國研院以高科技協助河川下游地區及早發布淹水預警

作者 | 發布日期 2016 年 08 月 23 日 14:56 | 分類 市場動態 , 環境科學 follow us in feedly
新聞稿

台灣降雨時空分布不均勻,且處於西北太平洋全球颱風活動最活躍的地區,河川上游又陡峭流急,每當出現劇烈天氣現象時,很容易造成下游水位暴漲,提高鄰近地區淹水風險,影響民眾生命與財產安全。再加上近年來受全球氣候異常影響,極端天氣發生頻率逐年增加,將導致淹水風險的提高。因此,長期、高密度之水文地文觀測資料,是掌握台灣特殊水文特性、開發本土化防減災關鍵技術的重要關鍵之一。



試驗流域長期收集水文資料  了解台灣獨特水文特性

為完整詳實記錄台灣本土水文地文變化,並應用巨量資料發展有效防減災技術,國家實驗研究院台灣颱風洪水研究中心(颱洪中心)與經濟部水利署水利規劃試驗所(水規所)合作,進行台灣首次試驗流域建置,並已應用觀測資料發展出「即時流量自動化推估技術」。

颱洪中心與水規所是從 2012 年起合作建置試驗流域,累計 4 年建置各類型測站達 123 站,投入經費超過 4,800 萬元。目前已建置宜蘭河流域與高雄市典寶溪排水集水區兩個試驗流域,累積收集 21 場颱洪事件與 18 場的現場施作流量觀測資料,總資料數目則累積超過 8,800 萬筆。這麼多的觀測資料,除可協助業務單位提高觀測資料品質、規劃流域治理及災害預警業務等運用外,颱洪中心更積極應用這些巨量觀測資料,開發防減災加值應用技術。

 

即時流量自動化推估技術  降低人民生命財產損失風險

若能有效推估河川上游流量,則可利用模式準確計算下游水位,並據此進行預警與人員疏散避災。颱風期間在河川現場觀測流量具有高度危險性,傳統流量觀測是將浮標投擲至河川水面,測量表面流速,或將普萊氏流速儀伸入水底,測量水面以下的流速,這種方式不僅耗時、耗力、危險,相關數據也無法即時提供。

颱洪中心與水規所及學界合作應用試驗流域巨量觀測資料,發展「河川即時流量自動化推估技術」。此技術係使用「聲波都卜勒流速剖面儀」實際測量河川上游的流量,和安裝在橋底、可 24 小時運轉之「微波雷達表面流速儀」及「雷達波水位計」的測量數據比對,據以得知如何根據河川表面流速與水位,推估出河川流量。此方法稱為「指標流速法」,再搭配「資料檢核技術」,自動化篩除異常觀測資料,就可藉由「微波雷達表面流速儀」及「雷達波水位計」的測量數據,即時、安全、準確且自動化的推估出上游河川流量,且可 24 小時隨時監控。
接著將此上游流量套入電腦模式,以預測下游的水位變化。由於用此方法推算出的流量比傳統方法準確許多,因此可以更準確預測下游水位變化。以宜蘭河中山橋為例,本技術與傳統方法比較,流量推估值之平均差異,從 28 m3/sec 降為 2 m3/sec,因此大幅提高了下游黎霧橋的水位預估準確率,可協助政府單位及早發布淹水預警,提升防減災決策之時效性。

本技術發展自試驗流域,但不侷限於試驗流域,未來可應用至台灣其他流域,協助相關的防減災工作。

 

詳實記錄  深度探索

為了台灣的特殊環境,需要蒐集長期且全面的水文監測資料,而「試驗流域」則是完成此一艱鉅任務的重要計畫。試驗流域的核心價值是詳實記錄台灣特殊的水文狀況,並應用巨量資料探勘技術,發展本土化的防減災關鍵技術。未來颱洪中心希望能建置更多試驗流域,持續擴充監測項目與測站數量,並同步提供妥善品管的監測數據給學研單位與政府機關參考。

「即時流量自動化推估技術」的研發只是「試驗流域」資料應用的一個開始,颱洪中心將持續與學研界及政府相關單位合作,深度探索台灣水文大數據資料,挖掘背後隱藏的真實故事。 

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