臺灣博碩士論文加值系統

摘 要
集水區環境變遷對河川流量衝擊的相關議題長期受到重視，舉凡氣候變遷、降雨變異、土地利用改變、水資源設施操作等因素，都可能造成集水區河川流量特性的變動，氣候變遷所造成的降雨變異特性也造成流量在各地區呈現不同形式的變動趨勢。大甲溪為台灣中部地區的主要河川之一，上游德基水庫更是台灣中部地區各標的水資源的重要供應者，因此，上游集水區環境變遷是否影響河川流量的穩定情勢是相當值得重視的課題。
本研究利用台灣電力公司在大甲溪上游歷年觀測的日雨量、日流量資料進行長期趨勢分析。研究結果顯示：河川年流量變動特性在近二十年期間已經產生變化，與更早期的資料比較，不僅年際變率擴大，流量變動的循環週期也有所改變，同時，豐水期與枯水期流量的長期變動情勢並不相同。根據相同時期的雨量分析結果來看，流量特徵變化主要是受到雨量變異的影響，但二者的變動情勢不盡相同；進一步比較上游七家灣、南湖、合歡等三個相鄰次集水區的分析結果，發現河川流量變動程度也有空間上的差異，顯示河川流量的變化不僅受到雨量變異的影響，也與集水區地文環境的特性與變遷有關。

Abstract
Dajia is an important river and Dechi reservoir on the upstream is the greatest one for water supply in the central Taiwan. The characteristics of discharge might be impacted by environmental changes in these watersheds, including global warming, rainfall variations, land use and cover changes, are concerned. The about 40 years records of daily rainfall and discharge of the upstream watersheds are used in these study for the long-term variation analysis. The results present there were some changes in the pattern of the river discharge in recent two decades. The variance between high and low discharges enlarged and the average return period of variation cycles changed also. The changes happened in wet and dry seasons both, but the patterns were not same in these different seasons. The changes of discharge were mainly controlled by the variations of rainfall, but there were some different patterns between rainfall and discharge also. The comparisons of the datum of three sub-watersheds, named Chi-Chia-Wan, Nanhu and Hehuan, shows there were spatial differences in the upstream areas and suggests the physiographic characteristics should be the factors too in the variations of discharge.

目錄
第一章 緒論 ……………………………………………………………………01
一、研究動機與目的 ………………………………………………………01
二、研究流程 ………………………………………………………………03
第二章 文獻回顧 ………………………………………………………………04
一、氣候變遷對於水文的影響…………………………………………………04
二、降雨對於逕流的影響………………………………………………………05
三、土地利用對於逕流的影響…………………………………………………07
第三章 研究方法 ………………………………………………………………10
一、研究區概述 ……………………………………………………………10
二、資料蒐集與處理 ………………………………………………………13
三、水文分析 ………………………………………………………………18
第四章 結果與討論 ……………………………………………………………21
一、松茂集水區分析結果 …………………………………………………21
二、次集水區分析結果 ……………………………………………………29
三、空間差異之綜合態勢 …………………………………………………49
第五章 結論與建議 ……………………………………………………………54
