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研究生:簡名毅
研究生(外文):Ming-Yi Jian
論文名稱:鹽水溪流域洪水與淹水演算模式
論文名稱(外文):Flood and Inundation Model for Yen-Shui Creek Basin
指導教授:許銘熙許銘熙引用關係
指導教授(外文):Ming-Hsi Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:農業工程學研究所
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:洪水演算淹水模擬動力波零慣性波交替方向顯示法
外文關鍵詞:Flood RoutingInundation SimulationDynamical WaveZero-Inundation WaveAlternating Direction Explicit
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本文主要在建立一流域之洪水與淹水模式,模式中考慮地表淹水與河川洪水之水理交互作用,結合一維河系變量流演算模式與二維漫地流淹水模式,針對河川洪水與地表淹水進行演算。河系變量流模式主要以一維動力波為理論基礎,並輔以運動波,配合非線性隱式差分法求解河川中之水位及流量;二維漫地流模式則依據零慣性波理論,配合交替方向顯示差分法建立模式。利用本模式可模擬降雨所造成之地表淹水範圍及深度,以及流域內排水路出口之流量。
在資料處理方面,本文使用數值地形資料(DTM),以ARC/INFO地理資訊系統,處理洪水與淹水模式所需之各項資料及模擬結果之輸出,以確實反應模擬區域內局部地形變化之特性。若配合準確之降雨預報,本研究模擬成果可作為淹水預報之工具。
本文以鹽水溪流域為研究對象,將降雨資料輸入,配合地文資料進行流域洪水與淹水模擬演算,並以86年7月1日暴雨事件與85年賀伯颱洪作為模式檢定與驗證之依據,進行流域100年重現期降雨事件之洪水與淹水模擬。由模擬結果顯示出本模式以具有良好之精度。
A numerical model including river flood routing and surface inundation for river basin has been developed in this thesis. In the model the hydraulic interaction between the water stage in river and the outflow of subcatchment is taken into consideration. The model combines one- dimensional unsteady flood routing model in river system and two- dimensional overland inundation model in watershed. In the river system model, based on a one-dimensional dynamical wave and kinematic wave theory, the water stage and discharge in river system are solved by using the four-point implicit finite-difference scheme. In the watershed two- dimensional overland flow inundation model, based on the zero-inertial wave theory, is employed by the alternating direction explicit scheme. By using the two models, the inundation area, water depth, and the outflow discharge of the effluent in the river basin are computed.
In order to ensure the quality of input data, which is very important in maintaining the accuracy of ground elevations in the simulation and the output of simulation results, the digital terrain model (DTM) and geo- graphic information system (GIS) are employed to treat the input and output data for the model. If the accurate rainfall forecast is installed, the simulated results can be used as a tool for inundation forecast in a study area.
The study area is Yen-Shui Creek basin. The design storm pattern of frequency-based rainfall and geographic features are input for numerical simulations. The hydrologic data of Storm on 1st July 1997, and typhoon Herb are used to verify the model. The model is then applied to simulate the inundation in the Yen-Shui Creek basin under design rainfalls of 100-year return period. The results are accurate enough to be used to map out the inundation area for the design rainfall.
第一章前言1
1-1研究目的1
1-2過去相關研究1
第二章演算模式4
2-1一維變量流模式4
2-1-1動力波模式4
2-1-2運動波模式6
2-1-3邊界條件8
2-2二維漫地流淹水模式9
2-2-1基本方程式9
2-2-2數值方法10
2-2-3初始與邊界條件12
2-3地表漫地流出口與河川之匯流13
2-3-1匯流處流量之計算13
2-3-2模式之銜接15
第三章鹽水溪流域概況17
3-1天然河川17
3-1-1鹽水溪17
3-1-2虎頭溪18
3-1-3那拔林溪18
3-2區域排水18
3-2-1大洲排水18
3-2-2鹽水溪排水19
3-2-3柴頭港溪19
3-2-4永康排水20
3-3水文環境20
3-3-1流域環境特性20
3-3-2雨量站網20
第四章流域之劃分及資料之輸入21
4-1一維河系變量流洪水演算模式21
4-4-1河道與河道斷面編號21
4-1-2河道斷面資料22
4-1-3上游邊界入流量23
4-1-4河系上游殘流域側入流23
4-1-5河系下游邊界河口潮位23
4-2二維地表漫地流淹水模式模擬區域23
4-2-1雨量資料23
4-2-2集水分區與漫地流出口流量24
4-2-3地形資料25
第五章模式檢定、驗證與結果27
5-1模式檢定27
5-1-1集水區流量檢定27
5-1-2一維河系變量流模式檢定28
5-2模式驗證28
5-3模式應用30
第六章結論與建議33
6-1結論33
6-2建議34
參考文獻35
附圖39
附表69
參考文獻
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2.顏清連,許銘熙,陶偉麟,"淡水河系洪水演算模式(一)現況河道模式之建立驗証",行政院國科會,防災科技研究報告72-08,台北市,民國72年9月。
3.顏清連,許銘熙,段鏞,"淡水河系洪水演算模式(二)二重輸洪道完成後淡水河系洪流演算模式",行政院國科會,防災科技研究報告73-06,台北市,民國73年10月。
4.顏清連,許銘熙,唐建章,"淡水河系洪水演算模式(三)與逕流模式之銜接",行政院國科會,防災科技研究報告74-26,台北市,民國74年12月。
5.顏清連,許銘熙,陳昶憲,賴進松,"淡水河系洪水演算模式(四)堤防潰決洪流模式之建立",行政院國科會,防災科技研究報告75-19,台北市,民國75年9月。
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19."大洲排水改善規劃報告",台南縣政府,民國85年7月。
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