沿海低地平原排水系統之暴潮與越域水流研究(2/2)

MOEAWRA0970056

沿海低地平原排水系統之暴潮與越域 水流研究(2/2)

A study on the surge and cross-watershed runoff for the drainage system of the coastland (2/2)

主辦機關：經濟部水利署

執行單位：財團法人成大研究發展基金會

中華民國 97 年 12 月

目錄

目錄···i

表目錄···iv

圖目錄···vi

摘要···xv

Abstract ···xvii

第一章 前言···1

1-1 計畫緣起與目的 ···1

1-2 計畫範圍概述 ···3

1-3 計畫工作項目 ···7

第二章 劉厝排水治理···8

2-1 劉厝排水系統淹水現象 ···8

2-2 劉厝流域排水及淹水改善研究 ···14

第三章 地文資料之建置與分析···18

3-1 演算範圍···18

3-2 流域及潟湖邊界高程分析 ···20

3-3 數值地形···23

3-4 數值高程···24

3-5 土地利用···26

第四章 雨量與暴潮分析···27

4-1 雨量資料收集 ···27

4-2 降雨強度頻率分析 ···29

4-3 Horner雨量強度公式建立···33

4-4 雨型設計···35

4-5 天文潮分析 ···47

4-6 暴潮偏差頻率分析 ···48

第五章 淹水潛勢分析···51

5-1 地文性淹排水模式之建立 ···51

5-2 演算範圍之格區佈置 ···61

5-3 0612 豪雨淹水現象模擬 ···62

5-3.1 降雨過程與潮位歷線 ···62

5-3.2 模擬結果 ···63

5-4 海棠颱風豪雨淹水現象模擬 ···68

5-4.1 降雨過程與潮位歷線 ···68

5-4.2 模擬結果 ···69

5-5 卡玫基颱風豪雨淹水現象模擬 ···74

5-5.1 降雨過程與潮位歷線 ···74

5-5.2 模擬結果 ···75

5-6 設計暴雨淹水潛勢分析 ···82

5-7 七股潟湖潮口暴潮對淹水影響分析 ···92

5-8 劉厝排水集水區邊界越域水流分析 ··· 103

第六章 劉厝排水集水區改善方案之淹水潛勢分析··· 111

6-1 淹水改善計畫 ··· 111

6-2 劉厝排水治理計畫之重現期豪雨淹水潛勢分析··· 121

6-3 劉厝排水治理計畫之歷史豪雨淹水現象模擬··· 132

6-3.1 0612 豪雨 ··· 132

6-3.2 海棠颱風 ··· 133

6-3.3 卡玫基颱風 ··· 134

6-3.4 劉厝排水治理計畫改善前、後之歷史颱風豪雨淹水現象 模擬比較··· 135

第七章 淹水預報模式研究··· 138

7-1 淹水預報模式之建立 ··· 138

7-2 淹水預報模式之應用 ··· 141

第八章 結論與建議··· 146

8-1 結論··· 146

8-2 建議··· 148

參考文獻··· 149

附錄一 頻率分析結果··· 153

附錄二 暴雨場次挑選結果··· 155

附錄三 誤差指標··· 178

附錄四 格網劃分與佈置··· 185

附錄五 劉厝排水之歷史豪雨淹水模擬歷程··· 193

附錄六 劉厝排水治理計畫之歷史豪雨淹水模擬歷程··· 207

附錄七 技術轉移相關資料··· 221

附錄八 期初報告書面審查意見辦理情形··· 225

附錄九 期中報告書面審查意見辦理情形··· 228

附錄十 期末報告書面審查意見辦理情形··· 233

表目錄

表 2-1 劉厝排水集水區及鄰近區域淹水災害報導之彙整 ···11

表 2-2 七股溪沿河主要橋樑···14

表 2-3 七股溪治理規劃新設之護岸長度 ···15

表 2-4 經濟部水利署易淹水地區水患治理計畫 ···16

表 2-5 台南縣政府水利處治理工程計畫 ···17

表 4-1 水利署雨量站況表···28

表 4-2 氣象局雨量站況表···28

表 4-3 大湖山站降雨強度頻率分析結果表 ···30

表 4-4 小公田(2)站降雨強度頻率分析結果表 ···31

表 4-5 關仔嶺(2)站降雨強度頻率分析結果表 ···31

表 4-6 六溪站降雨強度頻率分析結果表 ···32

表 4-7 西阿里關站降雨強度頻率分析結果表 ···32

表 4-8 短延時Horner公式參數 ···34

表 4-9 長延時Horner公式參數 ···35

表 4-10 各重現期距之最大颱風中心氣壓差 ···49

表 4-11 路徑一與二之不同重現期距颱風於布袋、七股與北門海域所引致 之最大暴潮偏差···50

表 4-12 將軍站不同重現期距之暴潮偏差計算結果 ···50

表 5-1 民國 94 年 0612 豪雨期間各雨量站之降雨過程···64

表 5-2 民國 94 年海棠颱風期間各雨量站之降雨過程 ···70

表 5-3 民國 97 年卡玫基颱風期間各雨量站之降雨過程 ···76

表 5-4 設計案例之總降雨量···82

表 5-5 合計潮口暴潮與天文潮期間最大漲潮流量與最大退潮流量 ···93

表 5-6 河口暴潮與天文潮期間最大漲潮流量與最大退潮流量 ···93

表 6-1 劉厝排水系統跨渠構造物改善工程計畫表 ··· 117

表 6-2(a) 0612 豪雨演算結果不同最大淹水深度對應之面積(包含鹽田及魚 塭面積) ··· 136

表 6-2(b) 0612 豪雨演算結果不同最大淹水深度對應之面積(不包含鹽田及 魚塭面積) ··· 136

表 6-3(a) 海棠颱風演算結果不同最大淹水深度對應之面積(包含鹽田及魚 塭面積) ··· 136

表 6-3(b) 海棠颱風演算結果不同最大淹水深度對應之面積(不包含鹽田及 魚塭面積) ··· 137

表 6-4(a) 卡玫基颱風演算結果不同最大淹水深度對應之面積(包含鹽田及 魚塭面積) ··· 137

表 6-4(b) 卡玫基颱風演算結果不同最大淹水深度對應之面積(不包含鹽田 及魚塭面積) ··· 137

附表 7-1 「沿海低地平原排水系統之暴潮與越域水流研究(2/2)」技術轉 移課程表··· 221

附表 7-2 「沿海低地平原排水系統之暴潮與越域水流研究(2/2)」技術轉 移簽到表··· 222

圖目錄

圖 1-1 沿海低地平原淹水問題示意圖···3

圖 1-2 劉厝排水系統地理位置圖···5

圖 1-3 計畫範圍之鄉鎮圖···5

圖 1-4 計畫範圍相關交通系統圖···6

圖 1-5 台南縣市民國 88 年至民國 90 年平均下陷速率圖···6

圖 1-6 台南縣市民國 90 年至民國 92 年平均下陷速率圖···7

圖 2-1 土地利用分佈圖···8

圖 2-2 劉厝排水河道系統圖···9

圖 2-3 出海口治理台南縣沿海排水計畫範圍與位置 ···15

圖 3-1 劉厝排水集水區計畫範圍及演算範圍位置圖 ···19

圖 3-2 演算範圍之鄉鎮圖···19

圖 3-3 劉厝排水集水區邊界示意圖···21

圖 3-4 劉厝排水集水區邊界高程···21

圖 3-5 七股潟湖邊界高程···22

圖 3-6 七股潟湖邊界高程···22

圖 3-7 演算範圍之交通系統圖···23

圖 3-8 演算範圍之水系及堤防圖···24

圖 3-9 演算範圍及研究範圍之數值高程圖 ···25

圖 3-10 演算範圍及研究範圍之坡度分析圖 ···25

圖 3-11 演算範圍及計畫範圍之土地利用圖 ···26

圖 4-1 演算範圍內水利署雨量站分佈情形 ···28

圖 4-2 演算範圍內氣象局雨量站分佈情形 ···29

圖 4-3 大湖山站設計雨型···37

圖 4-4 小公田(2)站設計雨型 ···37

圖 4-5 關子嶺(2)站設計雨型 ···37

圖 4-6 六溪站設計雨型···38

圖 4-7 西阿里關站設計雨型···38

圖 4-8 新營站設計雨型···39

圖 4-9 佳里站設計雨型···40

圖 4-10 岸內站設計雨型···41

圖 4-11 白河站設計雨型···42

圖 4-12 東原站設計雨型···43

圖 4-13 東河站設計雨型···44

圖 4-14 下營站設計雨型···45

圖 4-15 北門站設計雨型···46

圖 4-16 七股寮站設計雨型···47

圖 4-17 北門海域之潮位時序列模擬結果比較圖 ···48

圖 4-18 模型颱風路徑圖···50

圖 5-1 格區劃分示意圖···51

圖 5-2 自由堰流示意圖···54

圖 5-3 潛沒堰流示意圖···55

圖 5-4 箱式涵洞示意圖···55

圖 5-5 箱式涵洞流況分類圖···55

圖 5-6 箱式涵洞無因次水位—流量率定曲線 ···56

圖 5-7 地文性淹水模式演算流程圖···60

圖 5-8 演算範圍之格網佈置圖···62

圖 5-9 雨量站徐昇多邊形網···67

圖 5-10 面積平均雨量組體圖···67

圖 5-11 民國 94 年 0612 豪雨期間將軍潮位站潮位···67

圖 5-12 模擬民國 94 年 0612 豪雨，演算範圍之最大淹水深度圖···68

圖 5-13 雨量站徐昇多邊形網···73

圖 5-14 面積平均雨量組體圖···73

圖 5-15 民國 94 年海棠颱風期間將軍潮位站潮位 ···73

