[[alternative]]The study of the relation between rainfall and runoff in Tam-sui river watershed

碩士[[abstract]]由於地理資訊系統能提供操作便利、資料準確、高效率且能展示分析地理位置上等多項功能，使研究區域之環境背景資料建置與環境問題之分析更方便進行。本研究利用合理化公式，配合地理資訊系統，探討集水區流域在颱風期間，其逕流係數與逕流量所衍生的集流時間和坡度間的變化關係，並由坡地土地利用開發程度判別開發區與逕流係數間關係。本研究彙整1995-2004年間三峽河、新店溪、基隆河上三處具流量站之小集水區，由每年最大日逕流量與日降雨量資料，求出逕流係數與集流時間，結果顯示，在直線迴歸分析與對數迴歸分析中除介壽橋集水區外其餘集水區之相關性較佳，所以未來在進行類似之研究分析時，為求有較合理之數據或結果，需依照不同集水區特性，選擇適合之回歸分析方法。利用GIS軟體，將數值地形模型(DTM)區分為1-3級的緩坡和4-7級的陡坡兩類來分析，得知坡度和集流時間不一定呈現反比關係；由山坡地土壤圖，研究區域土壤以探討土壤滲入性和逕流量之關係。依土地利用情形探討逕流係數受開發程度影響，判別集水區開發情形和平均逕流係數的相關性，結果顯示三處集水區開發情形和逕流係數成正比關係。[[abstract]]Since GIS can offer operation convenience, accuracy of the materials that the GIS may generate, dealing the geographical analysis with high efficiency. Therefore it is convenient to carry on the research about environmental problems. This research makes use of rational formula to analyze the relation between runoff and river discharge during the typhoon period. With the help of GIS, this study analyzed the effects on the relation between runoff and river discharge due to the slope and the time of concentration. Data of three different smaller watersheds which are the Sanshia river, Sindian river and Keelung river were thus collected during the period of 1995-2004. In every year the biggest daily discharge and rainfall in these 10-year period was used to calibrate the runoff coefficient. The results of the regression analyses showed that the logarithm regression was better fitted. Therefore in the future with similar research, the model should be carefully chosen. In GIS application on DTM, two type of slope ,mild and steep, were use to study the slope effects on the relation between river discharge and surface runoff. From the analyses’ results, the time of concentration was not directly proportional to the degree of slope. The texture of soil and the type of land use in different watershed area were also examined and analyzed in order to find out how these factors have affected on the surface runoff and the river discharge.