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研究生:蔡亦睿
研究生(外文):Yi-RueyTsai
論文名稱:連續降雨歷程對滯洪池效益影響之研究
論文名稱(外文):Performance of Detention Pond in Flood Mitigation under Continuous Simulation
指導教授:王筱雯王筱雯引用關係
指導教授(外文):Hsiao-Wen Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:水利及海洋工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:109
中文關鍵詞:連續式模擬椬梧滯洪池滯洪池使用率
外文關鍵詞:Continuous simulationYiwu detention pondEfficiency of detention pond
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長期距連續式模擬(continuous simulation)為輸入長時間的水文資料進行模擬,由於現今台灣的水利設施皆以負荷高重現期距之單場短延時降雨事件作為設計標準,可能因此疏忽長時間連續降雨或潮位的影響,且在未考量到設施使用效率之下,設施是否達到最佳利用效益值得深思探討。為了解在長時間條件下水利設施的運用情形,本研究以雲林縣椬梧滯洪池為研究案例,利用SWMM模式輸入該地區長期之雨量、潮位和抽水站操作等資料進行長期距連續式模擬。
由2009~2014年模擬結果顯示,椬梧滯洪池僅於極端事件下發生溢淹,其功效對於下椬梧支線減洪效果最佳,但因滯洪池於降雨前抽水將水量排至外水位尖山大排,影響其他支線排水。另外抽水機起抽水位設計較低,模擬結果顯示滯洪池和下椬梧支線之常水位遠低於平均潮位,導致平時無法以重力式排水,僅依靠大量機械抽排操作進行空庫排水。針對滯洪池使用效率,本研究以滯洪池內水位上升之時與減緩支線洪水之時兩者判斷為使用時機,由模擬結果顯示6年內平均使用率為5.52%,一年內滯洪池僅被利用約20.17天之時間,由本研究成果可知,設施使用率高低與該年的降雨條件有關聯,本研究藉由長時間資料,利用連續模擬來考量滯洪池的運作效率,未來可作為水利工程設計之新思維參考依據。

In order to better understand the long-term operation of water conservation facilities, such as detention ponds, this study uses “long-term continuous simulation” method to model Yiwu detention pond in Yunlin, Taiwan. Long-term continuous simulation method uses long-term hydrological inputting data to simulate hydrological flow over time. Water conservancy facilities in Taiwan were designed using a simulation method which only considers a single high return-period rainfall event. This method may not be sufficient for considering the impact of multiple rainfall events, tide variability, and the efficiency of facilities. This can lead to detention pond designs being too large. In order to conduct a long-term continuous simulation, this study collects hourly rainfall and tide data from Yiwu detention pond for the years 2008 – 2014, as well as the detention ponds pump operating procedure and inputs them into SWMM model.

The results from 2009 to 2014 show that there were few floods at Yiwu detention pond under extreme rainfall events and Xiayiwu branch of the Jianshan channel has the greatest flood mitigation benefit from the detention pond. Since the pumps extract water from the detention pond out to Jianshan channel before a rainfall event, other branches of Jianshan channel can be negatively affected. The initial water level for the automatic pump was designed too low, resulting in the mean water level of the detention pond and Xiayiwu branch being lower than the average tide level. This made draining by gravity impossible, and lead to the need for constant pumping of detention pond.

For measuring the efficiency of the detention pond, this study calculated the amount of time the detention pond was used. The results show that on average, within the six years simulated, the detention pond was used 5.52% of the time. This means, on average, Yiwu detention pond was only used 20.17 days a year, showing low efficiency. This study suggests the use of long-term observations for calculating efficiency of water conservation facilities be considered part of “best practice” in hydraulic engineering design.

中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 XI
目錄 XIII
表目錄 XVI
圖目錄 XVII
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究架構 3
第二章 文獻回顧 5
2.1 長期距連續式模擬 5
2.2 滯洪池相關研究 9
2.3 小結 13
第三章 SWMM模式與研究區域 14
3.1 SWMM水理演算模式 14
3.1.1 地表逕流模組(Runoff Module) 14
3.1.2 輸水幹線模組(Extran Module) 17
3.1.3 滯洪池蓄水量計算 18
3.2 研究區域 20
3.2.1 尖山大排集水區 20
3.2.2 尖山大排排水系統 22
3.2.3 歷年淹水事件 24
第四章 資料彙整與模型建構 26
4.1 雨量、潮位和蒸發量資料 26
4.2 子集水區分區資料 29
4.3 排水系統資料 33
4.4 滯洪池及抽水站設定 37
4.5 情境設計 40
第五章 結果與討論 45
5.1 模式驗證 45
5.1.1 淹水趨勢驗證 45
5.1.2 滯洪池驗證 51
5.2 各區淹水趨勢分析 54
5.2.1 溢淹發生時間分析 54
5.2.2 溢淹水量分析 57
5.2.3 溢淹位置分布 60
5.2.4 水位和溢淹歷程分析 62
5.2.5 小結 74
5.3 滯洪池使用率分析 75
第六章 結論與建議 80
6.1 結論 80
6.2 建議 82
參考文獻 84
附錄 87