圖 5-16 模擬民國 94 年海棠颱風，演算範圍之最大淹水深度圖···74

圖 5-17 雨量站徐昇多邊形網···79

圖 5-18 面積平均雨量組體圖···79

圖 5-19 民國 97 年卡玫基颱風期間將軍潮位站潮位 ···79

圖 5-20 模擬民國 97 年卡玫基颱風，演算範圍之最大淹水深度圖···80

圖 5-21 海棠颱風勘災調查淹水範圍套疊最大淹水深度圖 ···81

圖 5-22 卡玫基颱風勘災調查淹水範圍套疊最大淹水深度圖 ···81

圖 5-23 設計案例之潮位邊界條件···83

圖 5-24(a) 模擬重現期距 5 年，降雨延時 2 小時，本計畫演算範圍之最大 淹水深度圖···84

圖 5-24(b) 模擬重現期距 5 年，降雨延時 4 小時，本計畫演算範圍之最大 淹水深度圖···84

圖 5-24(c) 模擬重現期距 5 年，降雨延時 12 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖···85

圖 5-24(d) 模擬重現期距 5 年，降雨延時 24 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖···85 圖 5-25(a) 模擬重現期距 10 年，降雨延時 2 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖···86 圖 5-25(b) 模擬重現期距 10 年，降雨延時 4 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖···86 圖 5-25(c) 模擬重現期距 10 年，降雨延時 12 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖···87 圖 5-25(d) 模擬重現期距 10 年，降雨延時 24 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖···87 圖 5-26(a) 模擬重現期距 25 年，降雨延時 2 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖···88 圖 5-26(b) 模擬重現期距 25 年，降雨延時 4 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖···88 圖 5-26(c) 模擬重現期距 25 年，降雨延時 12 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖···89 圖 5-26(d) 模擬重現期距 25 年，降雨延時 24 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖···89 圖 5-27(a) 模擬重現期距 100 年，降雨延時 2 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖···90 圖 5-27(b) 模擬重現期距 100 年，降雨延時 4 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖···90 圖 5-27(c) 模擬重現期距 100 年，降雨延時 12 小時，本計畫演算範圍之 最大淹水深度圖···91

圖 5-27(d) 模擬重現期距 100 年，降雨延時 24 小時，本計畫演算範圍之

最大淹水深度圖···91

圖 5-28 本計畫於暴潮分析之七股潮口示意圖 ···94

圖 5-29 0612 豪雨期間暴潮與天文潮之潮位邊界 ···94

圖 5-30 海棠颱風期間暴潮與天文潮之潮位邊界 ···95

圖 5-31 卡玫基颱風期間暴潮與天文潮之潮位邊界 ···95

圖 5-32 以天文潮模擬民國 94 年 0612 豪雨與暴潮模擬結果之最大淹水深 度差圖···96

圖 5-33 以天文潮模擬民國 94 年海棠颱風與暴潮模擬結果之最大淹水深 度差圖···96

圖 5-34 以天文潮模擬民國 97 年卡玫基颱風與暴潮模擬結果之最大淹水 深度差圖···97

圖 5-35 有無潟湖對劉厝排水河口流量歷線之比較 ···98

圖 5-36(a) 0612 豪雨期間七股潟湖潮口 1 暴潮與天文潮之流量歷線比較 99 圖 5-36(b) 0612 豪雨期間七股潟湖潮口 2 暴潮與天文潮之流量歷線比較99 圖 5-37(a) 海棠颱風期間七股潟湖潮口 1 暴潮與天文潮之流量歷線比較100 圖 5-37(b) 海棠颱風期間七股潟湖潮口 2 暴潮與天文潮之流量歷線比較100 圖 5-38(a) 卡玫基颱風期間七股潟湖潮口 1 暴潮與天文潮之流量歷線比較101 圖 5-38(b) 卡玫基颱風期間七股潟湖潮口 2 之流量歷線··· 101

圖 5-39 三場颱風豪雨期間七股潟湖潮口 1、潮口 2 與劉厝排水河口流量 歷線··· 102

圖 5-40 劉厝排水集水區邊界可能發生越域水流處之示意圖 ··· 104

圖 5-41 A處交界格區越域水流流向之示意圖 ··· 105

圖 5-42 劉厝排水集水區邊界越域水流流向示意圖 ··· 106

圖 5-43 A交界流域邊界內外格區之水位歷線 ··· 107

圖 5-44 A交界流域內格區之流量歷線 ··· 108

圖 5-45 劉厝排水集水區邊界發生越域水流與假設不發生水流越域情形之 比較··· 109

圖 5-46 民國 94 年 0612 豪雨劉厝排水集水區邊界發生越域水流與假設不 發生水流越域情形之比較··· 110

圖 6-1 劉厝排水出口防潮閘門位置示意圖 ··· 119

圖 6-2 下七股中排抽水站位置示意圖··· 120

圖 6-3 北塭中排抽水站位置示意圖··· 120

圖 6-4 劉厝排水系統計畫洪峰流量分配圖 ··· 121

圖 6-5 依劉厝排水治理計畫重新佈置之演算格網 ··· 122

圖 6-6(a) 模擬重現期距 5 年，降雨延時 2 小時，本計畫演算範圍之最大 淹水深度圖(改善後) ··· 123

圖 6-6(b) 模擬重現期距 5 年，降雨延時 4 小時，本計畫演算範圍之最大 淹水深度圖(改善後) ··· 124

圖 6-6(c) 模擬重現期距 5 年，降雨延時 12 小時，本計畫演算範圍之最大 淹水深度圖(改善後) ··· 124

圖 6-6(d) 模擬重現期距 5 年，降雨延時 24 小時，本計畫演算範圍之最大 淹水深度圖(改善後) ··· 125

圖 6-7(a) 模擬重現期距 10 年，降雨延時 2 小時，本計畫演算範圍之最大 淹水深度圖(改善後) ··· 125

圖 6-67(b) 模擬重現期距 10 年，降雨延時 4 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖(改善後) ··· 126 圖 6-7(c) 模擬重現期距 10 年，降雨延時 12 小時，本計畫演算範圍之最

大淹水深度圖(改善後) ··· 126 圖 6-7(d) 模擬重現期距 10 年，降雨延時 24 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖(改善後) ··· 127 圖 6-8(a) 模擬重現期距 25 年，降雨延時 2 小時，本計畫演算範圍之最大 淹水深度圖(改善後) ··· 127 圖 6-8(b) 模擬重現期距 25 年，降雨延時 4 小時，本計畫演算範圍之最大 淹水深度圖(改善後) ··· 128 圖 6-8(c) 模擬重現期距 25 年，降雨延時 12 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖(改善後) ··· 128 圖 6-8(d) 模擬重現期距 25 年，降雨延時 24 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖(改善後) ··· 129 圖 6-9(a) 模擬重現期距 100 年，降雨延時 2 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖(改善後) ··· 129 圖 6-9(b) 模擬重現期距 100 年，降雨延時 4 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖(改善後) ··· 130 圖 6-9(c) 模擬重現期距 100 年，降雨延時 12 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖(改善後) ··· 130 圖 6-9(d) 模擬重現期距 100 年，降雨延時 24 小時，本計畫演算範圍之最 大淹水深度圖(改善後) ··· 131 圖 6-10 模擬民國 94 年 0612 豪雨，演算範圍之最大淹水深度圖(改善後)133 圖 6-11 模擬民國 94 年海棠颱風，演算範圍之最大淹水深度圖(改善後)134 圖 6-12 模擬民國 97 年卡玫基颱風，演算範圍之最大淹水深度圖(改善後)135 圖 7-1 淹水預報模式演算範圍之格網佈置圖 ··· 139 圖 7-2 即時演算之地文性淹水模式演算流程圖 ··· 140

