時)； Li 為流經人工水道各段長度(公尺)； Vi 為對應流經各段水道之平均流速(公尺/秒)；  為累加總和。五、粗糙係數選定依據「雨水下水道設計指南」(內政部營建署，2010)，粗糙係數 n 值依各種管渠材質不同材料而異，常用各種材料之 n 值如表 4.6 所示。考量一般管渠粗糙係數 n 值介於 0.012 至 0.016 之間，而本次規劃管渠以混凝土內面為主，故粗糙係數採 0.015。. 42.

(50) 表 4.6. 各種管材之粗糙係數. (資料來源：內政部營建署，「雨水下水道設計指南」，2010). 管渠內面. 管渠材料. 最佳. 良好. 普通. 劣. 陶管(上釉). 0.010. 0.012. 0.014. 0.017. 陶管(未上釉). 0.011. 0.013. 0.015. 0.017. 混凝土管、磚砌. 0.012. 0.013. 0.015. 0.017. 鑄鐵管(裡襯). 0.011. 0.012. 0.013. -. 鋼管. 0.010. 0.012. 0.013. -. 混凝土襯砌. 0.012. 0.014. 0.016. 0.018. 石綿管. 0.011. 0.012. 0.013. 0.016. 塑膠管、玻璃纖維管 0.010. 0.011. 0.012. 0.015. 六、水理模式邊界條件中和區雨水下水道系統主要排放至區內明溝排水路(如中和大排、瓦磘溝、中原溝等)，模式分析將以各明溝排水路於雨水下水道系統出口之規劃水位作為排水系統出口之邊界水位，參考「中和市、永和市(重新檢討)雨水下水道系統規劃報告(2002.5)」、「中和抽水站增建工程委託技術服務期中規劃報告書(定稿本)(2003.6)」、「瓦磘溝排水整治及環境營造規劃報告(2010.11)」所調查明渠之斷面高程及五年重現期水位高程作為中和地區雨水下水道系統出口之邊界條件。因部分管線出口邊界條件無五年重現期水位高程，故採用管線匯入點明溝高度的百分之八十做為明溝之邊界條件。對應匯入明溝內邊界水位詳表 4.7。表 4.7 人孔編號. 渠底高程(m). 中和區雨水下水道出口邊界條件表 5 年重現期水位高程(m). 匯入點明溝高度 80%高程(m). 7.08. 備. 3536-801. 5.50. 中和排水路. 3538-801. 1.84. 5.034. 中原溝. 3538-802. 1.84. 5.034. 中原溝. 3538-803. 0.65. 3.71. 中原溝. 3538-804. 1.40. 3.64. 中原溝. 3538-805. 1.40. 3.64. 中原溝. 3538-806. 1.64. 3.1. 中原溝. 3538-807. 1.64. 3.1. 中原溝. 3538-808. 1.40. 3.64. 中原溝. 3636-801. 3.80. 6.69. 中和排水路. 3636-802. 3.42. 6.64. 中和排水路 43. 註.

(51) 人孔編號. 渠底高程(m). 5 年重現期水位高程(m). 匯入點明溝高度 80%高程(m). 備. 註. 3636-803. 3.40. 6.5. 中和排水路. 3636-804. 3.40. 6.5. 中和排水路. 3637-801. 3.30. 6.59. 明溝. 3637-802. 3.30. 6.59. 明溝. 3637-803. 3.82. 6.58. 明溝. 3637-804. 3.82. 6.58. 明溝. 3637-805. 5.26. 6.52. 明溝. 3637-806. 5.26. 6.52. 明溝. 3637-807. 2.24. 5.89. 中和排水路. 3638-801. 1.86. 5.81. 中和排水路. 3638-802. 1.86. 5.81. 中和排水路. 3638-803. 1.75. 6.51. 二八張溝. 3638-805. 1.66. 5.5. 中和排水路. 3639-801. 0.98. 3.135. 中原溝. 3737-801. 2.64. 6.32. 瓦磘溝中支流. 3737-802. 2.64. 6.32. 瓦磘溝中支流. 3737-803. 2.64. 6.32. 瓦磘溝中支流. 3737-804. 2.3. 3737-805. 2.25. 3738-803. -0.03. 4.85. 瓦磘溝. 3738-804. 1.63. 6.46. 瓦磘溝中支流. 3738-805. 0.92. 6.43. 瓦磘溝中支流. 3738-806. 1.24. 6.43. 二八張溝. 3738-807. 1.24. 6.43. 二八張溝. 3738-808. 0.89. 6.43. 瓦磘溝中支流. 3738-809. 0.57. 6.43. 瓦磘溝中支流. 3836-801. 2.57. 6.36. 瓦磘溝. 3836-802. 2.57. 6.36. 瓦磘溝. 3836-803. 2.55. 6.19. 瓦磘溝. 3836-804. 2.42. 6.08. 瓦磘溝. 3836-805. 2.27. 5.97. 瓦磘溝. 3836-806. 2.27. 5.97. 瓦磘溝. 3836-807. 2.52. 6.42. 瓦磘溝. 3837-807. 1.85. 5.81. 瓦磘溝. 3837-808. 1.69. 5.72. 瓦磘溝. 6.46. 瓦磘溝中支流 6.35. 44. 瓦磘溝中支流.

