淡江大學覺生紀念圖書館 (TKU Library)
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系統識別號 U0002-2306201114361700
中文論文名稱 阿公店溪與西湖溪淹水潛勢研究及淹水災害解決方案
英文論文名稱 A Study on Flooding Potential and Solution Alternatives in the catchment area of A-gong-dian River and Shi-hu River
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 99
學期 2
出版年 100
研究生中文姓名 張主宏
研究生英文姓名 Chu-Hong Chang
學號 698480745
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2011-06-09
論文頁數 55頁
口試委員 指導教授-林意楨
委員-許泰文
委員-楊文衡
委員-林意楨
中文關鍵字 FLO-2D  地理資訊系統  淹水 
英文關鍵字 FLO-2D  GIS  Flooding 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 阿公店溪及西湖溪為易淹水區域,當遭逢暴雨而使流域內河川宣洩不及而造成淹水。本研究先利用衛星影像及地理資訊系統來分析流域內地形變化、土地利用及開發程度,分析各研究區域造成淹水氾濫的因素。以數值高程模型DTM取得流域地形資料,並利用淹水模式FLO-2D參考10年內最大暴雨量,以300mm降雨量來模擬流域內淹水情形,再利用地理資訊系統(GIS)套疊衛星影像來展示結果。
本研究分析結果顯示,利用FLO-2D逐步設置滯洪設施,分析滯洪池與抽水機對流域內減低洪災的情形,可以快速規劃模擬出減低洪災的方案。未來為求更精確的數據及結果,可加上潮汐變化、涵洞及都市排水系統,更能夠模擬更接近現況的淹水潛勢圖。
英文摘要 A-gang-dian and Shi-hu River are flooding area with high frequency which generally suffer from rainstorms, and fail to drain properly, which causes serious over-flooding situations. This research applies DTM to acquire topographic data and use the flooding model FLO-2D, which is used to observe the largest rainstorm data of Central Weather Bureau within the past 10 years. Using 300mm of rainfall simulate flood conditions in these rivers. Next, we integrated the output from Geographic Information System and satellite images to analyze the cause of flooding by different types of land-use and topography. Finally, the study allows us to make different method as to solve these flooding.
The results of this study show that the methods of prevention by using the combination of retaining ponds and water pumping to reduce serious flood potential are working well. This will help to make the alternative plans. In order to get a more precise data in the future, tidal data, and drainage systems can be taken into the consideration to simulate the completely flooding situation.
論文目次 目錄
論文題要內容 ................................................................................................................. I
Abstract .......................................................................................................................... II
謝誌 ............................................................................................................................... III
目錄 .............................................................................................................................. IV
表目錄 .......................................................................................................................... VI
圖目錄 ......................................................................................................................... VII
符號表 ...........................................................................................................................IX
第一章 緒論 .................................................................................................................. 1
1-1 前言 .............................................................................................................. 1
1-2 研究動機與目的 ............................................................................................ 1
1-3 文獻回顧 ........................................................................................................ 2
1-4 研究流程 ........................................................................................................ 4
第二章 理論分析 ........................................................................................................ 6
2-1 理論分析 ........................................................................................................ 6
2-2 漫地流模式理論 ............................................................................................ 6
2-3 FLO-2D 控制方程式 ........................................................................................ 8
2-4 FLO-2D 演算流程 .......................................................................................... 12
2-5 FLO-2D 模式介紹 .......................................................................................... 13
2-6 FLO-2D表面粗糙及層流阻力係數設定 ....................................................... 15
第三章 研究流程與方法 .......................................................................................... 17