圖 7-3 以實測雨量修正預測雨量至起始演算時刻之示意圖 ··· 141

圖 7-4 淹水潛勢研判流程圖··· 143

圖 7-5 初始演算流程圖··· 144

圖 7-6 預報演算流程圖··· 144

圖 7-7 淹水潛勢研判展示簡報示意圖··· 145

附圖 4-1 計算格區之劃分方法與步驟··· 186

附圖 4-2 數值地形資料的窪陷點之填平示意圖 ··· 187

附圖 4-3 八方網格流向示意圖··· 188

附圖 4-4 流量累積分析之示意圖··· 188

附圖 4-5 描繪河流線之示意圖··· 189

附圖 4-6 河流編號之示意圖··· 190

附圖 4-7 子集水區劃分與編號之示意圖 ··· 190

附圖 4-8 描繪特定點集水區稜線之示意圖 ··· 190

附圖 4-9 湖泊格區套疊之示意圖··· 191

附圖 5-1(a) 模擬民國 94 年 0612 豪雨，演算範圍之淹水深度圖 ··· 194

附圖 5-1(b) 模擬民國 94 年 0612 豪雨，演算範圍之淹水深度圖 ··· 195

附圖 5-1(c) 模擬民國 94 年 0612 豪雨，演算範圍之淹水深度圖 ··· 196

附圖 5-1(d) 模擬民國 94 年 0612 豪雨，演算範圍之淹水深度圖 ··· 197

附圖 5-1(e) 模擬民國 94 年 0612 豪雨，演算範圍之淹水深度圖 ··· 198

附圖 5-2(a) 模擬民國 94 年海棠颱風，演算範圍之淹水深度圖 ··· 199

附圖 5-2(b) 模擬民國 94 年海棠颱風，演算範圍之淹水深度圖··· 200

附圖 5-2(c) 模擬民國 94 年海棠颱風，演算範圍之淹水深度圖 ··· 201

附圖 5-2(d) 模擬民國 94 年海棠颱風，演算範圍之淹水深度圖··· 202

附圖 5-3(a) 模擬民國 97 年卡玫基颱風，演算範圍之淹水深度圖 ··· 203

附圖 5-3(b) 模擬民國 97 年卡玫基颱風，演算範圍之淹水深度圖 ··· 204

附圖 5-3(c) 模擬民國 97 年卡玫基颱風，演算範圍之淹水深度圖 ··· 205

附圖 5-3(d) 模擬民國 97 年卡玫基颱風，演算範圍之淹水深度圖 ··· 206

附圖 6-1(a) 模擬民國 94 年 0612 豪雨，演算範圍之淹水深度圖(改善後)208 附圖 6-1(b) 模擬民國 94 年 0612 豪雨，演算範圍之淹水深度圖(改善後)209 附圖 6-1(c) 模擬民國 94 年 0612 豪雨，演算範圍之淹水深度圖(改善後)210 附圖 6-1(d) 模擬民國 94 年 0612 豪雨，演算範圍之淹水深度圖(改善後)211 附圖 6-1(e) 模擬民國 94 年 0612 豪雨，演算範圍之淹水深度圖(改善後)212 附圖 6-2(a) 模擬民國 94 年海棠颱風，演算範圍之淹水深度圖(改善後) 213 附圖 6-2(b) 模擬民國 94 年海棠颱風，演算範圍之淹水深度圖(改善後)214 附圖 6-2(c) 模擬民國 94 年海棠颱風，演算範圍之淹水深度圖(改善後) 215 附圖 6-2(d) 模擬民國 94 年海棠颱風，演算範圍之淹水深度圖(改善後)216 附圖 6-3(a) 模擬民國 97 年卡玫基颱風，演算範圍之淹水深度圖(改善後)217 附圖 6-3(b) 模擬民國 97 年卡玫基颱風，演算範圍之淹水深度圖(改善後)218 附圖 6-3(c) 模擬民國 97 年卡玫基颱風，演算範圍之淹水深度圖(改善後)219 附圖 6-3(d) 模擬民國 97 年卡玫基颱風，演算範圍之淹水深度圖(改善後)220 附圖 7-1 技術轉移照片··· 224

摘要

本計畫旨在發展可涵蓋沿海低地平原及其相鄰山區丘陵與海域之淹水

─排水演算模式，以分析越域水流及暴潮對排水系統之影響，並應用於比 較檢討區域排水系統之排水改善功能及尚需改善地區。經以八掌溪以南，

曾文溪以北之丘陵及沿海平原潟湖為演算區域，分析劉厝排水集水區之淹 排水現象。應用淹水─排水演算模式於民國九十四年 0612 豪雨、海棠颱 風及民國九十七年卡玫基颱風等三場颱風豪雨暴潮之淹水模擬。模擬結果 顯示計畫範圍內劉厝排水集水區淹水範圍在分布於七股鄉看坪村、樹林 村、大寮村與大埕村交界處，西港鄉竹林村、西港村、港東村、劉厝村、

慶安村，佳里鎮龍安里、蚶寮里及東三股中排右岸、七股排水左岸等地，

與淹水災害報導、勘災報告、縣府公告之淹水範圍圖所述之劉厝排水集水 區歷史淹水災害發生之地點大致相符，顯示本計畫所建立之地文性淹水─

排水模式可合理地模擬計畫範圍區之淹水情形。

颱風期間之低氣壓引致暴潮偏差，以致暴潮位高於天文潮位。比較相 同豪雨事件之暴潮與天文潮在潟湖潮口之流量歷線，顯示暴潮時之漲潮與 退潮在潮口之潮峰流量均大於天文潮的潮峰流量，並影響排水路洪水之渲 洩。評估排水統之排水能力時，應考慮暴潮流量及暴潮水位之影響。

劉厝排水集水區與相鄰之六成排水集水區之間，分水嶺高度不足，由 述豪雨事件模擬結果之分析，可看出劉厝排水集水區邊界有向相鄰流域之 流出水流，也有自相鄰流域流入水量，流出大於流入。因此評估超過排水 系統設計豪雨之淹水現象時，應與相鄰流域合併演算以考慮越域水流之影 響，提升演算結果之精度。

劉厝排水集水區位於沿海平原，因流域內有局部低漥地區，降雨逕流

不易渲洩，故改善策略應包括加速地表逕流之渲洩及低窪土地積水之處 理。本計畫參考台南縣政府委託中興工程顧問股份有限公司進行「易淹水 地區水患治理計畫第 1 階段實施計畫縣管區排 劉厝、六成、七股地區(含 大寮排水)及漚汪排水系統規劃」期末報告初稿內容，演算佈置改善工程 後，3 場歷史颱風豪雨及 16 場設計豪雨之淹水現象。由改善工程完成前後 之最大淹水深度之比較，可看出改善工程可改善東三股中排右岸淹水現 象。因此改善排水路以提升排水能力可有效渲洩流入排水路之降雨逕流，

減免溢流氾濫。對於局部低地積水則需考慮整合滯洪池、蓄洪池，以及抽 水站配合地形改善等之綜合治水設施才能有效改善淹水現象。

Abstract

The objective of our project is to develop the physiographic drainage – inundation model applicable for the lowland plain along the coast together with for the nearby hill and costal areas, and then to analyze the influence of the storm surge and cross-watershed discharge on the drainage system. In addition, numerical simulations are conducted to discuss the functions and areas needed to be improved for the local drainage system.

The lagoon of the lowland plain and hill along the coast from the south of the Bajhang river to the north of the Zengwun river was selected as the study area for investigating the drainage phenomena of the watershed of the Lioucuo drainage. The physiographic drainage – inundation model was applied to simulate the drainage phenomena due to the heavy rains and storm surges caused by the 0612 storm, the Haitang typhoon occurring in 2005, and the Kalmaegi typhoon occurring in 2008. Our numerical results show that the flooding areas range from the Cigu Township (the Kanping and Shulin Villages, and the area between the Daliao and Dacheng Villages), the Sigang Township (the Jhulin, Sigang, Gangdong, Lioucuo, and Cingan Villages), the Jiali Township (the Longan and Hanliao Villages), the right bank of the Dongsangu drainage, and the left bank of the Cigu drainage, which are consistent with the flooding plot and disaster-prevention report issued by the province government.

This implies that our physiographic drainage – inundation model developed in this project is able to reasonably and accurately simulate the drainage phenomena of the study area.

During the period of typhoon occurrence, depression results in variations in storm surge so that the water level due to storm surge is higher than that due to astronomical tide. Comparing the discharge hydrographs for the lagoon between

storm surge and astronomical tide at the same heavy-rain event, it is found that the peak discharge for the flood and ebb of storm surge is greater than that for astronomical tide, which gives an influence on the capacity of the drainage system. Thus, we need to consider the impact of the discharge and level of storm surge as evaluating the capacity of the drainage system. Based on our analyzed results obtained for the across-watershed discharge in the watershed of the Lioucuo drainage, it reveals that the inflow and outflow can be observed between the watershed of the Lioucuo drainage and its nearby watersheds, the watershed of the Lioucheng drainage. Outflow is greater than inflow; therefore, the capacity of the drainage system is indeed affected.

