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本土化逕流曲線值(CN值)之推動水利規劃試驗所

  發刊期數:第0470期/ 發布日期:111/01/14

水利署正積極推動逕流分擔出流管制工作,其中降雨逕流水文演算扮演了相當重要的角色,而逕流曲線值(Curve Number, CN),是水文模式估算逕流量的關鍵參數,將會決定相關水文水理分析的結果。

目前臺灣地區於水文演算中採用CN值的方式,係將土地利用及土壤分類對照至CN值查詢表,以推求出相應之CN值,作為分析之基礎。而CN值查詢表則係採用美國土壤保持局(Soil Conservation Service SCS )開發之SCS-CN法進行集水區內降雨逕流量之降水損失估算,該方法具有快速、簡便的特性而被廣泛的使用。

惟由於臺灣的地質條件、土壤分類、土地利用,均與美國存在很大的異質性,為協助相關工作之推動,水利規劃試驗所爰提出臺灣本土化CN值率定與修正方法,以期未來經由率定和驗證,建立本土化 CN 值修正參考表,協助提升逕流分擔出流管制工作之成效,以正面回應韌性國土課題。

本土化CN值率定與修正方法

為進行本土化CN值之率定,水利規劃試驗所依據下述兩大原則進行小型研究區域挑選:

1.區域內土地利用單純:單純的土地利用類別使得CN值可以針對土地利用狀況進行率定,而不會受到其他條件之干擾。

2.試驗觀測區域內具有長期觀測資料:長期觀測資料可以提供多場降雨事件進行CN值之率定,且考量分析結果之可靠度,雨量與流量觀測資料以小時紀錄為原則。

依據上述兩項原則,選擇後龍溪上游集水區,以及淡水河上游集水區(白石溪)作為研究區域,配合HEC-HMS以及降雨逕流觀測資料(總計20場降雨事件),完成小尺度土地利用CN值率定,並與CN值查詢表進行比較,提出本土化CN值修正係數,以及累積降雨量和修正係數之關係式。

  • 研究區域分布及範圍研究區域分布及範圍

後龍溪流域上游集水區淡水河流域上游集水區(白石溪)土地利用以森林為大宗,所率定之CN值較具其相對應之代表性。後龍溪流域上游集水區:森林之CN值介於55~97,平均值為75;淡水河上游集水區(白石溪):森林之CN值介於57~89,平均值為70。同時發現累積雨量超過226mm時,使用查詢表之CN值須上修調整;反之,當累積雨量低於226 mm,CN值須下調。累積降雨量與修正係數之間的關係,可以表示為α = 0.42P0.16,其中α為修正係數,將查表所得之CN值乘以修正係數即為現地實際CN值,此修正公式可提供後續工作推動參考。

  • 降雨及CN值修正係數關係圖降雨及CN值修正係數關係圖

CN值之修正分析發現現地之CN值與查詢表之CN值確實有所差異,且在不同降雨條件下調整的方向亦有不同(上修或下調),因此有必要持續進行本土化CN值的率定及修正,以協助逕流分擔出流管制工作之推動。