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1、研發專案報告標準格式範本財團法人中興工程顧問社台灣南部區域枯旱特性執行單位：計畫主持人：研究人員：中華民國 年 月研發專案報告標準格式範本財團法人中興工程顧問社台灣南部區域枯旱特性使用手冊執行單位:計畫主持人: 研究人員:中華民國 年 月台灣南部區域枯旱特性王育民1陳秀娟2摘 要本報告目的在於探討分析南部區域之枯旱特性。由於區域之枯旱特性 與區域之降雨特性有密切之相關，特就南部區域24條中央及地方管理之河川流域地區之枯旱特性進行分析，總共分析230處記錄年超過30年之雨量站資料。本報告針對上述雨量站進行長期之趨勢分析，探討雨量是否有明顯增加或 減少趨勢；進行雨量小於某一門檻值之連續最長日數之周
2、期分析，以推估枯旱 之周期；針對雨量小於門檻值之連續最長日數進行頻率分析，以瞭解在嚴重枯 旱時之枯旱事件之機率特性。本報告之分析結果顯示南部區域各流域之降雨量大致呈現有逐年遞減 之趨勢；當切割水準小於 3.0mm以下時之最長連續不降雨日數有逐年遞增之 趨勢；枯旱周期分析結果顯示南部區域之枯旱周期約有具20年至30年之大周期，5年至8年之中周期以及3年之小周期。在枯旱頻率分析結果方面，日 雨量小於0.5、1.0、2.0、3.0、4.0及5.0mm之年最長連續日數大多屬對數皮 爾遜III型分布或極端值I型分布。本報告所完成之南部區域各河川流域之枯 旱特性分析成果，可提供未來於南部區域各河川流域進行
3、水資源開發時，評估 流域水源之參考依據。Drought Characteristics in Southern Taiwan12Yu-Ming WangHsiu-chua n chenABSTRACTThe purpose of this study is to investigate and analyze the drought characteristic in souther n Taiwa n. Because the drought characteristic is stro ngly related to the rain fall, the rain fall data co
4、llected by 230 gauges, which bel ong to 24 watersheds in souther n area, are used in this study. The annual rai nfall data are in vestigated, the n the least squares method and t-test are used to judge the rain fall to see whether it has a long trend or not. The moving-average method and spectral an
5、 alysis are used to exam ine the drought period that shows the period of the Iongest run of no rain. Finally, the drought frequency analysis is also discussed in this study. Results of this study show the Iongest run of no rain having an increasing trend. The long, median, and short periods of droug
6、ht are about 20 to 30, 5 to 8, and 3 years respectively. Results of drought frequency analysis show that the most appropriate probability distribution for drought is the Logarithm Pears on type III distributi on.1 Engineer, Hydraulic Engineering Dept., SINOTECH Engineering Consultants, LTD.2 Enginee
