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研究生: 周怡均
Yi-Chun Chou
論文名稱: 臺北市山坡地逕流係數在大雨以上條件下之適用性探討
Study of Runoff Coefficient Applicability for Hillside Slope in Taipei City under Heavy Rain Conditions
指導教授: 何嘉浚
Chia-Chun Ho
口試委員: 楊國鑫
Kuo-Hsin Yang
陳智誠
Chih-Cheng Chen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 營建工程系
Department of Civil and Construction Engineering
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 90
中文關鍵詞: 逕流係數合理化公式山坡地集水區水土保持
外文關鍵詞: Runoff coefficient, Rational formula, slopeland, watershed, soil and water conservation
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依交通部中央氣象局定義,24小時累積雨量達80毫米以上,或時雨量達40毫米以上稱之為大雨,在此條件下,山坡地可能會引致局部甚至大規模之災害,因此估算大雨以上條件所產生的地表逕流量十分重要。本研究以臺北市山坡地範圍為例,蒐集七處集水區(指南溪、挹翠山莊、山豬窟溪、四分溪、安泰溪、內雙溪及菁礐溪)於2017年11月至2023年6月雨量及流量觀測資料,由紀錄期間中篩選出達大雨以上等級之降雨事件,再以合理化公式來反推計算洪峰逕流係數C值,並與水土保持技術規範及臺北市雨水流出抑制設施設計參考手冊之C值比較,以探討其合理性與適用性;同時分析土地利用情形、水文因子及降雨類型對於臺北市山坡地逕流係數C值影響。
結果顯示,指南溪集水區C值為0.191~0.704;挹翠山莊集水區C值為0.607~1;山豬窟溪水區C值為0.213~0.622;四分溪水區C值為0.347~0.569;安泰溪集水區C值為0.916~1;內雙溪集水區C值為0.212~0.417;菁礐溪集水區C值為0.348~1。比對水土保持技術規範建議值,四分溪、挹翠山莊及菁礐溪集水區適用;指南溪、山豬窟溪及內雙溪集水區略顯保守;安泰溪集水區明顯不足。比對臺北市雨水流出抑制設施設計參考手冊,挹翠山莊及菁礐溪集水區可直接以山區(陡坡)查表得到C值;山豬窟溪及內雙溪集水區則建議以土地使用分區加權平均來計算得到C值,然而指南溪及四分溪集水區不論採用何種方法所得出之C值皆有低估洪峰逕流量之虞,安泰溪集水區則有高估之虞。
此外,C值除了與土地利用情形有關以外,亦受到河川溪溝經整治之後渠道材質影響甚鉅,並與平均降雨強度及集流時間有著密切關聯性,研究顯示, C值隨渠道之粗糙係數越低而越高;平均降雨強度愈高則C值愈低;集流時間愈長則C值愈高。


According to the definition provided by the Central Weather Bureau, accumulated rainfall reaching 80 millimeters or more within 24 hours, or rainfall exceeding 40 millimeters per hour, is categorized as heavy rain. Under these circumstances, there is a potential for localized or even large-scale disasters in hilly terrain, thus estimating the surface runoff under this condition is crucial. This study takes the hilly areas of Taipei City as an example, with rainfall and flow observation data collected from seven watersheds (including Zhinan, Yicuishanzhuang, Shanzhuku, Sifen, Antai, Neishuang, and Jingque) from November 2017 to June 2023. Rainfall events that meet the heavy rain criteria or above were selected from the recorded period. Then a rational formula was used to retro-calculate the peak runoff coefficient (C value), which is compared with the C values from the Technical Regulations for Soil and Water Conservation and the Taipei City Rainwater Outflow Suppression Facility Design Reference Manual to explore their reasonability and applicability. Simultaneously, the impact factor of land use, hydrological condition factors, and rainfall types on the runoff coefficient (C value) in Taipei City's hilly areas were analyzed.
The results indicate the following ranges for C values in the various watersheds: Zhinan Watershed: C values range from 0.191 to 0.704; Yicuishanzhuang Watershed: C values range from 0.607 to 1; Shanzhuku Watershed: C values range from 0.213 to 0.622; Sifen Watershed: C values range from 0.347 to 0.569; Antai Watershed: C values range from 0.916 to 1; Neishuang Watershed: C values range from 0.212 to 0.417; Jingque Watershed: C values range from 0.348 to 1. Comparison with the Technical Regulations for Soil and Water Conservation reveals the following: Sifen, Yicuishanzhuang, and Jingque watersheds are within an appropriate range; Zhinan, Shanzhuku, and Neishuang watersheds exhibit a slightly conservative tendency; The Antai watershed falls significantly short of the recommended values. Comparison with the Taipei City Rainwater Outflow Suppression Facility Design Reference Manual: Yicuishanzhuang and Jingque watersheds are suitable for mountainous areas (steep slopes); Shanzhuku and Neishuang watersheds are best suited for using zone-weighted averages; Zhinan and Sifen watersheds may have underestimation concerns; The Antai watershed falls significantly short of the requirements.
Furthermore, the study indicates that besides being influenced by land use, C values are also significantly impacted by channel material quality after river and stream improvements. They are closely related to average rainfall intensity and runoff time. Research demonstrates the C value tends to increase as the channel roughness coefficient decreases. Higher average rainfall intensity is associated with lower C values, and longer runoff times are associated with higher C values.

摘要 i Abstract ii 誌謝 iv 目錄 v 圖目錄 vii 表目錄 x 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 4 1.3 研究內容 4 1.4 研究流程 5 第二章 文獻回顧 6 2.1 合理化公式 6 2.2 集流時間 9 2.3 逕流係數 10 2.4 相關研究 12 第三章 研究方法 15 3.1 研究區域簡介 15 3.2 水文觀測站設備 23 3.3 集水區流量 27 3.4 雨量數據蒐集 29 3.5 集流時間 30 3.6 降雨強度 32 3.7 逕流係數計算 32 3.8 土地利用情形蒐集 32 第四章 結果與討論 33 4.1 逕流係數計算 33 4.2 逕流係數與土地利用情形關係 50 4.3 逕流係數與洪峰流量關係 59 4.4 逕流係數與降雨強度關係 63 4.5 逕流係數與集流時間關係 67 4.6 逕流係數與降雨類型關係 71 4.7 相關規範比較結果 76 第五章 結論與建議 85 5.1 結論 85 5.2 建議 86 參考文獻 88

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