莫拉克台风课件

1、2009.10.30Flood Inundation Modeling with an Adaptive Quadtree Grid Shallow Water Equation Solver授課老師：林昭遠 老師學 生：吳士杰應用Quadtree網格來做淺水坡問題的淹水模擬2009.10.30Flood Inundation Mod12345前言範例結論名詞大綱摘要解釋12345前言範例結論名詞大綱摘要解釋前言由於莫拉克颱風所造成的八八水災，是近50年來最嚴重的水患，造成台灣的重大災情，也促使我想要尋找相關文獻的資料，因此選上這篇文獻來當此次專討的Paper，以下簡單介紹八八水災的資料、成因

2、及災情。八八水災八八水災，是2009年8月6日至8月10日間發生於台灣中南部及東南部的一起嚴重水災，起因為颱風莫拉克侵襲台灣所帶來創紀錄的雨勢，造成前述地區發生水患及土石流，為台灣自1959年八七水災以來最嚴重的水患，並引發著名觀光景點阿里山及南橫公路多處坍崩，另外高雄縣甲仙鄉小林村滅村事件，更導致數百人遭到活埋。前言由於莫拉克颱風所造成的八八水災，是近50年來最嚴重的莫拉克颱風莫拉克颱風及與其相關的西南氣流等天氣系統是帶來災害的主因。2009年8月2日，日本氣象廳報告今年第十一號熱帶性低氣壓形成。8月3日第十一熱帶號低氣壓進入菲律賓，菲律賓大氣地球物理和天文部門命名熱帶性低氣壓為Kiko。聯

3、合颱風警報中心選定莫拉克的編號為09W。8月4日在菲律賓東北方約1000公里海面上生成輕度颱風莫拉克，8月5日莫拉克颱風增強為中度颱風並向西移動，8月7日暴風圈逐漸進入台灣東部陸地，移速緩慢，23時50分左右中度颱風莫拉克在花蓮市附近登陸，8月8日11時左右中度颱風莫拉克減弱為輕度颱風，並於14時左右於桃園附近出海，8月9日18時30分左右台灣本島脫離莫拉克颱風暴風圈，16時20分莫拉克颱風在中國福建省霞浦縣北壁鄉登陸，8月11日凌晨莫拉克颱風減弱為熱帶性低氣壓。前言莫拉克颱風前言災情八八水災造成南台灣受災慘重，其中又以高雄縣甲仙鄉（小林村）、那瑪夏鄉、六龜鄉（新開部落）、屏東縣林邊鄉、佳冬鄉

4、、台東縣卑南鄉（知本溫泉區）、太麻里鄉等地受災最嚴重。在颱風創下高雨量紀錄的屏東縣，貫穿南台灣的南迴線鐵路受災嚴重，多處堤防坍塌，並造成數公尺的淹水，多項損失復原甚至要經年累月。另外，在高雄縣方面，則以山地部落村莊人員傷亡最為嚴重。其中甲仙鄉小林村慘遭滅村，數百人死亡，整村僅有少數人逃生。除此，臺南縣、南投縣亦有嚴重損失。其中，南縣迅速汛流造成各地淹水，疑似因曾文水庫洩洪所致，而南投縣、台東縣通以山坍、土石流禍害造成的民宅流失及交通中斷影像，透過媒體播放成為災害矚目焦點。前言災情前言雨量紀錄2009年8月8日至9日，台灣受莫拉克颱風影響，嘉義及高屏山區自動雨量站8日單日累積雨量破千，氣象站中台

5、南8日雨量523.5毫米及玉山9日709.2毫米，均創下該站單日降雨的最大紀錄；阿里山站在8日降下1161.5毫米，9日更降下1165.5毫米。屏東尾寮山1403.0mm，創台灣所有氣象站中單日最大雨量紀錄。2009年8月6日到10日五天累積超過2500mm測站排行雨量(mm)測站名稱測站碼所在地13004.5阿里山46753嘉義縣阿里山鄉(氣象站)22908.5尾寮山C0R10屏東縣三地門鄉32844.5奮起湖C0M53嘉義縣竹崎鄉42820御油山C1V30高雄縣桃源鄉52734溪南C1V27高雄縣桃源鄉62687石磐龍C1M61嘉義縣竹崎鄉72683.5南天池C1V19高雄縣桃源鄉前言雨量