Since the watershed of the Lioucuo drainage locates along the coast, there are lowland plains in the watershed such that it is not easy for rainfall runoff to drain off. Thus, the improvement strategy must not only include the acceleration of the drainage of surface runoff but also the alleviation of the flooding of the lowland plain. Following the draft of "A Regulation Project of Flood-prone Areas for The Planning of the Tainan County-Governed Liu-cuo, Liu-cheng, Da-liao, Ou-Wang Regional Drainage Systems" planned by Sinotech Engineering Consultants, LTD., we simulate the flooding scenarios for three historical typhoon events and sixteen designed heavy-rains as the project is completed. After comparing the maximum flooding depth obtained as the improved engineering project of the Lioucuo drainage system is finished to that as it is not finished, we find that this project indeed improves the flooding situation at the right bank of the Dongsangu drainage. Thus, the improvement of the drainage system to enhance the drainage capacity can effectively accelerate the flow-out of rainfall-runoff of the drainage system to control the flooding disaster. As far as the rainfall ponding of local lowland plains is concerned, it is useful to alleviate the flooding disaster by considering the integrated method of combining the establishment of detention pond, retention basin, and pumping station.

第一章 前言

1-1 計畫緣起與目的

台灣地形陡峻，沿海又多低地平原，且位處西太平洋颱風路徑之要衝，每 年颱風侵襲平均約 3.5 次。颱風挾帶豪雨形成溪澗河流之滾滾洪水向下奔流，

造成中、下游洪氾淹水，加以低地平原以往多依賴自然水路及農田排水路渲洩 積水，排水能力不足，成為易淹水地區，災情頻仍。因此淹水改善與排水建設 一直是政府的重要公共建設之一，自民國 62 年以後加速農村建設，自民國 68 年起，陸續推動的六年經建計畫、十二項建設計畫、十四項重要建設計畫、國 建六年計畫、區域排水工程計畫等等，至民國 93 年底，完成改善的縣市管區 域排水長度 3016 公里，尚待改善的長度為 5953 公里[11]。目前已有 44 個中央 管區域排水，2 個直轄市管區域排水系統，及 1543 個縣(市)管區域排水系統，

合計 1589 個區域排水系統。雖然沿海低地平原現況已有相當多的排水系統，

但除因老舊及破損以致排水功能弱化外，也因人為因素及自然因素而使得現有 排水系統功能弱化或不符需求，而乃存在易淹水地區。相關之人為因素與自然 因素析，說明如下：

台灣沿海低地平原距離高程 100 公尺以上之淺山丘陵很少超過 30 公里，因 此豪雨期間，山區逕流很快傾潟至平原地區。另一方面，這些近海平原地勢低 平，臨海地區及部分低窪地區的高程甚至低於高潮位，地表積水渲洩本已不 易，又上承傾潟而至之山區逕流及相鄰海域之颱風暴潮上溯，不僅阻礙各排水 系統之排水，且常因而溢流氾濫，形成易淹水地區，歷來均淹水頻仍。

年久失修是人為因素之一，但主要是因經濟發展及人口增加並日益集中，

而促成土地利用形態改變及交通建設增加所致。土地利用形態改變不僅造成地 層下陷以致弱化現有排水系統之功能，也使得滯洪空間減少而增加地表逕流，

可能超過現有排水系統之排水能力。土地利用形態的改變與道路的路堤及路渠 效應均可能改變排水路集水區邊界(分水嶺)，因而發生越域水流而增加地表逕 流量，也會有超過原有排水系統之排水能力的情形。

此外，近年來全球氣候暖化加劇，以致氣候變遷幅度及頻率增加，使得極 端水文現象頻繁及海平面水位逐年上升，後者不僅會弱化現有排水系統之功 能，也會增高天文潮高潮位及颱風暴潮位，以致潮水上溯而溢淹之機率也增 加；極端水文現象所造成之豪雨現象增強也同樣會增加積水深度及溢淹機率。

而近年來屢次發生重大颱風豪雨，推算這些豪雨及暴潮之發生重現期常超 過二十年至百年以上，豪雨期間由山區丘陵傾潟而下之豪雨逕流，及低地平原 之地表逕流，多已超過現有排水系統之排水能力，因而不僅低地平原積水(內水) 渲洩不暢，排水遲延而積水成災，甚且發生越域水流及溢淹，加重淹水災情。

另一方面，海域暴潮湧經潟湖潮口及排水路出口向排水系統上溯，也同樣會發 生遲滯排水系統之排水，甚且溢流漫淹現象。綜上所述淹水之主要原因包括：

(一)集水區中豪雨逕流增大及延時更長；

(二)相鄰海域及潟湖之暴潮進出；

(三)因相鄰集水區間分水嶺高度不足導致之越域水流；

(四)地勢低窪區排水不易；

(五)排水設施老舊、破損或未達設計保護標準。

上述原因並可整理如圖 1-1 所示。也由於淹水問題嚴重，沿海低地平原水 災問題乃為當前需改善之重要課題。為求改善易淹水地區之淹水現象，應依據 豪雨期間之地面水流及暴潮在山區丘陵至相鄰海域間之地面流動現象，評估平 原淹水潛勢區的明確範圍及排水系統之排水能力，以依據流域綜合治水之理念

低地及其相鄰山區丘陵與海域之淹水─排水演算模式，以比較檢討區域排水系 統之排水改善功能及尚需改善地區，並加以推廣應用。

台南縣將軍溪排水注入北門潟湖，大寮排水及劉厝排水注入七股潟湖。排 水出口為海域，本就易因潮水頂托及渠道淤積，以致排水不易而常溢淹。將軍 溪排水及劉厝排水出海口連接潟湖段，目前已因淤積重而影響排水路水流之渲 洩，致使中上游的淹水情形更加嚴重，主要淹水地區包括北門鄉的永華村、慈 安村及三光村，將軍鄉的長沙村，以及七股鄉的鹽埕村、龍山村、及三股村等 地區。因此本計畫分年以將軍溪排水集水區(九十六年度)及劉厝排水集水區(九 十七年度)為實例應用對象。

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圖 1-1 沿海低地平原淹水問題示意圖

1-2 計畫範圍概述

象。劉厝排水集水區位於嘉南平原之曾文溪下游北岸，流域面積 44.57 平方公 里，主流全長 17 公里，在水產試驗所台南分所附近流入七股潟湖後由潮口入 海。劉厝排水集水區及七股潟湖為計畫範圍，如圖 1-2 所示。根據台南縣政府 委託中興工程顧問股份有限公司進行之「易淹水地區水患治理計畫第 1 階段實 施計畫縣管區排 劉厝、六成、七股地區(含大寮排水)及漚汪排水系統規劃」

期末報告初稿內所規劃之劉厝排水系統繪製流域邊界[9]，流域之邊界如圖 1-2 所示。

劉厝排水流經七股鄉、佳里鎮及西港鄉等三個鄉鎮，如圖 1-3 所示。主流 為劉厝大排，主要支流為樹林溪(亦稱七股大排)及大塭寮排水(原三股溪)，水系 分佈如圖 1-3 所示。主流全長 17 公里，在水產試驗所台南分所附近流入七股潟 湖。集水區地形呈狹長型，由東向西延伸，地勢平坦，流域面積 44.57 平方公 里[8]。計畫範圍內之交通系統，如圖 1-4 所示，台 17 線、台 19 線、及西濱快 速道路(台 61 線)貫穿南北。另尚有縣道 173 及一般道路。

本集水區屬地層下陷區。民國 88 年至 90 年間，七股鄉、西港鄉及佳里鎮 之年平均下陷速率在 3 公分至 5 公分，如圖 1-5 所示；90 年以後日趨減緩，90 年至92 年之年平均下陷速率在 2 公分以下，如圖 1-6 所示。

圖 1-2 劉厝排水系統地理位置圖

下七股中排 七股排水(樹林溪)

劉厝中排二 劉厝排水

大塭寮排水(三股溪)

東三股中排

義合中排

西港排水

圖1-3 計畫範圍之鄉鎮圖

17

61

19

173 176

178

圖 1-4 計畫範圍相關交通系統圖

圖 1-5 台南縣市民國 88 年至民國 90 年平均下陷速率圖 (資料來源：經濟部水利署地層下陷資訊管理系統http://www.subsidence.org.tw)

