計 畫 名 稱:融合多重雨量資訊於水庫集水區即時雨量推估及入庫流量預報技術之研究(1/2)
主管單位:經濟部水利署
執行單位:國立台灣大學/生物環境系
執行期間:101年03月~101年12月
年度:101年
核定經費:2,450仟元
計畫主持人:張斐章
中文摘要:
極端事件的雨量推估乃是一具有挑戰性且受重視的議題,而集水區雨量更受氣候變遷、地形、氣流及降雨分布等因素影響,使其推估之精確性往往不高。在台灣,以往主要的雨量觀測來自於地面測站,然地面觀測雖然準確但空間代表性較低,對於雨量在空間中之變異較難呈現;而近幾年上線應用之雷達觀測系統QPESUMS(Quantitative Precipitation Estimation and Segregation Using Multiple Sensor)能提供即時雨量分布資訊,對於集水區之空間雨量觀測可較有效的掌握。

 本計畫第一年度首先蒐集國內外相關文獻,並以中部德基水庫及南部曾文水庫集水區為研究區域,整合地面雨量站及雷達觀測資訊(QPESUMS)探討降雨逕流特性,結果顯示德基水庫集水區6個雨量站於7場事件之時間延遲帄均5~11小時,而QPESUMS即時雨量推估與入流量之時間延遲約為5~10小時,且發現降雨-逕流之時間稽延由上游到下游逐漸遞減;曾文水庫集水區上游8個雨量站之時雨量在10場事件之時間延遲則約為2小時,QPESUMS即時雨量推估與入流量之時間延遲分析結果亦為2小時。另本計畫使用QPESUMS即時雨量推估資訊,以ANFIS及BPNN二種類神經網路,建立德基水庫及曾文水庫集水區未來1~5小時水庫入流量預報模式,其結果顯示BPNN在整個流量預報的趨勢掌握度較好,但在預報未來3~5小時水庫入流量時重,尖峰流量值有低估的情形發生,反觀ANFIS雖然在整體趨勢的掌握度沒有BPNN來的好,但是在流量尖峰值的預報結果較準確。

在實際操作已建置之石門水庫自動化即時入庫水位預報系統,本年度颱風豪雨期間(6月12日豪雨及泰利、蘇拉颱風)可逐時提供線上預報服務,並驗證預報結果及探討改進方法,本計畫並分別舉辦專家座談會,依據專家學者及相關使用者之建議,做為後續規劃設計德基水庫及曾文水庫集水區自動化即時線上預報系統之參考依據。再者,為提昇研究品質及國際能見度望,將本計畫成果彙整成學術論文投稿於國際SCI期刊。


關鍵詞:類神經網路、水庫入流量預報系統、自動化線上預報系統
重要工作項目:1. 分別蒐集中部及南部各一重要水庫流域集水區資料。
2. 蒐集國內外相關文獻,並分別探討中部及南部重要水庫集水區內之
降雨特性,以及降雨-逕流間之機制。
3. 以類神經網路建構中部及南部重要水庫集水區即時雨量推估及入庫
流量(或水位)預報模式,並評估模式穩定性及可靠性。
4. 操作石門水庫集水區已建置之自動化即時線上雨量推估及入庫流量
(或水位)預報系統,颱風豪雨期間逐時提供線上預報服務,並更新
維護模式,驗證預報結果並探討改進方法。
5. 舉辦專家座談會,依建議規劃設計預報系統。
6. 彙整計畫成果,撰寫學術論文並投稿於國際SCI期刊。
預期具體成果及效益:1.完成蒐集中德基水庫及曾文水庫流域集水區之水文、地文資料。
2.蒐集國內外相關文獻,並完成探討德基水庫及曾文水庫集水區內之降雨特
性,以及降雨-逕流間之機制。
3.完成建構中德基水庫及曾文水庫集水區即時雨量推估及入庫流量(或水位)
預報模式。
4.颱風豪雨期間,提供線上石門水庫集水區自動化即時線上雨量推估及入庫流
量(或水位)逐時預報系統服務,並更新模式參數、維護系統與介面。
5.舉辦專家座談會,依專家學者及本署使用者之建議,規劃設計或修正此預報
系統。
6.彙整計畫分析與預報成果,撰寫學術論文並投稿於國際SCI期刊。
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