六河局轄區洪水預報系統建立之先期規劃

簡介

摘要
近年來全球氣候暖化加劇，以致氣候變遷幅度及頻率增加，極端水文現象頻繁。氣候變遷造成海平面水位逐年上升，不僅弱化現有排水系統之功能，也因海平面上升，增高天文潮高潮位及颱風暴潮位，以致潮水上溯而溢淹之機率也增加。由於全球氣候變遷效應影響，台南高雄地區近年之颱洪事件日益嚴重，降雨量及強度也有越來越強大之趨勢。然而防洪工程有其保護極限，降雨條件超過保護標準時，仍會面臨淹水。因此，在一般防洪工程之措施外，實有必要建立非工程措施之洪水預警系統，洪水預報系統在颱洪期間提供決策者相關水情資料與洪水預報結果以供參考，以達防洪減災之目的。
本局轄區中央管河川中，目前僅有曾文溪有洪水預報系統模式外，其餘鹽水溪、二仁溪、阿公店溪並無洪水預報模式，為了颱風豪雨期間亦能有效掌握鹽水溪、二仁溪、阿公店溪之洪水量以提供決策者進行水情分析與研判，以達減災避災之功效，故擬發展鹽水溪、二仁溪、阿公店溪洪水預報系統。發展建立鹽水溪、二仁溪、阿公店溪洪水預報系統前，先進行鹽水溪、二仁溪、阿公店溪洪水預報系統先期規劃，在依據先期規劃之成果進行建立鹽水溪、二仁溪、阿公店溪洪水預報系統。
進行鹽水溪、二仁溪、阿公店溪洪水預報系統先期規劃需先對流域之基本資料進行蒐集與整合檢討，並針對鹽水溪、二仁溪、阿公店溪現有水位觀測站、雨量站網系及水利防災監控影像系統之功能調查及系統檢討評估。經評估鹽水溪現有水位觀測站共6站，無增設新水文觀測站之需求。二仁溪建議於德和橋(69斷面)及鹽水埔二號橋(99斷面)增設水位觀測站。阿公店溪除了現有之前州橋站外，經評估建議於大仁橋增設水位站。
基於計畫需求及目的，建議採用水利署及中央氣象局的雨量測站為主。依據[世界氣象組織所訂定之降雨站網密度]及[面積與雨量站數目查算表]之建議數，則僅需在二仁溪再增設一站即可。至於若依據[國立臺灣大學水工試驗所]之建議數，則除了阿公店溪無需增設外，鹽水溪及二仁溪所需增設之雨量測站數相對較多，建議先行利用流域內之觀測紀錄，探討降雨與逕流間之相關性及模式產生的誤差，再進行適度調整。經檢討評估現有水利防災監控影像系統(CCTV)站網結果，建議於鹽水溪北安橋增設CCTV站。二仁溪目前無急迫性需要增設。阿公店溪經評估建議於前州橋及大仁橋增設水利防災監控影像系統(CCTV)。
洪水預報模式在整個預警系統中扮演核心地位，洪水預報模式是由水文、水理模式所組成，包含降量預測模式、暴潮預報模式、降雨逕流模式、水庫演算模式及河川水理演算。雨量預測規劃使用劇烈天氣監測系統(QPESUMS)預報、系集預報、自迴歸模式及灰色系統模式。水庫演算規劃利用集水區地文性土壤沖淤模式(Physiographic Soil Erosion-Deposition Model, PSED Model)。河川水理演算規劃採用三種常用方法，分別是：河系洪水演算模式、NewC河川模式以及美HEC-RAS。本計畫採用美國普林斯頓大學發展的三維非線性海洋模式Princeton Ocean Model (簡稱POM)。
颱洪期間可藉由即時水情監控系統取得水情資訊，並經由預報模式推估未來水文量（雨量、流量、淹水深度及範圍）變化。洪水預警系統軟硬體規劃建置一套傳輸、演算分析及展示之系統，藉由介面開發將即時水文監測資料及即時水情監視影像透過自動化水文傳輸系統，傳至決策支援平台，決策單位可透過平台隨時獲得最新水情資訊。透過資源服務平台及介面開發，颱洪期間系統可連接至中央氣象局並取得即時及預報之降雨量及暴潮位，並將此資料回傳至系統，系統接收預報之水文資料後，藉由系統介面之連結，將水文資料轉換成模式之輸入格式，進行洪水逐時預報之模擬演算，並將預報之結果結合地理資訊系統以圖示方式展示於平台上，支援決策者清楚瞭解洪水災害發生位置，做出正確應變決策。
洪水預警決策支援系統架構，分別為即時資訊蒐集模組、資料演算分析模組、地理資訊圖台模組、歷史資料庫模組、資料轉換模組、警戒值設定模組、系統管理模組。再者，洪水預警決策支援系統提供了各種圖形、表單及報表等之操作及顯示，建議將圖資(服務內容)透過網際網路且大眾所熟知之平台予以發布。系統軟硬體規劃以本局轄區內現行之曾文溪洪水預報系統作為參考基礎，配合現今資訊科技主流及該領域之發展趨勢，研擬本案整體性的軟硬體規劃。本計畫所研擬之洪水預警決策支援系統之七大模組，主要搭載至「本局水情資訊收集副系統」及「本局水情中心運轉資訊平台」，相關輸出可透過「本局展示設備」進行展示。至於建置及營運維護規劃依據營運規劃、資料維護與權限控管、設備維護管理及預報資料回饋機制方式進行。

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