圖 1-6 台南縣市民國 90 年至民國 92 年平均下陷速率圖 (資料來源：經濟部水利署地層下陷資訊管理系統http://www.subsidence.org.tw)

1-3 計畫工作項目

本計畫本年度以劉厝排水集水區及鄰接之七股潟湖海域為研究應用對象，

工作內容說明如下：

1. 分析暴潮在七股潟湖之進出現象。

2. 劉厝排水系統之暴潮及越域水流演算分析。

3. 分析劉厝排水系統治理前後之淹水改善功能。

4. 劉厝排水系統集水區之淹水改善策略。

5. 建立急水溪主流與曾文溪主流之間，由山區丘陵至沿海低地平原之降雨-暴 潮-逕流演算模式。

6. 探討研究區域(急水溪至曾文溪)淹水災害與降雨量、暴潮及越域水流之關 係。

7. 技術轉移。

第二章 劉厝排水治理

2-1 劉厝排水系統淹水現象

劉厝排水系統(原七股溪排水系統)主流為劉厝大排，主要支流為樹林溪(亦 稱七股大排)及大塭寮排水(原三股溪)，如圖 1-3 所示。劉厝排水集水區下游地 區魚塭密佈，中游地區多為農地，以甘蔗等旱作為主，上游地區有工業區。民 國78 年調查時之土地利用情形如圖 2-1 所示。

圖2-1 土地利用分佈圖 (資料來源：台灣地區土地利用資料庫)

圖2-2 劉厝排水河道系統圖[8]

劉厝排水歷年時有豪雨洪水浸淹成災。本計畫彙整歷年劉厝排水集水區及 鄰近區域之淹水災害報導如表2-1 所示。歸納主要洪災原因如下：

1. 自然因素

z 豪雨淹水

„ 地勢低平，並有局部窪地，地面排水緩慢。

„ 排水路坡度平緩，流速小且易淤積。

„ 堤防潰決： 民國 74 年 9 月 3 日暴雨(九三水災)時，因曾文堤防潰 堤，亦曾造成本流域之淹水情形。

„ 越域水流：部分流域邊界(分水嶺)高度不足，重大豪雨時可發生越 域水流。

z 颱風暴潮

„ 感潮段長，豪雨排水易受漲潮頂托，回水壅高。

„ 砂洲屏障功能：沿海砂洲高度逐年降低，颱風期間如適逢漲潮期，

更加劇淹水災情。

2.人為因素

z 保護標準提升

„ 河道兩側護岸高度不夠，遇有洪水流入或暴潮上溯，經常會有溢岸 之情形。

z 年久失修─淤積堵塞

„ 上、中游常有廢棄物堵塞，未作經常性之疏浚。

„ 上游某些工業區所排放之廢水，嚴重污染水質。劉厝橋以下河道，

更是布袋蓮遍佈，影響排水甚鉅。

„ 下游至出海口一帶，大部分河道佈滿當地居民設置之蚵架，未及時 清除，造成嚴重淤積，阻礙排水。

z 土地利用型態改變

„ 部分埤池土地開發利用，降低滯洪功能，增加排水負擔。

„ 地層下陷區之水利建造物功能降低。

表2-1 劉厝排水集水區及鄰近區域淹水災害報導之彙整

時間：民國70年9月5日 颱風豪雨事件：艾妮絲颱風

淹水災害：

1. 連日豪雨及曾文溪洪水在台南縣佳里、七股、學甲、北門、將軍、西港等六鄉鎮造 成嚴重災害。

2. 大水流至台南縣西半部近海地區的鄉鎮，沿海及溪流中的三千多公頃魚塭，全部氾 濫成一片汪洋。

時間：民國85年8月2日 颱風豪雨事件：賀伯颱風

淹水災害：

1. 強烈颱風賀伯遇海水漲潮，31日造成台南縣七股鄉西寮漁村海水倒灌，約有二十餘 戶民宅積水不退。

時間：民國86年7月2日 颱風豪雨事件：豪雨

淹水災害：

1. 佳里市區中山路出現積水，水深及膝，蘇厝寮部落也出現積水，久未出現大水的菜 寮溪，兩旁部分農田也浸在水中。

2. 豪雨使七股鹽田成了內海，七股往佳里路段出現嚴重積水；西港往佳里的台19線西 港段，在南寶樹脂公司附近出現嚴重積水，劉厝村、後營村等地也積水盈尺，部分 低漥地段水深及腰，有些住戶家中浸水。

時間：民國87年6月9日 颱風豪雨事件：豪雨

淹水災害：

1. 七股鄉和佳里鎮部份排水系統，來不及宣洩，七股的大寮、後港、城內、大潭、篤 加、西寮等村，以及佳里鎮佳化里汪洋一片，農業損失難以估計。

時間：民國88年8月13日 颱風豪雨事件：豪雨

淹水災害：

1. 佳里、學甲兩鎮市區排水系統備受挑戰，不少地區出現積水不退現象；七股鄉、北 門鄉等沿海地區在大雨及海水漲潮雙重影響，部份部落、道路、水溝都汪洋一片。

時間：民國90年7月6日 颱風豪雨事件：尤特颱風

淹水災害：

1. 七股鄉西寮村部分低漥區發生海水倒灌。

時間：民國91年7月11日 颱風豪雨事件：娜克莉颱風 淹水災害：

1. 在北門鄉蚵寮地區及七股鄉鹽埕村造成的海水倒灌，致使七股潟湖外海沙洲流失，

海浪直接拍打海堤，嚴重威脅沿海居民生命財產安全。

2. 造成七股鄉「六成排水」土堤崩潰1個缺口，危害附近養殖漁塭安全。

3. 附近七股潟湖的台鹽公司事業海堤，因外海沙洲流失，海浪直接拍打海堤，嚴重威 脅居民生命財產安全。

資料來源：本計畫自行彙整

表2-1 劉厝排水集水區及鄰近區域淹水災害報導之彙整 (續一)

時間：民國94年6月18日 颱風豪雨事件：豪雨

淹水災害：

1. 台南縣沿海的北門鄉、七股鄉學校，因豪雨鬧水災情形前所未見，許多學校停課多 日，北門國小玉湖分校已停課五天，村落的水還沒退去。

2. 七股鄉篤加橋位於南32縣道(由篤加村往佳里方向)大寮排水上地處低漥，佳里鎮之 市區排水主要進入大寮排水。豪雨期間大寮大排水位高漲，各支分排渲洩不及而 溢淹氾濫。

3. 七股鄉永吉村位於台17線旁，永吉村102號附近淹水深度最大達1公尺，平均淹水深 度約30~50公分。

4. 台南縣北門、鹽水、後壁、新化、永康、新市、麻豆、西港、善化、山上、大內、

將軍、學甲、佳里、下營、七股、仁德等鄉鎮淹水，淹水面積達109平方公里，計 畫區內淹水深度達超過70公分，部分區域淹水深度達1.8公尺。

5. 台南縣地區於612豪雨期間造成北門、七股、本淵寮及將軍溪水系等地區較大面積 之水災，淹水最深達1.5公尺，總淹水面積約200平方公里（不含山區)。

時間：民國94年7月16日 颱風豪雨事件：海棠颱風 淹水災害：

1. 台南縣各地驟雨肆虐，中山高麻豆交流道附近水深及膝，多輛車子強行涉水經過都 熄火，動彈不得，佳里鎮最熱鬧的光復路更因這場大雨積水，變成「光復大河」。

2. 強颱海棠肆虐，麻豆鎮災情慘重，除高速公路封閉，全鎮幾乎全淹水。

3. 海棠颱風造成台南縣農業災損近6000萬元。

4. 將軍溪水暴漲，又遇海水大滿潮，使麻豆鎮出現數十年來最嚴重的積水不退。麻豆 鎮水患最嚴重時，全鎮近萬戶淹水。

5. 將軍溪水暴漲，又遇海水大滿潮，又遇上500年一次大雨，將軍溪排水能力不勝負 荷，導致附近連不常淹水之佳里鎮、西港鄉都淹水。

6. 七股沿海地區地勢較為低漥，沿海屬高潮位，再加上降雨強度大且集中，七股沿海 地區積淹水無法即時排除。

時間：民國94年8月30日 颱風豪雨事件：泰利颱風

淹水災害：

1. 位於將軍溪流域的麻豆鎮北勢、小埤等里，繼612、海棠颱風遭受淹水之苦後，又 遭受泰利颱風肆虐，嚴重積水。

2. 麻豆鎮這次淹水雖然沒有上次海棠颱風嚴重，不過高速公路旁的小埤里、北勢里西 邊寮聚落再度「滅頂」，昨天上午仍處處汪洋一片，下午路面積水漸退。

3. 七股鄉中寮村176縣道積水。

4. 泰利颱風造成大內鄉、山上鄉、善化鎮、官田鄉、麻豆鎮、七股鄉、北門鄉、學甲 鎮以及永康市等鄉鎮市淹水，淹水面積約為6,294公頃，淹水深度達0.2∼2.0公尺。

