水文分析與審查要領實務指南
- 水文分析目的與計畫流量定義
- 推求計畫流量：主要提供防洪排水及河川管理、治理規劃之水理演算與推算計畫水位使用。
- 災害檢討與原因分析：針對已發生之洪水事件，推求其發生機率（重現期距），以評估災害成因及嚴重程度，並作為後續規劃設計之參考 。
- 採用之重現期距基準：分析時須依據其目的決定頻率基準。例如，河川區域劃定通常採用 2年重現期距；河川治理規劃則採 25、50 或 100年等較大重現期距；區域排水規劃則採 10年重現期距，並要求 25年不溢堤 。
- 設計流量定義：特定集水區流域於某一水文設計標準（即某重現期距）之下，集水區出口處或流域內重要控制點之流量。
- 水文分析標準作業作業流程(圖1)
- 水文資料蒐集與前處理：蒐集流域內氣象、雨量站之時雨量（或 10 分鐘雨量）、水位流量站之歷年流量，以及流域數值高程模型（DEM）等空間與地文資料。並針對遺失資料進行補遺，進行趨勢分析及離群值與異常值偵測。
- 降雨量與暴雨頻率分析：建立年最大值雨量序列。採用 LN2、LN3、PT3、LPT3、EV1 等 5 種理論機率分布進行套配，經卡方或 K-S 適合度檢定與誤差分析，選定最適之機率分布以推求特定重現期距之設計暴雨量 。
- 設計雨型建立：常用設計雨型建立方法包括同位序法（利用實況降雨重新組合）、交替區塊法及 SSGM 法。
- 洪水流量分析：主要包含「設計降雨配合降雨-逕流模式分析法」（如水利署無因次單位歷線法、三角形單位歷線法，可推導完整流量歷線）與「實測流量頻率分析法」（採年最大瞬時流量紀錄，觀測年數資料至少應達 20 年以上）。
- 分析成果比較與選定：推估各控制點之重現期距流量，並與過去文獻或前期報告之分析結果進行比對與合理性探討。
- 水文報告審查要領及注意事項
- 雨量站選定審查 ：
- 雨量站選用應有明確且量化之準則（如優先考量氣象署、水利署及台電所屬紀錄年限 15-25 年以上，且最後一年在近 10 年內之測站）。
- 若採用年限較短或流域外鄰近測站作為代表站，必須說明其相關性與選用理由。
- 暴雨量頻率與延時審查：
- 暴雨分析原則以集水區之平均雨量為之（得由徐昇氏法或等雨量線法求得）。設計延時以 24 小時及 48 小時為原則 。
- 若無時雨量，採用一日/二日暴雨量透過轉換係數推求時，須避免轉換後 24 小時大於 48 小時之不合理現象。
- 設計雨型審查 ：
- 同位序法是否確實落實水利署慣用之「最大位序百分比置中原則，且右大左小交互排列」。
- 雨型之時間刻度（單位降雨延時）是否依集水區集流時間作適當決定，避免過大時段造成設計流量偏低。
- 降雨-逕流模式審查：
- 入滲損失（降雨損失）之採用依據是否有重新檢估，或評估沿用前期數值之合理性。
- 集流時間計算方式是否合理，且採用之單位歷線是否有以歷史實際暴雨事件進行降雨-逕流模擬與驗證。
- 流量分析結果審查：
- 流量資料分析前是否檢測離群值與異常值，若流量站上游有水庫調蓄或受取水調度影響，不適合直接作為天然流量推估。
- 流量成果是否出現「上游控制點流量高於下游」之異常情形。
- 與過去報告比對時，是否分別針對「暴雨量」、「雨型」及「降雨逕流模式」等各分項，探究本次與過去分析差異產生之原因。
- 實務應用程式與系統工具
- 水文與水理設計分析系統平台：由水規分署委託海洋大學李光敦教授開發（採 QGIS 架構），能快速且自動萃取控制點上游集水區邊界、匯入計畫流域，並計算各項關鍵地文因子（如集水區面積、河川長度、坡度、集流時間等）。(圖2)
- 經典水程式：由水利署第六河川分署謝正工程司所編撰之實務工具（內含水文類、水理類、插值類等模組），可批次執行一日/二日暴雨轉換係數計算、時雨量格式轉換、徐昇氏法平均雨量與權重重劃、頻率分析點繪與適合度檢定、同位序雨型分析以及單位歷線推求洪峰流量等多項水文計算 。
- R 語言程式：實務常用於進行探索性水文資料分析與前處理，包括繪製時間序列圖、頻度圖與盒鬚圖進行流量/雨量之離群值與異常值檢測。
SRH-ONE二維水理模式發展應用與推廣
