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研究生:涂家彰
研究生(外文):Chia-Chang Tu
論文名稱:高雄灌區水資源防災管理系統之研究
論文名稱(外文):Study on the Disaster Prevention Management System for Water Resource in Kaohsiung Irrigation Region
指導教授:黃立政黃立政引用關係林仁益林仁益引用關係
指導教授(外文):Li-Jeng HuangRen-Yih Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:土木工程與防災科技研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
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:132
中文關鍵詞:水資源防災管理資料庫維護水文統計分析預測分析風險評估
外文關鍵詞:water resourcedisaster prevention managementdata base maintenancehydrological statistic analysispredict analysisrisk assessment
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本研究首先依據我國行政院於民國89年7月19日頒定「災害防救法」及相關法規,以已核定之高雄灌區水資源防災計劃為基礎,進一步使用個人電腦相關硬體,以Visual Basic 6.0結合Access 2000軟體,並由高雄灌區提供民國65年至民國91年之降雨水文資料,設計成視窗化水資源防災管理系統,以提供颱風豪雨來臨前給決策者、管理者、相關業務承辦人員,能於造成災害前預先作好防災通報及減災整備工作。
本系統之功能分成兩部份: 其一為水資源管理系統,包括:資料庫維護(內含雨量資料庫、地理資料庫)與水文統計分析(內含計算洪峰流量、分析率定曲線、計算流量、雨量流量站) 兩大項;其二為災害預測分析與風險評估分析;災害預測分析部份將採用多變數非線性迴歸分析,應用於颱風降雨之預測;另採用單變數非線性迴歸分析,應用於颱風降雨致災損失之預測;最後以田口方法應用於尋求主要颱風降雨致災因子及損失風險評估。
本研究成功建立一套提功即時高雄灌區水資源管理與計量風險評估之分析系統,可以提供專業人員水資源防災管理規劃之實務應用。
This research was initiated in conformance with the the “Hazard Preventing and Rescue Law”, declared by the Executive Yuan on the 19th of July, 2000, and another relevant acts as well as based upon the approved document for water resources and disaster management of the Kaohsiung region. A PC-based computer program coding in Visual Basic 6.0, Microsfot Access 2000 and the statistic rainfall data in Kaohsiung region from 1976 to 2002, was developed to build up an intelligent water resource management and risk assessment system. This system can provide information to the decision makers, managers and other related personnels, before imminent Typhoon and heavy thunderstorm to enhance the preparation and prevention before disasters.
Two major parts are included in this study. One is the water resource management system which includes the maintenance of data base (rainfall data base and geographical data base, respectively) and hydrological statistic analysis (flood wave front computation; rating curve analysis, flow discharge computation, rainfall and accumulated discharge analysis). The other part is majored in the disaster prediction and risk assessment, where multi-variable nonlinear regression analysis is applied to the prediction of Typhoon rainfall,single-variable nonlinear regression analysis is derived to estimate the cost of disaster due to the rainfall, and finally the Taguchi method is employed and tested for risk assessment application.
The study has sucessefully built up a real-time water resource management and risk assessment system for professional personels in disaster and risk mittigation.