時間：民國95年7月15日 颱風豪雨事件：碧利斯颱風 淹水災害：

1. 碧利斯颱風造成白河鎮西勢尾淹水30公分、後壁鄉後部村與菁寮村淹水50公分、仁 德鄉保安工業區淹水45公分等災情。

表2-1 劉厝排水集水區及鄰近區域淹水災害報導之彙整 (續二) 時間：民國97年7月20日 颱風豪雨事件：卡玫基颱風 淹水災害：

1. 卡玫基颱風過境帶來巨大雨量，重創台灣中南部地區，至今造成全台十八人死亡、

七人失蹤、八人受傷。

2. 七一八水災重挫南縣山區，也讓六十年來不曾淹水的玉井，首度嘗到「做水災」的 夢魘，水深達一米。南縣豪雨首當其衝的南化、玉井、楠西地區。

3. 根據氣象局資料，有三十五個氣象觀測站時雨量超過一○○毫米，其中台南一處觀 測站達到一六○•五毫米，台中一處觀測站達到一四九毫米，廿四小時累積降雨量 達九三○毫米。

4. 卡玫基颱風襲台，十七日南縣左鎮光和村溪水暴漲達一層樓高。

2-2 劉厝流域排水及淹水改善研究

自民國 78 年至 81 年，推動基層建設排水改善，其中劉厝排水水系，包 括劉厝排水路、七股排水路等合計砌石溝改善 23.209 公里，構造物 16 處，沿 河主要橋樑列於表 2-2[8]。台南縣政府並自民國 76 年起開始辦理七股溪河川治 理規劃工作，於民國 78 年 12 月完成「普通河川七股溪治理規劃報告」。七股 溪治理計畫以出海口之最高潮位+1.5 公尺為外水位，並以重現期 25 年之洪峰 流量進行縱向水面線演算及水理分析。七股溪水系重現期 25 年之洪峰流量之 分配如圖 2-2 所示。治理計畫範圍自河口至台 19 線公路橋上游 1080 公尺處為 止，包括支流樹林溪，治理長度為 20.5 公里，評估需新設護岸之河道長度 20.155 公里，兩岸合計需 40.31 公里之護岸，建議混凝土砌卵石護岸及出水高 1 公尺，新設之護岸長度列如表 2-3 所示。配合改建之橋樑包括水試所一號橋、

台糖鐵橋、大埕橋、港墘橋、龍安橋、劉厝橋、台 19 號橋、樹農橋及台 17 號 橋等9 座橋樑。

表2-2 七股溪沿河主要橋樑(民國 78 年調查資料) [8]

橋樑現狀 橋樑名稱 計畫河寬 計畫洪水位 計畫樑底高

橋長 樑底標 高

水試所一號橋 100 1.55 2.55 78.5 2.20 七股溪橋 50 1.93 2.93 51.5 3.20 台糖鐵橋 50 1.99 2.99 48.6 2.00 大埕橋 40 2.13 3.13 41.0 2.40 港墘橋 40 2.32 3.32 40.9 2.37 龍安橋 30 2.61 3.61 31.5 2.88 劉厝橋 20 3.07 4.07 21.2 3.40 七股溪(主流)

台19 號橋 10 3.36 4.36 6.4 2.90 樹農橋 30 2.17 3.17 34.1 2.08 樹林溪(支流)

台17 號橋 10 2.23 3.23 10.3 1.80

表2-3 七股溪治理規劃新設之護岸長度

新設護岸之河段 護岸長度(公尺)

出海口至水閘段 3855

水閘至大埕橋段 4105

大埕橋上游至劉厝橋段 3685

劉厝橋上游至七股溪本流終點 3135 樹林溪與七股溪匯流口至測點CKT4 2575 測點CKT4上游至樹林溪南北支流終點 2800

合計 20155

水利署第六河川局以將軍溪排水出海口、大寮排水出海口、劉厝排水出海 口、北門潟湖(含沙洲)及七股潟湖(含沙洲)等為規劃區域，如圖 2-3 所示，以綜 合治水相關對策進行研擬淹水改善方案，相關計畫包括：經濟部水利規劃試驗 所於民國 95 年完成之「台南縣將軍溪排水系統-將軍溪排水幹線檢討規劃」、

台南縣政府委託中興工程顧問股份有限公司進行之「易淹水地區水患治理計畫 第 1 階段實施計畫縣管區排 劉厝、六成、七股地區(含大寮排水)及漚汪排水 系統規劃」，經濟部水利署及台南縣政府水利處之相關規劃工程如表 2-4 及表 2-5 所示。

大 寮 排 水 將

軍

溪

劉 厝 大 排 七

股 潟

湖

門北 潟 湖

七股鄉 北門鄉

將軍鄉

大 寮 排 水 將

軍

溪

劉 厝 大 排 七

股 潟

湖

門北 潟 湖

北門鄉

將軍鄉

七股鄉

表2-4 經濟部水利署易淹水地區水患治理計畫

年度 工程名稱 工程內容

95 七股鄉七股潟湖定沙防護工程 於青山港沙洲中段抽取七股潟湖淤沙 回填培高培厚沙洲。

95 北門鄉北門潟湖定沙防護工程 於王爺港沙洲抽取將軍溪出口淤沙回 填培高培厚沙洲。

95 將軍溪排水第2期疏濬清淤工程 抽取將軍溪出口淤沙回填培高培厚王 爺港沙洲。

96 大寮排水及劉厝排水出海口疏浚清 淤工程

於青山港沙洲缺口（95珍珠颱風）拋 放海事固袋填補缺口。

96 將軍溪排水出海口疏浚工程（第3 期）

抽取將軍溪出海口航道淤沙回填王爺 港沙洲。

96 七股鄉劉厝排水出口段疏濬清淤工 程

疏浚七股鄉劉厝排水出口段水路淤 沙。

96 大寮排水出口段改善工程 抽取七股潟湖淤沙回填復育沙洲。

97 台南縣排水系統出海口與潟湖砂洲 防護整體規劃

台南海岸潟湖沙洲及排水系統之相關 研究及防護規劃。

表2-5 台南縣政府水利處治理工程計畫

年度 工程名稱 工程內容

96 手牽手護沙洲（含手牽手護沙洲活 動整地及施作沖樁工程）

於網仔寮沙洲北側辦理插竹枝防風飛 沙活動，讓居民參與護沙洲。（96年 1月5日）

96 頂頭額沙洲竹枝工定沙工程 施作竹枝工防風飛沙。

96 頂頭額沙洲定沙防護工程 於頂頭額沙洲北側缺口處施設海事固 袋填補缺口防禦潮浪，並植生定沙。

96 網仔寮沙洲定沙防護工程 於網仔寮沙洲北側施設海事固袋防禦 潮浪。

96 青山港沙洲定沙防護工程 於青山港沙洲北段抽取七股潟湖淤沙 回填以培高培厚沙洲。

96 王爺港沙洲定沙防護工程

於急水溪出口處王爺港沙洲編籬植生 定沙，並於堤防2號水門出口排水道 兩側施設海事固袋及塑鋼板樁導流。

96 青山港沙洲定沙植生工程 於青山港沙洲南段及最北端植生定

沙。

96 青 山 港 沙 洲 定 沙 防 護 工 程 （ 第2 期）

於青山港沙洲中段新生缺口（96烏沙 吉颱風）北側抽取七股潟湖淤沙回填 以培高培厚沙洲。

96 96年度沙洲災害緊急應變搶救與維 護工程開口契約

於青山港沙洲新生缺口（96聖帕颱 風）南側施設沖樁，並抽取七股潟湖 淤沙回填維護沙洲。

96 青山港沙洲緊急復舊工程 利用蚵殼拋放於青山港沙洲中段新生 缺口（96烏沙吉颱風）以利淤沙。

95 七股鄉七股潟湖緊急定沙工程 於青山港沙洲南段施設編籬及稻草工 定沙。

95 北門鄉北門潟湖緊急定沙工程 於王爺港沙洲南段施設編籬及竹枝工 定沙。

第三章 地文資料之建置與分析

3-1 演算範圍

本計畫以劉厝排水集水區為主要研究區域，進行豪雨期間之淹水水理分 析。

因劉厝排水集水區地勢平坦，並受暴潮影響，故演算劉厝排水集水區之淹 水水理現象時，需考量重大豪雨時劉厝排水集水區之邊界高度不足，而可能與 鄰近流域間發生之越域水流現象，故地文性淹排水模式(PHD-model)進行淹水 潛勢分析之演算時，選定八掌溪南岸堤防以南至曾文溪北岸堤防以北，包含急 水溪流域、將軍溪流域與劉厝排水集水區往西至台灣海峽之區域為演算範圍，

