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系統識別號 U0002-3006200505253800
中文論文名稱 流域集水區降雨量與逕流量之分析與探討
英文論文名稱 An analysis of the relation on Rainfall-Runoff of watershed
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 93
學期 2
出版年 94
研究生中文姓名 許清炫
研究生英文姓名 Ching-Hsuan Hsu
學號 692330078
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2005-06-06
論文頁數 94頁
口試委員 指導教授-林意楨
委員-陳正炎
委員-楊文衡
中文關鍵字 集水區  降雨量  逕流量  合理化公式  逕流係數  流量歷線 
英文關鍵字 Watershed  Rainfall  Runoff  Rational formula  Runoff coefficient  Discharge hydrograph 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 台灣為一狹長的島國。因受特殊的地形影響,造成台灣河川短促湍急與河床坡度大的特性。台灣雖處於亞熱帶地區,年平均雨量達到2,515毫米。但由於大部分降雨集中於每年五月至十月,造成降雨量的分佈不均。在台灣,因為空間與時間分配不均的情況下,使得雨量與逕流量的過度集中,因而帶來嚴重威脅。
本研究利用合理化公式探討與分析集水區流域在降雨過程中,降雨量與逕流量兩者間之相互關係。彙整自西元1991年至2002年間三峽河、橫溪、中港溪、頭前溪、後龍溪及鳳山溪等六個集水區流域十二年間每年的最大日逕流量與日降雨量資料。根據研究結果,提供相關研究者、政策決策者初期評估水文特性的影響衝擊。研究結果顯示,在直線迴歸分析與對數迴歸分析中,除橫溪流域外,其餘集水區流域所呈現之相關性均以線性迴歸較好,大部分相關係數值介於0.3~0.7,偏向於中度相關。由此可說明,在未來進行類似之研究分析時,為求有較合理之結果或數據,可依據不同流域集水區之特性選擇較適合之迴歸分析方法。而依逕流係數與逕流量呈現之關係,可將情況分為兩類;(A)逕流量增加與降雨強度增加,逕流係數變大,(B)逕流量增加與降雨強度增加,逕流係數變小。故大致可將本研究之集水區型態區分為三種類型(AA、AB、BA)。研究案例中,最大降雨事件所降下之雨量可立即反應至流量歷線圖,顯示降雨量與逕流量兩者間之相互關係明顯;相反的,在最小降雨事件中降雨並未立即反應至流量歷線圖,顯示降雨量與逕流量兩者間之相互關係並不明顯,尚有另外影響逕流產生之原因,這將是未來研究的建議方向。
英文摘要 Taiwan is a narrow and long island country. It is influenced by special topography, steep and short river streams. Although Taiwan locates on the subtropical area, the annual average rainfall reaches 2,515 millimeters. But because most rainfall falls during the summer time, cause the rainfall unequal distribution. Because the distribution varies in space and time in Taiwan, make both the rainfall and runoff concentrated, therefore arouse serious damages.
This study uses Rational Formula and confers the basins of water district in the course of rainfall to analyze the relationship between recorded rainfalls and runoffs. This study had collected six different river basins (San-Hsia River, Heng-Chi, Chung-Kang River, Tou-Cheng River, Hou-Lung River Feng-Shan River). The maximum daily runoff and daily rainfall data of each year from 1991 to 2002 had been gathered. Based on the findings of this study, we can provide similar studies and decision makers with adequate tools to evaluate the impact of the changes of land use over the watersheds. We have two ways to analyze the watershed, one is linear regression and other is logarithm regression. The results of the research show that it is better to use the linear regression for most watersheds except Heng-Chi Watershed. Most of the correlation coefficients values are between 0.3 and 0.7, which tend to moderate correlation. Depending on the different characteristics of the watersheds, we should choose proper regression method to achieve a better reasonable result. We may divide the relationship of rainfall and runoff into two different types. The first type is as the intensity of runoff and rainfall increases, the runoff coefficient becomes large. The other type is as the intensity of runoff and rainfall increases, the runoff coefficient decreases. Generally speaking, we may also divide the watershed into three types (AA, AB, and BA). We have also found that the interaction between the rainfall and runoff is not clear, either. There should be some other effecting factors which remain for the future study.
