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海堤區域溯升觀測的新興技術研發

  發刊期數:第0071期/ 發布日期:103/05/23

觀測系統

颱風期間,波浪溯升是評估颱風波浪造成海岸結構物損壞、堤腳淘刷、越堤溢淹等災害之重要指標之一,亦為海堤高度設計與檢討之重要依據。水利署遂開發海堤堤面波浪溯升量測系統,量測颱風波浪於海堤堤面造成之溯升高度變化與波壓演變情形,用以校驗海堤區域越波溢堤預測技術,並提升其準確性。

堤面溯升量測系統(如圖1)包含佈置於面海側堤面的5組波壓計與導電度計,以及設置於堤後的資料紀錄系統。波壓計設置目的乃量測颱風波浪作用於堤面造成之最大壓力及其分佈情形。導電度計設置目的則是記錄波浪於堤面之溯升高度。與過去研究不同,可分辨雨水與海水,避免颱風期間因雨勢而誤判海水的溯上高度。系統設置時機乃參考中央氣象局海上颱風警報發布時間,至曾文海埔地海堤(地理位置如圖2)進行系統安裝,並透過數據傳輸設備(GPRS)傳回最新量測資料,以供即時分析。待颱風警報解除後,便取回儀器。

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 圖1  (圖左) 海堤區域堤面溯升量測系統架設安裝
      (圖右) 海堤區域堤面溯升量測資料紀錄系統
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 圖2  (圖左)台南市七股區曾文海埔地海堤地理位置
      (圖右)潭美颱風影響期間颱風波浪溯升情況
颱風波浪溯升高度

為即時提供海岸防災單位與沿海居民在發生海堤越波溢堤災情前的預警資訊,本署乃結合國際著名波潮預測模式與溯升越波預測經驗式,預估颱風侵臺期間海堤前方之近岸波潮變化,與堤面上可能發生的最大溯升高度與越波量。並透過前述堤面溯升量測系統觀測結果適度校驗,有效提高預估的準確性。

圖3至圖5展示本署開發海堤越波溢堤預測模式,預估曾文海埔地在尤特、潭美及天兔颱風影響期間,波浪於堤面之最大溯升高度,結果與現地量測資料比對結果,成果令人滿意。

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圖3 溯升經驗公式與現地量測資料比對結果 (尤特颱風影響期間)
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圖4 溯升經驗公式與現地量測資料比對結果 (潭美颱風影響期間)
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圖5 溯升經驗公式與現地量測資料比對結果 (天兔颱風影響期間)

圖6展示天兔颱風期間,漂流木遭波浪上沖至海堤堤頂,說明預測及實測結果之準確性。堤面最大溯升高的準確預估,將可提供海岸區域防災禦潮更為便捷、可靠的越波溢堤預警資訊

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圖6 天兔颱風將漂流木沖上至海堤堤頂