Title

氣候變遷對於蘭陽溪流域防洪系統衝擊與調適策略之探討

Translated Titles

Assessing The Impacts on Flood Protection System and Appropriate Adaptation Strategies under a Climate Change Scenario in Lanyang River Basin

DOI

10.6841/NTUT.2011.00385

Authors

曾忠裕

Key Words

氣候變遷 ; 莫拉克颱風 ; 極端事件 ; 半分布並聯型線性水庫降雨-逕流模式 ; Sobek Model ; 調適策略 ; Climate change ; Typhoon Morakot ; Extreme events ; Semi-distributed Parallel-type linear reservoir rainfall-runoff model ; Sobek model ; Adaptation strategies

PublicationName

臺北科技大學土木與防災研究所學位論文

Volume or Term/Year and Month of Publication

2011年

Academic Degree Category

碩士

Advisor

朱子偉;謝龍生

Content Language

繁體中文

Chinese Abstract

由於氣候變遷與全球暖化影響,極端事件發生頻率逐漸增加,根據臺灣1970至2006年颱風降雨分析顯示,近年來(2000至2006年)之極端事件發生次數已是過去30年(1970至1999年)之兩倍以上;分析近幾年的極端事件特性顯示不但降雨量增加,且其降雨型態已由過去長延時降雨轉變為短延時降雨之特性,亦即降雨更為集中且強度變大,導致河川產生更大之洪水,溢堤機率大增,勢必對台灣整體防洪系統造成衝擊。 本研究旨在探討在SRES(Special Report on Emissions Scenarios)中的A1B氣候預設情境下,未來氣候變遷對於蘭陽溪流量及下游易淹水地區之影響。研究中以A1B情境產生之未來日雨量資料經頻率分析及區域雨型設計後求得5、10、25、50、100與200年重現期之24小時時雨量,再將其輸入到半分布並聯型線性水庫降雨-逕流模式模擬未來各重現期之設計流量,同時亦以SOBEK模式進行流域淹水境況模擬,評估各重現期之淹水情形。此外,本研究亦探討若移轉極端事件莫拉克與梅姬颱風至蘭陽溪流域,模擬其可能產生之衝擊。研究最後另針對氣候變遷所造成之衝擊提出短、中及長期調適策略,並實際模擬各調適策略機制後探討其淹水改善情況,期望可提供相關單位做為未來減災規劃之參考。 研究結果發現,在預設之未來氣候變遷情境下,模擬蘭陽溪流域各重現期之設計流量皆有增加(1%至50%);下游地區淹水境況模擬結果則顯示在100年與200年重現期之淹水深度已超過3公尺;另外,莫拉克颱風極端事件模擬結果則發現,在蘭陽大橋之模擬流量已超過公告之200年重現期流量,且下游地區淹水深度皆超過3公尺;最後,數種調適策略機制模擬顯示,淹水超過3公尺之範圍有縮小13%以上外,也同時改善了溢堤之情形。

English Abstract

The impacts of global warming and climate change possibly result in more frequent occurrences of extreme rainfall events. In Taiwan, the rainfall analysis from 1970 to 2006 years indicates that occurrences of extreme events in recent years (2000 to 2006) are twice higher than the ones in the past three decades (1970 to 1999). Moreover, the rainfall types of extreme events in recent years show that both the increasing rainfall amount and the shorter duration imply more concentrated and heavier rainfall. As a result, this changing trend will lead to more severe floods, which increase the probability of bank failure and create tremendous impacts on flood control system. This study aims to assess the impacts of climate change on flooding-prone areas in Lanyang river basin under the A1B scenario of SRES (Special Report on Emissions Scenarios). The generated daily rainfalls of A1B scenario were utilized to obtain the 24-hour design rainfall of 5, 10, 25, 50, 100, and 200 year of return periods, respectively, by performing the frequency analysis. Next, the design rainfalls of various return periods were input to the Semi-distributed Parallel-type Linear Reservoir Runoff model to acquire the design discharges. In addition, the SOBEK model was further applied to simulate the inundation depths around the downstream areas of Lanyang river basin. Furthermore, this study employed the extreme event, typhoon Morakot, to Lanyang river basin for assessing possible impacts. At last, this study proposes and simulates several appropriate adaption strategies to assess the effects of flood mitigation. The study results show that the design discharges of assigned return periods increase from 1% to 50% under the presumed A1B scenario. Additionally, the simulating inundation depths are over 3 meters in the downstream areas for design storms of 100 and 200 year of return periods. Moreover, the simulation of typhoon Morakot indicates that flooding depths over 3m are prevailing around downstream areas and the discharge under Lanyang Bridge is past the amount of 200 year return period reported by Water Resources Agency. Finally, the simulation of adaption strategies displays the improvements of embankment overflow. The areas of inundation depth over 3m are found to be decreased up to 13%. Overall, the results of this study could be used to evaluate the capability of flood control system and present appropriate improvements for further disaster mitigation in the future.

