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研究生: 楊博堯
Yang, Po-Yao
論文名稱: 台灣環島實測暴潮分析
Analysis on Storm Surge in Taiwan Coastal Ocean
指導教授: 董東璟
Doong, Dong-Jiing
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: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 114
中文關鍵詞: 暴潮偏差潮位站重現期
外文關鍵詞: storm surge, tide station, return period
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  • 颱風暴潮是台灣常見的自然災害之一,前人關於暴潮的研究多半針對特定海岸或是特定颱風進行分析,對於台灣海岸全面性的暴潮特性分析較為缺乏,為了能更了解台灣環島暴潮偏差之特性,本研究系統性的分析環島潮位資料,獲得合計3334個站-颱風之歷年暴潮偏差。分析結果顯示,發生超過1公尺的暴潮偏差大都在北部海岸,主要受西北颱引起。在台灣南部地區觀測到的暴潮偏差量值雖相對較小,但它們約為各區平均潮差的八成,相較於北部及中部海岸相同分析僅約四到五成,暴潮實質的影響對南部海岸較為顯著。另外,本文透過頻率分析計算各地暴潮偏差重現期,結果顯示南部海岸歷年最大暴潮偏差對應的重現期普遍大於當地海堤設計標準,這再度顯示了南部海岸對於暴潮災害之防範須特別謹慎。
    本文另外探討風場對於暴潮模擬之影響,使用WRF風場及Holland模型風場對於過去兩場曾對台灣西南部造成較大暴潮的颱風事件進行模擬。首先比較兩種風場,結果顯示觀測點距離颱風越遠,兩種風場風速峰值出現時間差可能越大,低估風速峰值現象也越明顯,比較之下WRF有更好的模擬結果,但WRF風場與實際峰值仍有誤差約18.3%,峰值出現時間差約4小時。進而使用WRF風場模擬暴潮,結果顯示西南區潮位站模擬之暴潮偏差峰值誤差40%,峰值出現時間差平均為7.8小時,造成暴潮模擬誤差的可能原因之一為風場本身存在著誤差,比對風速資料發現風速普遍低估,峰值也普遍提早出現,顯示風場對於暴潮模擬具有一定的影響力。

    The storm surge is one of the common natural disaster in Taiwan. In the past, researchers focused on storm surge studies at specific regions or typhoons, a comprehensive analysis around Taiwan coastal ocean is still missing. In order to better understand the characteristic of storm surge around Taiwan, we through the data analysis and numerical simulation. Statistical results show that the average storm surge height in the south is about 80% of the average local tidal range, and the percentage is higher than those in the north and central. Furthermore, we used frequency analysis to calculate the return period on storm surge in each region. The results show that the return periods of the biggest storm surges in the southern regions are generally greater than local design criteria. This paper also discussed the relationship between wind field and storm surge simulation. We used WRF wind field and Holland wind field to simulate two cases which had significant influence in the southwestern part of Taiwan in the past. The results show that the WRF wind field has better performance and the error at storm surge peak value is about 40% and the error of the time of peak appear is about 7.8 hours in southwest of Taiwan. The simulation results were checked with wind data. It was found that there exists a certain error in the wind field. Therefore, we can conclude that the wind field has a significant influence on storm surge simulation.

    摘要 I 目錄 IX 圖目錄 XI 表目錄 XIV 第一章 緒論 1 1-1前言 1 1-2研究動機及目的 1 1-3 前人研究 2 1-4 本文架構 6 第二章 分析資料及數值模式 7 2-1 現場潮位資料 7 2-2 數值模式 11 2-2-1 MIKE21 11 2-2-2 模式建置及邊界條件設定 14 第三章 實測暴潮分析 17 3-1 資料前處理 17 3-2 調和分析 20 3-2-1 調和分析基本理論 20 3-2-2 調和分析敏感度分析 22 3-3暴潮分析結果 27 3-4 暴潮偏差重現期分析 41 第四章 風場對暴潮模擬之影響 43 4-1 風場 43 4-1-1 Holland模型風場 45 4-1-2 WRF風場 46 4-2 風場比較 47 4-3 暴潮模擬 59 第五章 結論與建議 72 5-1 結論 72 5-2 建議 74 參考文獻 75 附錄 79 附錄1 潮位站詳細介紹 79 附錄2 各潮位站歷年各颱風暴潮偏差(第一部份) 80 附錄3 各潮位站歷年各颱風暴潮偏差(第二部份 - 基隆與高雄潮位站) 88 附錄4 各潮位站歷年各颱風暴潮偏差(第三部份 - 澎湖潮位站) 91 附錄5 各潮位站最大暴潮偏差時序列圖 95 附錄6 超過1公尺暴潮偏差時序列圖 107

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    下載圖示 校內:2019-01-01公開
    校外:2019-01-01公開
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