淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
進階搜尋


下載電子全文限經由淡江IP使用) 
系統識別號 U0002-1006200811325300
中文論文名稱 台灣地區不同延時低流量最佳分佈之探討
英文論文名稱 The Optimal Distribution Functions of Various Duration Low Flows in Taiwan
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Water Resources and Environmental Engineering
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生中文姓名 張雅閔
研究生英文姓名 Ya-Min Chang
學號 695480011
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2008-05-09
論文頁數 110頁
口試委員 指導教授-張麗秋
共同指導教授-蕭政宗
委員-張斐章
委員-黃文政
委員-施國肱
中文關鍵字 低流量  機率分佈函數  線性動差 
英文關鍵字 Low flow  Probability distribution functions  L-moment 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 本文研究目的為探討台灣地區各河川不同延時低流量之特性,包括不同延時低流量之機率分佈、特定延時最佳機率分佈及其在區域變化的趨勢等。本文首先蒐集台灣地區北部、中部、南部及東部區域紀錄期間超過20年且連續不間斷的日流量資料共58站,並以年最小1日、2日、3日、7日、30日、60日、90日及180日流量為低流量,以K-S及卡方(chi-square)適合度檢定法檢定適合不同延時低流量之機率分佈,再以最小均方根誤差為標準選取各站不同延時低流量之最佳分佈,進而探討最佳分佈在不同延時及區域的變化特性。本文以五種三參數機率分佈來代表河川不同延時之低流量,分別為通用羅吉斯分佈(generalized logistic distribution,GLO)、通用極端值分佈(generalized extreme-value distribution,GEV)、三參數對數常態分佈(three-parameter lognormal distribution,LN3)、皮爾遜第Ⅲ型分佈(Pearson type Ⅲ distribution,PE3)及通用帕雷托分佈(generalized Pareto distribution,GPA),經以K-S及卡方適合度檢定此五種分佈可適用絕大部分台灣地區之不同延時之低流量,其中GLO、GEV及LN3之通過率高達95%以上,最適於代表台灣地區不同延時之低流量。至於台灣地區各流量站不同延時低流量最佳機率分佈則以GLO所佔比例較高,約有36%~43%,其次為PE3及GEV,約有10%~29%。低流量最佳機率分佈在各區域間之趨勢並不明顯,在北、中及南區以GLO為最佳機率分佈所佔比例較高,在東區則較為分歧,並無一明顯高比例之機率分析存在。
英文摘要 This study aims to explore the low-flow characteristics in Taiwan, which include distribution functions of low flows, the best data-fit distribution functions and the corresponding spatial patterns for various durations. A total of 58 daily streamflow records wish record length exceeding 20 years are collected from Northern, Central, Southern, and Eastern regions in Taiwan. The annual minimum 1-, 2-, 3-, 7-, 30-, 60-, 90-, and 180-day flows are considered as the annual low flows for various durations. The K-S and chi-square goodness-of-fit tests are employed to detect the distribution functions unsuitable to represent low flows. The minimum root mean square error is then used as a criterion to determine the optimal distribution functions for various duration low flows. In this study, five three-parameter distribution functions, including generalized logistic distribution (GLO), generalized extreme-value distribution (GEV), three-parameter lognormal distribution (LN3), Pearson type Ⅲ distribution (PE3), and generalized Pareto distribution (GPA), are adopted to fit low flows. Generally, these five distributions are suitable to represent the low flows in Taiwan regardless of durations. Over 95% of low flows for various durations in Taiwan can be accepted by the distributions of GLO, GEV, and LN3. However, no single distributions function dominates the optimal distributions function. Approximate 36~43% of streamflow gauge stations of low flows are best fitted by the GLO. The PE3 and GEV are the optimal distributions to represent low flows for another 10~29% of streamflow gauge stations. The spatial pattern for the optimal low-flow distribution functions is not significant. In Northern, Central, and Southern regions, the GLO has the highest percentage. However, no single distribution dominates the optimal low flow distribution in Eastern region.