(52) 人孔編號. 5 年重現期水位高程(m). 渠底高程(m). 匯入點明溝高度 80%高程(m). 備. 3837-809. 1.85. 5.81. 瓦磘溝. 3838-804. 0.82. 5.22. 瓦磘溝. 3838-805. 1.04. 5.38. 瓦磘溝. 3936-810. 2.60. 6.42. 瓦磘溝. 3936-811. 2.71. 6.44. 瓦磘溝. 4035-801. 7.91. 4036-801. 5.46. 6.96. 瓦磘溝. 3936-701. 4.42. 6.79. 瓦磘溝. 3936-702. 2.91. 6.67. 瓦磘溝. 9.14. 4.3. 註. 瓦磘溝. 示範區排水系統水理分析（Sobek）以 Sobek 模式建置中和區排水系統，模式建置流程圖如圖 4.9 所示。所蒐集基本資料包含中和區雨水竣工人孔及管線 GIS 資料，及中和區易積淹水位置之歷史資料。. 基本資料蒐集. 水文模式建置. 一維水理模式建置. 二維水理模式建置. 歷史事件模擬否模式參數檢定與驗證. 是. 各情境案例分析與成果. 圖 4.9. Sobek 模式建置流程示意圖 45.

(53) 依據中和區排水系統歷年測量調查之管線、人孔及次集水區等資料，建置中和區排水系統一維水理模擬資料，並依據現況地理基本資料，進行集水區水文參數設定，二維水理模擬則以內政部數值高程資料（DEM）建置；中和區排水系統出口邊界以各出口所排入之明渠之五年重現期水位高程建置，部分排水系統出口邊界無五年重現期水位高程，則採用出口匯入點之明溝高度的百分之八十做為排水系統出口之邊界條件。將中和區雨水竣工人孔及管線匯入 Sobek 如圖 4.10 所示。. 圖 4.10. 4.3.1. GIS 資料匯入 Sobek 示意圖. 模式檢定與驗證. 選用 102/08/23 發生之暴雨事件做為模式檢定場次，該暴雨事件之降雨組體圖如圖 4.11 所示，最大降雨強度為 116mm/hr。. 46.

(54) 圖 4.11 102/08/23 暴雨事件降雨組體圖 (圖片來源：新北市政府). 另以 104/06/14 發生之暴雨事件做為驗證場次，該暴雨事件之降雨組體圖如圖 4.12 所示，最大降雨強度為 76.5mm/hr。由於所收集之資料僅有各暴雨事件發生之積水地點，故僅以模式模擬積水地點與該場暴雨事件發生之積水地點相似程度進行模式檢定調整及驗證之依據。. 圖 4.12 104/06/14 暴雨事件降雨組體圖 (圖片來源：新北市政府). 47.

(55) 1.模式檢定 102/08/23 發生之暴雨事件中和區積水位置 41 處，茲列出較嚴重 18 處地點如表 4.8 及圖 4.13 所示，Sobek 模式模擬該事件之積水位置如圖 4.14 所示，套疊後可發現模式模擬之中和區積水位置與實際發生之積水位置大致相符，如圖 4.15 所示。表 4.8. 中和區 102/8/23 暴雨事件積水位置表. 積水位置編號. 發生積水位置. 1. 景安路宜安路口. 2. 景平路 570 到 608 號. 3. 中興街、板南路一帶. 4. 中正路 35 巷 19 弄. 5. 中正路 167 巷 16 號. 6. 板南路、橋和路口. 7. 興南路一段 93 巷. 8. 仁愛街. 9. 景新街 384 號. 10. 南山路 127 巷 27 弄 24 號. 11. 景新街 266 號. 12. 民有街及民享街一帶. 13. 圓通路 435 巷. 14. 立德街 26 巷 5 弄. 15. 忠孝街一帶. 16. 環球購物中心一帶. 17. 中正路、錦和路口一帶. 18. 莒光路 134 號. 19. 員山路 381 號一帶. 48.

(56) 圖 4.13 中和區 102/08/23 暴雨事件積水位置圖. 圖例雨水下水道調查人孔_中和區雨水下水道調查管線_中和區. 圖 4.14 中和區 102/08/23 暴雨事件 Sobek 模式模擬積水位置圖. 49.

(57) 圖 4.15. 中和區 102/08/23 暴雨事件模擬積水位置與實際淹水位置套疊圖. 2.模式驗證 104/06/14 發生之暴雨事件中和區積水位置 8 處，詳細地點如表 4.9 及圖 4.16 所示，Sobek 模式模擬該事件之積水位置如圖 4.17 所示，套疊後可發現模式模擬之中和區積水位置與實際發生之積水位置大致相符，如圖 4.18 所示。至於不相符之部分，應與該場降雨之分佈均勻性相關，由於模式假設集水區範圍內為均勻降雨，故與實際降雨分佈不盡相同，由本次暴雨事件實際積水位置研判，此次暴雨多集中於中和區東側忠孝街一帶，造成積水位置多集中於此處。表 4.9. 中和區 104/6/14 暴雨事件積水位置表. 積水位置編號. 發生積水位置. 1. 中和區忠孝街 40 號. 2. 中和區自立路 123 號. 3. 中和區忠孝街 11 巷. 4. 中和區南山路 250 巷. 5. 中和區仁愛街 85 號. 6. 中和區中山路二段 351 號. 7. 中和區忠孝街、華新街口 50.