7、r, Hydraulic Engineering Dept., SINOTECH Engineering Consultants, LTD.台灣南部區域枯旱特性目錄頁次圖目錄III表目錄V第一章前言11.1緣起與目的11.2報告內容11.3主要成果2第二章文獻回顧10第三章 基本資料蒐集分析 173.1研究區域概述193.2基本資料特性20第四章理論分析304.1乾旱定義334.2 趨勢分析 364.3週期分析394.4頻率分析42第五章分析內容505.1連續不降雨日數之統計分析 555.2趨勢分析585.3週期分析595.4頻率分析63第六章結果與討論 68-I -頁次6.1分析結果76枯旱
8、趨勢分析 76枯旱週期分析 77枯旱頻率分析 906.2 討論100連續不降雨日數之統計分析 108枯旱趨勢分析 112枯旱週期分析114枯旱頻率分析120第七章結論與建議1247.1 結論1277.2 建議133參考文獻140附錄I枯旱趨勢分析結果 附1-1附錄II枯旱週期分析結果 附II-1圖目錄頁次 圖3.1-1南部區域水源暨輸水工程設施之位置示意圖 19圖3.1-2 南部區域年等雨量線圖 19圖4.1-1 乾旱事件切割示意圖 34圖6.1-1朴子溪流域竹崎（1）站之雨量記錄圖 34圖6.1-2八掌溪流域南靖站之雨量記錄圖 76圖6.1-3曾文溪流域麻豆站之雨量記錄圖 76圖6.1-4
9、鹽水溪流域台南（1）站之雨量記錄圖 77圖6.1-5二仁溪流域仁德站之雨量記錄圖 78圖6.1-6高屏溪流域旗山（1）站之雨量記錄圖 78圖6.1-7東港溪流域萬丹（1）站之雨量記錄圖 79圖6.1-8林邊溪流域來義站之雨量記錄圖 79圖6.1-9南部區域各主要河川雨量站年雨量動差平均歷線圖79圖6.1-10高屏溪流域土壟（2）雨量站之水文年年雨量其各階移動平均後波譜密度圖80圖6.1-11高屏溪流域土壟（2）雨量站之豐水期雨量其各階移動平均後波譜密度圖80圖6.1-12高屏溪流域土壟（2）雨量站之枯水期雨量其各階移動平均後波譜密度圖80圖6.1-13高屏溪流域土壟（2）雨量站之梅雨期雨量其各
10、階移動平均後波譜密度圖 81圖6.1-14高屏溪流域土壟（2）雨量站之颱風期雨量其各階移動平均後波譜密度圖 81圖6.1-15高屏溪流域六龜（1）雨量站之水文年年雨量其各階移動頁次 圖6.1-17高屏溪流域六龜（1）雨量站之枯水期雨量其各階移動平均後波譜密度圖82圖6.1-18高屏溪流域六龜（1）雨量站之梅雨期雨量其各階移動平均後波譜密度圖83圖6.1-19高屏溪流域六龜（1）雨量站之颱風期雨量其各階移動平均後波譜密度圖84圖6.1-20高屏溪流域土壟（2）雨量站日雨量小於0.5mm之最長連續日數其各階移動平均後波譜密度圖 85圖6.1-21高屏溪流域土壟（2）雨量站日雨量小於1.0mm之最長
11、連續日數其各階移動平均後波譜密度圖 86圖6.1-22高屏溪流域土壟（2）雨量站日雨量小於2.0mm之最長連續日數其各階移動平均後波譜密度圖 87圖6.1-23高屏溪流域土壟（2）雨量站日雨量小於3.0mm之最長連續日數其各階移動平均後波譜密度圖 88圖6.1-24高屏溪流域土壟（2）雨量站日雨量小於4.0mm之最長連續日數其各階移動平均後波譜密度圖 89圖6.1-25高屏溪流域土壟（2）雨量站日雨量小於5.0mm之最長連續日數其各階移動平均後波譜密度圖 90圖6.1-26高屏溪流域六龜（1）雨量站日雨量小於0.5mm之最長連續日數其各階移動平均後波譜密度圖 91圖6.1-27咼屏溪流域六龜（
12、1）雨量站日雨量小於1.0mm之最長連續日數其各階移動平均後波譜密度圖 91圖6.1-28咼屏溪流域六龜（1）雨量站日雨量小於2.0mm之最長連續日數其各階移動平均後波譜密度圖 92表目錄頁次 表3.1-1南部區域主要河川特性與水文特性 20表3.2-1南部區域各雨量站站況表 21表3.2-2南部區域各雨量站雨量資料基本統計分析表 21表6.1-1南部區域各雨量站之不降雨日數基本統計分析表 76表6.1-2各流域連續最長不降雨日數之整理分析結果 80第一章 前 言1.1 緣起與目的台灣屬亞熱帶氣候，雖有近 2,515 公厘之平均年雨量，然降雨季節 與地區分布極為不均，豐枯水期明顯，河川流量變化
13、甚大，致使冬春之 際常生枯旱，時有持續四、五個月之久，尤以南部區域之枯旱特為嚴重。 此外，近來豐枯兩季愈形極端，有研究報告指出可能與全球氣候變遷有 關，或受聖嬰現象之影響。由於新的水資源開發漸形困難，使得政府因應枯旱之用水策略愈形 重要，雖然政府已訂定各種用水標的之救旱措施，例如農委會之灌溉枯 旱缺水措施、自來水公司之生活及工業用水缺水措施、或水資源局之加 強推動節約用水以及擬訂區域性水資源調配之基本計畫，然而所有之救 旱措施與基本計畫，均是假設在枯旱已發生時。事實上，枯旱發生前之 水資源管理亦不容忽視，而要有效的因應枯旱前與枯旱時之管理策略， 均須倚靠詳實的枯旱分析結果。雖然，已有許多文獻研
