臺灣博碩士論文加值系統

氣候變遷科學報告指出，全球暖化日趨嚴重，加劇了氣候變遷並導致降雨型態的改變，不僅反映於季節性差異，極端降雨事件將更加劇烈，水災及旱災影響全球生態環境與社會經濟等層面，未來須制定應對措施，避免成為氣候難民。
排洪道在城市防洪中具有分流洪水、減輕災害風險等重要功能，臺灣的排洪道以二重疏洪道及員山子分洪道最為知名，兩者皆位於臺灣北部，為大臺北地區關鍵的防洪設施。其中二重疏洪道主要用於協助分擔臺灣三大河流之一—淡水河的洪水，但近年來，二重疏洪道內部增設許多人造設施，導致現今的通洪量比原先設計的通洪量少 30 %，因此本研究致力於針對二重疏洪道的地理位置、特性、歷史與現況等要素，依照不同區段研擬適當的改善計畫，透過清理入口堰淤積、改變上游植被，與加深並擴寬中游的主渠道，提升整體的通洪能力，並減輕洪水損失。
利用 HEC-RAS 一維模式模擬，在面臨重現期 200 年洪水事件時，結果顯示改善後的水位下降程度為上游>入口堰>中游，最多可達 60 公分以上，且分析流速和洪氾面積後，通洪能力得到顯著的改善；藉由IPCC 提供之 AR5 中 RCP4.5 與 RCP8.5 兩種情境，並利用 TCCIP 預估淡水河流域 2036 至 2065 年的延時3日重現期 200 年暴雨改變率，RCP4.5 情境下暴雨量比基期 1976 -2005 年多 27%，RCP8.5 則是多 28%，再配合 IPCC 公告之海平面上升程度，將氣候變遷的兩項因素(暴雨量與海平面上升幅度)配合是否實施改善計畫，共複合出二重疏洪道未來可能面臨的八種狀況並進行模擬。結果顯示水位經由本研究之改善計畫後，雖然在未來仍可以有效被降低，但無論在 RCP4.5 或 RCP8.5 情境下，二重疏洪道幾乎全段的出水高皆未達 1.5 公尺標準，甚至有些地區的水位離堤頂少於 20 公分，雖然未發生溢堤，但仍對三重、蘆洲、新莊、五股等地區造成威脅，然而因二重疏洪道距離淡水河出海口較遠，海平面上升並不會對水位造成明顯的影響，未來仍需持續規劃完善的防洪策略，方能有效降低洪災風險及損失。

The scientific report on climate change points out that global warming is becoming increasingly severe, leading to changes in rainfall intensities. This is reflected not only in seasonal rains but also in more extreme rainfall events. The impacts of floods and droughts extend across global ecological environments, societal economies, and various aspects. In the future, measures need to be formulated to address these changes and prevent the emergence of climate refugees.
Manmade floodways play a crucial role in urban flood control by diverting floodwaters and reducing disaster risks. The Erchong Floodway and Yuanshanzi Flood Diversion Channel are the most well-known flood control facilities for the Greater Taipei area. The Erchong Floodway was constructed to divert floods from the Tamsui River. It has experienced a reduction of 30 % in its conveying capacity compared to the initial capacity due to the installation of facilities and amenities within the
VI
floodway in recent years. This study aims to provide appropriate improvement plans enhance overall flood control capacity by clearing silt at the inlet weirs, altering upstream vegetation, and deepening and widening the main channel in the middle reaches.
Utilizing the HEC-RAS one-dimensional model for simulation, during a 200-year average recurrence interval (ARI) flood event. The results demonstrate a notable decrease in water levels following the suggested improvement plans, with the upstream area experiencing a more pronounced effect than the inlet weirs, and the middle reaches exhibiting the least significant improvement , with a maximum reduction of over 60 centimeters. Flow velocity and floodplain area analysis indicate a notable improvement in flood control capacity.
According to the TCCIP, under the IPCC's RCP4.5 scenario, future rainfall for a 200-year ARI over a 3-day duration is projected to increase by 27% during the period 2036-2065 compared to the baseline period of 1976-2005. For the same period, the TCCIP predicts that under the RCP8.5 scenario, the 200-year ARI over a 3-day duration will increase by 28%. By combing two climate change scenarios with sea level rise for both improved and non-improved plans, eight scenarios were created for the Erchong Floodway simulations. The results show that the proposed improvement plan effectively lowers water levels. However, under both RCP4.5 and RCP8.5 scenarios, most sections of the Erchong Floodway have freeboards less than 1.5m, with some sections having freeboards less than 20 centimeters. This poses threats to areas like Sanchong, Luzhou, Xinzhuang, and Wugu. Continuous planning and refinement of flood control strategies are still necessary in the future to effectively reduce flood risks and losses.

