全流域降雨观测应用於桥梁防灾预警之方法研究-公路总局.PDFVIP

臺灣公路工程第 40 卷第 11 期 民國 103 年 11 月 Taiwan Highway Engineering Vol. 40 No.11 Nov. 2014 pp.2-19 全流域降雨觀測應用於橋梁防災預警之方法研究 * 陳文信 公路橋梁流域管理為公路防災預警應變之主要觀念之一，以往是採用單一特徵雨量 站觀測代表整體流域降雨情形，其代表性有待商榷，且利用實體雨量觀測站之觀測對於 整體流域降雨情形之瞭解仍有所侷限，目前中央氣象局利用定量降水估計（Quantitative Precipitation Estimate，QPE），透過雷達觀測與實體雨量站量測值，進行比對及誤差修正， 藉此完成網格化降雨分佈，進而可藉此計算整體流域之平均降雨量，因此本文主要依據 水保局之集水區劃分範圍，將整體流域細緻區分數個集水區，透過定量降水估計計算集 水區平均降雨量，並比對各集水區及整體流域之水情變化，據以律定各集水區降雨門檻 值，後續可透過颱風豪雨事件之降雨量即時演算，據以執行防災預警應變工作。 台灣公路遍佈平原及山區，自民國 38 年公路局成立，即肩負公路橋梁維護及安全 之重責大任，以往防救災體系主要於災害發生後被動災情通報、搶通及救災，對於用路 人安全往往缺乏積極確保作為；至 100 年公路總局摒棄以往之舊思維，採用風險管理之 觀念開啟防災預警之新觀念，而橋梁流域管理即是公路防災預警應變之主要觀念之一， 主要以歷史颱風豪雨事件進行統計並律定上游單一特徵雨量站，透過歷次颱風豪雨事件， 分析上游特徵雨量站累積雨量與流域內水位站之水位關係，並透過上游水位站與監控標 的橋梁水位之最大流量洪峰時間差，求得該事件之洪峰時間及流速，以取得足夠之應變 時間，如圖 1 所示。 然而，台灣所屬流域眾多且各流域之流系分佈甚廣，僅採用單一雨量站所量測之上 游降雨量，進而代表整體流域各集水區之降雨分佈及水流匯集情形，似乎較缺乏客觀性 及代表性，另外，以往橋梁流域管理之方式，僅考慮遠端上游降雨經匯集後所產生下游 標的橋梁之洪峰，卻忽略近端降雨亦可能造成流域水情變化；此外，中央氣象局目前於 全台灣介接及建置共 678 處實體雨量觀測站，對於全台灣已佈設雨量觀測站之地區，已 ───────────────────────────────────────── * 公路總局公路防災中心 副工程司 2 能準確掌握降雨分佈及降雨強度，不過受限於台灣地勢險峻，於河川流域佈設足夠密度 之雨量站以觀測整體流域降雨情形，仍存有其困難性。 目前中央氣象局利用定量降水估計（Quantitative Precipitation Estimate，QPE），透過 雷達觀測與實體雨量站量測值，進行比對及誤差修正，藉此完成網格化降雨分佈，進而 可藉此計算整體流域之平均降雨量，以解決實體雨量觀測站佈設密度不足之侷限；此外， 為細緻觀察河川行經之水情，本文依據水保局之集水區劃分範圍，將整體流域區分數個 集水區，並利用定量降水估計計算各集水區域之平均降雨量，透過各集水區之降雨門檻 值律定及即時降雨演算比較，即可啟動公路防災預警應變機制，如圖 2 所示。