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系統識別號 U0026-0809201501122900
論文名稱(中文) 應用颱風模式法推估設計雨型之研究
論文名稱(英文) Applying Typhoon Model to Develop Design Rainfall Pattern
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering
學年度 103
學期 2
出版年 104
研究生(中文) 黃筱涵
研究生(英文) Xiao-Han Huang
電子信箱 for20211@gmail.com
學號 N86021078
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 53頁
口試委員 指導教授-周乃昉
口試委員-田巧玲
口試委員-葉克家
口試委員-吳嘉文
中文關鍵字 設計雨型  颱風模式法  敏感度分析  動態規劃 
英文關鍵字 Design rainfall pattern  Typhoon model  Sensitivity analysis  Dynamic programming 
學科別分類
中文摘要 前人對設計雨型之研究往往採用統計方法,特定延時的累積雨量均符合頻率雨量,但若需要利用整場暴雨過程以推求流量歷線時,實務上並非每個延時之累積雨量的發生機率均相同,而應是具有該種降雨因素及型態特性之降雨過程。颱風降雨是台灣地區最極端的暴雨事件,通常帶來最強的集中降雨,本研究考量颱風侵襲期間的氣象物理因子,配合流域地形特性,推估可代表地區暴雨特性過程之颱風雨設計雨型,得到極端暴雨在時間上的分佈,做為防洪及排水工程設計之條件。
為了正確掌握颱風降雨型態,本研究先以颱風模式法推算設計颱風位於研究範圍內各網格點時環流雨及地形雨的降雨量,再以動態規劃法推算設計颱風之最大尖峰雨量移動路徑,從中得到降雨量過程,以其做為該颱風路徑之設計雨型。應用於曾文水庫集水區之分析結果發現,以動態規劃法模擬設計颱風最大尖峰降雨量之移動路徑,皆繞過曾文水庫集水區北方,原因是受地形雨影響,行經該區將在集水區造成最強降雨。由降雨量計算結果顯示延時5分鐘之尖峰降雨平均強度可達150.09mm/hr,為短延時強降雨之情況。此外,網格尺寸小於經緯度5分時,推估之最強雨量颱風移動路徑才趨於穩定;而本研究另對颱風模式之其他參數進行敏感度分析,探討不同參數對雨型之影響,以斟酌調整設計降雨量。
本研究以對曾文水庫集水區可能造成最強降雨之第二類颱風路徑限制路徑分析範圍,並調整颱風模式之參數,使求得之設計颱風降雨強度─延時曲線近於曾文水庫集水區重現期200年與100年之降雨統計特性,由於符合實際降雨過程之物理特性,實難以同時兼顧長短延時之頻率雨量。另與過去以 Horner 公式求得之設計雨型比較,結果顯示本研究建立之雨型相較於 Horner 設計雨型平緩許多,其原因為Horner設計暴雨雨型是選取自不同暴雨事件下之最大不同延時雨量,而非本研究之純為一場暴雨之物理降雨歷程。從本研究分析結果之設計雨型可延伸得出不同颱風總降雨量情況下,合理之降雨量的時間分布,從而得到24小時或48小時頻率雨量之設計降雨歷程。
英文摘要 The research is analyzing historical rainfall distributionand frequency inresearch area duringtyphoon period to find the parameter used in typhoon model. With the parameters, we can forecast rainfall distributionin local area before building a system of sewerage for flood protection. Compared to only rainfall statistical analysis in the past, the research also consider meteorological factors and orographic effect toassume local rainfall pattern during typhoon period.

In order to understand local rainfall pattern during typhoon period, the research used typhoon mode to find the rainfall volume of circulation rainfall and orographic rainfall on each grid we need in the research. In addition, with dynamic programming, we can simulate typhoon path to find the maximum rainfall volume as a important basis for local rain pattern. For example, based on the typhoon rainfall analysis atZengwen Reservoir, the typhoon path with maximum rainfall volume, simulated with dynamic programming, always pass north of Zengwen Reservoir because of orographic rainfall effect. The peak rainfall is up to 150.09 mm/hr in 5 minutes. In addition, based on the sensitivity analysis, it is necessary that the grid (longitude and latitude) for typhoon path assumption is less than five minute. With othersensitivity analysis, we can find the effect for rain pattern with different parameters.

According to the second type typhoon path provided by Central Weather Bureau, our typhoon rainfall curve simulation matches the design IDF (Intensity-Duration-Frequency, IDF) for return period 100 years and 200 years curve inZengwen Reservoir. Compared to the rainfall pattern from Horner formula, the curve of rainfall model in the research is more flat than Horner formula. The reason is Horner collected rainfall distribution and duration from several rainstorm rather than collected data from only one rainstorm in the research. The research find the rainfall distribution with different volume of rainfall by analyzing typhoon path and combining other factors mentioned above. In addition, with statistics analysis, we can forecast rainfall distribution and frequency in local area within twenty-four to forty-eight hours.
論文目次 摘要 i
Abstract iii
誌謝 vi
目錄 vii
表目錄 ix
圖目錄 x
符號對照表 xiii
第一章 前言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 雨型分析 3
2.2 颱風雨量及路徑分析 5
第三章 研究方法 7
3.1 應用颱風模式法推算台灣地區降雨過程 7
3.1.1 環流雨 7
3.1.2地形雨 11
3.1.3調整係數 16
3.2 颱風降雨量之模擬條件 17
3.3 最強降雨過程之推估 17
3.3.1 應用動態規劃(Dynamic Programing)分析最強降雨路徑 17
3.3.2 穩定強降雨路徑之合理化 18
第四章 案例分析:曾文水庫集水區 20
4.1 研究地區簡介 20
4.2 模式應用探討 21
4.3 應用模擬成果 23
4.4 敏感度分析 35
4.4.1 網格尺寸 35
4.4.2 颱風模式法之參數 37
4.5 設計雨型 43
第五章 結論與建議 49
5.1 結論 49
5.2 建議 50
第六章 參考文獻 51
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