[[tableofcontents]]頁次 謝誌 Ⅰ 中文摘要 Ⅱ ABSTRACT Ⅲ 目錄 Ⅴ 表目錄 Ⅶ 圖目錄 Ⅸ 符號表 XI 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機與目的 1 1.3 研究架構 2 第二章 文獻回顧 3 第三章 基本理論分析 5 3.1 研究區域地理位置 5 3.1.1 淡水河流域 5 3.1.2 新店溪 5 3.1.3 景美溪 5 3.1.4 大漢溪 6 3.1.5 基隆河 6 3.2 水文氣象因子與地質地形 6 3.2.1 水文因子 6 3.2.2 地質地形 7 3.3 地理資訊系統概述 8 3.3.1 GIS定義 8 3.3.2 GIS組成的四大條件 8 3.3.3 GIS的資料（Data） 9 3.3.4 地理資料的度量 9 3.4 水文分析 10 第四章 研究方法 16 4.1 日逕流量依合理化公式分析 16 4.1.1 三峽河流域三峽(2)流量站 17 4.1.2 景美溪流域寶橋流量站 18 4.1.3 基隆河流域介壽橋流量站 19 4.2 數值地形模型（DTM）之坡度、土壤分布影響分析 21 4.2.1 坡度分析 21 4.2.2 土壤分布分析 21 4.3 集水區土地利用與逕流量之關係 22 4.3.1 三峽(2)集水區土地利用 24 4.3.2 寶橋集水區土地利用 25 4.3.3 介壽橋集水區土地利用 25 第五章 結果與討論 27 5.1 逕流量分析 27 5.2 數值地形模型（DTM）之坡度、土壤分布影響分析 29 5.2.1 坡度分析 29 5.2.2 土壤分布分析 31 5.3 集水區土地利用分析 31 第六章 結論與建議 33 參考文獻 35 表目錄 表3- 1 淡水河流域水文氣象因子 7 表3- 2 淡水河流域支流平均坡降 8 表3- 3 逕流係數參考值(依發生暴雨情況) 11 表3- 4 逕流係數表(依區域型態) 11 表3- 5 逕流係數參考值(依開發狀況) 11 表3- 6 逕流係數參考值(依地表情況) 12 表3- 7 逕流係數參考值(依土壤地形地質) 12 表3- 8 角屋睦經驗公式 參考值 14 表4- 1 淡水河流域流量監測站 16 表4- 2 淡水河流域雨量監測站 16 表4- 3 三峽河流域西元1995-2004年水文資料暨參數 18 表4- 4 景美溪流域西元1995-2004年水文資料暨參數 19 表4- 5 基隆河流域西元1995-2004年水文資料暨參數 20 表4- 6 坡度級別 21 表4- 7 土壤類型代碼 22 表4- 8 三處集水區土壤類型百分比 22 表4- 9 地理資訊系統地類代碼表 23 表4- 10 土地利用分類表 23 表4- 11三處集水區七大類土地利用 單位：(%) 24 表5- 1 各流域線性迴歸分析整合表 27 表5- 2 各流域對數迴歸分析整合表 27 表5- 3 三峽(2)集水區坡度分析 29 表5- 4 寶橋集水區坡度分析 30 表5- 5 介壽橋集水區坡度分析 30 表5- 6 集水區坡度百分比 30 表5- 7 土地利用三大分類 31 表5- 8 三處集水區1995-2004內每年平均逕流係數 32 圖目錄 圖1- 1 1996-2005造成災情較嚴重之颱風 37 圖1- 2研究流程圖 37 圖3- 1 淡水河流域範圍圖 38 圖3- 2 GIS之主要架構圖（周天穎，1998） 38 圖4- 1 淡水河流域流量監測站分布點 39 圖4- 2 西元1995~2004年三峽河三峽(2)流量站每年最大日流量變化 39 圖4- 3 西元1995~2004年三峽河三峽(2)流量站每年降雨強度變化 40 圖4- 4西元1995~2004年三峽河三峽(2)流量站每年逕流係數變化 40 圖4- 5 西元1995~2004年景美溪寶橋流量站每年最大日流量變化 40 圖4- 6 西元1995~2004年景美溪寶橋流量站每年降雨強度變化 41 圖4- 7 西元1995~2004年景美溪寶橋流量站每年逕流係數變化 41 圖4- 8 西元1995~2004年基隆河介壽橋流量站每年最大日流量變化 41 圖4- 9 西元1995~2004年基隆河介壽橋流量站每年降雨強度變化 42 圖4- 10 西元1995~2004年基隆河介壽橋流量站每年逕流係數變化 42 圖4- 11 三峽(2)集水區DTM圖 43 圖4- 12 寶橋集水區DTM圖 43 圖4- 13 介壽橋集水區DTM圖 44 圖4- 14 三峽(2)集水區坡度級別 44 圖4- 15 寶橋集水區坡度級別 45 圖4- 16 介壽橋集水區坡度級別 45 圖4- 17 三峽(2)集水區土壤類型分布 46 圖4- 18 寶橋集水區土壤類型分布 46 圖4- 19 介壽橋集水區土壤類型分布 47 圖4- 20 三峽(2)集水區土地利用 47 圖4- 21 三峽(2)集水區土地利用分類比 48 圖4- 22 寶橋集水區土地利用 48 圖4- 23 寶橋集水區土地利用分類比 49 圖4- 24 介壽橋集水區土地利用 49 圖4- 25 介壽橋集水區土地利用分類比 50 圖5- 1 三峽(2)集水區逕流係數線性迴歸分析 50 圖5- 2 寶橋集水區逕流係數線性迴歸分析 51 圖5- 3 介壽橋集水區逕流係數線性迴歸分析 51 圖5- 4 三峽(2)集水區逕流係數對數迴歸分析 52 圖5- 5 寶橋集水區逕流係數對數迴歸分析 52 圖5- 6 介壽橋集水區逕流係數對數迴歸分析 53 圖5- 7 三峽(2)集水區坡度級別判定 53 圖5- 8 寶橋集水區坡度級別判定 54 圖5- 9 介壽橋集水區坡度級別判定 54 圖5- 10 三峽(2)集水區土地利用比例圖(%) 55 圖5- 11 寶橋集水區土地利用比例圖(%) 55 圖5- 12 介壽橋集水區土地利用比例圖(%) 56[[note]]學號: 694330506, 學年度: 9