參考文獻 …………………………………………………………………………57

表次
表3-1 流量測站表 ………………………………………………………………15
表3-2 雨量測站表 ………………………………………………………………15
表3-3 資料補遺迴歸方程式表 …………………………………………………16
表4-1 松茂測站之年雨量、流量變動情勢 ……………………………………23
表4-2 松茂測站之季節性流量、雨量變動情勢 ………………………………23
表4-3 松茂集水區雨量、流量頻率分析結果 …………………………………27
表4-4 各次集水區測站之年流量、雨量變動情勢 ……………………………34
表4-5 各次級集水區測站之豐水期流量、雨量變動情勢 ……………………35
表4-6 各次級集水區測站之枯水期流量、雨量變動情勢 ……………………36
表4-7 七家灣集水區雨量、流量頻率分析變動情勢 …………………………44
表4-8 南湖集水區雨量、流量頻率分析變動情勢 ……………………………44
表4-9 合歡集水區雨量、流量頻率分析變動情勢 ……………………………45
表4-10 各集水區降雨強度變動情勢表 ………………………………………45
表4-11 各集水區雨量變動情勢表 ……………………………………………51
表4-12 各集水區流量變動情勢表 ……………………………………………52
表4-13 松茂集水區土地利用變遷表 …………………………………………52
表4-14 各集水區地文特徵表 …………………………………………………52
表4-15 七家灣集水區土地利用變遷表 ………………………………………53
表4-16 南湖集水區土地利用變遷表 …………………………………………53
表4-17 合歡集水區土地利用變遷表 …………………………………………53

圖次
圖1-1 畢祿溪1972-1998 年溫度趨勢圖 ……………………………………02
圖1-2 研究架構圖 ………………………………………………………………03
圖3-1 研究區範圍及測站分布圖 ………………………………………………11
圖3-2 畢祿溪月均溫圖 …………………………………………………………12
圖3-3 松茂測站各月之降雨量 …………………………………………………12
圖3-4 松茂測站之月平均流量 …………………………………………………13
圖3-5 松茂集水區徐昇多邊形法區域雨量權重圖 ……………………………17
圖4-1 松茂集水區1974~2006 年雨量變動 …………………………………22
圖4-2 松茂集水區1974~2006 年流量變動 …………………………………22
圖4-3 松茂集水區1974~2006 豐水期雨量變動 ……………………………25
圖4-4 松茂集水區1974~2006 豐水期流量變動 ……………………………25
圖4-5 松茂集水區1974~2006 枯水期雨量變動 ……………………………26
圖4-6 松茂集水區1974~2006 枯水期流量變動 ……………………………26
圖4-7 松茂集水區年最大日雨量頻率曲線 ……………………………………28
圖4-8 松茂集水區年最大日流量頻率曲線 ……………………………………28
圖4-9 七家灣集水區1967~2006 年雨量變動 ………………………………31
圖4-10 七家灣集水區1967~2006 年流量變動 ………………………………31
圖4-11 南湖集水區1961~2006 年雨量變動 …………………………………32
圖4-12 南湖集水區1959~2006 年流量變動 …………………………………32
圖4-13 合歡集水區1974~2006 年雨量變動 …………………………………33
圖4-14 合歡集水區1959~2003 年流量變動 …………………………………33
圖4-15 七家灣1970~2006 豐水期雨量變動 …………………………………37
圖4-16 七家灣1967~2006 豐水期流量變動 …………………………………37
圖4-17 七家灣1970~2006 枯水期雨量變動 …………………………………38
圖4-18 七家灣1967~2006 枯水期流量變動 …………………………………38
圖4-19 南湖1961~2006 豐水期雨量變動 ……………………………………39
圖4-20 南湖1959~2006 豐水期流量變動 ……………………………………39
圖4-21 南湖1961~2006 枯水期雨量變動 ……………………………………40
圖4-22 南湖1959~2006 枯水期流量變動 ……………………………………40
圖4-23 合歡1974~2006 豐水期雨量變動 ……………………………………41
圖4-24 合歡1959~2003 豐水期流量變動 ……………………………………41
圖4-25 合歡1974~2006 枯水期雨量變動 ……………………………………42
圖4-26 合歡1959~2003 枯水期流量變動 ……………………………………42
圖4-27 七家灣集水區年最大日雨量頻率曲線 ………………………………46
圖4-28 七家灣集水區年最大日流量頻率曲線 ………………………………46
