因水災災害防治之需求,防災單位常透過數值模型(numerical modelling)模擬和探討水災於不同時空條件下之風險與破壞,希冀降低因災害造成之人員與財物之損傷。然而過往所使用的水利淹水模式(hydrodynamic flood simulation model)多建立於淺水流方程式(shallow water equations),其數值計算易因地形變化劇烈而發散,導致淹水模擬僅能於大尺度地形探討災害過程,不免有失真之虞。有鑑於此,本研究提出兩面向相異之方案,一以二維總體經驗模態分解法(bi-dimensional ensemble empirical mode decomposition)平滑處理複雜之地形;二以曼寧公式(Manning’s formula)取代淺水流方程式,發展一簡化淹水模式(simplified flood simulation model)。 為能於複雜地形上應用水利淹水模式,本研究第一部份發展一二維總體經驗模態分解平滑處理法,藉經驗模態分解法能按原始地形之平滑度而層層剝離出數個內含物理意義的內建模態函數(intrinsic mode function)之特性,按水利淹水模式所能容忍之地形複雜度由粗糙度最低的內建模態函數依序加入,達到地形平滑之效果。針對混模(mode-mixing)與訊號極值不足(extrema lacking)之問題,本平滑處理法提出白噪音共軛對(white noise conjugate pair)之概念,透過在分解過程中加入一正一負之白噪音,利用其相消之特性確保平滑處理後之地形能不受雜訊誤差之影響,進而降低總體經驗模態分解法所需之組數(ensemble number),改善過往因運算量龐大而不適用於大面積應用之困境。分解...