臺灣的水環境具有河道坡陡、流急及強降雨的獨特特性，這使得在颱洪時期經常需要同時承受淹水、土石流及坡地崩塌等複合型災害的襲擊。隨著自然及社會環境的變遷，河川管理與水資源應用面臨日益嚴峻的挑戰，因此，水利工程的課題分析與決策管理，往往需要數值模式的量化分析作為輔助。為實現中央管流域整體改善與調適的目標，例如水道、土地洪氾、藍綠網絡保育及水岸縫合等議題，必須開發整合流域分析數值模式，以進行河川管理的定量及定性分析。延續歷年臺美第八號附錄的技術研發成果，致力於開發與整合 SRH (Sedimentation and River Hydraulics) 數值模式，並將這些整合開發的數值模式推廣應用於國內相關單位。這不僅能落實臺美水利技術合作的成果移轉，也為流域整體改善與調適規劃及河川管理決策提供重要的科學參考。
- 開發與整合適用於臺灣水環境的流域分析數值模式：
- 延續臺美合作成果並進行技術移轉：延續歷年臺美第八號附錄技術研發成果，並配合其執行期程，落實研發成果的技術移轉。
- 整合多維度數值模式：開發與整合 SRH (Sedimentation and River Hydraulics) 系列數值模式（包括 SRH-1D、SRH-2D、SRH-3D、U2RANS，以及正在開發中的集水區模式 SRH-W 和河口模式 SRH-Coast）。這些模式需適用於臺灣獨特的水環境特性（如河道坡陡、流急及強降雨等）。(圖3)
- 提升河川管理與決策分析能力：
- 輔助課題分析與決策管理：開發整合流域分析數值模式，以量化分析輔助水利工程的課題分析與決策管理，應對複合型災害（淹水、土石流及坡地崩塌）的襲擊。
- 支援流域整體改善與調適規劃：為中央管流域整體改善與調適規劃（包括水道、土地洪氾、藍綠網絡保育及水岸縫合）提供定量及定性分析，以協助河川管理決策參考。
- 建置友善的操作介面與完善的使用手冊：
- 開發整合操作介面 (SRH-One)：初步開發流域整合分析數值模式操作介面，簡化 SRH 模式操作環境建置，精進多元模式使用者介面，解決水利工程人員在學習多維度模式操作上的困難。
- 編纂中文版操作手冊及案例：編纂 SRH-2D 水理、動床模式，以及 SRH-1D 及 SRH-3D 的中文版操作手冊及應用案例，提供本土化教學示範，增強使用者學習成效。
- 推廣應用數值模式與提供技術諮詢：(圖4)
- 擴大模式應用範圍與使用者族群：將數值模式應用推廣至國內相關單位（如水利署、所屬機關、顧問公司、研究單位、大專院校等），並由以 SRH-2D 為主，擴展至 SRH-1D、SRH-3D 及 U2RANS。
- 提供專業訓練與技術諮詢：透過種子學員專業訓練、課題導向模式分析、應用成果回饋與交流等推廣課程，以及技術諮詢服務，強化數值模式功能並擴展其應用範圍。
氣候變遷情防洪水文情境分析與應用
應用 TCCIP 提供之降尺度雨量資料，進行全臺中央管流域氣候變遷下降雨量變化分析，建立臺灣氣候變遷防洪水文情境分析架構，以掌握氣候變遷對中央管流域防洪安全衝擊評估，作為流域調適規劃氣候變遷調適目標之參考。
- 蒐集彙整分析國際案例：
- 說明氣候變遷情境與固定增溫條件。
- 探討臺灣氣候變遷水文情境資料與設定建議。
- 評估 IPCC AR6 情境下氣象水文衝擊。
- 蒐集並分析國家或全球尺度的衝擊評估報告，以了解國際上評估氣候變遷對暴雨與洪水流量衝擊的結果與做法，例如美國、歐洲環境署、紐西蘭環境部、加拿大環境與氣候變遷部以及聯合國氣候變遷委員會的報告。
- 中央管各流域氣候變遷降雨量變化分析：
- 針對 26 條中央管河川進行氣候變遷下降雨量變化分析，包含其幹流長度、流域面積及流經縣市等基本資料。
- 呈現動力降尺度暴雨衝擊分析成果。
- 呈現統計降尺度暴雨衝擊分析成果。
- 比較不同降尺度產品的分析結果。
- 探討短延時暴雨衝擊特性。
- 附錄中也提供了 26 條中央管流域的動力降尺度與統計降尺度暴雨分析結果。(圖5、圖6)
- 氣候變遷降尺度雨量與流量分析方式與架構：
- 研提氣候變遷下的防洪水文分析架構與流程。此架構主要分為兩大部分：
- 氣候變遷下暴雨分析：包含流域控制點網格對應、基期與未來暴雨頻率分析以及計算情境暴雨增量。建議在暴雨特性探討上採用統計降尺度資料，因其較能合理反映氣候變遷的不確定性。
- 洪水流量分析。
- 未來可配合國家災害防救科技中心 (NCDR) 已完成的河口不同重現期暴潮位資料，進行水理演算，以評估氣候變遷對於河道風險的衝擊。