水資源設施於規劃作業之地文與水文分析工具水利規劃試驗所

按讚加入E河川-交流水知識粉絲團 

  發刊期數:第0285期/ 發布日期:2018/06/29

水資源設施於規劃作業重要分析工作_pic

一、前言

因應臺灣地區都會區人口聚居及工商業發展、公共與工業用水量與日俱增,中長期用水仍需及早籌劃增闢新水源,研擬水資源設施建置之評估檢討與優選方案,預先進行跨流域可用水源分析。

傳統水資源應用與規劃過程中,需利用人工判釋及人工數化地圖等方式求得,計算過程耗時,不符合現今水利規劃需求。由於所需之基本資料及分析工作繁多,為迅速瞭解各流域最新地文與水源應用資訊,水利規劃試驗所近年來致力於開發各項地文、水文、水資源應用分析模組,以開放原始碼地理資訊系統(open source GIS)為架構,建置系統應用資料庫,整合地理空間圖層及相關分析資訊,建置完整「集水區水源應用規劃作業系統」。

  • 水資源設施於規劃作業重要分析工作

二、天然日流量模擬與地文因子推估

該作業系統採用Beven and Kirkby (1979)提出的地形指數模式(topographic index model, 簡稱TOPMODEL)模擬天然日流量,模式中利用地形指數描述水流因重力而蓄積或流動現象;藉由地文參數,應用該模式可推估土壤飽和程度、地下水位深度、及地表下逕流量空間分布,進而得知集水區長期逕流特性。

地形性水文模式需仰賴集水區地文特性資料推求集水區降雨逕流關係,因此利用正交網格之數值高程模式(DEM)。模式流程為:窪陷填平處理、像元流向決定、像元流徑累積值與河川網路推求、河川源點及河川網路節點判定、河川級序判定與次集水區劃分等。經由上述河川網路推求與次集水區劃分等步驟後,可推算出集水區河川平均長度、面積與平均坡度等地文因子。

三、集水區水源應用規劃作業系統

藉由前述天然日流量模擬與數值高程模式研究為基礎,配合地理資訊系統技術,推求集水區河川網路上任一位置點之地文因子;另配合所開發之各項分析模組,亦可計算河川網路上任一位置點之地文參數、天然日流量等基本地文與水文資料,進而分析流量超越機率、水源潛能應用等資訊。

集水區水源應用規劃作業系統為一整合地文與水文等計算程式之作業平台,使用者可透過圖形介面(GUI)與程式互動。平台功能列可提供QGIS基本操作功能及本系統平台開發之功能(水資源資料庫、前置設定、雨量分析模組、流量分析模組、水庫特性分析模組、取水點分析模組、剩餘水量分析模組、水庫供水量分析模組、水庫空間環域分析模組、越域引水分析模組、可能最大洪水量分析模組、崩塌地空間分析模組、分析成果輸出及說明)。

四、結論

利用本計畫研究方法可獲得集水區詳盡之地文因子、水文因子,以及水資訊設施之相關資訊;並可應用地形性水文分析模式,進行長期距逕流量模擬,以作為水資訊設施初步規劃時所需參考資訊。

主題回應