論文目次 謝誌 I
中文摘要 III
ABSTRACT IV
章節目錄 VI
表目錄 VIII
圖目錄 XII
符號表 XIII
一、前言 1
1.1研究動機與目的 1
1.2文獻回顧 2
1.3本文架構 4
二、研究方法 6
2.1低流量機率分佈 6
2.2線性動差(L-moments) 8
2.3以線性動差推估機率分佈參數 9
2.4 適合度檢定法(Goodness-of-Fit Test) 13
2.4.1 K-S適合度檢定法(Kolmogorov-Smirnov Goodness-of-Fit Test) 13
2.4.2 卡方適合度檢定法(Chi-square Goodness-of-Fit Test) 15
三、低流量資料 17
四、結果與討論 24
4.1不同延時低流量最佳機率分佈 24
4.1.1 K-S及卡方適合度檢定 24
4.1.2最佳機率分佈 32
4.2低流量最佳分佈之區域變化特性 37
4.2.1不同延時最佳機率分佈之區域變化 37
4.2.2 不同延時最佳機率分佈隨地文因子變化之探討 46
五、結論與建議 48
5.1結論 48
5.2建議 49
參考文獻 50
附錄 53

表目錄
表2-1. K-S檢定臨界值資料表................................................................14 表2-2.卡方分佈數值表...........................................................................16 表3-1. 北、中、南、東各區域流量站基本資料...........................18-19 表3-2. 北、中、南、東各區域各站不同延時低流量平均值.......22-23 表4-1. 各機率分佈在不同延時低流量通過K-S檢定之站數及百分比...................................................................................................................25 表4-2. 各機率分佈在不同延時低流量通過卡方檢定之站數及百分比...................................................................................................................26 表4-3. 北、中、南、東區各站不同延時低流量之最佳機率分佈.............................................................................................................33-34 表4-4. 各機率分佈在各區域及台灣地區不同延時低流量之最佳機率 分佈站數...................................................................................................36 表4-5. 各機率分佈在台灣地區不同延時低流量集水面積大於或小於 300km最佳分佈統計表...........................................................................47 表4-6. 各機率分佈在台灣地區不同延時低流量高程高於或低於192m最佳分佈統計表.......................................................................................47 附表1. 玉峰站(1140H001)五種低流量分佈之參數.............................53 附表2. 稜角站(1140H002)五種低流量分佈之參數.............................54 附表3. 福山站(1140H010)五種低流量分佈之參數.............................55
附表4. 秀巒站(1140H041)五種低流量分佈之參數.............................56 附表5. 高義站(1140H043)五種低流量分佈之參數.............................57 附表6. 山峽(2)站(1140H048)五種低流量分佈之參數........................58 附表7. 霞雲站(1140H054)五種低流量分佈之參數.............................59 附表8. 五堵站(1140H058)五種低流量分佈之參數.............................60 附表9. 介壽橋站(1140H078)五種低流量分佈之參數.........................61 附表10. 新埔(2)站(1290H002)五種低流量分佈之參數......................62 附表11. 內灣站(1300H013)五種低流量分佈之參數...........................63 附表12. 上坪站(1300H014)五種低流量分佈之參數...........................64 附表13. 竹林大橋站(1300H016)五種低流量分佈之參數...................65 附表14. 山腳站(2510H001)五種低流量分佈之參數...........................66 附表15. 蘭陽大橋站(2560H006)五種低流量分佈之參數...................67 附表16. 家源橋站(2560H017)五種低流量分佈之參數.......................68 附表17. 古魯站(2560H018)五種低流量分佈之參數...........................69 附表18. 平安橋站(1340H008)五種低流量分佈之參數.......................70 附表19. 打鹿坑站(1350H001)五種低流量分佈之參數.......................71 附表20. 義里站(1400H009)五種低流量分佈之參數...........................72 附表21. 卓蘭站(1400H011)五種低流量分佈之參數...........................73 附表22. 雪山坑站(1400H012)五種低流量分佈之參數.......................74