3-1 研究區域介紹 .............................................................................................. 17
3-1-1 阿公店溪 .......................................................................................... 17
3-1-2 西湖溪 .............................................................................................. 19
3-2 FLO-2D模擬分析 ........................................................................................ 21
3-2-1地理結構之建立 ............................................................................... 22
3-2-2 FLO-2D 控制參數 ............................................................................. 24
3-3網格大小敏感度分析 ................................................................................... 26
第四章結果分析與改善對策 ...................................................................................... 29
4-1阿公店溪與西湖溪比較 ............................................................................... 29
4-2西湖溪流域模擬改善 ................................................................................... 30
4-2-1.模擬300mm降雨量,24小時延時,西湖溪流域淹水情形。 .... 31
4-2-2.模擬下游段設置100萬立方公尺滯洪池,300mm降雨量,24小時延時,西湖溪流域淹水情形。 ................................................................. 32
4-2 流域分析 ...................................................................................................... 34
4-3 阿公店溪模擬改善結果 .............................................................................. 37
4-3-1.高速公路東側設置可容納150萬立方公尺的滯洪池。 ............... 37
V
4-3-2.高速公路東側設置可容納300萬立方公尺的滯洪池。 ............... 39
4-3-3.高速公路東側設置可容納450萬立方公尺的滯洪池。 ............... 40
4-3-4.高速公路西側設置可容納150萬立方公尺的滯洪池。 ............... 41
4-3-5.高速公路西側設置可容納300萬立方公尺的滯洪池。 ............... 43
4-3-6高速公路西側設置可容納450萬立方公尺的滯洪池。 ............... 44
4-3-7.東西側各設置300萬立方公尺滯洪池 ........................................... 47
4-3-8. 設置抽水機及東側及西側滯洪池300萬立方公尺 ..................... 50
第五章 結論及建議 .................................................................................................... 52
參考文獻 ...................................................................................................................... 54

表目錄
表 1 漫地流層流阻力係數參照對照表(FLO-2D Users Manual) .............................. 16
表 2 阿公店流域近年最大暴雨量 ............................................................................ 21
表 3 參數設定 ............................................................................................................ 25
表 4不同網格淹水深度比較 ..................................................................................... 28
表 5西湖溪流域降雨300mm,24小時延時淹水面積。 ...................................... 31
表 6西湖溪設置滯洪池100萬立方公尺,降雨300mm24小時延遲淹水面積。 ..................................................................................................................................... 32
表 7 設置滯洪池後的改善情形。 ............................................................................ 34
表 8 阿公店溪300mm降雨淹水情形。 ................................................................. 35
表 9 設置東滯洪池150萬立方公尺之淹水面積。 ................................................ 38
表 10原300mm降雨與設置東滯洪池150萬立方公尺淹水面積之比較。 ........ 38
表 11設置東滯洪池300萬立方公尺之淹水面積。 ............................................... 39
表 12原300mm降雨與設置東滯洪池300萬立方公尺淹水面積之比較。 ........ 40
表 13設置東滯洪池450萬立方公尺之淹水面積。 ............................................... 41
表 14原300mm降雨淹水面積與設置東滯洪池450萬立方公尺淹水面積比較。 ..................................................................................................................................... 41
表 15設置西滯洪池150萬立方公尺之淹水面積。 ............................................... 42
表 16原300mm降雨與設置西滯洪池150萬立方公尺淹水面積比較。 ............ 42
表 17設置西滯洪池300萬立方米之淹水面積。 ................................................... 43
表 18原300mm降雨與設置西滯洪池300萬立方公尺淹水面積之比較。 ........ 44
表 19設置西滯洪池450萬立方公尺之淹水面積。 ............................................... 45
表 20原300mm降雨與設置西滯洪池450萬立方公尺淹水面積之比較。 ........ 45
表 21-a各種滯洪池比較。........................................................................................ 46
表 21-b各種滯洪池比較。 ....................................................................................... 46
表 22 滯洪池設置效益比 .......................................................................................... 47
表 23設置東西滯洪池300萬立方公尺之淹水面積。 ........................................... 49
表 24-a原300mm降雨淹水面積與設置東西滯洪池淹水面積之比較。 ............. 49
表 24-b原300mm降雨淹水面積與設置東西滯洪池淹水面積之比較。 ............. 49
表 25-a阿公店溪流域原300mm淹水面積與設置滯洪池與抽水機比較。 ......... 51
