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研究生:林鶴儒
論文名稱:濁水溪流域降雨─逕流模式之建置及其於土石流預警之應用
論文名稱(外文):Establishment of Rainfall-Runoff Model and its application on debris flow warning system in Choshui River Basin
指導教授:林昭遠林昭遠引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:水土保持學系
學門:農業科學學門
學類:水土保持學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:降雨─逕流模式等集流時間線合理化公式─流量歷線修正式逕流係數動態模式
外文關鍵詞:Rainfall-runoff modelIsochrones of time of concentrationModified rationl algorithm for predicting hydrographRunoff coefficient dynamic model
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濁水溪流域位於台灣中部地區,每逢颱風暴雨時傳土石災情,並造成重大傷亡及財物損失,為徹底解決土石災害,保護民眾生命財產安全,宜進行集水區源頭整治,建置預警系統供防災參考。本研究以濁水溪流域為研究地區,以常態化差異植生指標(Normalized Difference Vegetation Index;NDVI)結合地理資訊系統(Geographic Information System;GIS),考慮空間及時間分布因素,建立濁水溪流域之逕流係數動態分佈模式,並配合降雨強度空間分佈資料,以等集流時間概念,修正合理化公式之限制,提出合理化公式-流量歷線修正式,計算河道監測點之流量歷線。
透過監測站實測流量資料,推估歷線之洪峰到達時間和洪峰流量修正值﹝α、β校正值﹞以及退水修正式(R),建置濁水溪流域降雨-逕流模式。結果顯示各場暴雨校正係數α、β及退水修正式之與集水區特性相關,而流量歷線模擬結果以單峰型暴雨較佳,其效率係數均為0.7以上,雙峰型及多峰型暴雨模擬情形不佳,效率係數均低於0.7。其中內茅埔流量站所模擬賀伯颱風場次雖為單峰型降雨但效率係數卻為偏低(0.29),其原因為上游地區發生崩塌而產生堰塞且暴發土石流,導致現場觀測站之流量與模式推估之流量造成顯著差值,此現象可做為判釋上游集水區發生崩塌而產生土石流之依據。
經由水位流量觀測儀器,掌握即時動態水文資訊,並由資料蒐集系統,應用於土石流及洪水等觀測,除可建立流量歷線推估土石流模式外,亦可建立與氣象資料結合之洪水演算模式。流量歷線推估模式可明確指出發生規模、土石流到達時間等重要預測值,有助於集水區土石流警報系統之研發。本模式改善合理化公式在集水區面積上之限制,以高洪峰流量之颱風暴雨為對象,進行大面積集水區流量歷線之推估,研究結果可提供全方位集水區保育治理及防洪避災對策研擬之參考。
The Choshui river basin is located in Central Taiwan. Debris flows occur frequently during the period from mid summer to early fall. Debris flow triggered by typhoon storms, particular in Nantou area, causes serious human casualties and property losses.
Normalized Difference Vegetation Index derived from SPOT image incorporated with Geographic Information System was used in this study to establish the rainfall-runoff model for runoff hydrograph simulation at the given point of channel.
The correction coefficient (α,β) and the revised recession curve (R) calibrated from the observed data can be represented as the index of watershed characteristics. The correction coefficient α describes water conservation capability ; the -value shows the quantitative description of sediment concentration in run-off for each storm event.
The model improved the limitation of rational formula in large watershed and used the distributed concept for runoff coefficient calculation in runoff hydrograph simulation. This model is useful for debris flow warning system establishment and hazard mitigation.
第一章 前 言
第二章 前人研究
第一節 降雨-逕流模式
一、線型逕流模式
二、非線型逕流模式
三、準非線型逕流模式
四、水文模式之相關理論及應用
五、模式之建立
第二節 合理化公式
第三節 其他相關研究
一、集水區地文資訊分析
二、植生指標
第四節 土石流預測
第三章 研究材料與方法
第一節 流域現況調查
一、流域地理位置
二、流域地形概況
三、流域地質與土壤
四、氣象及水文
五、行政區域及人口
六、歷年颱風發生土石流災害
第二節 分析方法
一、集水區動態劃分
二、集水區地文資訊分析
三、降雨-逕流模式
第四章 結果與討論
第一節 模擬結果與分析
一、內茅埔流量站
二、彰雲橋流量站
第二節 結果分析
一、校正係數α及β
二、退水段校正
三、上、中、下游集水區比較
第三節 土石流預警系統之應用
一、土石流發生機制
二、未來應用─集水區洪峰流量變異點分析系統
第五章 結論與建議
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7.林文賜 (2002),「集水區空間資訊萃取及坡面泥砂產量推估之研究」,國立中興大學水土保持學研究所博士論文。
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9.林昭遠、林文賜 (2000),「集水區地文水文因子自動萃取之研究」,中華水土保持學報,31(3):247-256。
10.林昭遠 (2001),「集水區崩塌地植生復育監測與評估」,水土保持植生工程研討會論文集,pp.72-81。
11.林燕旻 (1999),「應用HEC-1運動波法探討清水溪上游集水區降雨逕流關係」,國立中興大學水土保持學研究所碩士論文。
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23.陳榮河(2002),「土石流災害防治之研究-以南投示範區陳有蘭溪為例」,九十年度防救災專案計畫暨第一期防災國家型科技計畫成果研討會論文集」,防災國家型科技計畫辦公室。
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