附表23. 南湖站(1420H014)五種低流量分佈之參數...........................75 附表24. 環山合流點站(1420H015)五種低流量分佈之參數...............76 附表25. 四季朗站(1420H016)五種低流量分佈之參數.......................77 附表26. 七家灣站(1420H034)五種低流量分佈之參數.......................78 附表27. 松茂站(1420H035)五種低流量分佈之參數...........................79 附表28. 大肚橋站(1430H025)五種低流量分佈之參數.......................80 附表29. 南北通橋站(1430H032)五種低流量分佈之參數...................81 附表30. 觀音橋站(1430H037)五種低流量分佈之參數.......................82 附表31. 南崗大橋站(1430H038)五種低流量分佈之參數...................83 附表32. 武界(2)站(1510H007)五種低流量分佈之參數......................84 附表33. 青雲站(1510H011)五種低流量分佈之參數...........................85 附表34. 桶頭(2)站(1510H024)五種低流量分佈之參數......................86 附表35. 內茅埔站(1510H049)五種低流量分佈之參數.......................87 附表36. 北港(2)站(1540H009)五種低流量分佈之參數......................88 附表37. 觸口站(1580H001)五種低流量分佈之參數...........................89 附表38. 義竹站(1580H005)五種低流量分佈之參數...........................90 附表39. 軍輝橋站(1580H007)五種低流量分佈之參數.......................91 附表40. 新營站(1590H012)五種低流量分佈之參數...........................92 附表41. 左鎮站(1630H013)五種低流量分佈之參數...........................93
附表42. 荖濃站(1730H031)五種低流量分佈之參數...........................94 附表43. 三地門站(1730H036)五種低流量分佈之參數.......................95 附表44. 六龜站(1730H039)五種低流量分佈之參數...........................96 附表45. 潮州站(1740H002)五種低流量分佈之參數...........................97 附表46. 新埤站(1760H004)五種低流量分佈之參數...........................98 附表47. 知本(3)站(2170H001)五種低流量分佈之參數......................99 附表48. 延平站(2200H007)五種低流量分佈之參數.........................100 附表49. 台東大橋站(2200H011)五種低流量分佈之參數.................101 附表50. 新武呂(4)站(2200H020)五種低流量分佈之參數................102 附表51. 卓樂橋站(2370H004)五種低流量分佈之參數.....................103 附表52. 立山站(2370H016)五種低流量分佈之參數.........................104 附表53. 瑞穗大橋站(2370H017)五種低流量分佈之參數.................105 附表54. 玉里大橋站(2370H018)五種低流量分佈之參數.................106 附表55. 仁壽橋站(2420H019)五種低流量分佈之參數.....................107 附表56. 花蓮大橋站(2420H024)五種低流量分佈之參數.................108 附表57. 馬鞍溪橋站(2420H036)五種低流量分佈之參數.................109 附表58. 希能埔站(2500H003)五種低流量分佈之參數.....................110

圖目錄 圖3-1. 各區域流量站相關位置圖.........................................................20 圖4-1. (a)北區五堵站(1140H058)1日延時及(b)南區新營站(1590H012)2日延時機率分佈與觀測值比較圖....................................28 圖4-1(續). (c)東區台東大橋站(2200H011)3日延時及(d)中區義里站(1400H009)7日延時機率分佈與觀測值比較圖....................................29 圖4-1(續). (e)南區新埤站(1760H004)30日延時及(f)北區新埔(2)站(1290H002)60日延時機率分佈與觀測值比較圖..................................30 圖4-1(續). (g)中區武界(2)站(1510H007)90日延時及(h)東區仁壽橋站(2420H019)180日延時機率分佈與觀測值比較圖................................31 圖4-2. 台灣地區不同延時低流量最佳機率分佈圖(a)1日延時、(b)2日延時、(c)3日延時、(d)7日延時、(e)30日延時、(f)60日延時、(g)90日延時、(h)180日延時.....................................................................38-45
參考文獻 張啟濱,1966,河川枯水流量之估計法,台灣水利,第十四卷,第
三期,第46-52
頁。
王如意,1972,台灣集水區暴雨與乾旱頻率分析之研究,台灣水
利, 第20卷,
第4期,第47-60頁。
王如意,1973,台灣集水區暴雨與乾旱頻率分析之研究,台灣水
利, 第21卷,
第1期,第15-34頁。
易任、張震霖,1982,淡水河流域低流量特性之研究,國立台灣大
學,農業工程
研究所碩士論文。
張斐章、徐國麟,1990,兩種推估低流量方法之探討,台灣水利,
第三十八卷,第一期,第48-57頁。
張斐章、官彥均,1991,新設站推估低流量特性之方法,國立台灣
大學,農業工程研究所碩士論文。
游保杉、劉繼文,1998,台灣南部地區低流量特性之研究,國立成
功大學,水利
及海洋工程學系碩士論文。
Clausen, B., and Pearson, C. P., 1995, Regional frequency
analysis of annual maximum streamflow drought,
Journal of Hydrology, 173, 111-130.
