103年度十河局轄區洪水預警及防汛整合作業

簡介

因應近年漸趨頻繁的強降雨事件，水利防災相關單位須於汛期期間快速進行研判分析及決策，於防汛作業上，需透過可靠穩定的洪水預警系統協助防汛人員判斷水情，規劃並設計預警系統產出的資訊，如何具體落實於現地的防汛作業，使其與防汛相關程序進行整合。因此，如何透過觀測或預報降雨、水庫放流量等資訊，對流域進行水位及流量之計算，提供相關作業單位執行防洪減災作業，成為一大課題。有鑑於此，河川局等相關單位首要工作即是建置一洪水預警系統。
十河局於民國93年自行研發淡水河即時洪水預報系統(Real time flash flood forecasting model for Dansuie river, REFOR模式)，並於民國 97年至民國102年進行基礎資料更新與模擬功能的擴充，結合資料庫與GIS進行即時預報、事件模擬、決策支援、參數檢定等功能。預報範圍包含淡水河、基隆河、新店溪、景美溪、二重疏洪道及三峽河，並評估納入南勢溪進行河川水位流量預報。降雨預報包含慣性法、中央氣象局QPESUMS、颱風氣候法、颱洪中心系集預報等產品，配合水筒模式計算集水區逕流，河川水理模式計算河川水位與流量，預報系統計算頻率提高至10分鐘，能夠協助防汛人員掌握水情之快速變化，有效爭取預警之時間。展示分別以歷線圖表，以及結合平面地圖展示功能，於颱洪時期可協助預報人員進行研判與決策。
本計畫持續維護擴充REFOR洪水預報系統之功能，工作工作成果如下:
蒐集更新水位流量率定曲線，102年颱洪事件水位、雨量、水庫觀測資料彙整與天文潮預報資料庫更新，並完成資料庫軟體(Microsoft SQL Server 2012版本)升級。完成ETQPF自動化接收、資料解析程式開發，進行單機決策版ETQPF降雨預報資料導入，以25個子集水區平均降雨量為降雨來源，完成單機決策版降雨資料輸入與介面修改。以自動化參數檢定模組及單機決策版參數檢定功能，完成102年蘇力颱風參數檢定，並以今年 7月麥德姆颱風與9月鳳凰颱風完成參數驗證。配合102年新測斷面資料分析，以單機決策版以103年0515豪雨事件，進行延伸基隆河演算範圍與南勢溪水理演算，並配合今年進行麥德姆颱風、鳳凰颱風，完成演算模擬。已完成與台北市政府、新北市政府及基隆市政府聯繫並完成現有水情資料接收。在協助淹水資料調查與彙整成果，提供0521豪雨、0623豪雨、0625豪雨、0629豪雨事件及0630豪雨事件之積淹水調查表與積淹水資訊彙整報告，並完成鳳凰颱風淹水調查報告，同時完成103年度各事件淹水圖層數化。
除了更新維護地圖化展示介面現有圖資，在功能擴充部分，完成納入氣象局雨量站圖資，開發颱風預報路徑的計算與展示介面，與完成任意斷面時序性資料歷線展示與防汛備料存放所屬性資料編輯功能。另外，完成地文資料解析流程建立與淹水模擬程式開發，解析三峽河流域與基隆河汐止段地文資料，並完成三峽河101年蘇拉颱風事件溢堤模擬與驗證。今年汛期提供0618豪雨水情、哈吉貝颱風情勢研判資訊，於麥德姆颱風及鳳凰颱風，配合十河局二級開設進駐，提供水情研判簡報與協助完成颱風報告。觀測與預報多降雨來源之比較與展示工作，完成FEWS_Taiwan平台Thissen內插程式開發，建立多雨量觀測與預報資料計算25集水分區平均降雨量之線上即時作業功能，並於FEWS_Taiwan介面展示。

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目次

摘 要 I
ABSTRACT III
結論與建議 VI
目錄 XII
圖目錄 XVI
表目錄 XXVI
一、前言 1-1
1.1緣起與目的 1-1
1.2計畫工作項目 1-2
1.3工作進度成果 1-7
二、計畫背景概述 2-1
2.1流域概述 2-1
2.2模式概述 2-21
2.3系統架構與運作機制 2-29
2.4操作介面與功能說明 2-38
2.5 102年度計畫成果說明 2-50
三、洪水預報系統資料及功能維護更新 3-1
3.1地文資料更新 3-2
3.2水文資料更新 3-4
3.3維護河口天文潮調和參數與氣象局預報天文潮資料 3-14
3.4以新測斷面進行計畫流量通洪能力分析 3-18
3.5維護REFOR洪水預報系統協助障礙排除 3-44
四、修改REFOR單機決策版系統 4-1
4.1 REFOR單機決策版降雨來源應用現況與改進方向 4-1
4.2 REFOR單機決策版展示介面修改 4-2
4.3降雨來源修改成果 4-2
4.4 REFOR單機決策版友善操作介面 4-9
五、參數檢定與驗證 5-1
5.1水筒模式參數 5-1
5.2河川模式參數 5-5
5.3參數檢定 5-6
5.4 參數驗證 5-19
5.5 捷運環狀線跨新店溪構造物相關資料彙整 5-31
六、延伸基隆河演算範圍與納入南勢溪河川水理演算模式至REFOR洪水預報系統 6-1
6.1延伸基隆河演算範圍 6-1
6.2納入南勢溪河川水理模式 6-14
七、介接轄內縣市政府水情系統及協助淹水資料調查及彙整 7-1
7.1介接轄內縣市政府水情系統 8-1
7.2 協助淹水資料調查及彙整 7-3
八、更新維護地圖化展示介面 8-1
8.1更新及維護現有圖資及即時資料接收與展示功能 8-1
8.2地圖化展示介面功能擴充 8-6
九、REFOR洪水預報系統納入氣象局系集颱風定量降雨預報(ETQPF)產品 9-1
9.1 ETQPF產品說明 9-1
9.2建置ETQPF自動化接收與解析程式 9-3
9.3ETQPF降雨預報產品與QPESUMS觀測比較 9-7
十、建置概估河川溢堤淹水範圍之淹水模擬機制 10-1
10.1背景及問題說明 10-1
10.2模式建置流程 10-2
10.3地文資料分析與情境模擬 10-10
10.4三峽河流域101年蘇拉颱風事件溢堤淹水模擬與驗證 10-18
十一、提供專業水文水理分析及水情研判資訊 11-1
11.1水情資訊提供與研判內容 11-1
11.2提供水情資訊、進駐情況 11-6
11.3協助完成颱風豪雨報告 11-8
十二、觀測與預報多降雨來源之比較與展示 12-1
十三、報告編撰印製及教育訓練與系統測試與資通安全 13-1
13.1各階段報告及成果 13-1
13.2教育訓練 13-2
13.3系統測試與資通安全 13-7
參考文獻
附錄一、歷次審查意見回覆
附錄二、參數檢定自動化模組
附錄三、現勘紀錄
附錄四、工作會議記錄
附錄五、聯繫紀錄
附錄六、協助淹水資料調查及彙整
附錄七、橫移門資訊表
附錄八、麥德姆及鳳凰颱風洪水預報系統預報成效