論文目次 謝誌 ........................Ⅰ
中文摘要 ......................Ⅱ
Abstract ......................Ⅲ
目錄 ........................Ⅴ
圖目錄 .......................Ⅵ
表目錄 .......................Ⅸ
符號表 .......................XI
第一章 前言 ....................1
第二章 文獻回顧與研究方法
2.1 文獻回顧 ....................3
2.2 研究方法 ....................12
第三章 資料整理與分析
3.1:西元1991~2002年12年裡各流域之日逕流量變化分析..17
3.2:各流域12年裡每年最大日逕流量紀錄中取最大、中間
、最小日流量分析.................47
3.3-1 :各流域12年裡每年最大日逕流量紀錄中取最大日
流量分析.......................51
3.3-2 :各流域12年裡每年最大日逕流量紀錄中取最小日
流量分析.......................58
3.3-3 :各流域12年裡每年最大日逕流量紀錄中取中間日
流量分析.......................65
第四章 結果與討論 .................72
第五章 結論與建議 .................92
參考文獻 ......................93

圖目錄
圖1.1 水文循環圖 ...................2
圖2.1 研究流程圖...................12
圖2.2 研究方法圖 ..................14
圖2.3 三峽河、橫溪雨量測站站況圖 ..........15
圖2.4 三峽河流量測站站況圖 .............15
圖3.1 論文之研究區域圖 ...............17
圖3.2 淡水河(三峽河)流域圖 ............18
圖3.3 西元1991~2002年三峽河流域最大日流量變化圖 ..20
圖3.4 西元1991~2002年三峽河流域降雨強度變化圖 ...20
圖3.5 西元1991~2002年三峽河流域逕流係數變化圖 ...21
圖3.6 三峽、橫溪測站相關位置圖 ...........22
圖3.7 淡水河(橫溪)流域圖 .............23
圖3.8 西元1991~2002年橫溪流域最大日流量變化圖 ...25
圖3.9 西元1991~2002年橫溪流域降雨強度變化圖 ....26
圖3.10 西元1991~2002年橫溪流域逕流係數變化圖 ....26
圖3.11 後龍溪流域圖 .................27
圖3.12 西元1991~2002年後龍溪流域最大日流量變化圖 ..29
圖3.13 西元1991~2002年後龍溪流域降雨強度變化圖 ...30
圖3.14 西元1991~2002年後龍溪流域逕流係數變化圖 ...30
圖3.15 後龍溪溪測站相關位置圖 ............31
圖3.16 中港溪流域圖 .................32
圖3.17 西元1991~2002年中港溪流域最大日流量變化圖 ..35
圖3.18 西元1991~2002年中港溪流域降雨強度變化圖 ...35
圖3.19 西元1991~2002年中港溪流域逕流係數變化圖 ...35
圖3.20 中港溪測站相關位置圖 .............36
圖3.21 頭前溪流域圖 .................37
圖3.22 西元1991~2002年頭前溪流域最大日流量變化圖 ..39
圖3.23 西元1991~2002年頭前溪流域降雨強度變化圖 ...39
圖3.24 西元1991~2002年頭前溪流域逕流係數變化圖 ...40
圖3.25 頭前溪測站相關位置圖 .............41
圖3.26 鳳山溪流域圖 .................42
圖3.27 西元1991~2002年鳳山溪流域最大日流量變化 ...44
圖3.28 西元1991~2002年鳳山溪流域降雨強度變化圖 ...45
圖3.29 西元1991~2002年鳳山溪流域逕流係數變化圖 ...45
圖3.30 鳳山溪測站相關位置圖 .............46
圖3.31 三峽河流域12年裡每年最大日逕流量紀錄中取最大
、中間、最小日逕流量與逕流係數分析 ........48
圖3.32 橫溪流域12年裡每年最大日逕流量紀錄中取最大、
中間、 最小日逕流量與逕流係數分析 .........48
圖3.33 後龍溪流域12年裡每年最大日逕流量紀錄中取最大
、中間、 最小日逕流量與逕流係數分析 ........49
圖3.34 中港溪流域12年裡每年最大日逕流量紀錄中取最大
、中間、 最小日逕流量與逕流係數分析 ........49
圖3.35 頭前溪流域12年裡每年最大日逕流量紀錄中取最大
、中間、 最小日逕流量與逕流係數分析 ........50
圖3.36 鳳山溪流域12年裡每年最大日逕流量紀錄中取最大
、中間、 最小日逕流量與逕流係數分析 ........50