1.台灣省政府水利處 (1998),「雲林縣南部地區排水改善檢討規劃報告」。
2.李光敦、洪夢秋、林怡廷、張進鑫 (2006),「集水區降雨逕流歷程之連續性模擬」,農業工程學報,第52卷第2期。
3.林子平 (2002),「都市水循環之研究-地表不透水率之調查及逕流量實測解析」,國立成功大學建築研究所博士論文。
4.林明坤 (2008),「南科園區滯洪池可靠度之個案研究」,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
5.胡瞻淇 (2008),「都市雨水下水道結合滯洪池排水操作之研究」,中華大學土木與工程資訊研究所碩士論文。
6.徐阡育 (2013),「我國嚴重地層下陷地區災害風險分析與土地利用轉型策略-以雲林縣為例」,國立高雄大學創意設計與建築學系研究所碩士論文。
7.徐慶安 (2008),「人工溼地設立與淹水減緩效益之分析」,國立臺灣大學理學院地理環境資源研究所。
8.許少華、徐筱婷、洪碧芳 (2014),「評估透水性鋪面搭配滲透導管對地表逕流之影響」,臺灣水利,第62卷第4期。
9.陳建智 (2014),「以淹水模式評估保水減洪策略之成效-臺中市筏子溪流域個案研究」,國立臺灣大學地理環境資源學研究所碩士論文。
10.陳志明、賴桂文、鄭文銘 (2015),「應用SWMM5模式於滯洪池設計及滯洪功能評估之案例介紹」,水利技師公會。
11.雲林縣政府水利處 (2010),「宜梧滯洪池委託設計技術服務案-水理分析報告」。
12.黃儉忠 (2012),「都市滯洪池之出初步研究-以中和華中橋西側開發案為例」,國立臺灣大學工學院土木工程學研究所碩士論文。
13.經濟部水利署 (2010),「椬梧滯洪池開發計畫書」。
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18.劉俊、方正杰,陸劍峰、代斌 (2003),「連續模擬在城市排水設計中的應用探討」,河海大學學報(自然科學版),第31卷第6期。
19.蔡佳璋 (2007),「綜合治水對策中SOBEK淹水模式之應用-以雲林南部沿海地區為例」,國立中興大學土木工程學研究所碩士論文。
20.鄧慰先、陳志鴻、涂芹嬌 (2009),「設計暴雨引致抽排系統喪失功能對都會區淹水影響之研究」,臺灣水利,第57卷第2期。
21.簡金蘭 (2006),「雲林沿海地層下陷地區之地景生態規劃-以北港溪流域下游集水區為例」,國立台灣大學園藝學研究所碩士論文。
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23.大氣水文研究資料庫,https://dbahr.narlabs.org.tw/ (2015/12/20)。
24.內政部國土測繪中心國土利用調查成果資訊專區網站,http://www.nlsc.gov.tw/Home/LUI (2015/12/20)。
25.水文年報歷年電子書,http://gweb.wra.gov.tw/wrhygis/ (2015/12/20)。
26.政府資料開放平臺,http://data.gov.tw/ (2015/12/20)。
27.雲林縣政府全球資訊網,http://www.yunlin.gov.tw/home.asp (2015/12/20)
28.經濟部水利署水利緊急應變經驗學習中心網站,http://wra.caece.net/llc/source/index_dt.html (2015/12/20)。
29.經濟部水利署水災災情蒐集服務團水災保全計畫資訊服務網,http://140.116.77.32/DPRC/02.html (2015/12/20)。
30.經濟部水利署防災資訊服務網,http://fhy.wra.gov.tw/Pub_Web_2011/Default.aspx (2015/12/20)。
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32.Lewis A. Rossman (2015), Storm Water Management Model User's Manual Version 5.1, United States Environment Protection Agency.
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