台南高雄海堤溢淹越波預警系統驗證及建置(2/2)附光碟

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台南高雄海堤溢淹越波預警系統驗證及建置(2/2)附光碟

  • 編/著/譯者 / 黃清哲
  • 出版機關 / 經濟部水利署第六河川局
  • 出版日期 / 2016-12
  • 主題分類 / 海岸管理
  • 施政分類 / 災害防救
  • ISBN / 9789860514520
  • GPN / 1010503042
  • 頁數/張數/片數 / 220
  • 裝訂 / 平裝
  • 定價 / NT$ 500
  • 9 折優惠價 / NT$ 450
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簡介

為提供第六河川局(以下簡稱六河局)轄管臺南及高雄沿岸海堤災害預
測資訊,本計畫建置海堤作業化海岸防災資訊系統,展示海堤區域波潮演
變與溢堤越波預測資訊。主要工作內容乃根據國際公認氣象組織所發布之
海氣象條件,模擬臺灣沿海波潮變化,作業化產出臺南及高雄海堤區域的
波潮資訊,同時應用國際通用海岸工程手冊,估算臺南及高雄海堤在颱風
侵臺期間的最大溯升高度與平均越波量。為提高預測系統準確性,並觀測
颱風侵臺期間的堤前波潮演變及堤面溯升高度,用以校驗數值波潮模式與
堤面溯升高度估算結果。最後透過視窗網頁,作業化展示臺南及高雄海堤
區域的波潮、堤面溯升高度以及越波量資訊,以作為六河局海岸防災治理
與未來海岸防護規劃之參考。


目次

摘 要 ...........................................................................................................1
ABSTRACT ................................................................................................2
結論與建議 .................................................................................................3
目 錄 ...........................................................................................................5
表目錄 .........................................................................................................7
圖目錄 .........................................................................................................9
第一章 計畫緣起及目的 ......................................................................13
1-1 計畫緣起及目的 ........................................................................ 13
1-2 前期計畫成果 ............................................................................ 14
1-3 計畫工作範圍及項目 ................................................................ 16
1-4 工作執行流程以及進度............................................................ 19
第二章 基本資料蒐集分析 ..................................................................21
2-1 海氣象特性 ................................................................................ 21
2-1-1 海氣象基本資料收集 ............................................................ 21
2-1-2 急水溪口至曾文溪口海氣象特性 ........................................ 24
2-1-3 曾文溪口至二仁溪河口海氣象特性 .................................... 35
2-1-4 二仁溪河口至典寶溪口海氣象特性 .................................... 37
2-1-5 鳳鼻頭至高屏溪口之海氣象特性 ........................................ 44
2-2 海岸地形水深 ............................................................................ 47
2-2-1 急水溪口至曾文溪口海岸地形 ............................................ 48
2-2-2 曾文溪口至二仁溪口海岸地形 ............................................ 49
2-2-3 二仁溪口至典寶溪口海岸地形 ............................................ 52
2-2-4 鳳鼻頭漁港往南至高屏溪口海岸地形 ................................ 54
2-3 海堤幾何斷面 ............................................................................ 54
第三章 作業化預測海堤堤前波潮演變 ..............................................60
3-1 堤前波高預測 ............................................................................ 60
3-1-1 WAVEWATCH III 數值波浪模式 ......................................... 60
3-1-2 Goda 淺化經驗公式 ............................................................. 63
6
3-2 堤前水位預測 .............................................................................. 64
第四章 作業化推估海堤堤面溯升演變 ..............................................67
4-1 預估方法及流程 ........................................................................ 67
4-2 預估地點之分區成果 ................................................................ 72
第五章 現場量測與預測系統校驗 ................................................... 101
5-1 近海波潮觀測設備之建置 ..................................................... 101
5-2 海堤堤面波浪溯升觀測設備之建置 ..................................... 116
5-3 海堤溯升越波預測系統校驗 ................................................. 143