圖3.37 納莉颱風2002/09/17累積雨量圖 ..........51 圖3.38 賀伯颱風1996/07/31累積雨量圖 ..........52 圖3.39 三峽河最大日流量逕流係數變化情形 ........56 圖3.40 橫溪最大日流量逕流係數變化情形 .........56 圖3.41 後龍溪最大日流量逕流係數變化情形 ........56 圖3.42 中港溪最大日流量逕流係數變化情形 ........57 圖3.43 頭前溪最大日流量逕流係數變化情形 ........57 圖3.44 鳳山溪最大日流量逕流係數變化情形 ........57 圖3.45 三峽河最小日流量逕流係數變化情形 ........63 圖3.46 橫溪最小日流量逕流係數變化情形 .........63 圖3.47 後龍溪最小日流量逕流係數變化情形 ........63 圖3.48 中港溪最小日流量逕流係數變化情形 ........64 圖3.49 頭前溪最小日流量逕流係數變化情形 ........64 圖3.50 鳳山溪最小日流量逕流係數變化情形 ........64 圖3.51 溫泥颱風1994/08/17雨量累積圖 ..........66 圖3.52 象神颱風2000/11/01雨量累積圖 ..........66 圖3.53 三峽河中間日流量逕流係數變化情形 ........70 圖3.54 橫溪中間日流量逕流係數變化情形 .........70 圖3.55 後龍溪中間日流量逕流係數變化情形 ........70 圖3.56 頭前溪中間日流量逕流係數變化情形 ........71 圖3.57 中港溪中間日流量逕流係數變化情形 ........71 圖3.58 鳳山溪中間日流量逕流係數變化情形 ........71 圖4.1 三峽河逕流係數線性迴歸分析圖 ..........74 圖4.2 三峽河逕流係數對數迴歸分析圖 ..........74 圖4.3 橫溪逕流係數線性迴歸分析圖 ...........75 圖4.4 橫溪逕流係數對數迴歸分析圖 ...........75 圖4.5 後龍溪逕流係數線性迴歸分析圖 ..........76
圖4.6 後龍溪逕流係數對數迴歸分析圖 ..........76 圖4.7 中港溪逕流係數線性迴歸分析圖 ..........77 圖4.8 中港溪逕流係數對數迴歸分析圖 ..........77 圖4.9 頭前溪逕流係數線性迴歸分析圖 ..........78 圖4.10 頭前溪逕流係數對數迴歸分析圖 .........78 圖4.11 鳳山溪逕流係數線性迴歸分析圖 .........79 圖4.12 鳳山溪逕流係數對數迴歸分析圖 .........79 圖4.13 各集水區日逕流量、降雨強度及逕流係數變化情形
歸類範例 ......................80 圖4.14 三峽河流域2001/09/13~2001/09/23流量歷線 ....84 圖4.15 橫溪流域2001/09/13~2001/09/23流量歷線 .....84 圖4.16 後龍溪流域1996/07/27~1996/08/05流量歷線 ....84 圖4.17 中港溪流域2001/09/12~2001/09/23流量歷線 ....85 圖4.18 頭前溪流域1994/08/03~1994/08/11流量歷線 ....85 圖4.19 鳳山溪流域2001/09/13~2001/10/03流量歷線 ....85 圖4.20 三峽河流域1995/07/07~1995/07/17流量歷線 ....87 圖4.21 橫溪流域1995/02/11~1995/03/03流量歷線 .....87 圖4.22 後龍溪流域2002/07/01~2002/07/11流量歷線 ....87 圖4.23 中港溪流域1995/06/04~1995/06/15流量歷線 ....88 圖4.24 頭前溪流域1993/05/27~1993/06/13流量歷線 ....88 圖4.25 鳳山溪流域1995/07/12~1995/07/15流量歷線 ....88 圖4.26 三峽河流域1994/08/03~1994/08/10流量歷線 ....90 圖4.27 橫溪流域2000/10/22~2000/11/09流量歷線 .....90 圖4.28 後龍溪流域1991/06/15~1991/06/28流量歷線 ....90 圖4.29 頭前溪流域1997/08/14~1997/08/22流量歷線 ....91 圖4.30 中港溪流域1997/08/08~1997/08/21流量歷線 ....91 圖4.31 鳳山溪流域1994/08/01~1994/08/10流量歷線 ....91

表目錄
表2.1 逕流係數C值表一 ................3
表2.2 逕流係數C值表二 ................4
表2.3 逕流係數C值表三 ................4
表3.1 三峽河流域西元1991~2002年各項資料暨參數表 ..19
表3.2 橫溪流域西元1991~2002年各項資料暨參數表 ...24
表3.3 後龍溪流域西元1991~2002年各項資料暨參數表 ..28
表3.4 中港溪流域西元1991~2002年各項資料暨參數表 ..33
表3.5 頭前溪流域西元1991~2002年各項資料暨參數表 ..38
表3.6 鳳山溪流域西元1991~2002年各項資料暨參數表 ..43
表3.7 各流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最大、中間
、最小日逕流量分析 ...............47
表3.8 各流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最大日流量
間表 ......................51
表3.9 三峽河流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最大日
流量分析 ....................53
表3.10 橫溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最大日
