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研究生:林昀柔
研究生(外文):Lin, Yun-Rou
論文名稱:都市淹水低衝擊開發改善研究-以新竹市區為例
論文名稱(外文):Study on LID Improvement of Urban Inundation -Application to Hsinchu City Area
指導教授:葉克家葉克家引用關係楊昇學
指導教授(外文):Yeh, Keh-ChiaYang, Sheng-Hsueh
口試委員:蔡長泰何昊哲楊昇學葉克家
口試委員(外文):Tsai, Chang-TaiHo, Hao-CheYang, Sheng-HsuehYeh, Keh-Chia
口試日期:2020-07-29
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:土木工程系所
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:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:102
中文關鍵詞:都市淹水低衝擊開發SOBEK模式雨水下水道及道路側溝
外文關鍵詞:urban floodinglow impact developmentSOBEK inundation modelstormwater sewer and side ditch
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台灣位於熱帶與亞熱帶交界處,夏秋兩季帶來豐沛的降雨。但有時也直接導致嚴重積淹水問題,以致造成受災地區居民生命、健康及財產等損失。相較於傳統主要以工程手段解決積淹水問題,近期政府亦推導「逕流分擔與出流管制」等策略,以對環境較友善方式執行相關減災與避災等手段,如低衝擊開發、綠屋頂、雨撲滿,疏導並保存雨水,藉以減少淹水災情發生,同時以可增加區域水資源的運用。
本研究以新竹市為例,利用SOBEK水文水理模式及淹水模式結合雨水下水道、道路側溝配置以及滯洪設施進行模式建置,對新竹市區及南寮易淹水區域進行淹水模擬,並與國家防災科技中心提供之第三代淹水潛勢圖進行比較。參考內政部建築研究所(2014)學校設置滯洪池設施示範計畫內容,本研究主要分為三個步驟進行模擬,首先於兩研究區域(學校、公園)分別找出符合透水面積大及發生歷史淹水事件之地區進行研究,接著探討不同雨型下之低衝擊開發設置案例(小型貯水設施及增加透水面積)對整體淹水情形影響。最後經由鄰近雨水下水道與道路側溝出流體積及淹水體積分析結果,於公園案例小型貯水設施搭配增加透水面積40%改善效益較佳。校園例雨水下水道出流體積部分,則因下游雨水下水道發生逆流情形,故雨水下水道出流體積減少比例趨勢不明顯。淹水體積部分與公園案例相同,小型貯水設施搭配透水面積40%為最佳改善效益方案。淹水面積部分,本研究分析不同深度之淹水面積改善比例,結果顯示低衝擊開發設置主要改善淹水深度較深之區域,於淹水深度較淺區域改善較少。
關鍵字:都市淹水、低衝擊開發、SOBEK模式、雨水下水道及道路側溝
Taiwan’s climate is warm all year round and located both in the tropical and sub-tropical zones. Typhoons and monsoons, which bring abundant rainfall, often strike Taiwan during the summer and autumn, causing serious damage to environmentally sensitive and low-lying areas.
Comparing to traditional methods that builds detention basins or other artificial protections, Taiwan’s government promotes the policy “Runoff Distribution and Control”, which includes low impact development (LID), green roof, and rainwater harvesting, to mitigate and avoid flood threats in a more environment-friendly manner. In addition to reducing flooding, these approaches can further make more regional water resources available.
This work conducts urban flooding simulation in Hsinchu City and Nanliao area by using the SOBEK model with the stormwater sewer and side ditch. According to the study cases provided by the detention facility in campus project executed by Architecture and Building Research Institute, Ministry of the Interior, ROC, this research consists of three steps. (1) Identify larger permeable areas and places with historical flooding events. (2) Conduct simulation on indentified areas with different rainfall events and 13 kinds of LID designs. (3) Analyze the simulation results by considering flooding volume, area, and sewer flow volume.
The analysis shows that of the flow volume in stormwater sewer and drain pipe, flooding area, and flooding volume, this research concludes that applying small storage facility and 40% permeable area has the best result for decreasing the flow rate in the drainage systems, flooding area and flooding volume in two simulation area. Nevertheless, inundation that happened in the lower part of the stormwater sewer would impact have a great impact on the result, leading some cases could not present the flooding decreasing trend. As to the analyses of the flooding area, the result shows that LID mainly decreases the area with deeper inundation depth, while reduces less or even increases the area with shallower inundation depth.
Keyword: urban flooding, low impact development, SOBEK inundation model, stormwater sewer and side ditch.
誌謝 I
摘要 II
Abstract IV
表目錄 VIII
圖目錄 IX
符號說明 XV
第一章 緒論 1
1-1前言 1
1-2 研究目的 2
1-3 研究方法 2
1-4 文獻回顧 4
1-4-1淹水理論 4
1-4-2低衝擊開發 9
1-5 本文架構 15
第二章 模式理論 16
2-1 模式介紹 16
2-2 一維渠流模式(Channel Flow Module, CF) 17
2-3 二維漫地流模式(Overland Flow Module) 18
2-4 降雨逕流模組 19
2-5 下水道模式 20
第三章 研究區域概況及資料建置 25
3-1 新竹市區域介紹 25
3-1-1 地理位置資訊及地形資料 25
3-1-2 土地利用情形 26
3-1-3排水現況介紹 27
3-1-4 雨量資料 30
3-1-5 雨水下水道資料 32
3-1-6 歷史淹水事件 33
3-2 模式參數設定與檢核 36
3-2-1 模式輸入介紹 37
3-2-2 研究區域淹水潛勢圖 38
3-2-3 模擬0517豪雨淹水事件 39
第四章 低衝擊開發案例設計及結果比較 44
4-1 低衝擊開發案例設計 44
4-1-1 學校設置低衝擊開發 44
4-1-2 公園設置低衝擊開發 45
4-1-3不同重現期距雨型及設計情境模擬 47
4-2 低衝擊開發案例結果 49
4-2-1 學校低衝擊開發案例結果 49
4-2-2 學校低衝擊開發案例討論分析 52
4-2-3 公園低衝擊開發案例結果 57
4-2-4 公園低衝擊開發案例討論分析 60
第五章 結論與建議 91
5-1 結論 91
5-2 建議 92
參考文獻 93
附錄一 水文參數設定值 98
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