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研究生：	黃志偉 Huang, Chih-Wei
論文名稱：	平原地區排水路集水區之研究 A Study on the Watershed of Drainage in plain
指導教授：	蔡長泰 Tsai, Chang-Tai
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 水利及海洋工程學系 Department of Hydraulic & Ocean Engineering
論文出版年：	2003
畢業學年度：	91
語文別：	中文
論文頁數：	83
中文關鍵詞：	設計流量、集流時間、排水路、集水區
外文關鍵詞：	watershed, drainage, time of concentration, design peak flow
相關次數：	點閱：86 下載：4
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排水路為防洪工程中重要的一環。在規劃排水路時，常依集水區面積計算設計流量，平原地區因地勢平坦，集水區無足夠高之分水嶺，故豪雨期間會發生越域水流現象，因此分析排水路之設計流量時，應將其他集水區之影響考慮在內。
本研究運用洪氾整合模式進行演算以分析排水路流量。首先以設計案例分析平原集水區之集流現象，再以賀伯颱風之降雨條件模擬八掌溪流域之淹水現象，分析流域中嘉義大排集水區及麻魚寮排水集水區之邊界流量交換現象及集流時間。由演算結果之分析討論，顯示平原地區之集水區因無足夠高之分水嶺，易有水流越域進出，越域流量隨降雨強度之增加而增加；集流時間基本上隨降雨強度之增加而減少，但若降雨強度大而有越域流入之水流，則會增加集流時間，再者，若降雨強度超過臨界降雨強度，導致水路容量不足而有大量溢流時，則因溢流而遲滯地表逕流之匯聚，也將使集流時間隨降雨強度之增加而增加。

Drainage is very important for all of the flood control works. The designed peak flow of drainage is generally in accordance with the area of watershed in plain. However, the terrain in plain area is very evenness, and the height of divide is not enough, then the water flow in the watershed of the drainage will go through to the other watersheds when the rainstorm occurred. Therefore, the influence of other watersheds is needed to consider when we design the peak flow of drainage.
The combined flood model is used to simulate the flow in the study. For an advanced study, the flood simulation in HERB typhoon at Pa-Chang River has shown that the combined flood model is well practical, so it can be used to calculate peak flow of drainage.
The flood passes through the divide easily due to the height of divide is not enough, for the analysis in calculating the peak flow of Chia-Yi drainage and Ma-Yu-Liao drainage. Also, the degree of flood passing through the divide will increase if the rainfall increases. Besides, the time of concentration will decrease basically if the rainfall increases, but the time of concentration will decrease no longer when rainfall reach critical rainfall or overflow decrease the velocity of flood.