圖4-29 南湖集水區年最大日雨量頻率曲線 …………………………………47
圖4-30 南湖集水區年最大日流量頻率曲線 …………………………………47
圖4-31 合歡集水區年最大日雨量頻率曲線 …………………………………48
圖4-32 合歡集水區年最大日流量頻率曲線 …………………………………48

參考文獻
王如意、易任 ( 2006 )，應用水文學(下) ，台北，茂昌圖書有限公司。
王顯達 ( 1994 ) “運用衛星影像遙測資料進行土地利用監測”，內政部營建署。
宋仁良 ( 2005 ) “基隆河上游集水區地表特性與降雨逕流之關係研究”，中國文化大學地學研究所地理組碩士論文。
宋嘉文 ( 2003 ) “氣候變遷對台灣西半部地區降雨及乾旱影響之研究”，國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
何智武、林致遠 ( 1995 ) “山坡地都市化對下游洪峰流量影響之研究”，中華水土保持學報，26(3)，頁221-234。
李柏鋒 ( 2003 ) “利用流域空間及降雨特性於逕流推估改善之研究”，國立台灣大學地理環境資源研究所碩士論文。
林慶昀 ( 2004 ) “汐止地區土地利用變遷影響逕流量空間分布之研究”，中國文化大學地學研究所地理組碩士論文。
林俊成、李國忠 ( 2000 ) “全球溫暖化對畢祿溪試驗集水區河川流量衝擊評估”，台灣林業科學，15(1)，頁51-60。
柳中明、王維強、吳明進 ( 1994 ) “台灣地區未來氣候變遷之評估”，台灣地區氣候變遷因素及影響研討會論文集，台大全球變遷中心，頁1-74。
馬楷崴 ( 2004 ) “氣候變遷下屏東平原地下水資源利用之預測”，國立成功大學資源工程學系研究所碩士論文。
許晃雄、柯文雄、徐光蓉、鄒治華、陳正達 ( 1999 ) “台灣環境變遷與全球氣候變遷衝擊之評析-氣候變遷”，行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告。
陳樹群、巫仲明 ( 2002 ) “山坡地開發對洪峰流量影響之研究”，中華水土保持學報，33(1)，頁39-46。
陳文福、葉全德 ( 1997 ) “合成單位歷線法應用於推估未設站高山集水區流量之研究”，中華水土保持學報，29(4)，頁317-335。
張仲德、詹仕堅 ( 2006 ) “氣候變遷對水資源及水文循環影響之探討”，國立彰化師範大學地理學系系學會白沙地理，11，頁1-22。
張斐章、吳正吉 (1995) “臺灣南部地區最大日雨量區域頻率分析之研究”，臺灣水利，43(4)，頁19-26。
黃榆茗 ( 2003 ) “新店溪流域土地利用型態與逕流特性之研究”，中國文化大學地學研究所地理組碩士論文。
童慶斌，氣候變遷對水資源的衝擊”，童慶斌EPA。
童慶斌 ( 1997 ) “土地利用與氣候變遷對大甲溪上游流量之衝擊”，行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告。
童慶斌 ( 2004 ) “氣候變遷對台灣河川生態的影響”，全球變遷通訊雜誌，44，頁 18-23。
童慶斌、李宗祐 ( 2001 ) “氣候變遷對七家灣溪流量之影響評估”，農業工程學報，47(1)，頁65-74。
童慶斌、楊奕岑 ( 2004 ) “氣候變遷對台灣水文環境之衝擊”，全球變遷通訊雜誌，44，頁1-8。
詹仕堅 ( 1988 ) “大甲溪上游集水區土地利用變遷與河川流量變動關係之研究”，國立台灣大學地理學研究所碩士論文。
經濟部水利署 ( 2005 )，水文年報。
經濟部水資源統一規劃委員會 ( 1995 ) “氣候變遷對台灣水文環境影響之研究”，經濟部水資源統一規劃委員會。
經濟部水資源局 ( 1997 ) “氣候變遷對台灣逕流變化之影響評估”，經濟部水資源局。
葉春國 ( 2006 ) “水里溪上游集水區地景型態與溪流水質關係之研究”，國立台灣師範大學地理研究所碩士論文。
鄭祈全、吳治達、莊永忠 ( 2007 ) “土地利用變遷與氣候變遷對集水區流量模擬影響之研究─以林試所蓮花池試驗林之蛟龍溪集水區為例”，台灣林業科學，22(3)，頁483-495。
鄭皆達 ( 1998 ) “坡地開發對逕流量影響之研究”，水土保持學報，30(4)，頁293-303。
鄭皆達、黎承偉 ( 1996 ) “不同重現期洪峰流量推估”，第八屆水利工程研討會。
鄭皆達、蘇瑞榮、黎承偉 ( 1995 ) “臺灣地區洪峰流量特性及頻率分析之區域性研究” ，水土保持學報，26(3)，頁211-220。
鄒克萬、黃書偉 ( 2007 ) “都市土地利用變遷對自然環境衝擊之空間影響分析”，地理學報，48，頁1-18。
氣候變遷對水資源影響之評估與適應策略研擬，(計畫編號：EPA-87-FA04-03-80)。
Ayers, M.A., Wolock D.M., McCabe G.J., Hay L.E., Tasker G.D.( 1994 ) “Sensitivty of water resources in the Delaware River Basin to climate variability and change”,U.S. Geological Surver Water Supply Paper:2442.