第六章 作業化海岸防災資訊系統建置 ........................................... 175
附錄一、重要參考資料 ....................................................................... 187
附錄二、堤面溯升計之儀器規格 ....................................................... 195
附錄三、期末審查會議意見與回覆 ................................................... 198
附錄四、期中審查會議意見與回覆 ................................................... 203
附錄五、期初報告會議意見與回覆 ................................................... 212
附錄六、評審會議紀錄 ....................................................................... 218
7
表目錄
表 2-1 六河局轄區內之海氣象觀測站 ............................................... 22
表 2-2 六河局轄區內海氣象觀測站之權責機構 ............................... 22
表 2-3 2006~2015 年各侵臺颱風警報期間七股資料浮標觀測之最
大波浪資料 ...................................................................................... 25
表 2-4 急水溪至曾文溪口海岸區間海潮流特性 ............................... 33
表 2-5 2013 年急水溪與曾文溪口海岸區間潮汐特性 ...................... 34
表 2-6 歷年波浪相關研究資料表 (表格摘自經濟部水利署第六河
川局,2014) .................................................................................... 35
表 2-7 曾文溪口及二仁溪口海岸海潮流觀測結果 (表格摘自經濟
部水利署第六河川局,2014) ........................................................ 36
表 2-8 曾文溪口至二仁溪口海岸區間潮汐特性 ............................... 37
表 2-9 二仁溪口附近海域波浪觀測結果 ........................................... 38
表 2-10 水利署彌陀資料浮標波浪觀測結果 ..................................... 39
表 2-11 興達電廠至典寶溪海岸波浪觀測調查分析結果 ................. 41
表 2-12 興達電廠至典寶溪海岸海流觀測調查分析結果 ................. 42
表 2-13 二仁溪河口至典寶溪口海岸區間潮汐特性 .......................... 44
表 2-14 波浪觀測相關研究資料比較表 ............................................. 45
表 2-15 鳳鼻頭至高屏溪口流況調查相關研究資料比較表 ............. 46
表 2-16 鳳鼻頭海域與中芸漁港漲潮時段流況調查分析結果表 .... 47
表 2-17 鳳鼻頭海域與中芸漁港退潮時段流況調查分析結果表 .... 47
表 2-18 東港潮位站所測得之潮汐特性 ............................................. 47
表 2-19 六河局轄管之各海堤及其名稱 ............................................. 55
表 4-1 轄區內臺南海堤現況說明表 (本計畫整理) .......................... 75
表 4-2 轄區內臺南海堤現況說明表 (本計畫整理) .......................... 79
表 4-3 轄區內高雄海堤現況說明表 (自二仁溪口至阿公店溪口) .... 82
表 4-4 轄區內高雄海堤現況說明表 (自阿公店溪口至典寶溪口) .. 85
表 4-5 轄區內高雄海堤現況說明表 (自鳳鼻頭至高屏溪口) .......... 88
表 4-6 轄管區域內(臺南市、高雄市)各海堤斷面幾何參數量測結果
........................................................................................................... 92
表 4-7 轄管區域內(臺南市、高雄市)各海堤斷面幾何參數設定 .... 94
8
表 5-1 RTK GNSS 接收器主要規格 ................................................ 103
表 5-2 轄區內臺南海堤現況分析表 (本計畫整理) ........................ 127
表 5-3 轄區內高雄海堤現況分析表 (本計畫整理) ........................ 133
表 5-4 轄區內臺南海堤綜合評比結果 ............................................. 140
表 5-5 轄區內高雄海堤綜合評比結果 ............................................. 140
表 6-1 海堤分區分段表 ..................................................................... 177
9
圖目錄
圖 1-1 本計畫工作範圍示意圖 ............................................................ 17
圖 1-2 本計畫之工作進度甘特圖 ........................................................ 19
圖 1-3 本計畫各項工作執行流程 ........................................................ 20
圖 2-1 六河局轄區內海氣象觀測站地理位置圖 ................................ 23
圖 2-2 本計畫針對海岸環境特性之分區區段 .................................... 23
圖 2-3 侵臺颱風路徑 ............................................................................ 25
圖 2-4 2006 年碧利斯颱風路徑圖 ....................................................... 27
圖 2-5 2007 年柯羅莎颱風路徑圖 ....................................................... 28
圖 2-6 2008 年如麗颱風路徑圖 ........................................................... 28
圖 2-7 2009 年蓮花颱風路徑圖 ........................................................... 29
圖 2-8 2010 年梅姬颱風路徑圖 ........................................................... 29
圖 2-9 2011 年南瑪都颱風路徑圖 ....................................................... 30
圖 2-10 2012 年泰利颱風路徑圖 ......................................................... 30