目 錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
照片目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究範圍 3
1.3 研究方法與步驟 5
1.4 文獻回顧 5
1.5 論文架構 6
第二章 水資源防災管理系統之建置 8
2.1 引言 8
2.2 水資源防災管理系統之設計 8
2.3 水資源防災管理系統之架構 9
2.4 水資源防災管理系統之理論模式 9
2.5 水資源防災管理系統之測試 17
2.6 結論 18
第三章 迴歸分析於颱風降雨災損預測之應用 19
3.1 引言 19
3.2 迴歸分析於颱風降雨之預測 19
3.3 迴歸分析於颱風降雨致災損失之預測 22
3.4 颱風降雨致災損失之迴歸預測模型 25
3.5 結論 26
第四章 田口方法於颱風降雨致災損失評估之應用 28
4.1 引言 28
4.2 田口方法之品質特性 29
4.3 田口方法望小特性之損失函數 29
4.4 田口方法望小特性之訊號雜音比 31
4.5 田口方法應用於颱風降雨致災損失評估之步驟 32
4.6 結果討論 36
4.7 結論 37
第五章 結論與未來研究建議 38
5.1 結論 38
5.2 未來研究建議 41
參考文獻 43
附錄一 高雄灌區水資源防災計畫 101
附錄二 高雄灌區之水文監測系統 123
簡 歷 132
表 目 錄
表2-1 逕流係數表 46
表3-1 颱風降雨統計資料表 47
表3-2 高雄灌區颱風降雨致災損失統計表 50
表3-3 颱風降雨致災之預測分析結果表 50
表4-1 高雄灌區颱風降雨致災損失風險評估表 51
表4-2 颱風強度標準劃分表 52
表4-3 高雄灌區颱風降雨致災損失風險評估直交表 53
表4-4 高雄灌區颱風降雨致災損失風險評估結果直交表 54
表4-5 高雄灌區颱風降雨致災損失風險評估反應表 55
表4-6 高雄灌區颱風降雨致災損失風險評估結果表 56
表4-7 高雄灌區颱風降雨致災損失風險評估最小風險組合表 57
表4-8 高雄灌區颱風降雨致災損失風險評估中間風險組合表 58
表4-9 高雄灌區颱風降雨致災損失風險評估最大風險組合表 59
附表1-1 高雄農田水利會緊急應變小組組織表 113
附表1-2 水文監測項目各級防護起動值表 114
附表1-3 天然災害農田灌溉排水設施損失表 115
附表1-4 高雄農田水利會災情聯繫呈報系統表 117
附表1-5 ○○縣災害應變中心重大災害事故通報單 118
附表1-6 天然災害水利設施災害復建經費請求勻撥或補助總表 119
附表1-7 天然災害公共設施災害復建經費請求勻撥或補助明細表 120
附表1-8 天然災害公共設施災害復建工程概算表 121
附表1-9 高雄農田水利會天然災害復建工程處理程序表 122
圖 目 錄
圖2-1 高雄灌區現有水文監測系統 60
圖2-2 水資源防災管理系統起始劃面 60
圖2-3 水資源防災管理系統架構圖 61
圖2-4 水資源防災管理系統-雨量資料庫圖 62
圖2-5 水資源防災管理系統─地理資料庫圖 62
圖2-6 水資源防災管理系統─計算洪峰流量圖 63
圖2-7 水資源防災管理系統─IDF曲線圖 63
圖2-8 水資源防災管理系統─降雨時間分配型態分析圖 64
圖2-9 水資源防災管理系統─修正三角型單位歷線圖 64
圖2-10 水資源防災管理系統─分析率定曲線圖 65
圖2-11 水資源防災管理系統-計算流量圖 65
圖2-12 水資源防災管理系統-巴歇爾量水槽潛流修正圖 66
圖2-13 水資源防災管理系統-梯形量水槽潛流流量校正值圖66
圖2-14 水資源防災管理系統─雨量站圖 67
圖2-15 水資源防災管理系統─流量站圖 67
圖2-16 高雄灌區年最大雨量線性分析圖 68
圖2-17 高雄灌區年平均降雨量線性分析圖 68
圖2-18 高雄灌區年合計降雨量線性分析圖 69
圖2-19 高雄灌區曹公區年平均降雨量線性分析圖 69
圖2-20 高雄灌區岡山區年平均降雨量線性分析圖 70