Billi, P., Caparrini, F. ( 2006 ) “Estimating Land Cover Effects on Evapotranspiration with Remote Sensing：a Case Study in Ethiopian Rift Valley”Hydrological Sciences 51(4):655-670.
Burns, D.A., Klaus, J., McHale, M.R. ( 2007 ) “Recent climate trends and implications for water resources in the Catskill Mountain region”,New York, USA,Journal of Hydrology 336:155-170.
Gally,A., Laat, P.J.M.D., Wit, M.J.M.D. ( 2006 ) “Detecting the Influence of Land Use Changes on Discharges and Floods in the Meuse River Basin - the Predictive Power of A Ninety-Year Rainfall-Runoff Relation？”Hydrology and Earth System Sciences 10 : 691–701.
Graham, L.P., Andréasson, J., Carlsson, B. ( 2007 ) “Assessing climate change impacts on hydrology from an ensemble of regional climate models, model scales and linking methods – a case study on the Lule River basin”Climatic Change 81:293–307.
Hodgkins, G.A., Dudley, R.W., Huntington, T.G. ( 2003 ) “Changes in the timing of high river flows in New England over the 20th century”Journal of Hydrology 278:244-252.
Hreiche, A., Najem, W., Bocquillon, C. 2007 “Hydrological impact simulations of climate change on Lebanese coastal rivers”,Hydrological Sciences 52(6):1119-1133.
Huntingford, C., Gash, J., Giacomello, A.M. ( 2006 ) “Climate change and hydrology: next steps for climate”,Hydrological Processes 20:2085–2087.
Jyrkama, M.J., Sykes, J.F. ( 2007 ) “The impact of climate change on spatially varying groundwater recharge in the Grand river watershed”Journal of Hydrology 338: 237-250.
Li, K. Y., Coe, M.T., Ramankutty, N., Jong, R. D. ( 2007 ) “Modeling the hydrological impact of land-use change in West Africa”Journal of Hydrology 337:258-268.
Loaiciga, H.A., Valdes, J.B., Vogel,R., Garvey, J., Schwarz, H. (1996) “Global warming and the hydrologic cycle”Journal of Hydrology 174:83-127.
MÖller, M., Stanhill, G. ( 2007 ) “Hydrological impacts of changes in evapotranspiration and precipitation: two case studies in semi-arid and humid climates”Hydrological Sciences 52(6):1216-1231.
Neal, E.G., Walter, M.T., Coffeen, C. ( 2002 ) “Linking the pacific decadal oscillation to seasonal stream discharge patterns in Southeast Alaska”Journal of Hydrology 263:188-197.
Pao-Shan, Y., Tao-Chang, Y. ( 2002 ) “Impact of climate change on water resources in southern Taiwan”Journal of Hydrology 260:161-175.
Pfister, L., Kwadijk, J., Musy, A. ( 2004 ) “Climate Change, Land Use Change and Runoff Prediction in the Rhine-Meuse Basins”River and Applications 20:229-241.
Prowse, T.D., Beltaos, S., Gardner, J.T. ( 2006 ) “Climate Change, Flow Regulation and Land-Use Effects on the Hydrology of the Peace -Athabasca-Slave System; Findings from the Northern Rivers Ecosystem Initiative”Environmental Monitoring and Assessment 113:167–197.
Singh, P., Arora, M., Goel, N.K. ( 2006 ) “Effect of climate change on runoff of a glacierized Himalayan basin”Hydrological Processes 20:1979–1992.
Vicuna, S., Dracup, J.A. ( 2007 ) “The evolution of climate change impact studies on hydrology and water resources in California”Climatic Change 82:327–350.
Yamazaki, Y., Kubota, J., Ohata, T. ( 2006 ) “Seasonal changes in runoff characteristics on a permafrost watershed in the southern mountainous region of eastern Siberia”Hydrological Processes 20:453–467.
Ziegler, A. D., Giambelluca, T. W., Plondke, D., Leisz, S., Tran, L.T., Fox, J., Nullet, M.A., Vogler, J.B., Troung, D. M., Duc Vien, T.D.(2007) “Hydrological consequences of landscape fragmentation in mountainous northern Vietnam：Buffering of Hortonian overland flow”,Journal of Hydrology 337:52-67.