土地覆蓋變遷與地表逕流量變化之關係──以濁水溪流域為例

Estimating Surface Runoff and Landcover Changes for the Zhuoshui River Basin

黃淳茂(Chun-Mao Huang) ； 傅金城(Jin-Cheng Fu) ； 林文苑(Wen-Yen Lin) ； 葉家承(Chia-Cheng Yeh)

《2016臺灣災害管理學會十週年年會》 2016年會 (2016/11) Pp. 8-1-8-24

https://doi.org/10.6149/JDM.2016.SI.a08

摘要

臺灣位處於亞熱帶多雨地區，受到地形的影響導致河川坡陡流短，另外氣候變遷造成的極端氣候衍生了暴雨、洪患、土石流等「水」的災害問題。近年來隨著經濟發展、人口及產業密集度不斷升高，使得民眾對於土地需求逐年提升，在土地高度開發下，嚴重影響民眾生命安全與生活品質。故若能適當的兼顧土地使用發展與洪水管理，將能夠增加水資源調度及降低洪水災害程度，並促進水土資源和諧開發與利用。本研究以臺灣中部濁水溪流域為研究區域，運用多時期的衛星影像探討土地覆蓋的變化趨勢。先以物件導向式分類方法進行濁水溪流域1998 年、2003 年、2008 年與2013 年衛星影像的地表覆蓋判釋，並將判釋後的土地覆蓋分為水體、植被、裸露地以及人工建物等四類，再以ArcGIS 軟體分析四個年期的地表土地覆蓋變化，並透過水文模式計算土地覆蓋變遷與地表逕流量之影響，最後透過ArcGIS 的空間分析工具「Hot Spot Analysis （Getis-Ord Gi*）」當作熱區分析的指標，選擇人工建物聚集地區（都市地區）當作導入低衝擊開發之研究範圍。針對都市地區以暴雨管理模型（Storm Water Management Model, SWMM）計算開發前後的逕流變化量，以瞭解土地利用變化對都會區的衝擊為何，並依衝擊程度導入低衝擊開發，以降低土地利用變化對都會區的衝擊。然而SWMM 模式僅能計算各集水區的逕流量，並不能說明淹水的空間點位，對於空間規劃者還是有利用上的困難。因此，本研究再利用FLO-2D 二維淹水模式，驗證土地利用型態變化前後及防洪策略改善前後的淹水情況的變化，藉以瞭解不同時期土地使用對都會區淹水的影響，並驗證防洪策略對淹水地區的改善效果。研究結果顯示，隨著時間的推移，濁水溪流域許多植被逐漸轉變為裸露地以及人工建物。另外透過熱區分析深入探討後，人工建物的空間熱點主要以南投縣竹山地區及集集地區為主，而其他地區的村里人工建物面積比例則無空間聚集的現象。另外，發現竹山都市計畫區依土地使用規畫完開發後，確實會提高該地區的逕流量，因此提出生態滯留單元、雨水花園、綠屋頂、透水鋪面等低衝擊開發策略後，其逕流量2 年重現期距下，有改善的趨勢。另外，以FLO-2D 二維淹水模式驗證土地利用型態變化前後及防洪策略改善前後的淹水情況的變化，其結果顯示土地利用型態變化後，淹水潛勢面積及深度都有有增加的現象。而在加入低衝擊開發後，其淹水範圍與現況相差不多，淹水深度雖然有改善，但淹水面積卻隨著降雨的重現期距增加而不明顯，這也顯示在達到一定的降雨強度，低衝擊開發設施可能會無法發揮其原有功能。

關鍵字

土地覆蓋變遷 ； 地表逕流 ； 濁水溪流域 ； 不同尺度 ； 低衝擊開發