中文摘要	I
英文摘要	II
致    謝	III
目    錄	IV
圖 目 錄	VI
表 目 錄	VIII
符號說明	IX
第一章 緒論	1
1-1 研究緣起與目的	1
1-2 文獻回顧	2
1-3 本文組織	4
第二章 洪氾整合模式之建立	5
2-1 基本方程式	5
2-1-1 地文性區域淹排水模式	5
2-1-2 一維緩變量流之基本方程式	11
2-1-3 側向進流與側向溢流	12
2-2 數值方法	13
2-2-1 地文性區域淹排水模式	13
2-2-2 一維緩變量流演算模式	14
2-3 集水區劃分與格區佈置	17
2-3-1 自動化之格區初步劃分	17
2-3-2 運用套疊分析細部劃分格區	18
2-3-3 過小格區及狹長格區之消除	20
2-4 模式之輸入資料	20
2-4-1 幾何條件	21
2-4-2 起始條件與邊界條件	21
2-4-3 降雨條件	22
2-5 模式演算流程	22
第三章 模式之驗證	25
3-1 設計案例測試	25
3-1-1 設計案例基本資料	25
3-1-2 洪峰及守恆性驗證	30
3-2 八掌溪流域之模擬	34
3-2-1 八掌溪流域概況	34
3-2-2 八掌溪流域格網佈置與資料建立	35
3-2-2-1 集水區之初步劃分	35
3-2-2-2 渠流格區與洪流格區之劃分	36
3-2-2-3 數化圖層之套疊	38
3-2-2-4 平原地區格區之劃分	39
3-2-2-5 模式輸入資料之建立	41
3-2-3 賀伯颱風之模擬	43
3-2-3-1 降雨條件	43
3-2-3-2 起始條件與邊界條件	46
3-2-3-3 模擬結果與討論	47
第四章 排水路逕流分析	55
4-1 設計案例-排水路集水區	55
4-1-1 集流時間與臨界降雨強度	56
4-1-2 越域水流對集水區尖峰流量之影響	62
4-2 嘉義大排與麻魚寮排水集水區	64
4-2-1 集水區概況與分水嶺	64
4-2-2 演算條件	66
4-2-3 集水區之集流時間與尖峰流量	66
第五章 結論與建議	76
5-1 結論	76
5-2 建議	77
參考文獻	78
附錄A  一維緩變量流演算差分式之係數	81
附錄B  土地利用與地表糙度關係表	83
圖2-1 i格區與相鄰格區關係圖	6
圖2-2 自由堰流示意圖	7
圖2-3 潛沒堰流示意圖	8
圖2-4 閘門流動情形	10
圖2-5 定格有限差分法示意圖	14
圖2-6 集水區劃分示意圖	18
圖2-7 消除過小及狹長格區之示意圖	20
圖2-8 模式演算流程圖	24
圖3-1（a）測試案例之格區平面佈置圖	28
圖3-1（b）設計案例子集水區劃分圖	29
圖3-1（c）測試案例上游段之主流斷面圖	29
圖3-1（d）測試案例下游段之主流斷面圖	30
圖3-1（e）測試案例之支流（排水路）斷面圖	30
圖3-2 測試案例1號集水區之出流歷線，NO.85流向NO.93流量歷線圖	31
圖3-3 模式演算結果之水量守恆性示意圖	33
圖3-4 研究區域概況	35
圖3-5 研究區域之數值高程圖	37
圖3-6 研究區域各子集水區與河流線	37
圖3-7 八掌溪53號斷面及主深槽位置圖	38
圖3-8 洪流格區劃分圖	38
圖3-9 嘉義大排與麻魚寮排水集水區範圍	39
圖3-10 研究區域土地利用圖	40
圖3-11(a) 研究區域格區平均高程圖	40
圖3-11(b) 研究區域格區佈置圖	41
圖3-12 八掌溪流域各雨量站徐昇網控制面積圖	44
圖3-13 小公田(2)雨量組體圖	44
圖3-14 大湖山雨量組體圖	44
圖3-15 沙坑雨量組體圖	44
圖3-16 溪口(3)雨量組體圖	45
圖3-17 北港(2)雨量組體圖	45
圖3-18 曾文雨量組體圖	45
圖3-19 王爺宮雨量組體圖	45
圖3-20 六溪雨量組體圖	45
圖3-21 關子嶺(2)雨量組體圖	45
圖3-22 賀伯颱風期間，八掌溪流域沿海之潮位歷線	47
圖3-23 軍輝橋流量實測值與模擬值之比較	49
圖3-24 各雨量站水體積歷線圖	49
圖3-25 軍輝橋流量實測值與2倍入滲量模擬值之比較	50
圖3-26 軍輝橋水位歷線模擬值與實測值之比較	50
圖3-27 賀伯颱風期間之最大淹水深度模擬圖	51
圖3-28 嘉義沿海地區賀伯颱風淹水區域圖	52
圖3-29 假設之新田寮排水集水區（有降雨區域）	53
圖3-30 只在新田寮排水集水區降賀伯雨量之最大淹水深度模擬圖	53
圖3-31 賀伯颱風期間後鎮大排集水區溢流至新田寮排水集水區之流量歷線	54
圖4-1 降雨條件	55
圖4-2 1號集水區之集流歷線比較	56
圖4-3 2號集水區之集流歷線比較	56
圖4-4 3號集水區之集流歷線比較	57
圖4-5 1號集水區降雨強度與集流時間關係圖	59
圖4-6 1號集水區概況圖	59
圖4-7 各降雨強度下之57號格區水深歷線圖	60
圖4-8 2號集水區概況圖	60
圖4-9 各降雨強度下之172格區水深歷線圖	61
圖4-10 2號集水區流往3號集水區之流量歷線	61
圖4-11 4號集水區溢流至5號集水區之流量歷線	63
圖4-12 嘉義大排集水區部份邊界（嘉義市中山路）	65
圖4-13 嘉義大排與麻魚寮排水集水區及格網佈置與各格區高程	65
圖4-14 降雨條件	66
圖4-15 嘉義大排流量比較圖（超滲降雨強度10mm/hr）	67
圖4-16 嘉義大排流量比較圖（超滲降雨強度20mm/hr）	67
圖4-17 嘉義大排流量比較圖（超滲降雨強度40mm/hr）	68
圖4-18 嘉義大排流量比較圖（超滲降雨強度60mm/hr）	68
圖4-19 嘉義大排流量比較圖（超滲降雨強度80mm/hr）	69
圖4-20 嘉義大排之集流歷線比較	69
圖4-21 嘉義大排各超滲降雨之流量交換率	71
圖4-22 嘉義大排各超滲降雨之流量交換邊界個數	72
圖4-23 麻魚寮排水各超滲降雨強度下之集流點流量	73
圖4-24 麻魚寮排水流量比較圖（超滲降雨強度80mm/hr）	73
圖4-25 麻魚寮排水之集流歷線比較	74 
圖4-26 麻魚寮排水各超滲降雨之流量交換率	75
圖4-27 麻魚寮排水各超滲降雨之流量交換邊界個數	75
表3-1 集流時間公式比較表	32
表3-2 堤防資料	42
表3-3 道路資料	42
表4-1 各降雨強度下1號集水區出口之洪峰流量	63
表4-2 各降雨強度下其他集水區出口之洪峰流量	63
表4-3 嘉義大排集水區尖峰流量之比較	70
表4-4 麻魚寮排水集水區尖峰流量之比較	74
                                    

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校內：立即公開
校外：2003-08-18公開

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