圖 2-11 2013 年潭美颱風路徑圖 ......................................................... 31
圖 2-12 2014 年麥德姆颱風路徑圖 ..................................................... 31
圖 2-13 2015 年蘇迪勒颱風路徑圖 ..................................................... 32
圖 2-14 儀器布放位置圖 ...................................................................... 40
圖 2-15 中芸漁港、港埔及港嘴波流觀測站位置圖 .......................... 44
圖 2-16 2015 年4 月量測之地形水深圖 ............................................. 49
圖 2-17 2016 年曾文溪口至二仁溪口之海岸地形水深 ..................... 51
圖 2-18 2016 年二仁溪口至典寶溪口段地形水深測量結果 ............ 53
圖 2-19 2016 年鳳鼻頭至高屏溪口間地形水深測量結果 ................. 54
圖 2-20 臺南市北門區北門海埔地海堤斷面幾何圖 .......................... 56
圖 2-21 臺南市北門區蘆竹溝海堤斷面幾何圖 .................................. 56
圖 2-22 臺南市七股區七股鹽田海堤 (西鹽區) 斷面幾何圖 ............ 57
圖 2-23 臺南市七股區曾文海埔地海堤斷面幾何圖 .......................... 57
圖 2-24 臺南市安南區青草崙海堤斷面幾何圖 .................................. 58
圖 2-25 高雄市茄萣區崎漏海堤斷面幾何圖 ...................................... 58
圖 2-26 高雄市彌陀區彌陀海堤斷面幾何圖 ...................................... 59
10
圖 3-1 波浪模式計算範圍及地形水深圖 ............................................ 62
圖 3-2 波浪預測流程 ............................................................................ 63
圖 4-1 不規則波於光滑堤面上溯升的實驗結果 ................................ 68
圖 4-2 計算複合式堤面的等值坡度示意圖 ........................................ 70
圖 4-3 本計畫推估波浪溯升高度及越波量之計算流程圖 ................ 71
圖 4-4 轄區內臺南海堤分布、分段圖 (自急水溪口至曾文溪口) .... 74
圖 4-5 轄區內臺南海堤分布、分段圖 (自曾文溪口至二仁溪口) .... 78
圖 4-6 轄區內高雄海堤分布、分段圖 (自二仁溪口至阿公店溪口) 81
圖 4-7 轄區內高雄海堤分布、分段圖 (自阿公店溪口至典寶溪口) 84
圖 4-8 轄區內高雄海堤分布、分段圖 (自鳳鼻頭至高屏溪口) ........ 87
圖 4-9 委請專業測量公司測量海堤相關參數 .................................... 91
圖 4-10 海堤斷面幾何參數示意圖 (以灣裡海堤為例)。 .................. 91
圖 4-11 溯升經驗公式預估七股海堤之溯升高度及越波量之結果 .. 99
圖 4-12 七股海堤堤面波浪最大溯升高度系集預測結果與現地量
測資料比對結果。 ......................................................................... 100
圖 4-13 海堤上劃設高程標示 ............................................................ 100
圖 5-1 資料浮標外觀 .......................................................................... 102
圖 5-2 永安至左營之間的海岸地形特徵 .......................................... 105
圖 5-3 七股海堤附近波潮觀測站 ...................................................... 105
圖 5-4 灣裡浮標位置 .......................................................................... 106
圖 5-5 灣裡浮標外觀 .......................................................................... 106
圖 5-6 潮高變化圖 .............................................................................. 107
圖 5-7 波高變化圖 .............................................................................. 108
圖 5-8 週期變化圖 .............................................................................. 108
圖 5-9 回收灣裡浮標儀器 .................................................................. 109
圖 5-10 安裝灣裡浮標儀器 ................................................................ 110
圖 5-11 灣裡海岸通訊測試 ................................................................. 110
圖 5-12 灣裡浮標通訊維修 ................................................................ 111
圖 5-13 灣裡浮標波高與週期 ............................................................ 114
圖5-14 灣裡浮標潮位 ......................................................................... 116
圖 5-15 海堤堤面波浪溯升量測系統 ................................................ 117
11
圖 5-16 溯升計安裝情形 ...................................................................... 118
圖 5-17 轄區內臺南海堤分布 (自急水溪口至曾文溪口) ................ 121
圖 5-18 轄區內臺南海堤分布(自曾文溪口至二仁溪口) ................. 122
圖 5-19 轄區內高雄海堤分布(自二仁溪口至阿公店溪口) ............. 123
圖 5-20 轄區內高雄海堤分布(自阿公店溪口至典寶溪口) ............. 124
圖 5-21 轄區內高雄海堤分布圖 (自鳳鼻頭至高屏溪口) ................ 125
圖 5-22 量測系統安裝 ........................................................................ 142
圖 5-23 溯升系統儀器故障回傳情形 ................................................ 142
