曾文溪流域豪大雨事件的流量及輸沙量

The Discharge and Sediment Load of Heavy Rainfall Events in the Tsengwen River Basin, Southern Taiwan

10.6161/jgs.2007.48.03

陳翰霖(Han-Lin Chen)；張瑞津(Jui-Chin Chang)

豪大雨 ； 流量 ； 輸沙量 ； 曾文溪 ； heavy rainfall ； discharge ； sediment load ； Tsengwen River

地理學報

48期（2007 / 06 / 01）

43 - 65

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曾文溪流域豪大雨造成主流下游近三百多年來多次河流改道及洪水災害，影響當地居民生活。本研究蒐集1959至2004年的雨量及流量資料，分析豪大雨（單日雨量≧50mm）對河流流量及輸沙量的影響。研究成果得知，曾文溪上游豪大雨頻率平均每年11日佔全年平均雨量49%(1,303mm)；後崛溪流域豪大雨頻率平均每年16日佔全年平均雨量60%(1,757mm)；菜寮溪流域豪大雨頻率平均每年13日佔全年平均雨量52%(1,249mm)。豪大雨事件集中於五至九月份，日數佔全年95%，主要由颱風及梅雨滯留鋒所引發。山地區發生災難性的大豪雨事件(≧200mm)頻率均較丘陵區高，前者約1.5day/yr，累積雨量佔全年約20%；後者約1 day/yr，佔全年平均雨量約10%。 流量分析顯示豪大雨造成下游流量暴增，豪大雨逕流量佔年平均逕流量比例，主流下游約40%（4.3億立方公尺）、後崛溪約45%（1.4億立方公尺）、菜寮溪約52%（1.0億立方公尺）。1981年艾妮絲颱風引致豪大雨事件，造成主流下游最大瞬時流量曾高達7,820 CMS。輸沙量推估顯示豪大雨輸沙量佔年平均輸沙比例，主流下游約68%（806萬噸）、後崛溪約70%（102萬噸）、菜寮溪約81%（691萬噸），五月至九月期間佔全年比例高達99%。曾文溪主流上游雖有曾文水庫攔沙，但因水庫下游支流菜寮溪輸沙量佔總量70%，水庫雖可蓄洪攔砂，但颱風期間水沙放流以及壩下菜寮溪的高輸沙量，均是主流下游輸沙量依然偏高的原因。若加計水庫豪大雨淤積量，則主流下游、後崛溪、菜寮溪的豪大雨輸沙比例將分別提升爲72%、80%、88%。豪大雨事件對不同地質區造成的輸沙量影響有所不同，菜寮溪流域多泥岩地質區，故豪大雨輸沙量佔全年平均比例較高，充分證明豪大雨對泥岩地質區的影響十分顯著。

Based on historical data, the Tsengwen River has experienced four times channel avulsion over last three hundred years due to abundant sediment supply caused by heavy rainfall events. The channel morphology is controlled by the huge volume of water and sediments. This paper attempts to analyze the proportion of precipitation, discharge and sediment induced by the heavy rainfall events to the annual amount. The data of precipitation and discharge collected from Central Weather Bureau and Water Resource Agency respectively over last 45 years (1959-2004). The amount of sediment load was estimated by the rating curve method. The result shows that heavy rainfall events (≧50 mm/day), which occurred only 11 days per year on average accounted for about 49% (1,303 mm/yr) of precipitation, 40% (435×10^6 m^3/yr) of runoff and 68% (8.1×10^6 MT/yr) of sediment load to total annual amount. The heavy rainfall occurred in the ”Mei-yu” (stationary front) and typhoon season from May to September. The frequency of disastrously torrential rain (≧200 mm) in mountainous areas, 1.5 days per year, is higher than 1 day in hilly areas. The highest daily amount of discharge 4,070 CMS and maximum peak of discharge 7,820 CMS have been recorded for Typhoon Agnes, 1981. And the highest daily sediment was larger than 20 million tons induced by Typhoon Herb in 1996, which occupied 70% of total sediment, mainly supplied mainly from the tributary Tsailiao River, due to the easily eroded silt. This study highlights that the heavy rainfall events have vital influence on the discharge and sediment load in the Tsengwen River.

1. Bull, L. J.,Kirkby, M. J.,Shannon, J.,Hooke, J. M.(1999).The impact of rainstorms on floods in ephemeral channels in southeast Spain.Catena,38,191-209.
2. Crawford, C. G.(1991).Estimation of suspended-sediment rating curves and mean suspended-sediment loads.Journal of Hydrology,129,331-348.
3. Ferguson, R. I.(1987).Accuracy and precision of methods for estimating river loads.Earth Surface Processes and Landforms,12,95-104.
4. 中央氣象局(1983)。民國七十年颱風調查報告。臺北市:中央氣象局。
5. 林孟龍、林俊全(2003)。颱風對於蘭陽溪上游集水區懸移質生產特性的影響。地理學報，33，39-53。
6. 姚瑩(1996)。東槎紀略。南投:臺灣省文獻委員會。
7. 張石角(1971)。曾文溪上游崩塌地之地質學研究（上）。礦業技術，9(3)，7-15。
8. 張瑞津、石再添、陳翰霖(1997)。臺灣西南部嘉南海岸平原河道變遷之研究。地理研究報告，27，105-133。
9. 張瑞津、石再添、陳翰霖(1996)。臺灣西南部臺南海岸平原地形變遷之研究。地理研究報告，26，19-56。
10. 陳正改(1995)。臺灣地區氣象災害之分析。臺北師院學報，8，195-222。
11. 陳正改(1997)。賀伯颱風豪雨研究。臺北師院學報，10，215-256。
12. 陳泰然(1988)。臺灣梅雨季豪雨之時空分布特徵。大氣科學，16，151-162。
13. 陳泰然(1994)。臺灣梅雨季之豪雨研究。大氣科學，22(4)，455-477。
14. 陳泰然、王重傑(2004)。梅雨季臺灣中部地區伴隨中尺度低壓豪（大）雨與定量降水之中尺度氣候研究。大氣科學，32(2)，117-140。
15. 陳泰然、林宗嵩(1997)。梅雨季臺灣中南部地區豪大雨之氣候特徵研究。大氣科學，25(3)，289-306。
16. 陳翰霖、張瑞津(2003)。曾文水庫對流量及輸沙量的影響。地理研究報告，39，37-54。
17. 曾建貴、沈介文、王亞男(2002)。賀伯風災豪雨所引發災害之特性。臺大實驗林研究報告，16(2)，123-134。
18. 楊萬全(1993)。水文學。臺北市:臺灣師範大學地理系所。
19. 臺灣重要河川資料冊
20. 水文年報
21. 經濟部水資源局(2001)。中小型水庫集水區治理成效及土砂整治率評估計畫。國立中興大學水土保持學系。
22. 經濟部水資源統－規劃委員會(1985)。經濟部74年度研究發展專題經濟部74年度研究發展專題,未出版
23. 經濟部南區水資源局(2000)。曾文水庫八十八年營運與維護概況報告。南水曾叢字第四號。
24. 經濟部南區水資源局(2001)。曾文水庫八十九年淤積測量報告。
25. 臺灣省水利局(1989)。臺灣水文資料電腦檔應用之研究，行政院農業委員會補助。臺北市:臺灣省水利局。
26. 劉長齡、曾高生、許榮庭(1985)。行政院國家科學委員會防災科技研究報告74-11號行政院國家科學委員會防災科技研究報告74-11號,未出版
27. 劉昭民、蔡正德、蔡嘉成(1999)。強盛西南氣流引發臺灣豪雨之研究。航空氣象，12，62-76。