. 2010 年 05 月 20 日 地理統計方法結合暴雨頻率分析之應用 授課老師 : 鄭皆達 學生姓名 : 吳士杰.

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1 . 2010 年 05 月 20 日 地理統計方法結合暴雨頻率分析之應用 授課老師 : 鄭皆達 學生姓名 : 吳士杰

2 . 大綱 1. 前言 2. 材料與方法 3. 結果與討論 4. 結論與建議

3 . 前言 台灣地區降雨豐沛，但各地區雨量差異甚大，尤 以山區與平地差異最為明顯 台灣島南北狹長，受歐亞大陸板塊與菲律賓海板 塊擠壓，山區呈現陡峭狀  架設雨量資料站相當困難  故建立水文資料相當不易

4 . 為建立合理有用之水文基本資料將比較  皮爾遜對數第三類分佈法  甘保氏極端值第一類分佈法 結合地理統計以建立實用之基本雨量資料 前言

5 . 材料與方法 - 試區概況 研究範圍 : 雪霸國家公園。 行政區域 :  苗栗縣  新竹縣  台中縣 面積 :76850 公頃。 高程 :3881 公尺。 坡度 : 多為六、七級坡， 佔 77.5% 。 範圍圖

6 . 高程圖 高程圖呈現 1. 左側平坦綠色 2. 右側紅色的高山區 紅色最高處為 3,881 公尺 綠色最低處為 740 公尺 材料與方法 - 試區概況

7 . 依據水土保持技術規範第二十 三條之規定將計畫範圍內之坡 度分成七個等級  六級坡佔 54.9%  七級坡佔 22.6%  共計佔全區面積的 77.5% 坡度圖 材料與方法 - 試區概況

8 . 坡度分級 面積 ( 公頃 ) 百分比 % 一級坡 2360.3% 二級坡 8821.1% 三級坡 3,0464.0% 四級坡 3,7684.9% 五級坡 9,33912.2% 六級坡 42,19254.9% 七級坡 17,38722.6% 共計 76,850100% 材料與方法 - 試區概況

9 . 坡向圖 雪霸國家公園之立體展示圖 材料與方法 - 試區概況 坡向呈現  坡向分布相當平均與坡 度圖呈現不同之情況

10 . 坡向分類 面積 ( 公頃 ) 百分比 % 北向 8,49911.1% 東北向 9,79212.7% 東向 10,15113.2% 東南向 9,91712.9% 南向 9,34312.2% 西南向 9,98713.0% 西向 9,57812.5% 西北向 9,58312.5% 共計 76,850100.0% 材料與方法 - 試區概況

11 . 1. 利用 ArcGIS 的 Spatial Analyst 及 3D Analyst 模組，對數 值高程模型 (DEM) 圖層進行 分析。 2. 目前普遍使用之 DEM 網格大 小為 40m× 40m 材料與方法 - 高程、坡度、坡向探討方法 3. 本區使用 20m×20m 高精度 DEM 。並用以進行分析  高程、坡度、坡向

12 .  遙感探測  某一特定的工具，自一段距離，以 未直接接觸物體的方式，紀錄和檢 測資料的技術  物體具有不同  物理性或化學性  光譜  最常用者為航空遙測及衛星遙測 材料與方法 - 遙感探測（ Remote Sening ; RS ）

13 .  GIS 的五大功能： 1. 擷取 2. 儲存 3. 管理 4. 分析 5. 展示  可依特殊用途與其他資料 相連結，可改善各項空間 事物與提升環境資源的使 用效率與效果。 材料與方法 - 地理資訊系統 (GIS)