(58) 8. 中和區民德路 27 號. 圖 4.16. 中和區 104/06/14 暴雨事件積水位置圖. 圖例雨水下水道調查人孔_中和區雨水下水道調查管線_中和區. 圖 4.17. 中和區 104/06/14 暴雨事件 Sobek 模式模擬積水位置圖. 51.

(59) 圖 4.18 中和區 104/06/14 暴雨事件模擬積水位置與實際淹水位置套疊圖. 不相符之部分，與該場降雨之分佈均勻性、地表環境有關，由於模式假設集水區範圍內為均勻降雨，故與實際降雨分佈不盡相同；由本次暴雨事件實際積水位置研判，此次暴雨多集中於中和區東側忠孝街一帶，而經過套疊數值地形圖（DEM）可見，該地區較接近山坡，地形可能造成排水不易，如圖 4.19 所示。. 圖 4.19. 實際淹水區域與 DEM 套疊圖. 52.

(60) 另外參考 Google 街景，如圖 4.20 及圖 4.21 所示，可見此區域偏商業區，推估下水道淤積情形較為嚴重，且部分較小的巷弄非計畫道路，可能無排水側溝或管線，亦可能被民生用品遮蔽，造成積水位置多集中於此處。. 圖 4.20. Google 街景(一). 圖 4.21. Google 街景(二). 4.3.2 雨水下水道普查及空間資料庫於水理模式之應用中和區排水系統 Sobek 水理模式檢定及驗證成果顯示，其積水模擬尚符合實際現況，可提供未來模擬各種情境降雨以擬定相對應之對策及提升預警反應時間等工作。 Sobek 水理模式可應用未來將建置完成之雨水下水道普查及空間資料庫自動完成模式建置及設定等工作，應用自動化的轉檔及匯入作業，可以提高模式建置之正確性及便捷性；若已完成 Sobek 水理模式建置之都市計畫區未來新增加排水系統建設，透過資料庫自動轉換程式，即能將最新排水系統資料轉換並匯入該都 53.

(61) 市計畫區之 Sobek 水理模式中，提供模式使用者能夠便捷可靠的進行最新排水系統檢討分析工作。詳細自動化過程說明如下： 1.應用空間資料庫自動產出 Sobek 水理模式之一維水理模式 Sobek 水理模式所需之雨水下水道系統管線、人孔及排水分區等資料，可應用雨水下水道普查及空間資料庫，依據 Sobek 制定之格式資料自動產出，並匯入至 Sobek 水理模式後，即能自動建置完成 Sobek 模式之一維水理模式，其自動產出之流程如圖 4.22 所示。. 人孔. 匯入. 讀出. 雨水下水道. 排水分區雨水下水道普查及空間資料庫. 依Sobek格式自動產出資料. Sobek水理模式. 圖 4.22 應用空間資料庫自動產出 Sobek 水理一維模式流程示意圖. 2.應用空間資料庫自動產出 Sobek 水理模式所需之逕流歷線資料配合各都市計畫區透過水文分析求得之不同重現期之降雨強度或實際降雨資料，與雨水下水道普查及空間資料庫所建置之各排水分區逕流係數進行演算，可計算出各都市計畫區排水分區於不同重現期降雨強度或實際降雨之逕流歷線，匯入 Sobek 排水系統水理模式。上述流程亦能自動化處理，其自動化處理流程如圖 4.23 所示。人孔. 雨水下水道排水分區真實降雨或設計降雨. 資料庫 - 排水分區逕流係數 A=1.0公頃,Tc=5min,C=0.79之逕流歷線 0.40 0.35. A=1.0公頃,Tc=5min,C=0.79之逕流歷線. 0.25 0.20. 0.40. 0.15. 0.35. 0.10. 0.30. 0.00. 匯入. 0. 流量(cms). 0.05. 10. 0.25 0.20. 20. 30. 40. 0.15. A=1.0公頃,Tc=5min,C=0.79之逕流歷線 50 60 70 80 90 100 時間(min). 0.10. 0.40. 0.05. 0.35. 0.00. 0.30 0. 流量(cms). 流量(cms). 0.30. 0.2510. 20. 30. 40. 50. 60. 70. 80. 90. 100. 自動計算入流人孔逕流歷線. 時間(min). 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0. 10. 20. 30. 40. 50. 60. 70. 80. 90. 100. 時間(min). Sobek水理模式圖 4.23. 入流人孔逕流歷線. 應用空間資料庫自動產出 Sobek 模式人孔逕流歷線流程示意圖. 54.