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港灣季刊97期(103年2月)

一、跨河橋梁安全預警系統建置更新驗證與維護管理
    為了提供橋梁安全預警、橋梁基礎耐洪安全評估及橋梁維護等,交通部運輸研究所 98 至 100 年度「跨河橋梁安全預警系統之建立研究」計畫中,已針對大甲溪石岡壩下游跨河橋梁建置潛勢分析模式與預警通報機制,藉以提升防災預警之效能。跨河橋梁沖刷潛勢分析模式首先進行集水區演算、地表漫地流演算、河道一維水理演算、水庫演算,推估河道之流量、水位、流速與沖刷深度,然後,計算橋梁之耐洪安全係數作為即時未來三小時橋梁預警之依據。分析結果如超過警戒值,則自動啟動預警通報機制,提早通報橋梁管理單位,爭取防災應變之黃金時間,給予用路人生命財產更多的保障。本研究將跨河橋梁預警範圍擴展至大甲溪石岡壩上游至馬鞍壩。同時,藉由颱洪期資料持續修正大甲溪流域預測及預警模式,並與公路總局通報機制整合。本研究將利用港研中心專利「災害預警資料交換機」,針對大甲溪馬鞍壩下游流域跨河橋梁,整合以下資料:橋梁基本資料、水理分析、耐洪安全評估、預警通報系統等。擴充跨河橋梁安全預警系統,將大甲溪馬鞍壩下游橋梁納入預警範圍,開發自動化執行機制。本系統可接收大甲溪河系上游集水區中央氣象局雷達雨量觀測預報,再與地面雨量觀測進行修正後,推算河川流域之未來一至三小時之降雨強度,然後結合集水區演算、地表漫地流演算、水庫演算、河道一維及二維水理演算,推估河道之流量、水位、流速與沖刷深度,進而計算橋梁耐洪安全係數。據此,提供橋梁管理單位颱洪時決策支援,並有利於爭取防災應變之黃金時間,給予用路人生命財產更多的保障。

二、利用多重觀測指標預測未測站水位之研究
    本文旨在利用大甲溪上游雨量與放流量等觀測指標建立下游橋梁水位之推估方法,以提供大甲溪石岡壩下游橋梁安全分析預警之用。目前公路總局提供一個簡單的方法,藉由上游歷史雨量與下游水位之統計關係,當上游雨量達到特定門檻值時即發佈下游警戒,然而像大甲溪這種下游缺乏水位紀錄站之區域,則無法應用此種方法。
    為解決無水位紀錄之問題,本研究嘗試整合交通部運輸研究所的「大甲溪跨河橋梁安全預警系統」與公路總局「降雨指標」方法,以發展未測站觀測指標預警之方法。首先根據歷史颱洪事件之雨量資料,利用「大甲溪跨河橋梁安全預警系統」之一維水理模式建立下游未測站橋梁斷面之水位資料庫,根據上游雨量站與下游未測站的時間-空間特性,確認洪峰傳遞由上游降水至下游各未測站所需之時間。根據時間-空間分析成果,選定降雨輸入因子,建議採用的指標組合為下游區域面積平均雨量 2小時前之時雨量與馬鞍壩 1小時前之放流量,以簡單線性迴歸方法預測石岡壩下游重點橋梁斷面之水位,以提供跨河橋梁安全預警系統進行橋梁安全評估。

三、山區道路易致災路段調查評估、風險分析及監測預
    本計畫選定台 24 線之山區道路進行災害案例蒐集,並以坡面為分析單元,探究道路邊坡致災因子,期規劃建置合理之整合性山區道路邊坡山崩潛勢評估流程與方法。本計畫同時運用證據權法進行道路邊坡災害潛勢分析,並對各項自然環境及邊坡開發等致災潛勢因子進行其權重值之量化分析,以此建置災害潛勢模式。本研究並將結合地理資訊系統繪製山區道路邊坡災害之潛勢圖、環境地質敏區圖與易致災路段風險圖,並探討山區道路邊坡致災因子、降雨及道路邊坡破壞與否間之關係,以期建立降雨引致之道路邊坡山崩之量化分析模式。研究中亦將影像判釋技術應用於大規模滑動區位之判釋,並分析其滑動成因與特性。本研究之成果可提供公路總局及相關單位在山區道路坡地災害防治之參考與應用,做為後續相關研究之基礎。 

四、軌跡探勘於航港效率與安全指標之應用研究
    航運與港埠在國家的經濟與發展中扮演著關鍵角色,為了管理與改善則需選擇可量測的適當指標。隨著各國船舶自動辨識系統 (AutomaticI dentification System, AIS)巨量資料的累積,如何透過資料探勘將 AIS應用於航港安全、效率與環保指標已獲得越來越多的研究關注。本研究整合船舶動態與電子海圖地理資訊,進行AIS 巨量資料的時空分析,目的是為航港安全與效率提供量化指標,做為交通部航港局與港務公司在航運規劃與營運效率的重要參考,輔助規劃增進現有各港務分公司的船舶服務系統效能。基於船舶領域的 near-miss事件數可應用於安全指標。在效率指標方面包括:進港航跡長度與航行時間過長的比例、港外漂航等待位置與時間等。

五、臺北港風場之預報特性研究
    本研究計畫運用大氣數值預報模式,採用三層巢狀預報方法,執行2009-2012 年後預報實驗與 2013 年蘇力颱風預報個案,將全球大尺度資訊降尺度預報到港灣區風場,以 2公里解析度檢測臺北港風場之預報能力。主要研究結論陳述如下:
1.臺北港風場主要分為東北季風(10-4 月)與西南季風(6-8 月)季節,東北季風主要風速(約 5-6 級)比西南季風主要風速(2-3 級)明顯增強。
2.臺北港全年中,發生強風個案(7 級風以上)之機率約為 6%,強風個案主要發生原因來自東北季風(佔75%),颱風其次(佔 10%)。
3.大氣模式之 2 公里預報對臺北港風場具有相當程度預報能力,對日變化之變化趨勢與強度,於大部分月份均能掌握,反應適宜作為港灣區風場預報系統之使用。
4.大氣模式對 2013 年蘇力颱風預報個案,能相當準確預報颱風引發主要港灣區(臺北港、臺中港、高雄港)風場之變化趨勢與強度。


本文原始來源(另開新視窗)

發佈日期:2017/04/24 15:38:04       更新日期:2017/04/24 15:38:04



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