如圖 3-1 所示。計畫以區域內現有之排水防洪架構下，配合地表高程資料及其 他相關之地區特性，進行格網之佈置，進行計畫範圍內之淹水境況模擬。演算 範圍之行政區如圖3-2 所示。

依據演算範圍之現有排水系統、交通系統，其他相關之地形地貌特性，佈 置演算範圍之格網，以劉厝排水集水區淹水潛勢區淹水深度及範圍之變化，檢 討劉厝排水排水系統之越域水流及暴潮進出影響，並對淹水區域研擬淹水改善 策略，供相關機關參考及將來改善之依據。相關之地文資料包括數值高程、水 系堤防、交通系統、土地利用等。

七股潟湖 北門潟湖

圖 3-1 劉厝排水集水區計畫範圍及演算範圍位置圖

圖3-2 演算範圍之鄉鎮圖

3-2 流域及潟湖邊界高程分析

本計畫劉厝排水集水區係根據根據台南縣政府委託中興工程顧問股份有限 公司進行之「易淹水地區水患治理計畫第 1 階段實施計畫縣管區排 劉厝、六 成、七股地區(含大寮排水)及漚汪排水系統規劃」期末報告初稿內所規劃之劉 厝排水系統繪製流域邊界[9]，如圖 3-3 所示，流域之邊界及其交通系統如圖 1- 4 所示。由圖 1-4 可知流域之南北邊界主要為縣道(171，173，174)及一般道路 (南 1-1，南 18，南 19，南 21，南 45-1，南 118 等)，東側為嘉南大圳北幹線，

西側濱海，以及少數邊界為堤防及地表分水嶺。

以劉厝排水河口右岸為起點，順時針方向沿劉厝排水集水區邊界繪製高程 如圖 3-4 所示。七股潟湖的邊界如圖 3-5 所示，本計畫以劉厝排水河口左岸為 起點，順時針方向沿七股潟湖邊界繪製高程如圖3-6 所示。

由圖 3-4 可看出，劉厝排水集水區邊界在堤防、嘉南大圳北幹線及國道等 為地表高程較高處，縣道、鄉道及平地分水嶺均為地表高程較低處。由圖 3-6 可看出，七股潟湖邊界以堤防及沙洲稜線之地表高程較高。

20600- 21470 曾文北堤 42100-42765

七股溪南堤

0-4100 塭堤

4100-7250 道路

7250-16000 劉厝分線

16000-20600

蕭砼分線 西港分線 太西分線

21470 - 24825

道路 24825-36100

曾文北堤 36100-

42100

塭堤

圖3-3 劉厝排水集水區邊界示意圖

圖 3-4 劉厝排水集水區邊界高程

0-4500

北堤

- 20041

塭堤 4500

-

14100

沙洲

六成排水 大寮排水

潮口

潮口

圖3-5 七股潟湖邊界高程

圖3-6 七股潟湖邊界高程

3-3 數值地形

本計畫以 1/25,000 數值地形圖及 1/5,000 航照圖為主要資料來源建構數值 地形圖資料庫。應用 1/25,000 數值地形圖及 1/5,000 航照圖將本計畫範圍所屬 地區之相關圖幅繪製出交通系統圖、水系及堤防圖，分別示如圖 3-7 及圖 3-8。

由圖 3-7 可以看出，本計畫演算範圍內有國道中山高速公路、省道台一線、台 十七線、台十九線、台十九甲及西濱快速道路(台六十一線)貫穿南北，並計畫 快速道路 84 線居間聯絡，而縱貫鐵路、及國道第二高速公路等經過東側，另 尚有台糖鐵路及眾多縣道及一般道路。由圖 3-8 可看出，演算範圍之水系包括 急水溪、將軍溪及劉厝排水，另有北門及七股潟湖。前述之數值地形相關資料 可供淹水模式演算佈置格網時應用。

61 17

19

1 1 3

圖3-7 演算範圍之交通系統圖

八掌溪 台灣海峽

北門潟湖

劉厝排水 急水溪

將軍溪

七股潟湖 曾文溪

圖 3-8 演算範圍之水系及堤防圖

3-4 數值高程

本計畫於陸域及沙洲之數值高程資料，係採用民國九十五年內政部「高精 度及高解析度數值地形模型測製工作」之成果資料，其資料為 5m × 5m 格網精 度之數值高程模型(DEM)；於海域之數值高程資料，則採用民國九十二年五月 至八月水利規劃試驗所測製之嘉南海岸地形圖。前述數值高程資料可用地理資 訊系統軟體轉換為具有x, y, z 值之 ASCII 格式，其中 x、y 為 TM 2 度分帶之座 標，單位為公尺，而 z 為該座標之高程值。由數值地形資料可計算出各點位之 高程，經轉換成等高線、坡度、坡向等資料後，即可作地理資訊之分析及應 用。

演算範圍內之數值高程、坡度分佈圖，分別如圖 3-9 至圖 3-10 所示。由數 值高程資料，圖 3-5 及圖 3-9 可得知劉厝排水集水區範圍高程約在 0 至 14.5 公

尺。由圖3-10 可看出坡度約 0-40 度。

圖 3-9 演算範圍及研究範圍之數值高程圖

圖3-10 演算範圍及研究範圍之坡度分析圖

3-5 土地利用

全台灣 1/5,000 國土利用現況調查資料數值化圖檔，不包括台北市、高雄 市及山區，共 3628 幅 PC ARC/INFO 格式圖檔，資料來自各縣市地政事務所調 查繪製之國土利用現況調查正圖，在都市計畫區內採用 1/500、1/600、1/1000 或 1/1200 地籍藍晒圖為底圖；非都市計畫區則大多採用糧食局提供之 1/5,000 耕地圖為底圖。1/5,000 土地利用現況圖檔共分為農業用地、交通用地、水利用 地、建築用地、工業用地、遊憩用地、鹽業用地、礦業及土石用地、軍事用 地、其他用地等十項，這些資料之精度較 1/25,000 數值地形圖詳細。演算範圍 內之 1/5,000 土地利用圖及由土地利用圖概略估算各土地利用面積所佔之比 例，如圖 3-11 所示。土地利用情形將用於評估淹水模擬時各網格之阻力係數及 入滲量等。由圖3-11 可看出劉厝排水集水區範圍之土地利用型態以農業為主。

圖3-11 演算範圍及計畫範圍之土地利用圖

第四章 雨量與暴潮分析

颱風豪雨期間，劉厝排水集水區之淹水及排水現象受豪雨及暴潮影響，故 分析淹水潛勢時，需進行雨量頻率分析、雨型分析及暴潮偏差頻率分析，以獲 得各重現期豪雨及暴潮，進行淹水─排水模擬。

4-1 雨量資料收集

本計畫蒐集之資料包含水利署具備一小時以下之歷年最大降雨強度資料 檔，資料年份以至 2004 年為主，2005-2007 未有降雨強度檔，本計畫由 1 分鐘 雨量推求此三年之降雨強度。總計蒐集之雨量資料有水利署所轄雨量測站 5 站 做為暴雨頻率分析之用。各雨量站之基本站況如表 4-1 所示，各測站之位置分 佈如圖4-1 所示。本計畫雨量資料之選取原則茲列如下：

1. 延時10分鐘以上之雨量資料記錄之年份不得小於20年，而具延時5分鐘降雨 強度資料之測站有限，故降低標準至記錄年份不得小於15年。

2. 雨量資料序列為各延時歷年最大值，直接取自各單位實測所得，對於缺失紀 錄不予推估補遺。

3. 各延時歷年最大值序列，假設符合水文統計理論：1.不偏性2.獨立性3.均一 性之要求，因此不考慮溫室效應等氣候變遷對水文環境之影響。

4. 就某一特定雨量站而言，一般年最大24小時雨量應大於或等於年最大一日暴 雨，本計畫根據此原則將雨量資料適度刪除或更正。

本計畫演算範圍之氣象局雨量測站年限較短，無法進行頻率分析，然其暴 雨資料可做為後續雨型設計之用。各氣象局雨量站之基本站況如表 4-2 所示，

各測站之位置分佈如圖4-2 所示。

表4-1 水利署雨量站況表

流域 名稱

測站 編號

測站 名稱

TM二度分帶 X座標

TM二度分帶

Y座標 高程(m) 降雨強度檔起迄年 日雨量資料起迄年 八掌溪 3700020 大湖山 210929.054 2597620.539 725.0 1971~2004 1953~2007 八掌溪 3700050 小公田(2) 212532.907 2592325.351 680.0 1972~2004 1967~2007 急水溪 3900020 關子嶺(2) 198216.607 2581294.442 334.0 1958~2004 1959~2007 急水溪 3900110 六溪 193890.706 2579156.882 88.0 1959~2004 1958~2007 曾文溪 4100250 西阿里關 206501.231 2558443.095 480.0 1972~2004 1972~2007

