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系統識別號 U0002-0508201516452900
DOI 10.6846/TKU.2015.00157
論文名稱(中文) 應用雷達定量降水於水庫入庫流量推估模式之研究
論文名稱(英文) Studies on Reservoir Inflow Estimating Model by Using the Radar-based Quantitative Precipitation
第三語言論文名稱
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中文) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英文) Department of Water Resources and Environmental Engineering
外國學位學校名稱
外國學位學院名稱
外國學位研究所名稱
學年度 103
學期 2
出版年 104
研究生(中文) 郭秀筠
研究生(英文) Hsiu-yun Kuo
學號 603480020
學位類別 碩士
語言別 繁體中文
第二語言別
口試日期 2015-07-13
論文頁數 139頁
口試委員 指導教授 - 虞國興
指導教授 - 蘇騰鋐
委員 - 王如意
委員 - 楊錦釧
關鍵字(中) 水庫入庫流量推估模式
逐步迴歸分析
雷達定量降水
關鍵字(英) Reservoir Inflow Estimating Model
Stepwise Regression Analysis
Radar-based Quantitative Precipitation Estimation
第三語言關鍵字
學科別分類
中文摘要
近年來,颱風及豪雨發生之頻率及強度日益增加,降雨季節分配不均情況更加嚴重,且防洪程度會因降雨強度增強而降低,使洪災發生機率提高。在颱風侵襲之過程中,利用颱洪事件之總累積雨量及不同平均降雨強度資料,以快速掌握水庫入庫流量,進而爭取水庫操作上之時效,提供操作人員最即時水庫調節之參考。
本研究以石門水庫上游集水區為研究場址,針對水庫操作在不同調節放水之階段,利用颱風時期之總累積降雨量及不同平均降雨強度等降雨因子對水庫入庫流量之關係,分別建立洪峰前累積入庫流量、洪峰後累績入庫流量、總累積入庫流量及洪峰入庫流量推估模式。研究中利用逐步迴歸分析進行參數之篩選,以建立水庫入庫流量推估模式,以95%信賴區間檢定、交叉驗證確立模式之可信度,最後應用雷達定量降水資料進行驗證,確立推估模式之成效。
結果顯示,經篩選後之場次作研究對象,以逐步迴歸分析所建立入庫流量推估模式,故挑選試驗場次可確立模式之成效。本研究發現4種入庫流量推估模式皆與總累積降雨量(P)有關,加入平均降雨強度(I)後,其判定係數R2值皆提升至0.85以上,故考慮平均降雨強度可提升模式之成效。本研究以交叉驗證結果顯示,僅3場颱風落於95%信賴區間外,其餘之30場皆落於95%信賴區間內,證明本研究所建立之水庫入庫流量推估模式可有效利用降雨資料進行推估。
    本研究應用雷達定量降水資料於4種水庫入庫流量推估模式中,其結果發現,洪峰入庫流量推估模式之驗證結果中,所有驗證場次皆落於95%信賴區間內,顯示洪峰入庫流量推估值為4種入庫流量驗證結果中最佳。
英文摘要
In recent years, the typhoons and extreme rainfall days increases, the precipitation is unsteady in different places and during different seasons, and it usually concentrates in moist season. The typhoon causes results in severe flood inundation. During the typhoon hit, using the rainfall intensity data of typhoon flood events, to quickly grasp the reservoir inflow, it is expected that results of this study could be used for online reservoir operation in the future. 
In this study, we focus on the Shihmen reservoir upstream catchment area, using the relationship of rainfall factor and reservoir inflow to separately establish of cumulative inflow before peak flow, cumulative inflow after peak flow, total cumulative inflow and peak inflow estimating models. The study use the stepwise regression analysis to built model, with 95% confidence interval and cross-validation test the model, and finally using the radar-based quantitative precipitation estimation data verify the model.
The results shows that using the stepwise regression analysis to establish reservoir inflow estimating model, the t-test are less than 0.05. The study found that four kinds of inflow are related to the total cumulative rainfall factor, and adding the average rainfall intensity factor, its coefficient of determination R2 value of 0.85 or more are up to. In this study, the cross-validation results showed that only three events are extreme value, the other 30 events of results are satisfactory.