6、紀錄排行雨量(mm)測站名稱測站碼所在地13004.5研究範圍是泰晤士河將大尺度的條件輸入，用洪水分析及數值模擬去估計洪水高度。並且將這些大網格的水文邊界條件，利用Quadtree網格來做精確且快速的模擬。Quadtree網格在做淺水坡模擬時，容易表達出地形的細節與洪水平原的主要水流特徵。摘要研究範圍是泰晤士河摘要有利用到遙測、雷達、及Godunov type，來做淺水坡的模擬。並利用有限元素法及雙曲線保守定律來計算。產生Quadtree網格不須花費很多且能自動化，網格的資訊是簡易分級制度的資料結構，可以增加定義附近的資料，且根據使用者在模擬時的目標來明確的增加及移除。摘要有利用到遙測、雷達、

7、及Godunov type，摘要摘要圖 2。 四元樹網格的生成： (a) 種子設定在方域中的點表示為+；(b) 網格後第一級別劃分；(c) 網格後檢查前兩個種子設定點；(d) 規則化前網格和 (e) 規則化的網格摘要圖 2。 四元樹網格的生成： (a) 種子設定在方域中的範例圖 3。在泰晤士米德泰晤士氾濫(沖積)平原的 DTM 形象範例圖 3。在泰晤士米德泰晤士氾濫(沖積)平原的 DTM 形範例圖 4。 初始四元樹網格範例圖 4。 初始四元樹網格圖 6。 洪水淹沒在 t = 1.67 h : (a) 根據適合的四元樹預測水深度求解；(b) TUFLOW 相應的結果和 (c) 適合的四元樹網格範

8、例圖 6。 洪水淹沒在 t = 1.67 h : (a) 根據圖 7。 洪水淹沒在 t = 10 h : (a) 根據適合的四元樹預測水深度求解；(b) TUFLOW 相應的結果和 (c) 適合的四元樹網格範例圖 7。 洪水淹沒在 t = 10 h : (a) 根據適合圖8。網格數量與處理時間的關係範例圖8。網格數量與處理時間的關係範例圖 9。時間變化的水深計點： (a) 時程；(b) 適合的四元樹網格和 TUFLOW 結果的絕對差異範例圖 9。時間變化的水深計點：範例圖 11。適合參數的敏感性：(a) 網格數量與處理時間的關係；(b) 不同時間的紀錄點水深範例圖 11。適合參數的敏感性：(a

9、) 網格數量與處理時間的關係Quadtree淹水細化網格概述：當洪水來臨時，用來模擬哪些地方會造成淹水，並使用Quadtree來細化網格，以達到快速模擬、預警的效果。名詞解釋Quadtree淹水細化網格名詞解釋四元樹又稱四叉樹是一種樹狀資料結構在每一個節點上會有四個子區塊。四元樹常應用於二維空間資料的分析與分類，將資料區分成四個象限，資料範圍可以是方形或矩形或其他任意形狀，這種資料結構是由 拉斐爾芬科爾(Raphael Finkel) 與 J.L. Bentley 在1974年發展出來，類似的資料分割方法也稱為 Q-tree。所有的四元樹法有共同之特點：可分解成為各自的區塊 。每一個區塊可持續

10、分解直到資料無法分解為止。 樹狀資料結構依造四元樹法加以區分 。名詞解釋四元樹名詞解釋名詞解釋TUFLOWTUFLOW是一個計算引擎，提供了二維（2D）和一維（1D）解決方案的自由表面流方程來模擬洪水和潮汐波的傳播。如流體力學在沿海水域，河口，河流，平原和城市排水環境具有複雜的二維流動模式。一個強大的特色，TUFLOW是其2D/1D動態鏈接，首先率先於1990年，後來提高到能夠提供無與倫比的靈活性。TUFLOW繼續發展和演變，以迎接挑戰的水動力模型。其優勢包括：一維和二維連接;多個二維域（可選模塊）; 一維和二維兩種代表性的水工建築物;自動上游/下游控制流態交換; 二維細胞雙方可乾濕（優秀模特兒薄障礙）; 一維和二維超臨界流; 建立一維和二維模型地形使用任意數量的地理信息系統層; 高度靈活和高效的數據處理; 它適用於模擬主要河流洪水通過陸路和複雜的管道城市流動，以及河口海岸水力學。名詞解釋TUFLOW結論產生Quadtree網格不須花費很多且能自動化，網格的資訊是簡易分級制度的資料結構，可以增加定義附近的資料，且根據使用者在模擬時的目標來明確的增加及移除。另，網格式資料尚有以下五項優點：1.適於表達地型高程、土壤、土地利用等覆蓋全地表類型的資料