臺灣地區降雨量與降雨沖蝕指數時間與空間之變化

Temporal and Spatial Variations of Rainfall and Rainfall Erosivity in Taiwan

王奕傑(Wang Yi-Jie)

指導教授 ： 李明熹

國立屏東科技大學/工學院/水土保持系所/碩士(2020年)

https://doi.org/10.6346/NPUST202000500

摘要

近年來臺灣極端降雨事件發生頻繁，有累積雨量變高、降雨延時更長及區域性降雨強度增強等情況發生，對於土壤沖蝕的影響甚鉅。目前臺灣多以通用土壤流失公式(Universal Soil Loss Equation, USLE)進行土壤流失量之估算，其中降雨沖蝕指數(Rainfall Erosivity, R)直接反映在降雨對土壤沖蝕的影響程度。因此，本文為了解降雨特性的改變對降雨沖蝕指數之影響，以臺灣地區為例，蒐集境內323個中央氣象局雨量站的降雨資料，利用降雨沖蝕指數(R=E×I30max)的計算方法，分析單場、月、季及年降雨量與降雨沖蝕指數的關係，探討臺灣地區降雨量與降雨沖蝕指數之時間及空間變化，有助於現今或未來對土壤沖蝕變化之了解。
結果顯示月、季及年之降雨量與降雨沖蝕指數的迴歸關係式其判定係數(R2)大致上均大於0.7以上，顯示迴歸式可以解釋資料的變異量相當好。北部地區之月平均降雨量及平均降雨沖蝕指數1月份、6~9月及11~12月Pm*與Rm*隨時間有逐年上升的趨勢；其餘月份Pm*與Rm*時間變化為持平或有下降趨勢；中部地區則是2~5月及10月有上升趨勢；南部地區為1月、7~12月份Pm*與Rm*的時間變化是有逐年上升的趨勢；最後東部地區是1月及7~12月份Pm*與Rm*的時間變化是有逐年上升的趨勢。季降雨量及降雨沖蝕指數於全臺灣地區之夏、秋季有逐年上升之趨勢，春季則相反。年平均降雨量(Py)及年平均降雨沖蝕指數(Ry)在23年(1993~2015年)期間有明顯上升趨勢。另外，本研究之降雨沖蝕指數分析結果與黃俊德(1979)、盧光輝(1994)及盧昭堯(2005)成果進行探討，得知近年來年平均降雨沖蝕指數有增大趨勢，其中大湖及月眉雨量站差異百分比高達238 %、234 %及272 %，整體來說，近年臺灣地區降雨沖蝕指數隨時間有逐漸增加之趨勢。

關鍵字

降雨沖蝕指數 ； 時間變化 ； 空間變化

並列摘要

In recently years, trend of the rainfall characteristics have gradually changed due to extremely heavy rainfall event in the world. Rainfall is the major cause of soil erosion dynamic factor. Rainfall erosivity is a numerical description of the potential of rainfall to erode soil and is one of the key input parameter for USLE formula. The purpose of this study is estimating the rainfall erosivity based on diffirent rainfall events (single event, monthly, seasonal, and annual precipitation, respectively). In addition, this study explored the temporal and spatial variations for precipitation and rainfall erosivity by 323 rainfall stations (from 1993 to 2018) in Taiwan.
In this reasarch results, precipitation and rainfall erosivity showed highly correlation in the relation formula, and monthly precipitation and rain erosivity concentrated in June to October. The analytical results of relationship between seasonal precipitation and rainfall erosivity corresponded with the result in monthly analysis, which also focused in summer and autumn. Moreover, results also showed an increasing trend for monthly, seasonal and annual precipitation, and the spatial variation also showed an increasing trend by altitude.

並列關鍵字

Rainfall erosivity ； Temporal variation ； Spatial variation

參考文獻

1. 吳至剛、楊道昌、游保杉，2000，「氣候變遷對高屏溪流域水資源衝擊探討」，第十一屆水利工研討會，81-83頁，台北市。

2. 尹忠東、左長清、周心澄，2005，「江西省北部燕溝小流域降雨侵蝕力研究」，人民長江，36(7)：55-56。

3. 李明熹、簡士濠、徐一平、林煥軒 ，2015，「近十年蘭陽溪集水區降雨沖蝕指數推估公式之建立及空間分析之探討」，農業工程學報，61(4): 46-54。

4. 李明熹、林煥軒、劉維則，2014，「近十年高屏溪集水區年降雨沖蝕指數之研究」，水保技術，9(2): 35-43。

5. 李明熹、林煥軒、張平原，2013，「利用不同降雨量估算年降雨沖蝕指數」，中華水土保持學報。