淺談水文資料型態改變與未來趨勢水文技術組

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  發刊期數:第0472期/ 發布日期:2022/01/28

圖1美國高解析度水文資料集_pic

水文資料為國家重要基礎監測資料內容,在水資源管理、水旱災預警、自然生態保育系統,農業、工業和商業產業經濟上都是息息相關。

美國為了有效瞭解流域集水區水文氣象資料長期資料變化情況,在2015年開始,建立以流域集水區為基礎的集水區屬性,與水文氣象統計資料集CAMELS (Catchment Attributes and MEteorology for Large-sample Studies),而這樣資料,陸續在美國、智利、澳洲、英國、巴西等國家陸續展開,各國CAMELS資料數量如表1所示。

資料集成果可以提供專家學者與政府部門,針對流域集水區進行完整的情境模擬、乾旱歷史分析和預測,以及了解氣候變化對水文變化的影響,從上述CAMELS內容基礎核心,建立完整網格化水文氣象與地文資料集,同時,透過統一標準的集水區邊界範圍,才能持續統計各集水區,長期水文氣象與地文變化情況。

此外,2006年美國地質調查所 (USGS)和美國環境保護署 (EPA)開始應用水系資料、集水區資料、數值高程模型成果,建立美國國家水文資料集(NHDPlus)。以便有效了解流域水文特性與變化趨勢。同時,方便各單位使用相同資料集進行模式開發與應用。

在2016年,由於高解析度資料使用的需求不斷增加。因此進一步搭配新的測量技術,以10m解析度地形資料為基礎,提供更高解析度的水文資料集NHD Plus High Resolution (NHDPlus HR),如圖1,並在資料集上提供向量網格型態水系資訊、集水區、數值高程資料;同時,針對各節點水系向量圖徵上,提供該節點與長期水文統計資訊,方便工程師與研究人員進行分析與資料檢索,使模式分析與統計作業過程中,可以使用共同資料集,同時有助於模式模擬過程的連續性與完整性,以便協助預報員提供更完整的水文分析與流量預測資訊。

美國氣象局已經利用上述網格資料,轉換為1公里與250公尺解析度,如圖2所示,建立美國國家水文模式 (National Water Model),其流量資訊供應點位由原有3,600多點,增加為270萬點,搭配歷史模擬與短中長期預報,提供全面的水文流量資訊內容。

  • 圖2美國國家水文模式圖2 美國國家水文模式

水利署未來持續朝著建立完整網格化水文氣象與地文資料集流域資料集(如圖3),自動化統一劃設集水區、線上提供自動化演算水文分析產品(圖4)為目標。

  • 圖4線上水文產品圖4 線上水文產品

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