流量分析 ....................53
表3.11 後龍溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最大
日流量分析 ...................54
表3.12 中港溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最大
日流量分析 ...................54
表3.13 頭前溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最大
日流量分析 ...................55
表3.14 鳳山溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最大
日流量分析 ...................55
表3.15 各流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最小日流
量時間表 ....................58
表3.16 西元1995、2002年平均降雨量與歷年平均降雨
量比較 .....................58
表3.17 西元1995、2002年平均逕流量與歷年平均逕流
量比較 .....................59
表3.18 三峽河流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最小
日流量分析 ...................60
表3.19 橫溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最小日
流量分析 ....................60
表3.20 後龍溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最小
日流量分析 ...................61
表3.21 頭前溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最小
日流量分析 ...................61
表3.22 中港溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最小
日流量分析 ...................62
表3.23 鳳山溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取最小
日流量分析 ...................62
表3.24 各流域12年裡最大日逕流量紀錄中取中間日流
量時間表 ....................65
表3.25 西元1991、1994、1997、2000年平均逕流量與
歷年平均逕流 量比較 ..............65
表3.26 西元1991、1994、1997、2000年平均降雨量與
歷年平均降雨 量比較 ..............66
表3.27 三峽河流域12年裡最大日逕流量紀錄中取中間
日流量分析 ...................67
表3.28 橫溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取中間日
流量分析 ....................67
表3.29 後龍溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取中間
日流量分析 ...................68
表3.30 頭前溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取中間
日流量分析 ...................68
表3.31 中港溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取中間
日流量分析 ...................69
表3.32 鳳山溪流域12年裡最大日逕流量紀錄中取中間
日流量分析 ...................69
表4.1 各流域線性迴歸分析整合 ............72
表4.2 各流域對數迴歸分析整合 ............72
表4.3 各集水區日逕流量、降雨強度及逕流係數變化情
形歸類 .....................80
表4.4 同一場水文事件中各集水區之分析比較 ......82

參考文獻 1. Chow V. T., Maidment D. R., and Mays L. W. (1988),“Applied Hydrology”, McGraw-Hill Publishing Company。
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3.苗栗縣政府全球資訊網,認識苗栗-2004苗栗自然環境介紹(2004/12/15),http://www.miaoli.gov.tw/index.asp。
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7.經濟部水利署,水文水資源資料管理供應系統(1991-2002), http://gweb.wra.gov.tw/wrweb/。
8.台灣地區河川流量資料庫,流量站資料庫水文模式分析(1991-2002), http://water.hre.ntou.edu.tw/~river。
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