表4-2 氣象局雨量站況表

站號 站名 TM二度分帶 X座標

TM二度分帶

Y座標 高程(m) 日雨量資料起迄年 10分鐘雨量 資料起迄年 C0O910 新營 179817.105 2577032.758 69.0 1988/12~2007 2002~2007 C0X080 佳里 161609.586 2563932.550 41.0 1993/3/1~2007 2002~2007 C1X010 岸內 173530.382 2581216.884 15.0 1993/3/1~2007 2002~2007 C1X030 白河 190771.099 2580553.329 33.0 1993/3/1~2007 2002~2007 C1X040 東原 194279.889 2576879.039 232.0 1993/3/1~2007 2002~2007 C1X050 東河 186297.827 2577495.680 19.0 1993/3/1~2007 2002~2007 C1X060 下營 175382.598 2571055.676 5.0 1993/3/1~2007 2002~2007 C1X070 北門 159597.360 2574465.837 14.0 1993/3/1~2007 2002~2007 C1X090 七股寮 161019.478 2560367.504 17.0 1993/3/1~2007 2002~2007

圖 4-1 演算範圍內水利署雨量站分佈情形

圖 4-2 演算範圍內氣象局雨量站分佈情形

4-2 降雨強度頻率分析

本計畫依據游保杉教授等採用水利署雨量站歷年年最大降雨強度資料進行 10、20、30、40、60、90、120、180、240、360、720、1080 及 1440 分鐘，共 計 13 個延時之降雨強度資料之頻率分析成果[7]。依據國內過去使用之統計分 佈，選用極端值一型分佈(EV1)、一般極端值分佈(GEV)、皮爾遜第三型分佈 (PT3)、對數皮爾遜第三型分佈(LPT3)及三參數對數常態分佈(LN3)等五種用於 極端事件之機率分佈方法進行頻率分析。並配合採用 SE 及 U 兩個誤差指標值 做為各雨量站最適合分佈選用準則。有關誤差指標值SE 與 U 之定義如下：

2 / 1

)2

(

⎥⎥

⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎢

⎣

⎡ −

=

∑

N X

SE X^{i i} (4-1)

(

)

2 / 2 1

⎟⎟⎠

⎜⎜ ⎞

⎝ +⎛

⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡ ⎟

⎠

⎜ ⎞

⎝

⎛ −

=

∑

∑

∑

Λ Λ

N X N

X

N X

X U

i i i i

(4-2)

_i：第 i 個觀測樣本資料

i

X

X^Λi：對應於樣本X 累積機率之估算值

經由上述 SE 及 U 兩個誤差指標值可分別求出各雨量站之最佳統計分佈。

分析結果以 LPT3 為最適合分佈，應用於推算各延時及各重現期距下之最大降 雨強度之結果如表4-3 至表 4-7 所示。

表4-3 大湖山站降雨強度頻率分析結果表 單位：mm/hr

重現期距(年) 延時

(min) 5 10 25 100

10 200.00 226.81 262.65 320.34 20 158.10 173.44 191.62 216.85 30 136.98 150.10 165.52 186.70 40 119.57 130.73 143.96 162.32 60 98.36 107.10 117.32 131.27 90 81.28 89.99 100.29 114.53 120 71.24 79.92 90.30 104.82 180 59.00 67.67 78.61 94.92 240 54.37 64.14 76.79 96.31 360 47.50 57.92 72.01 94.93 720 36.84 47.58 62.91 89.41 1080 30.44 40.62 56.00 84.69 1440 26.25 35.45 49.62 76.67

表4-4 小公田(2)站降雨強度頻率分析結果表 單位：mm/hr

重現期距(年) 延時

(min) 5 10 25 100

10 160.72 182.32 212.47 263.61 20 135.42 149.27 166.32 190.64 30 120.83 130.66 141.21 153.65 40 107.32 116.07 125.44 136.47 60 90.93 99.86 109.98 122.87 90 76.96 86.06 96.72 110.90 120 69.01 78.07 88.48 101.97 180 58.78 67.54 77.64 90.78 240 53.45 61.64 70.85 82.45 360 46.84 54.27 62.42 72.33 720 36.06 43.10 51.39 62.51 1080 30.90 37.00 44.17 53.76 1440 26.95 32.23 38.38 46.49

表4-5 關仔嶺(2)站降雨強度頻率分析結果表 單位：mm/hr

重現期距(年) 延時

(min) 5 10 25 100

10 184.08 208.16 240.76 323.13 20 151.43 167.16 187.17 232.96 30 132.14 146.13 164.00 205.21 40 120.74 134.64 152.67 195.19 60 101.38 112.16 125.37 153.93 90 82.23 91.30 102.01 123.73 120 70.01 78.50 88.50 108.69 180 52.71 59.36 67.62 85.75 240 45.31 52.27 61.45 83.72 360 37.32 44.10 53.29 76.58 720 27.95 34.24 42.91 65.42 1080 23.08 28.47 35.94 55.43 1440 18.62 23.27 29.92 48.25

表4-6 六溪站降雨強度頻率分析結果表 單位：mm/hr

重現期距(年) 延時

(min) 5 10 25 100

10 171.57 202.12 248.90 338.41 20 147.77 166.61 191.10 229.18 30 128.20 144.04 164.16 194.56 40 109.34 121.72 136.80 158.40 60 94.99 107.63 123.05 145.14 90 76.12 87.83 102.94 126.14 120 64.33 76.42 93.47 122.86 180 50.52 60.66 75.03 99.99 240 41.98 52.13 67.97 99.19 360 32.58 40.64 52.96 76.54 720 23.68 30.14 39.79 57.67 1080 18.57 23.51 30.85 44.33 1440 15.32 19.45 25.65 37.19

表4-7 西阿里關站降雨強度頻率分析結果表 單位：mm/hr

重現期距(年) 延時

(min) 5 10 25 100

10 164.30 189.14 223.56 281.54 20 133.12 146.53 162.33 184.08 30 114.01 127.84 145.84 173.85 40 102.08 114.19 129.79 153.78 60 88.93 100.28 114.41 135.21 90 77.68 87.65 99.27 115.00 120 68.51 78.11 89.52 105.29 180 56.53 64.63 74.30 87.71 240 48.82 56.34 65.60 78.96 360 41.30 47.58 54.95 64.98 720 31.65 36.96 43.20 51.62 1080 25.97 30.44 35.70 42.84 1440 22.60 26.56 31.35 38.06

4-3 Horner雨量強度公式建立

利用頻率分析推求各站最適合的降雨機率分佈，再以 Horner 公式之形態，

建立不同重現期距之降雨強度-延時公式。傳統常用 Horner IDF 公式，其公式 如下：

( )

T C

I A

t B

= + _(4-3)

式中，t：任一降雨延時(分鐘)，I_T：某一特定重現期距(T )及降雨延時(t)的降 雨強度(公釐/小時)。A、B、C 為常數。

游保杉之研究顯示，分段之 Horner 公式在短延時(10 分鐘~90 分鐘)、長延 時(90 分鐘~24 小時)皆能較精確推估工程規劃所需之降雨強度(游保杉等[16]，

2004)。針對重現期距 5、10、25 及 100 年建立延時分段 Horner IDF 公式(短延 時 10 分鐘~90 分鐘、長延時 90 分鐘~24 小時)之參數分析結果如表 4-8 及表 4-9 所示。表4-8 為短延時 Horner 公式參數，表 4-9 為長延時 Horner 公式參數。

氣象局之測站無足夠紀錄進行頻率分析，因此擬引用游保杉等(2005)[17]所 建立之無因次降雨強度公式推估方法，建立氣象局測站之無因次降雨強度公 式，並計算該測站頻率分析之結果。詳細所有測站之頻率分析成果列於附錄 一。

表4-8 短延時 Horner 公式參數

大湖山 小公田(2)

重現期距(年)

參數A 參數B 參數C 參數A 參數B 參數C 5 1072 10 0.56 1000 18 0.55 10 883 5 0.50 590 6 0.42 25 784 1 0.46 521 1 0.38 100 994 1 0.49 677 1 0.42

關子嶺(2) 六溪

重現期距(年)

參數A 參數B 參數C 參數A 參數B 參數C 5 1293 18 0.59 2005 25 0.69 10 1114 13 0.54 967 10 0.52 25 1054 9 0.51 682 1 0.42 100 1069 5 0.48 982 1 0.47

西阿里關 重現期距(年)

參數A 參數B 參數C 5 416 2 0.37 10 447 1 0.36 25 531 1 0.38 100 688 1 0.40