In this study, we use the radar-based quantitative precipitation estimation data in 4 reservoir inflow estimating models, the results shows that the peak inflow validation results is the four kinds of best estimate type.
第三語言摘要
論文目次
目錄
謝誌	I
中文摘要	II
英文摘要	III
目錄	IV
表目錄	VI
圖目錄	VII
第一章	緒論	1
1-1	研究動機	1
1-2	研究目的	1
1-3	研究方法	2
1-4	本文架構	2
第二章	文獻回顧	3
2-1	水庫入庫流量推估模式之相關研究	3
2-2	雷達定量降水之相關研究	4
第三章	研究流程	6
3-1	研究場址選定	7
3-2	資料蒐集	7
3-3	試驗場次篩選	10
3-4	入庫流量影響因子分析	11
3-5	逐步迴歸分析(Stepwise Regression Analysis)	14
3-5-1	多元線性迴歸(Multiple Linear Regression,MLR)	14
3-5-2	逐步迴歸法	15
3-6	95%信賴區間檢定模式	17
3-7	交叉驗證	18
3-8	雷達定量降水應用	19
第四章	案例應用	20
4-1	研究區域	20
4-2	資料蒐集	22
4-2-1	地面雨量資料	23
4-2-2	入庫流量資料	23
4-3	颱風場次之選取	23
4-4	水庫入庫流量推估模式	23
4-4-1	模式建立	23
4-4-2	逐步迴歸分析結果	28
4-5	模式適合度檢定	30
4-5-1	95%信賴區間	30
4-5-2	交叉驗證	35
4-6	應用雷達定量降水驗證	37
4-6-1	雷達定量降水資料校正	37
4-6-2	以95%信賴區間檢定模擬結果	40
第五章	結論與建議	43
5.1	結論	43
5.2	建議	44
參考文獻	45
附圖	47

 
表目錄
表4-1  石門水庫集水區雨量站基本資料表	22
表4-2  33個颱風場次之篩選資料	24
表4-3  33個颱風場次之降雨量因子資料表	25
表4-4  33個颱風場次之水庫入庫流量資料表	27
表4-5  逐步迴歸分析結果(QF)	28
表4-6  逐步迴歸分析結果(QB)	28
表4-7  逐步迴歸分析結果(QS)	29
表4-8  逐步迴歸分析結果(QP)	29
表4-9  10場颱風之地面雨量及雷達定量降水資料對照表	37
 

 
圖目錄
圖3-1  研究流程圖	6
圖3-2  使用符號之示意圖	9
圖3-3  水庫入庫流量示意圖(A)洪峰前累積入庫流量 (B)洪峰後累積入庫
流量 (C)總累積入庫流量 (D)洪峰入庫流量………………………12
圖3-4  降雨因子示意圖	13
圖3-5  水庫入庫流量模式之95%信賴區間檢定示意圖	17
圖3- 6  水庫入庫流量推估模式交叉驗證結果示意圖	18
圖3- 7  雷達定量降水資料於水庫入庫流量推估模式之驗證結果示意圖	19
圖4-1  石門水庫上游集水區雨量站位置圖	21
圖4-2  洪峰前累積入庫流量(QF)試驗場次之95%信賴區間圖	31
圖4-3  洪峰後累積入庫流量(QB)試驗場次之95%信賴區間圖	32
圖4-4  總累積入庫流量(QS)試驗場次之95%信賴區間圖	33
圖4-5  洪峰入庫流量(QP)試驗場次之95%信賴區間圖	34
圖4-6  10場颱風之地面雨量及雷達定量降水資料比對結果圖	38
圖4-6  10場颱風之地面雨量及雷達定量降水資料比對結果圖(續)	39
圖4-7  雷達資料於洪峰前累積入庫流量(QF)推估模式結果圖	41
圖4-8  雷達資料於洪峰後累積入庫流量(QB)推估模式結果圖	41
圖4-9  雷達資料於總累積入庫流量(QS)推估模式結果圖	42
圖4-10雷達資料於洪峰入庫流量(QP)推估模式結果圖	42
參考文獻
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