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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:嚴敏華
研究生(外文):Min-Hua Yan
論文名稱:淹水模擬網格大小對淹水損失評估系統推估值之影響
論文名稱(外文):Effect of size of flooding simulation grid on the results of WRAP Flooding Loss Assessment System
指導教授:余志鵬余志鵬引用關係
指導教授(外文):Chih-Peng Yu
口試委員:程運達陳佳正
口試日期:2022-08-30
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:土木工程學系所
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:2022
畢業學年度:110
語文別:中文
論文頁數:63
中文關鍵詞:淹水災害損失網格精度
外文關鍵詞:Flood damageResolution of the grid
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利用淹水災害損失曲線配合淹水深度資料推估淹水災害損失是目前國內外最常用的災損估算方法,但是淹水災害損失與建築式樣、用途與內容物等關係密切且具地域性,國外的淹水災害損失曲線並不一定適用國內,故經濟部水利署水利規劃試驗所(Water Resources Planning Institute,WRAP)建置淹水災害損失評估系統,利用災損模組將水理分析結果之淹水潛勢圖與社會經濟暴露量圖層進行疊圖分析,進行單一颱洪場次災損評估,以減少人工方式處理耗時與計算錯誤所致誤差。開發之時為配合慣用SOBEK二維淹水數值模型大多採用40公尺網格精度,故災損系統建置時係以40公尺網格大小作為標準格式建置資料庫參數,因應數值模型精進,故本研究針對不同網格大小討論對淹水評估系統所推估損失值之影響。
本研究以屏東縣林邊溪至枋寮地區流域為例,利用SOBEK淹水模式模擬該流域淹水範圍及深度,再以淹水災害損失評估系統套疊淹水模擬範圍圖和社會經濟圖層推估災損值,為探討不同網格精度對淹水災害損失評估系推估災損值之影響,將淹水模式網格精度為都市計畫區10m×10m、非都市計畫區40m×40m之原始資料以ArcGIS後處理其都市計畫區之網格資料尺寸,再推估淹水損失比較不同網格精度之淹水模擬成果對該系統之影響。
依研究成果指出,若以10m×10m網格精度為原始資料,當網格大小愈大,該損失值亦有增加之趨勢,透過網格數量與損失誤差比較可得知將網格精度提升為20公尺,即可有效降低損失誤差且不致影響分析效率過高。惟若有多重網格同時計算淹水災害損失,恐因兩種網格精度所佔比例差異大有影響模式計算精確度之虞,建議可針對多重網格同時分析對淹水災害損失評估系統加以探討。
This research investigates the influence of simulation grid size on the results of a Flooding Loss Assessment System software which was developed by Water Resources Planning Institute, Water Resources Agency Ministry (WRAP) of Taiwan.. Using this WRAP software system, the flood potential map in Taiwan can be analyzed by overlapping of the Water analysis results and the socio-economic exposure layers and the disaster loss module can be applied to assess the damage of a single flood site so as to reduce processing time and calculation errors caused by manual operations.
The watershed from Pingtung County Linbian Creek to Fangliao was selected as the stufied case to demonstrate the effects of size of flooding simulation grid on the results of WRAP software. The original data of the flooding model which consist of grid resolutions of 10m×10m in urban planning area and 40m×40m in non-urban planning area were first processed by ArcGIS, and then used to estimate the flooding loss and effects of different grid resolutions on the system were compared as well.
The results indicate that when comparing to accuracy of the grid resolution of 10m×10m, the estimated loss value tends to increase with the the grid size. Moreover, the correlation between the number of grids and the loss error shows that increasing the grid size to 20 meters hardly reduces the error of estimated loss yet the relatively high efficiency of the analysis results retains.
While the multi-grid is used to calculate the loss due to flood disaster simultaneously, the accuracy of the model may be greatly affected by the difference in the proportion of the meshes of the two grids. It is preliminarily concluded that the simultaneous analysis with multi-grid can be used to effectively explore the flood disaster loss assessment system of WRAP.
摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
表目錄 v
圖目錄 vi
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與目的 1
1.2 研究方法 1
1.3 論文架構 2
第2章 相關研究及主要文獻之回顧說明 3
2.1 淹水模式 3
2.1.1 SOBEK模式 3
2.1.2 HEC-RAS模式 4
2.1.3 FLO-2D模式 4
2.2 淹水損失推估方法 5
2.2.1 歷史災害損失曲線法 5
2.2.2 平均法 5
2.2.3 淹水深度損失曲線法 5
2.2.4 網格式淹水損失推估 9
2.3 淹水災害損失評估系統 10
2.3.1 系統沿革 10
2.3.2 系統概述 11
2.3.3 系統功能架構 12
2.3.4 淹水損失推估模式 13
第3章 研究方法 17
3.1 模式概述 17
3.2 淹水模式設定 23
3.3 淹水損失評估系統設定 25
3.4 研究方法 25
第4章 研究結果 27
4.1 淹水災害損失推估成果方法一 27
4.2 淹水災害損失推估成果方法二 32
4.3 網格數量比較 56
4.4 方法一與方法二推估值之討論比較 58
第5章 結論與建議 60
5.1 結論 60
5.2 建議 60
參考書目 62
(1)經濟部水利署水利規劃試驗所,2017,屏東縣淹水數值模型精進及加值應用。
(2)經濟部水利署水利規劃試驗所,2015,洪水災害損失區域調整機制及系統建置之研究(1/2)。
(3)經濟部水利署水利規劃試驗所,2016,洪水災害損失區域調整機制及系統建置之研究(2/2)。
(4)經濟部水利署水利規劃試驗所,2017,淹水災害損失推估模式系統功能擴充。
(5)經濟部水利署水利規劃試驗所,2018,淹水災害損失推估模式系統功能擴充(2-2)。
(6)經濟部水利署水利規劃試驗所,2019,108年淹水損失推估模式精進及暴露量更新。
(7)經濟部水利署水利規劃試驗所,2021,災損資料庫更及成果流通服務應用。
(8)經濟部水利署水利規劃試驗所,2020,淹水模式研發先期評估。
(9)賴桂文,2016,HEC-RAS水理模式2D模組介紹及應用,水利會訊第十九期。
(10)詹勳全、許哲維、柯亭羽,2017,台中市北屯區淹水危險度分析,水土保持學報第49卷第1期。
(11)李明儒,2010,雨水下道淤積對於都市淹水之影響評估,國立交通大學土木工程研究所,碩士論文。
(12)糠瑞林,2005,區域淹水災害風險評估及其未確定性分析,國立臺灣大學生物環境系統工程學研究所,博士論文。
(13)鄧傳忠、陳怡蓁、陳素櫻、黃桂卿、李欣輯、李香潔,2017,臺灣災害損失模型研發與系統建置,國家災害防救科技中心。
(14)李欣輯、陳怡臻、鄧傳忠、陳素櫻、李香潔,2016,臺灣災害損失評估研究與應用規劃,國家災害防救科技中心。
(15)李欣輯、魏曉萍、劉俊志、楊昇學、葉免家、黃嬿蓁,2013,,極端降雨事件之淹水模擬分析與損失評估,國家災害防救科技中心。
(16)林美君、林俊宏、蘇明道、王國樑、蔡展銘,2011,區域缺水風險評估機制,臺灣水利第59卷第2期。
(17)經濟部水利署第十河川局,2021,110年度鶯歌溪排水系統風險評估。
(18)內政部統計處,內政部統計查詢網(https://statis.moi.gov.tw/micst/stmain.jsp?sys=100)。
(19)Grigg, N. S., and Heiweg, O. J. , 1975, Satae-of-the-art of estimating flood damage in urban areas. Water Resources Bulletin. 11(2):379-390.
(20)Smith, D. I., and Greenaway, M. A. , 1992, ANUFLOOD: a field guide, Centre for Resource and Environmental Studies, Australian National University, Canberra.
(21)FIA. , 1970, Flood hazard factors, depth-damage curves, elevation frequency curves, standard rate tables.
(22)TVA., 1969, Tennessee Valley Authority research on flood loss rates.
(23)Kang, Jui-Lin; Su, Ming-Daw; and Chang, Ling-Fang , 2005, "LOSS FUNCTIONS AND FRAMEWORK FOR REGIONAL FLOOD DAMAGE ESTIMATION IN RESIDENTIAL AREA," Journal of Marine Science and Technology: Vol. 13: Iss. 3, Article 5.
(24)Su, M. D., Kang, J. L., Chang, L. F., and Chen, A. S. , 2005, Loss functions and framework for regional flood damage estimation in residential area. Journal of Marine Science and Technology. 13(3):193-199.
(25)Smith, D. I. , 1994, Flood damage estimation - A review of urban stage-damage curves and loss function. Water SA. 20(3):231-239.
(26)USACE., 1999, Post-flood assessment.
(27)Martínez-Gomariz, E., Edwar Forero-Ortiz, María Guerrero-Hidalga, Salvador Castán, Manuel Gómez Valentin. , 2020, Flood Depth‒Damage Curves for Spanish Urban Areas. Sustainability. 12(7).
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