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研究生:梁益詮
研究生(外文):Yi-Cyuan Liang
論文名稱:都會區街道與雨水下水道水流互動之快速淹水模擬
論文名稱(外文):Fast Urban Flood Inundation Model for Simulating Dynamic Interaction between Street Networks and Storm Sewer Systems
指導教授:張倉榮張倉榮引用關係
指導教授(外文):Tsang-Jung Chang
口試委員:許銘熙高宏名王嘉和
口試委員(外文):Ming-Hsi HsuHong-Ming KaoChia-Ho Wang
口試日期:2016-07-30
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:生物環境系統工程學研究所
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:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:99
中文關鍵詞:二維淹水模式街道淹水模式雨水下水道快速淹水模擬
外文關鍵詞:2D flood inundation modelStreet flood inundation modelStorm sewer flowFast flood inundation modelling
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近年來因極端降雨事件增加,使得都市地區淹水事件頻傳,故評估都市高淹水潛勢地區變得相當重要,以往多以二維淹水模式來模擬淹水範圍,此模式雖然準確,但因計算耗時,通常只能在非災害發生期間預先模擬完多種降雨情境,找出易淹水區域,再提供防災工作之參考。
都市淹水調查常以街道作為區分範圍,因此,本研究發展一街道淹水模式來快速評估街道淹水狀況,此模式結合降雨逕流、一維下水道及一維街道等三種模組,並藉由改變模組的演算順序,可提出兩種雨水收集方法,分別為下水道收集(方法A)及街道收集(方法B),並比較兩者在下水道水位及街道淹水之差異。
本研究以台北市文山區木柵次集水區為研究區域,並以兩場短延時事件及一場長延時事件進行模擬與分析,結果顯示,較符合真實雨水收集機制之方法B,無論是長、短延時事件,其下水道水位及街道淹水範圍之模擬結果皆較貼近實際調查狀況,則視其為本研究街道淹水模式的代表,並透過與二維淹水模式之比較,可發現街道淹水模式在計算時間上有較好的表現,或許可做為即時淹水災害評估之參考。


In recent years, flooding in urban areas have been occurring more frequently due to the increasing of extreme rainfall events. Therefore, assessment of high inundation potential areas in metropolises becomes very important. In the past, 2D flood inundation models are often used to simulate flooding areas owing to its accuracy. However, with their time-consuming property, they are usually used in advance to idetify high potential zones of flooding during non-disaster time and then the results are provided to disaster prevention works for reference.
Urban flooding surveys often use streets as division criteria. Therefore, this study attempts to develope a street flood inundation model for fast evaluation of street flooding. This model consists of three modules: (1) rainfall-runoff transformation, (2) 1D street flow routing, (3) 1D sewer flow routing. By changing the routing order of these three modules, two different rainfall collection methods including Method A: rainwater into storm sewers first and Method B: rainwater into street first, are proposed to evaluate potential flooding streets right after rainfall events occured.
In this study, Mucha drainage basin in Wenshan Distrinct, Taipei, is selected as the study area. Two short duration and one long duration rainfall events are used for simulation and analysis. Due to the closeness to real rainfall collection phenomena, the simulated results from Method B has a better agreement with the measured data of street inundation areas and sewer water levels whether the duration of rainfall event is short or long. Thus, we take method B as a representation of street flood inundation model. Compared to 2D flood inundation models, street flood inundation model has a better performance on computation time and may be used to evaluate the flooding disaster immediately.


口試審定書......I
誌謝...........II
摘要..........III
ABSTRACT.......IV
目錄............V
表目錄........VIII
圖目錄..........IX
第一章 緒論......1
1.1 前言........1
1.2 文獻回顧.....2
1.3 研究目的.....7
1.4 研究流程.....8
第二章 研究方法..10
2.1 降雨逕流模組.........10
2.2 一維下水道模組.......14
2.3 一維街道模組.........19
2.4 模組銜接.............22
2.5 淹水模式評估方法......25
2.5.1 準確度.............26
2.5.2 偵測率.............27
第三章 研究區域概述與資料蒐集....28
3.1 研究區域概述...............28
3.2 資料蒐集...................30
3.2.1 地表數值高程.............30
3.2.2土地利用資料 ..............31
3.2.3 通用電子地圖圖層..........34
3.2.4 水利設施概況..............34
第四章 模式建置與模擬事件........41
4.1 模式建置說明................41
4.2 雨水收集方法................49
4.2.1方法A.....................49
4.2.2方法B.....................50
4.3 模擬事件設定................51
4.3.1 降雨資料.................51
4.3.2 水位資料..................55
4.3.3 調查淹水範圍...............56
第五章 模式檢定驗證與結果比較分析..59
5.1 模式檢定....................59
5.2 模式驗證....................67
5.3 模擬結果比較與分析...........73
5.3.1 納莉颱風事件模擬結果 .......73
5.2.2兩種雨水收集方法之比較.......76
5.2.3與二維淹水模式之比較.........84
第六章 結論與建議.................91
6.1 結論........................91
6.2 建議........................92
參考文獻.........................94



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