14 . 材料與方法 - 流程圖

15 . 蒐集雨量站資料  中央氣象局  台電  水利署 編號站名 / 座標 XY 編號站名 / 座標 XY 1 馬達拉 268,468.92709,800.911 清泉 259,655.82718,705.8 2 合流山 255,214.22694314.612 松安 247,752.52699,284.4 3 觀霧 260,641.02711,300.313 天狗 246,618.72697,487.0 4 二本松 248,929.52700,563.114 橫龍山 246,006.52707,271.2 5 梨山 273,690.72684,585.315 象鼻 (1) 243,937.52695,146.1 6 上谷關 251,692.92679028.0416 南山 287,640.12703,678.3 7 稍來 249,294.92684,684.317 白石 271,430.22716,514.4 8 雙崎 239,481.82687,210.918 西丘斯山 286,024.02713,155.3 9 思源 285,498.92699,377.319 白蘭 257,286.72719,481.8 10 雪嶺 251,758.62686,190.5 分析 5 、 10 、 20 年 暴雨頻率 材料與方法 - 雨量資料蒐集與分析 分析結果最大值前三名分別為 二本松、白蘭及雪嶺

16 . 結果與討論 二本松、白蘭及雪 嶺雨量站之 5 、 10 年之頻率遠高於實 際降雨量 20 年頻率較接近實 際降雨量

17 . 結果與討論 對數皮爾遜第三類分佈 法分析 20 年頻率之一日 最大降雨量為 778mm  為實際降雨量的 87%( 兩 者相差 67mm) 甘保氏極端值第一類分 佈法所得之 20 年一日最 大降雨量為 873mm  為實際降雨量的 103%( 兩 者相差 28mm)

18 . 結果與討論 對數皮爾遜第三類分佈 法分析 20 年暴雨頻率之 一日最大降雨量為 679m m  為實際降雨量的 90%( 兩 者相差 74mm) 甘保氏極端值第一類分 佈法所得之一日最大降 雨量為 795mm  為實際降雨量的 106%( 兩 者相差 42mm)

19 . 結果與討論 對數皮爾遜第三類分佈 法分析 20 年暴雨頻率之 一日最大降雨量為 629m m  為實際降雨量的 93%( 兩 者相差 46mm) 甘保氏極端值第一類分 佈法所得之一日最大降 雨量為 682mm  為實際降雨量的 101%( 兩 者相差 5mm)

20 . 結果與討論 甘保氏極端值第一類分佈法略高於實際降雨量 ( 相 差 7%) 對數皮爾遜第三類分佈法略低於實際降雨量 ( 相差 10%)

21 . 結果與討論 本研究為模擬無雨量 站之山區情況，故採 用研究區  外圍之 16 座雨量站 以克利金法分析，分 析結果以等雨量線呈 現

22 . 結果與討論 實際值預估值 (估/實)(估/實) 馬達 拉 54953097% 觀霧 579.5615106% 合流 山 72366091%

23 . 結果與討論 實際值預估值 ( 估 / 實 ) 馬達 拉 549590107% 觀霧 579.5650112% 合流 山 72366091%

24 . 結果與討論 雨量站使用曲線之 相對誤差 未使用曲線 相對誤差 相差百分比 馬達拉 3%7%4% 觀霧 6%12%6% 合流山 9% 0

25 . 結果與討論 上圖中間部分有出 現鋸齒狀之情形， 原因為  克利金分析之樣本數 不足

26 . 結論與建議 兩頻率分析方法法在 5 、 10 年之暴雨頻率都會有高 估 70% 以上之結果 20 年之暴雨頻率才會趨近於實際降雨情況 甘保氏極端值第一類分佈法較接近實際降雨情況， 但有高估之趨勢 對數皮爾遜第三類分佈法則會略低於實際之降雨 量，未來可因需求自行評估適當之頻率分析方式

27 . 結論與建議 克利金法配合最佳分佈趨勢曲線進行分析，可提 升降雨量之正確性 3~6% 以上，在工程設計上可更 有效率設計頻率暴雨，以減少災害之發生 使用地理資訊系統可減少人力之付出 利用遙測技術與航空影像片，製作正射影像之數 值高程模型，可經由地理資訊系統分析高程、坡 度、坡向等資料

28 . 結論與建議 若是需要計算降雨深度面積延時曲線 (DAD 曲線 ) 時，可利用網格分析之結果得到面積大小，方可 簡化估算面積之過程。

29 . 報告結束 敬請指教