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水資源規劃作業平台建置-水源運用分析系統與流量推估模組擴充水利規劃試驗所

  發刊期數:第0341期/ 發布日期:108/07/26

一、前言

為降低全球氣候變遷造成之影響及提升抗旱韌性及水源供需效能。需加強水源運用與調配管理,為此水規所乃應用網際網路地理資訊系統(WebGIS)技術,建置「WebGIS水源運用分析系統」。自動介接中央氣象局所發布長期天氣展望資料,及水利署發布的河川水庫等流量資料,應用各項水資源應用分析工具,推估水庫未來月長期、季長期、未降雨情況下的流量趨勢。

二、日流量預測模式建置

水規所建置之「日流量預測模式」,係應用前期計畫所建立的數值高程模式與地形指數模式為基礎,配合日流量資料處理與模式地下水位深度校正程序,建置日流量預測模式,流程架構如圖1所示。首先以即時降雨觀測資料輸入地形指數模式,得到t時刻之模擬流量;而後藉由即時河川水位量測資料,校正t時刻之集水區水量貯蓄狀況。而後再利用中央氣象局之長期天氣展望資訊,採用隨機變數方式得到預報資料日雨量時間分布;並輸入地形指數模式,即可預測水庫上游未來可能之日流量,並配合水庫下游需水量資訊可求得剩餘水量,後續再採用即時水庫資訊,經水庫貯蓄量校正後,且考量水庫H-A-V曲線,即可進行水庫未來蓄水趨勢之預測模擬與推估。

  • 圖1 日流量預測模式流程架構

為驗證「日流量預測模式」是否可進行水庫蓄水趨勢之推估,分析曾文水庫於連續未降雨情況下之可能流量,針對曾文水庫集水區歷史雨量資料(1990年至2018年),挑選連續3個月(90天)累積雨量低於30mm且單日雨量低於10mm之時段,累計該期間紀錄水量;另以未來90天日降雨量輸入為0.0m情況下,進行日流量預測,並累計該期間之預測水量。由圖2可知,紀錄水量與預測水量的誤差大多在20%以內,表示系統於連續3個月未降雨情況下可得良好模擬結果。

三、WebGIS水源運用分析系統

以日流量預測模式研究為基礎,配合網際網路地理資訊系統(Web based Geographic Information System, WebGIS)技術,整合水文計算程式與相關空間資訊來建立參數資料庫與儲存水文計算參數資訊,建置「WebGIS水源運用分析系統」(如圖3)。透過中央氣象局即時雨量資料、降雨預報資料,以及即時河川水庫水位等資訊的整合,配合流量分析模組,即可提供特定流量站月長期、季長期、未降雨情況日流量預測與六座水庫水庫水位即時現況資訊及與水庫蓄水趨勢模擬預測結果。

  • 圖3「WebGIS水源運用分析系統」展示畫面

四、結語

水規所建置之「WebGIS水源運用分析系統」,整合地文、水文與水資源分析等相關理論,系統可自動介接中央氣象局所發布長期天氣展望資料及水利署發布的河川水庫等流量資料,應用日流量模式演算結合WebGIS技術,展示河川水位與水庫流量現況及未來預測趨勢功能。可供使用者以簡單且直覺的友善操作介面,快速檢視水文預測資訊,協助決策人員評估未來流量趨勢。