圖 5-24 尼伯特颱風行進路徑圖 ........................................................ 143
圖 5-25 妮坦颱風行進路徑圖 ............................................................ 144
圖 5-26 電母颱風行進路徑圖 ............................................................ 144
圖 5-27 莫蘭蒂颱風行進路徑圖 ........................................................ 145
圖 5-28 馬勒卡颱風行進路徑圖 ........................................................ 145
圖 5-29 梅姬颱風行進路徑圖 ............................................................ 146
圖 5-30 艾利颱風行進路徑圖 ............................................................ 146
圖 5-31 海馬颱風行進路徑圖 ............................................................ 147
圖 5-32 七股海堤於尼伯特颱風期間的預測溯升高度及越波量結
果 ..................................................................................................... 149
圖 5-33 灣裡海堤於尼伯特颱風期間的預測溯升高度及越波量結
果 ..................................................................................................... 150
圖 5-34 崎漏海堤01 於尼伯特颱風期間的預測溯升高度及越波量
結果 ................................................................................................. 151
圖 5-35 尼伯特颱風期間堤面波浪最大溯升高度系集預測結果與
現地量測資料比對結果 ................................................................. 154
圖 5-36 尼伯特颱風期間堤面波浪最大溯升推估高度與現地量測
資料比對結果 ................................................................................. 155
圖 5-37 妮妲颱風期間堤面波浪最大溯升高度系集預測結果與現
地量測資料比對結果 ..................................................................... 157
圖 5-38 妮妲颱風期間堤面波浪最大溯升推估高度與現地量測資
料比對結果 ..................................................................................... 158
圖 5-39 電母颱風期間堤面波浪最大溯升高度系集預測結果與現
地量測資料比對結果 ..................................................................... 159
12
圖 5-40 電母颱風期間堤面波浪最大溯升推估高度與現地量測資
料比對結果 ..................................................................................... 160
圖 5-41 莫蘭蒂與馬勒卡颱風期間堤面波浪最大溯升高度系集預
測結果與現地量測資料比對結果 ................................................. 162
圖 5-42 莫蘭蒂與馬勒卡颱風期間堤面波浪最大溯升推估高度與
現地量測資料比對結果 ................................................................. 163
圖 5-43 梅姬颱風期間堤面波浪最大溯升高度系集預測結果與現
地量測資料比對結果 ..................................................................... 164
圖 5-44 梅姬颱風期間堤面波浪最大溯升推估高度與現地量測資
料比對結果 ..................................................................................... 165
圖 5-45 艾利颱風期間堤面波浪最大溯升高度系集預測結果與現
地量測資料比對結果 ..................................................................... 167
圖 5-46 艾利颱風期間堤面波浪最大溯升推估高度與現地量測資
料比對結果 ..................................................................................... 168
圖 5-47 海馬颱風期間堤面波浪最大溯升高度系集預測結果與現
地量測資料比對結果 ..................................................................... 169
圖 5-48 海馬颱風期間堤面波浪最大溯升推估高度與現地量測資
料比對結果 ..................................................................................... 170
圖 5-49 北門海埔地海堤於電母颱風期間之最大溯升高度系集預
測結果 ............................................................................................. 173
圖 5-50 電母颱風期間,發生最大溯升高度 (2016/08/19 11:00 ~
12:00),現場拍攝波浪於北門海埔地海堤之堤面溯升情形 ...... 173
圖 5-51 茄萣海堤02 於電母颱風期間之最大溯升高度系集預測結
果。 ................................................................................................. 174
圖 5-52 電母颱風期間,發生最大溯升高度 (2016/08/19 10:00 ~
11:00),現場拍攝波浪於茄定海堤02 之堤面溯升情形 ............ 174
圖6-1 即時海象資訊示意圖(以灣裡浮標為例) ................................ 175
圖6-2 溯升高推估結果及警戒線示意圖 ........................................... 176
圖6-3 溯升未來48 小時預測範例 ..................................................... 184
圖6-4 海堤分布圖 ............................................................................... 185
圖 6-5 堤面溯升越波預估結果文字檔 .............................................. 186
圖 6-6 介接於六河局緊急應變作業系統平台之結果 ...................... 186


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