Topic Category 工程學院 > 土木與防災研究所
工程學 > 土木與建築工程
工程學 > 市政與環境工程
Reference
  1. [6] 王世為,永續性水質管理系統受氣候變遷影響之脆弱度評估,碩士論文,國立臺灣大學,台北,2006。
    連結:
  2. [8] 張廷暐,氣候變遷對水庫集水區入流量之衝擊評估-以石門水庫集水區為例,碩士論文,國立中央大學,桃園,2008。
    連結:
  3. [10] 李冠曄,氣候變異對於都市淹水影響之評估與應用研究,碩士論文,國立交 通大學,新竹,2009。
    連結:
  4. [15] 白姍燕,「水與全球氣候變遷:對美國水資源的潛在衝擊」,全球變遷通訊雜誌,第五十一期,2006,第22-39頁。
    連結:
  5. [17] 陳正達,「IPCC第一工作分組之第四次評估報告:科學基礎」,全球氣候變遷通訊雜誌,第五十五期,2007,第27-31頁。
    連結:
  6. [19] 童慶斌、楊奕岑,「氣候變遷對臺灣河川生態之衝擊」,全球變遷通訊雜誌,第四十四期,2004,第18-23頁。
    連結:
  7. [27] F.W. Zwiers, 2005: Estimating extremes in transient climate change simulations. Submitted to J. Climate, 18,pp.1156-1173.
    連結:
  8. [28] Hsieh, Lung-sheng and Ru-yih Wang,“A Semi-Distributed Parallel-Type Linear Reservoir Rainfall-Runoff Model and Its Application in Taiwan,” Journal of Hydrological Processes, Vol 13, Issue 8,1999,pp.1247-1268.
    連結:
  9. [29] Han, K. Y., Lee, J. T., and Park, J. H., “Flood inundation analysis resulting from levee-break” Journal of Hydraulic Research, vol.36, no.5, 1998, pp.747-759.
    連結:
  10. [30] IPCC, Working Group I, “Climate Change, The Physical Science Basis: Summary for Policymarkers, Contribution of Working Group I ” , to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change,2007.
    連結:
  11. [31] Kharin, V.V. and F.W. Zwiers, 2000: Changes in the extremes in an ensemble of transient climate simulations with a coupled atmosphere – ocean GCM. J. Climate, 13, pp.3760-3788.
    連結:
  12. [32] Lucero, O. A., and D., Rozas, “Characteristics of aggregation of daily rainfall in a middle-latitudes region during a climate variability in annual rainfall amount”, Atmospheric Research, 61, pp. 35-48, 2002.
    連結:
  13. [33] Mirza, M.M.Q., Warrick, R.A., Ericksen, N.J., Kenny, G.J., 1998. Trends and persistence in precipitation in the Ganges, Brahmaputra and Meghna basins in South Asia. Hydrological Sciences Journal 43 (6), 845–858
    連結:
  14. [1] 王如意、易任,應用水文學(上冊),台北:國立編繹館,2006新編。
  15. [2] 王如意、易任,應用水文學(下冊),台北:國立編繹館,2006新編。
  16. [3] 王定欽、陳文福,水文學500題,台北:新文京開發出版有限公司,2007。
  17. [4] 李光敦,水文學,台北:五南圖書出版股份有限公司,2007。
  18. [5] 蘭陽溪水系規劃報告,經濟部水利處,2000年。
  19. [7] 洪念民,氣候變遷對大安溪水資源營運之影響,碩士論文,國立臺灣大學,台北,1997。
  20. [9] 胡志銘,氣候變遷對蘭陽溪流域之流量影響,碩士論文,國立中央大學,桃園,2009。
  21. [11] 林怡甄,利用淹水模式評估不同暴雨及潮汐時高雄市之淹水潛勢,碩士論文,國立高雄第一科技大學,高雄,2008。
  22. [12] 林德清,蘭陽溪砂石管理及疏浚策略之研究,碩士論文,國立台灣海洋大學,基隆,2005。
  23. [13] 田維婷,氣候變遷對台灣地區地表水文量之影響,碩士論文,國立中央大學,桃園,2003。
  24. [14] 吳友詩,土地利用改變對集水區河川逕流的影響:以蘭陽溪流域為例,碩士論文,國立中央大學,桃園,2010。
  25. [16] 童慶彬、洪念民、陳主惠,「氣候變遷對水資源影響評估與適應策略研擬」,農業工程學報,第45卷,第四期,1999,第73-90頁。
  26. [18] 童慶斌、李宗祐,「氣候變遷對七家灣溪流量之影響評估」,中國農業工程學報,第47卷,第一期,2001,第65-74頁。
  27. [20] 童慶斌,氣候變化綱要公約國家通訊衝擊調適資料建置-氣候、水文、生態部分(一),行政院環保署研究計畫成果報告,2002。
  28. [21] 蕭代基,聖嬰-南方振盪現象氣候預測的潛在經濟效益分析:異常然現象預防與損失減輕政策工具研究,行政院國家科學委員會,2002。
  29. [22] 盧孟明,陳佳正:豪大雨之頻率分析方法。氣象學報,2005。
  30. [23] 許晃雄、柯文雄、鄒治華、陳正達,台灣環境變遷與全球環境變遷衝擊之評析─氣候,行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告,2000。
  31. [24] 許晃雄、柯文雄、鄒治華、陳正達、徐光蓉,台灣環境變遷與全球環境變遷衝擊之評析─氣候變遷(II),行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告,2000。
  32. [25] 許晃雄,台灣環境變遷與全球環境變遷衝擊之評析─氣候變遷(III),行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告,2000。
  33. [26] Cunge, J. A., Holly, F. M., and Verwey, A., Practical Aspects of Computational River Hydraulics, London:Pitman Publishing Ltd., 1980.
  34. [34] Ziegler, A. D., Sheffield, J. and Wood, E. F., “Detection of intensification of the global water cycle:the potential of FRIEND.” Proceedings of the Fourth International FRIEND Conference held at Cape Town. South Africa. March, 2002,pp.51-57.
Times Cited
  1. 林秀芳(2012)。淹水問題分析與改善對策之探討-以洋子厝溪排水為例。中興大學水土保持學系所學位論文。2012。1-73。 
  2. 陳世帆(2013)。因應氣候變遷之淹水災害容忍門檻值評估與調適策略。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2013。1-86。 
  3. 李岳霖(2012)。氣候變遷下極端事件之淹水災害風險分析。臺北科技大學土木與防災研究所學位論文。2012。1-149。