目錄
謝誌 I
目錄 VIII
圖目錄 XI
表目錄 XV
第一章 前言 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 臺灣洪災成因及防洪建設 4
2.2 提升防洪能力之相關研究 6
2.3 HEC-RAS在河川相關應用 9
2.4 全球氣候變遷對環境之影響 10
2.4.1氣候變遷對極端降雨及河川流量之影響 10
2.4.2氣候情境 12
2.4.3氣候模式在臺灣河川之相關研究 17
第三章 研究區域 20
3.1 二重疏洪道 20
3.2 二重疏洪道疏洪能力探討 23
3.3 大斷面測量位置 24
3.4 斷面設定 25
第四章 研究方法 29
4.1 研究流程架構 29
4.2 水理模式分析 31
4.2.1模式介紹 31
4.2.2模式驗證 32
4.3 改善計畫 39
4.3.1區域劃分 39
4.3.2入口堰—清除淤積 41
4.3.3上游—曼寧粗糙係數 44
4.3.4中游—河床降挖 48
4.4 二重疏洪道下游 53
4.4.1下游面臨之問題 53
4.4.2下游堤防加高工程 55
4.5 氣候變遷情境 60
4.5.1 RCP4.5 情境 65
4.5.2 RCP8.5 情境 67
第五章 結果與討論 69
5.1 改善計畫成果 69
5.1.1水位 69
5.1.2流速與洪氾區域 71
5.2 氣候變遷情境模擬 75
5.2.1 RCP4.5 模擬結果 75
5.2.2 RCP8.5 模擬結果 88
第六章 結論與建議 100
6.1 結論 100
6.2 建議 102
參考文獻 104
附錄A二重疏洪道大斷面測量成果 111
附錄B二重疏洪道斷面修正成果 120
附錄C 淡水河大斷面測量成果 129

圖目錄
圖 3-1 二重疏洪道斷面圖 25
圖 3-2 F005斷面－原始 27
圖 3-3 F005斷面－移除堤內 27
圖 3-4 F005斷面－最終 28
圖 4-1 研究流程圖 30
圖 4-2 HEC-RAS 模型斷面位置圖(含底圖) 36
圖 4-3 HEC-RAS 模型斷面位置圖(不含底圖) 37
圖 4-4 二重疏洪道分段位置圖 40
圖 4-5 F012斷面－清除淤積示意圖 43
圖 4-6 F011斷面－清除淤積示意圖 43
圖 4-7 新北大都會公園實景 45
圖 4-8 新北大都會公園遊樂設施 45
圖 4-9 二重疏洪道上游改善範圍 46
圖 4-10 F008斷面－降挖示意圖 51
圖 4-11 F007斷面－降挖示意圖 51
圖 4-12 F006斷面－降挖示意圖 52
圖 4-13 F005斷面－降挖示意圖 52
圖 4-14 第十河川局二重疏洪道左岸加高工程範圍 57
圖 4-15 F005斷面－堤防加高示意圖 58
圖 4-16 F004斷面－堤防加高示意圖 58
圖 4-17 F003斷面－堤防加高示意圖 59
圖 4-18 F002斷面－堤防加高示意圖 59
圖 4-19 F001斷面－堤防加高示意圖 60
圖 5-1 二重疏洪道改善前後水位比較 71
圖 5-2 CASE1-1 水位模擬結果、堤高及出水高標準 77
圖 5-3 CASE1-1、CASE1-2 水位模擬結果比較 79
圖 5-4 CASE1-3 水位模擬結果、堤高及出水高標準 81
圖 5-5 CASE1-1、CASE1-3 水位模擬結果比較 82
圖 5-6 CASE1-4 水位模擬結果、堤高及出水高標準 84
圖 5-7 CASE1-4、現今改善後水位結果比較 85
圖 5-8 CASE2-1 水位模擬結果、堤高及出水高標準 89
圖 5-9 CASE2-1、CASE2-2 水位模擬結果比較 91
圖 5-10 CASE1-2、CASE2-2 水位模擬結果比較 91
圖 5-11 CASE2-3 水位模擬結果、堤高及出水高標準 93
圖 5-12 CASE2-1、CASE2-3 水位結果比較 94
圖 5-13 CASE2-3、CASE2-4 水位結果比較 96
圖 5-14 改善後現今重現期200年水位、CASE2-4 水位模擬結果比較 96
圖 5-15 CASE1-4、CASE2-4 水位模擬結果比較 97
附圖A-1 F012斷面圖－原始 111
附圖A-2 F011斷面圖－原始 112
附圖A-3 F010斷面圖－原始 112
附圖A-4 F009A斷面圖－原始 113
附圖A-5 F009斷面圖－原始 114
附圖A-6 F008A斷面圖－原始 114
附圖A-7 F008斷面圖－原始 115
附圖A-8 F007斷面圖－原始 115
附圖A-9 F006斷面圖－原始 116
附圖A-10 F005A斷面圖－原始 116
附圖A-11 F005斷面圖－原始 117
附圖A-12 F004斷面圖－原始 117
附圖A-13 F003斷面圖－原始 118
附圖A-14 F002斷面圖－原始 118
附圖A-15 F001斷面圖－原始 119
附圖B-1 F012斷面 121
附圖B-2 F011斷面 121
附圖B-3 F010斷面 122
附圖B-4 F009A斷面 122
附圖B-5 F009斷面 123
附圖B-6 F008A斷面 123
附圖B-7 F008斷面 124
附圖B-8 F007斷面 124
附圖B-9 F006斷面 125
附圖B-10 F005A斷面 125
附圖B-11 F005斷面 126
附圖B-12 F004斷面 126
附圖B-13 F003斷面 127
附圖B-14 F002斷面 127
附圖B-15 F001斷面 128
附圖C-1 T013斷面 129
附圖C-2 T012 斷面 130
附圖C-3 T000 斷面 130