14、究枯旱問題，例 如有分析枯旱之週期 、或進行河川低流量之頻率分析 、或對枯旱做預測， 然對於枯旱特性之描述似乎均不夠完整。因此，為完整地探討枯旱之特 性，本報告之目的由多種角度分別對枯旱進行趨勢分析、週期分析、頻 率分析，以完整地描述南部區域之枯旱特性。1.2 報告內容為分析南部區域枯旱特性，本報告針對南部區域之降雨量進行長期 之趨勢分析，探討雨量之明顯趨勢；進行雨量小於某一門檻值之連續最 長日數之週期分析，以推估枯旱之週期；針對雨量小於某一門檻值之連續最長日數進行頻率分析，以瞭解在嚴重枯旱時之枯旱事件特性；以 下就各項研究項目之方法及步驟加以說明。1. 基本水文資料蒐集本報告蒐集南部區域主、
15、次要河川流域 ，具15 年記錄以上之雨 量站與水文站之基本資料，作為分析南部區域枯旱特性之基礎。2. 水文趨勢分析利用各雨量站資料分析南部區域枯水期、豐水期及全年期之長 期雨量變化趨勢，主要分析項目有：各雨量站年雨量 、豐枯期、梅雨期及颱風期雨量之趨勢分析。日雨量小於某一門檻值之最長連續日數之趨勢分析。3. 枯旱週期分析本報告以移動平均法與波譜分析法作為枯旱週期之分析方法，進行下列項目之分析：各雨量站年雨量 、豐枯期、梅雨期及颱風期雨量之週期分析。日雨量小於某一門檻值之最長連續日數之週期分析。4. 枯旱頻率分析本報告採用適當的機率分布，針對日雨量小於某一門檻值之最 長連續日數進行頻率分析。第六
16、章 結果與討論6.1 分析結果連續不降雨日數之統計分析關於連續不降雨日之基本統計分析 ，即各流域(共 27 個流域地區) 各雨量站之連續最長不降雨日數、連續最短不降雨日數、連續不降雨 日數之平均值、連續不降雨日數之標準偏差等，統計結果詳見表 6.1-1。進一步將表 6.1-1 整理分成各流域連續最長不降雨日數於表 6.1-2。由表中結果顯示 ，各站之最長不降雨日大致顯示達四至五個月， 最甚者達七個月，平均不降雨日亦有四至十日之久。顯示豐枯明顯但 不平均，且枯旱情形非常嚴重，因此有必要再針對豐水期、枯水期及 全年期之長期雨量趨勢變化情形、枯旱之週期、頻率及持續時間等作 更詳細之分析。枯旱趨勢分析
17、由於雨量時空變化不均，區域之枯旱特性與長期降雨特性關係密 切，故本報告於進行南部區域之枯旱趨勢分析前，先行分析南部區域 長期降雨量之特性。首先，就南部區域重要河川流域選擇記錄長度較 長之雨量站，分別為朴子溪之竹崎 (1)站，八掌溪之南靖站、曾文溪之 麻豆站、鹽水溪之台南 (1)站、二仁溪之仁德站、高屏溪之旗山 (1)站、 東港溪之萬丹 (1)站、以及林邊溪之來義 (4)站，圖 6-1至 6-8 為各站年 雨量之歷線圖。由於雨量之時空變化不均，本報告有關長期降雨趨勢分析結果如下：(1).進行各雨量站水文年之雨量、豐、枯期雨量、颱風期、梅雨期 雨量之趨勢分析，其結果見附錄I 之表I -1至表I -
18、5所示。(2).進行日雨量小於 0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 及 5.0mm 之最長連續 日數之趨勢分析，其結果見附錄I 之表I -6至表I -11所示。枯旱週期分析有關枯旱週期分析之結果如下：(1) .各雨量站水文年之雨量、豐、枯期雨量、颱風期、梅雨期雨量之週期分析，其結果見附錄H之表H -1至表H -5所示，其波譜 密度圖由於分析之站數過多及資料過於龐大，故僅以高屏溪流 域土壟(2)及六龜( 1 )站為代表，可見圖 6-10至圖 6-19。(2) .日雨量小於 0.5、 1.0、 2.0、3.0、 4.0 及 5.0mm 之最長連續日數之週期分析，其結果見附錄H之表H -6至表H
19、 -11所示，土壟及 六龜(1)站之波譜密度圖見圖 6-20至圖 6-31。參考文獻1. 易任、王如意、金紹興、徐享崑，台灣集水區乾旱特週期性及乾旱 模式之研究，台大農工系研究報告，1979。2. 易任，台灣河川枯水量之研究一淡水河流域，台大農工系研究報 告，1980。3. 張斐章、陳莉、陳永祥，高屏溪流域乾旱之統計特性與探討，農委 會研究報告，1992。4. 虞國興，台灣乾旱特性之研究，水資會之研究報告，1992。5. Chang, T.J.,“Characteristics of Extreme Precipitatioh 23, No. 9, pp., V1367-1378, 1984.
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