表 25-b阿公店溪流域原300mm淹水面積與設置滯洪池與抽水機比較。 ......... 51

圖目錄
圖 1研究架構。 ....................................................................................................... 5
圖 2物理歷程(FLO-2D Manual_Main_2006)。 ................................................... 7
圖 3水道-洪水帄原接觸(FLO-2D Manual_Main_2006)。 .................................. 7
圖 4 FLO-2D八個方向演算。 .................................................................................. 8
圖 5 FLO-2D演算流程。 ........................................................................................ 13
圖 6 FLO-2D操作模式架構。 ................................................................................ 14
圖 7 研究流域。 .................................................................................................... 17
圖 8 阿公店坡度分級。 ........................................................................................ 19
圖 9西湖溪坡度分級。 ......................................................................................... 20
圖 10阿公店流域雨量站。 ................................................................................... 21
圖 11地理結構建置。 ........................................................................................... 24
圖 12國家防災中心24小時延時無因次設計雨量。 ......................................... 25
圖 13 400m×400m網格,300毫米降雨量,24小時降雨延時。 ..................... 27
圖 14 200m×200m網格,300毫米降雨量,24小時降雨延時。 ..................... 27
圖 15 100m×100m網格,300毫米降雨量,24小時降雨延時。 ..................... 28
圖 16阿公店溪土地利用。 ................................................................................... 29
圖 17西湖溪土地利用調查。 ............................................................................... 30
圖 18西湖溪流域300mm降雨量,24小時延時。 ........................................... 31
圖 19西湖溪設置滯洪池100萬立方公尺。 ....................................................... 32
圖 20設置滯洪池前的淹水面積。 ....................................................................... 33
圖 21為設置滯洪池後的淹水面積。 ................................................................... 33
圖 22阿公店流域與阿公店水庫集水區。 ........................................................... 34
圖 23降雨300mm,延時24小時,阿公店溪淹水情形。 ............................... 35
圖 24阿公店溪流域可做為滯洪池區域。 ........................................................... 36
圖 25抽水機24小時抽水量。 ............................................................................. 36
圖 26阿公店溪,設置抽水站位置圖。 ............................................................... 37
圖 27阿公店溪,降雨300mm,延時24小時,設置東側滯洪池150萬立方公尺。 38
圖 28阿公店溪,降雨300mm延時24小時,設置東側滯洪池300萬立方公尺。 .......................................................................................................................... 39
圖 29阿公店溪,降雨量300mm延時24小時,設置東側滯洪池450萬立方公尺。 .......................................................................................................................... 40
圖 30阿公店溪,降雨量300mm延時24小時,設置西側滯洪池150萬立方公尺。 .......................................................................................................................... 42
圖 31阿公店溪,降雨300mm,延時24小時,設置西側滯洪池300萬立方公尺。 .......................................................................................................................... 43
圖 32阿公店溪,降雨300mm,延時24小時,設置西側滯洪池450萬立方公尺。
VIII
.......................................................................................................................... 44
圖 33設置東西側滯洪池300萬立方公尺。 ....................................................... 48
圖 34阿公店溪,降雨量300mm延時24小時,設置五座抽水機及東西側滯洪池300萬立方公尺。 ........................................................................................... 50
參考文獻 1.ESRI Inc (2010), 「Arc GIS DesktopII: Tools and Functionality」.
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3.Maguire, D.J. An overview and definition of GIS (1991) , In Maguire, D. J. Goodchild, M. F. and Rhind, D. W., editors, Geographical Information Systems: Princlples and Applications (Volume 1: Principles) (Harlow, U.K.: LongMan Scientific and Technical), 1(1): 9-20,.
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5.楊昌儒、林延郎、蔡長泰、游保杉、顏沛華(1995),「地理資訊系統在城鎮淹水模擬上之應用」,台灣水利,第43卷,第1期,第41~55頁。
6.曹華平、陳耀彬、吳益裕(2004),「河道綜合治理與環境建設-以基隆河為例」,第八屆海峽兩岸水利科技交流研討會,第412~425頁。
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8.葉克家(1980),「濁水溪洪災模式初步研究」,國立台灣大學土木工程學研究所碩士論文。
9.葉人瑞(1999),「 地理資訊系統結合淹水模式之應用」,國立中興大學水土保持學研究所碩士論文。
10.劉原銘(2010),「淹水災害影響因素之研究」,淡江大學水資源與環境工程研究所碩士論文。
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