表目錄
表 2-1 堤防出水高標準對照表 8
表 2-2 共享社會經濟路徑比較表 15
表 2-3 溫室氣體排放情形與氣溫升高幅度關係 16
表 3-1 二重疏洪道歷次颱洪事件紀錄 21
表 4-1 HEC-RAS曼寧粗糙係數表 38
表 4-2 各斷面水位誤差表 38
表 4-3 二重疏洪道各斷面改善項目表 41
表 4-4 臺灣常見地被植物及曼寧n值 48
表 4-5 中游斷面降挖距離深度表 50
表 4-6 各斷面重現期200年洪水事件出水高及左岸堤防高度 54
表 4-7 下游堤防高度及座標位置 57
表 4-8 氣候變遷模擬方案與說明檢索表 63
表 4-9 RCP4.5 情境下淡水河流域控制點流量 66
表 4-10 RCP4.5 與 RCP8.5 情境淡水河流域各控制點比較表 68
表 4-11 現況、RCP4.5、RCP8.5 情境下海平面高度 68
表 5-1 改善前後水位比較表 70
表 5-2 入口堰改善計畫前後流速比較表 72
表 5-3 入口堰改善計畫前後洪氾面積比較表 72
表 5-4 上游改善計畫前後流速比較表 73
表 5-5 上游改善計畫前後洪氾面積比較表 74
表 5-6 中游改善計畫前後流速比較表 75
表 5-7 中游改善計畫前後洪氾面積比較表 75
表 5-8 CASE1-1 水位與出水高模擬結果 78
表 5-9 CASE1-3 水位與出水高模擬結果 81
表 5-10 CASE1-1、CASE1-3 水位差值 82
表 5-11 CASE1-4 水位與出水高模擬結果 85
表 5-12 CASE1-4、改善後現今重現期200年水位差值 86
表 5-13 原始水位與 CASE1-1 至CASE1-4 相對水位 87
表 5-14 CASE2-1 水位與出水高模擬結果 90
表 5-15 CASE2-3 水位與出水高模擬結果 94
表 5-16 CASE2-1、CASE2-3 水位差值 95
表 5-17 改善後現今重現期200年水位、CASE2-4 水位差值 97
表 5-18 CASE1-4、CASE2-4 水位差值 98
表 5-19 原始水位與 CASE2-1 至CASE2-4 相對水位 99

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