圖2-21 高雄灌區旗山區年平均降雨量線性分析圖 70
圖2-22 左營站年降雨量線性迴歸分析圖 71
圖2-23 楠梓站年降雨量線性迴歸分析圖 71
圖2-24 鳥松站年降雨量線性迴歸分析圖 72
圖2-25 鳳山站年降雨量線性迴歸分析圖 72
圖2-26 小港站年降雨量線性迴歸分析圖 73
圖2-27 大寮站年降雨量線性迴歸分析圖 73
圖2-28 九曲站年降雨量線性迴歸分析圖 74
圖2-29 岡山站年降雨量線性迴歸分析圖 74
圖2-30 阿蓮站年降雨量線性迴歸分析圖 75
圖2-31 湖內站年降雨量線性迴歸分析圖 75
圖2-32 旗山站年降雨量線性迴歸分析圖 76
圖2-33 中壇站年降雨量線性迴歸分析圖 76
圖2-34 吉洋站年降雨量線性迴歸分析圖 77
圖2-35 竹子門站年降雨量線性迴歸分析圖 77
圖2-36 月眉站年降雨量線性迴歸分析圖 78
圖2-37 六龜站年降雨量線性迴歸分析圖 78
圖3-1 66.7.25賽洛馬颱風侵台路徑圖 79
圖3-2 66.8.22.愛美颱風侵台路徑圖 79
圖3-3 68.8.1.愛美颱風侵台路徑圖 80
圖3-4 69.7.10.艾達颱風侵台路徑圖 80
圖3-5 69.9.18.珀西颱風侵台路徑圖 81
圖3-6 70.6.13.艾克颱風侵台路徑圖 81
圖3-7 70.9.20.葛萊拉颱風侵台路徑圖82
圖3-8 71.7.29.安迪颱風侵台路徑圖 82
圖3-9 71.8.15.黛特颱風侵台路徑圖 83
圖3-10 72.7.25.韋恩颱風侵台路徑圖 83
圖3-11 72.9.7.艾倫颱風侵台路徑圖 84
圖3-12 73.6.24.魏恩颱風侵台路徑圖 84
圖3-13 73.8.29.裘恩颱風侵台路徑圖 85
圖3-14 74.6.22.海爾颱風侵台路徑圖 85
圖3-15 74.9.17.衛奧颱風侵台路徑圖 86
圖3-16 75.7.10.佩姬颱風侵台路徑圖 86
圖3-17 75.8.22.韋恩颱風侵台路徑圖 87
圖3-18 76.9.9.傑魯得颱風侵台路徑圖 87
圖3-19 76.10.24.琳恩颱風侵台路徑圖 88
圖3-20 77.6.2.蘇珊颱風侵台路徑圖 88
圖3-21 79.5.19.瑪麗安颱風侵台路徑圖89
圖3-22 79.9.7.黛特颱風侵台路徑圖 89
圖3-23 80.7.19.艾美颱風侵台路徑圖 90
圖3-24 80.9.23.耐特颱風侵台路徑圖 90
圖3-25 82.9.11.亞伯颱風侵台路徑圖 91
圖3-26 84.8.30.肯特颱風侵台路徑圖 91
圖3-27 84.9.22.賴恩颱風侵台路徑圖 92
圖3-28 85.5.23.凱姆颱風侵台路徑圖 92
圖3-29 85.7.26.葛樂里颱風侵台路徑圖93
圖3-30 86.8.30.卡絲颱風侵台路徑圖 93
圖3-31 實測與預測降雨量比較圖 94
圖3-32 高雄灌區颱風降雨致災之損失線94
圖3-33 迴歸分析於水文預測之應用圖 95
圖3-34 迴歸分析於水文預測之應用─淹水潛勢圖 95
圖4-1 風險評估簡示圖 96
圖4-2 田口之損失函數(望小特性) 97
圖4-3 颱風侵臺路徑圖 98
圖4-4 高雄灌區颱風降雨致災損失風險評估反應圖99
附圖2-1 高雄灌區水文監測系統架構圖 123
附圖2-2 高雄灌區本會水文監控主機功能示意圖 127
附圖2-3 高雄灌區工作站水文監控主機功能示意圖 129
附圖2-4 渠道偵測點示意圖 130
照 片 目 錄
照片2-1 水資源防災管理系統-測試流速器 100
照片2-2 水資源防災管理系統-量測平均流速 100
附照片2-1 高雄灌區水文監測系統-水位雨量監控主機125
附照片2-2 高雄灌區水文監測系統-雨量計 125
附照片2-3 高雄灌區水文監測系統-水位感測設備 126
附照片2-4 高雄灌區水文監測系統-分水區水位雨量監控主機 126
附照片2-5 高雄灌區水文監測系統-水位無線發射主機 131
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