研 究 領 域
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一、降雨及洪水預報
台灣經常遭受洪水侵襲而造成重大損失,近年來非工程防洪減災方法愈受重視,降雨與洪水預報即為非工程性之防洪減災措施,本研究室在降雨與洪水預報模式提出新學理進行模式建立與預報,期以協助減輕洪氾災害。
在雨量預報方面,本研究室提出相空間模式及改進灰色理論方法,分別建構一到三小時之相空間及灰色雨量預報模式,並利用模糊決策比較不同模式之預報能力。雨量預報模式之研究成果已推廣至中區水資源局採用於濁水溪集集欄河堰。在洪水預報方面,結合降雨–逕流模式與河道演算模式來預報洪水,並著重在即時誤差修正之模式更新方法,提出模糊規則庫模式來更新一至四小時之洪水預報。
二、降雨–逕流模式
降雨–逕流模式為水資源分析之重要工具,為有效模擬集水區空間變異特性,改進傳統集塊式降雨–逕流模式之缺點,因此發展格網式分布型降雨–逕流模式,有效模擬集水區洪水降雨事件;本模式已進一步被引用於在茶園、養雞場等水質模擬之研究。
傳統降雨–逕流模式常使用單一目標函數進行參數率定,由於台灣之豐、枯流量具有顯著之差異,因此提出模糊多目標函數來率定參數,可有效解決台灣特有水文現象造成之問題。而自然界之水文現象存在隨機性及不確定性,本研究室亦引進不確定性分析於降雨–逕流模式中,估算參數不確定性可能造成模式分析結果之誤差。
三、區域水文分析
水文觀測資料缺乏為許多國家所面臨的共同問題,未量測集水區之水文預測為國際水文科學協會(IAHS)自2002年開始推動的PUB計畫(Prediction in Ungaged Basins)之主旨。為有效解決未設測站之水文問題,區域水文分析亦為本研究室研究重點之一。
降雨–逕流模式在未量測地區無法進行模式率定,為解決規劃階段面臨無流量之困境,本研究室發展區域流量延時曲線來進行降雨–逕流模式之率定,解決未量測集水區之模式率定之困境,研究成果並開發成「區域流量延時曲線」分析模式,轉移給中興工程顧問社對外推廣、應用。而本研究室發展之區域雨量強度公式,綜合普通與自計雨量站分別在空間與時間尺度的優點特性,將自計雨量站發展之IDF公式,推展到普通雨量站。該方法被水資會採用應用於建立全國雨量站之IDF公式,後繼續被農委會採用納入「水土保持技術規範」(農業委員會,2001)。
四、氣候變遷對水資源之影響
氣候變遷為近年來之重要議題,為瞭解其對水資源衝擊與影響,本研究室探討長期(近百年)雨量變動之特性,並進行氣候變遷對水稻田蒸發散及長期河川流量影響之研究,其成果可提供政府評估用水之參考。
五、衛星遙測及水文資訊應用軟體研發
衛星遙測近年來已發展成熟,台灣將陸續擁有福爾摩沙衛星二號與三號遙測影像,應用此項高科技技術於水文分析,也是未來之發展趨勢。另外,本研究室亦積極運用地理資訊系統及其他程式語言等資訊技術與軟體,開發水文資訊應用模式,洪水預報之相關研究成果已進一步開發成「即時逕流與河川演算」人機介面模式,並轉移給中興工程顧問社對外推廣、應用。區域流量延時曲線為解決未量測地點之水資源工程實務的重要工具,研究中考慮不確定分析,並研發「區域流量延時曲線」分析模式以方便使用者操作,已轉移給中興工程顧問社對外推廣,應用於工程實務。
六、長期流量預報暨乾旱監測
長期天氣預報能力隨科技發展已迅速成長,雨量預報準確率相較過去大幅提升。國際上整合長期雨量預報產品與水文模式進行流量預報已成必然趨勢。此外,長期流量預報在國際上抗旱應用層面,已廣泛運用於推估未來水庫蓄水量進而輔助水資源系統管理與決策。基此,推動長期流量預報之精進與應用已列為本署重點發展工項。除持續維護運作已建置之流量預報系統外,未來將考量整合短、中、長期雨量預報產品與多模式整合預報方式,作業化產製無縫隙入流量預報,持續優化水庫與攔河堰之入庫流量預報成果。
經濟部水利署推動之「全臺重要水庫未來入庫流量預報」已完成作業化程序,每旬採用中央氣象署最新作業化雨量預報產品進行未來 1 至 6 個月入庫流量預報,同時提供各旬不同超越機率流量區間及長期平均流量等相關資訊。預報成果置於「長期水庫入流量預報暨乾旱監測」平台 (https://sites.google.com/view/ncku-hwrelab)供資料介接與相關運用。此外,每個月亦針對最新預報成果製作「全臺重要水庫未來入庫流量預報簡報」供參。