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淡水河洪水預報系統發展沿革

  發刊期數:第0034期/ 發布日期:102/09/06

  臺灣地區洪水預報系統以淡水河洪水預報系統發展最早,在民國50年代政府開始進行台北地區防洪計畫時,就已定調以築堤束洪為主要手段、洪水平原管制及洪水預報為輔助,以減少災害損失。

  過去水利局雖早於淡水河流域之新莊、屈尺、中正橋、五堵、中山橋、台北橋、獅子頭等7處設置洪水位測報站,於颱風期間利用電話傳遞水位,供防汛之用,但因有線電話傳遞資料易遭颱風破壞,時常中斷影響資訊傳遞,遂於民國53年起陸續改善測站設備,改以無線電傳輸方式傳遞,增設山區雨量站,惟仍不足以做為防汛警報之用。民國55年聯合國顧問包克士先生在台灣省水文網先驅計畫總報告內,率先建議將洪水預報列為水文網執行運用之一,民國56年氣象局就「防颱防洪示範區計劃工作」申請聯合國特別基金援助,著手對於淡水河洪水預報方法與預報系統之建立進行探討,同年8月完成「淡水河台北橋站初步洪水預報方法」研究,57年6月再完成「淡水河洪水測報設備改善計畫」研究,是為淡水河洪水預報系統發展之先驅。

  由於洪水預報業務當時係屬創舉,必須吸取外國經驗以竟全功,而當時多項水利建設多沿襲傳承自日本,故自民國58年起水利局三度派員前往日本研習,並於59年9月循外交途徑,請日本政府派遣洪水預報專家來台協助,日本海外技術協力團(O.T.C.A)於60年5月陸續派遣高山一彥等3位電訊專家及西原巧等4位洪水預報專家,分別就洪水預報測站站址勘查、站網設計及洪水預報水文分析研究等工作,遂於民國61年1月提出「淡水河洪水預報系統建立調查報告書」,經洪水預報工作小組再加研究補充,於民國61~63年間試行後,民國65年由日本無線株式會社(JRC)完成洪水預報系統設施建置,整體洪水預報系統已具雛形。

  運作初期以即時收集雨量、水位為主要工作,並於颱洪時期進行河川水位預測,由於當時受限通訊技術尚未發達,僅能以無線電通訊方式傳遞資料,而相關水理模式解算亦受到電子計算機運算速度之限制,則採用水文模式(貯蓄函數法),藉由觀測降雨量計算各控制點河川流量,再由水位流量率定曲線獲得河川水位。

  然而,舊有的洪水預報模式受計算機運算限制,對於感潮河段無法獲得良好的預報結果,此外,受限於水位流量率定曲線之限制,模式僅能提供固定控制點之水位,無法遍及全部河段。因此,民國82年由當時台灣省水利局委託日本河川情報中心進行洪水預報系統更新改善計畫,提供多項改善建議供後續執行參考,包括:水文測報系統硬體更新、多工制通信系統建置、雨量雷達系統建置、洪水預報改採變量流模式進行河道演算。

  其後該局委託臺灣大學團隊於民國85年至87年研發一套以變量流模式演算之「淡水河整體洪水預報系統」,並於89年開始使用,其後經歷象神、納莉等颱風,於颱洪期間提供重要的洪水預報資訊,但因該模式須以人工方式逐步操作,其便利性與即時性遭受限制。而為了因應基隆河截彎取直及相關治理工作對於河道現況已有所改變,該局再次委託臺灣大學研究團隊完成「基隆河洪水預報模式」,並將過去「淡水河整體洪水預報系統」一併改善

  民國92年該局以前述兩套系統為基礎,配合河口潮汐預測、雨量預測水庫洩洪及員山子分洪資訊,以水筒模式配合河川變量流模擬,自行研發新一代自動化的洪水預報模式「淡水河即時洪水預報模式」(Real Time Flash Flood Forecasting Model,簡稱REFOR模式),所有成果均能以圖表即時呈現,使得洪水預報工作更有效率,更具時效。REFOR模式於93年汛期正式上線運作迄今,歷經艾利、辛樂克、科羅莎、蘇拉等颱風豪雨事件,均能正常且穩定的進行洪水預測作業,即時預測未來1~6小時個河道大斷面之水位變化,並據以編製淡水河洪水警報單,傳送各防汛機關作為防災應變之參考。

  隨著資訊科技日新月異,未來該局將積極引進最新資訊技術及通訊設備,能夠更迅速有效地掌握氣象、水情資料,並將翡翠水庫石門水庫調節洪水等資訊,納入河川水位預報模式,也針對洪水流量自動觀測方法持續研發,俾提高水文觀測資料之正確性,增加洪水預報精確度,以利未來面對氣候變遷之極端降雨的各項防洪預警措施執行。