Greenwood, J. A., Landwehr, J., M. and Matalas, N. C.,
1979, Probability weighted moment: Definition and
relation to parameter of several distribution expressed
in inverse form, Water Resources Research, 15(5), 1049-
1054.
Hosking, J. R. M.,1990, L-moments: Analysis and estimation
of distribution using linear c ombinations of order
statistics, Journa1 of the Royal Statistical
Society, Series B, 52(1), 105-124.
Hosking, J. R. M. and Wallis, J. R., 1997, Regional
Frequency Analysis: An Approach Based on L-moments,
Cambridge University Press, New York.
Joseph, E. S., 1970, Probability distribution of annual
droughts, Journal of the Irrigation and Drainage
Division, 94(4), 461-474.
Kottegoda, N. T., and Rosso, R., 1997, Statistics,
Probability, and Reliability for Civial and ]
Environmental Engineers, McGraw-Hill Inc., New York.
Kroll, C. N. and Vogel, R. M., 2002, Probability
distribution of low streamflow series in the United
States, Journal of Hydrologic Engineering, 7(2), 137-
146.
Laaha, Q., and Bloschl, G., 2005, Low flow estimates from
short stream flow records - A comparison of methods,
Journal of Hydrology, 306, 264-286.
Laaha, Q., and Bloschl, G., 2006, A comparison of low flow
regionalization methods – Catchment grouping, Journal
of Hydrology, 323, 193-214.
Nathan, R. J., and McMahon, T. A., 1990, Practical aspects
of low-flow frequency analysis, Water Resources
Research, 26(9), 2135-2141.
Nathan, R. J., and McMahon, T. A., 1992, Estimating low
flow characteristics in ungauged catchments, Water
Resources Research, 6(2), 85-100.
Smakhtin, V. U., 2001, Low flow hydrology: A review,
Journal of Hydrology, 204(3-4),147-186.
Riggs, H. C., 1980, Characteristics of low flows, Journal
of the Hydraulics Division, 106(5),717-731.
Tasker, G. D., 1987, A comparison of methods for
estimating low flow characteristics of streams, Journal
of the American Water Resources Association, 23(6),
1077-1083.
Yu, P. S., Yang. T. C., and Liu, C. W., 2002, A regional
model of low flow for southern Taiwan, Hydrological
Processes, 16(10), 2017-2034.
Zaidman, M. D., Keller V., Young A. R., and Cadman D.,
2003, Flow-duration-frequency behaviour of British
rivers based on annual minima data, Journal of
Hydrology, 277(3-4), 195-213.
論文使用權限
  • 同意紙本無償授權給館內讀者為學術之目的重製使用,於2008-06-12公開。
  • 同意授權瀏覽/列印電子全文服務,於2008-06-12起公開。


  • 若您有任何疑問,請與我們聯絡!
    圖書館: 請來電 (02)2621-5656 轉 2281 或 來信