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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 生物資源暨農學院
  3. 生物環境系統工程學系
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dc.contributor.advisor許銘熙(Ming-Hsi Hsu)
dc.contributor.authorPeng-Hao Huangen
dc.contributor.author黃鵬豪zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-14T16:44:54Z-
dc.date.available2010-08-08
dc.date.copyright2008-08-08
dc.date.issued2008
dc.date.submitted2008-07-30
dc.identifier.citation1. Bell, V. A. and Moore, R. J., 1998, A grid-based distributed flood forecasting model for use weather radar data: Part 1. Formulation, Hydrology and Earth System Sciences, volume 2(2-3), pp.265-281, 1998a.
2. Bell, V. A. and Moore, R. J., 1998, A grid-based distributed flood forecasting model for use weather radar data: Part 2. Case Studies, Hydrology and Earth System Sciences, volume 2(2-3), pp.283-298, 1998b.
3. Brands, E., 1974, Radar rainfall pattern optimizing teachnique. NOAA Teach. Memo. ERL NSSL-67, Oklahoma, pp.16
4. Campolo, M., Andreussi, P., and Soldati, A., 1999, River flood forecasting with a neural network model, Water Resources Research, volume 35, issue 4, pp.1191-1197.
5. Carter, M. M., Elsner, J. B. and Bennett, S. P., 2000, A quantitative precipitation forecast experiment for Puerto Rico, Journal of Hydrology, volume 239, pp.162-178.
6. Chiang, Y. M., Chang, L. C., and Chang, F. J., 2004, Comparison of static-feedforward and dynamic-feedback neural networks for rainfall-runoff modeling, Journal of Hydrology volume 290, pp.297-311.
7. Chang, F. J. and Chang, Y. T., 2006, Adaptive neuro-fuzzy inference system for prediction of water level in reservoir, Advances in Water Resources, volume 29, pp.1-10.
8. Chiou, T. K., Chen, C. R. and Chang P. L., 2005, Status and outlook of a quantitative rainfall estimation technique in central weather bureau, Taiwan, Geophysical Research Abstracts, volume 7, 10637.
9. Corral, C., Sempere-Torres, D., Revilla, M. and Berenguer, M., 2000, A semi-distributed hydrological model using rainfall estimates by radar. application to mediterranean basins, Physics and Chemistry of the Earth, Part B: Hydrology, Oceans and Atmosphere, volume 25, pp.1133-1136.
10. Collier, C. G., 1996, Weather radar precipitation data and their use in hydrological modelling, In: Distributed Hydrological Modelling (ed. by M. B. Abbott & J. C. Refsgaard), Ch.8, pp.143-163. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands.
11. Forster, S., Kneis, D., Gocht, M., and Bronstert, A., 2005, Flood risk reduction by the use of retention areas at Elbe River, Journal of Hydraulic Research de Recherches Hydrauliques, volume 3, Issue 1, pp.21-29.
12. Franchini, M. and Lamberti, P., 1994, A flood routing Muskingum type simulation and forecasting model based on level data alone, Water Resources Research, volume 30, issue 7, pp.2183-2196.
13. French, M. N., Krajewski, W. F. and Cuykendall, R. R., 1992, Rainfall forecasting in space and time using a neural network, Journal of Hydrology, volume 137, pp.1-31.
14. Halff, A. H., Halff, H. M., and Azmoodeh, M., 1993, Predicting runoff from rainfall using neural networks, ASCE National Conference on Hydraulic Engineering, pp.760-765, San Francisco.
15. Ham, F. M. and Kostanic, I., 2001, Principle of neurocomputing for science & engineering, McGraw-Hill, New York.
16. Helmio, T., 2005, Unsteady 1D flow model of a river with partly vegetated flood plains-application to Rhine River, Environmental Modelling& Software, volume 20, pp.361-375.
17. Hjelmfelt, A., T., and Wang, M., 1993, Artificial neural network as unit hydrograph application, ASCE National Conference on Hydraulic Engineering, pp.754-759, San Francisco.
18. Hsu, M. H., Fu, J. C., and Liu, W. C., 2003, Flood routing with real-time stage correction method for flash flood forecasting in the Tanshui River,Taiwan, Journal of Hydrology, volume 283, pp.267-280.
19. Hsu, M. H., Fu, J. C., and Liu, W. C., 2006 ,Dynamic routing model with real-time roughness updating for flood forecasting, Journal of Hydraulic Engineering, volume 132, Issue 6, pp.605-619.
20. Khatibi, R. H., Williams, J. J. R., and Wormleaton, P. R., 2000, Friction parameters for flows in nearly flat tidal channels, Journal of Hydraulic Engineering, volume 126, Issue 10, pp.741-749.
21. Lopez, V., Napolitano, F. and Russo, F., 2005, Calibration of a rainfall-runoff model using radar and raingauge data, Advances in Geosciences, volume 2, pp.41-46.
22. Maden, H. and Skotner, C., 2005, Adaptive state updating in real-time river flow forecasting-a combined filtering and error forecasting procedure, Journal of Hydrology, volume 308, pp302-pp312.
23. Philip B. Bedient, Anthony Holder, Jude A. Benavides and Baxter E. Vieux, 2003, Radar-Based Flood Warning System Applied to Tropical Storm Allison, Journal of Hydrologic Engineering, volume 8, no. 6, pp.308-318.
24. Sturm, T. W., 2001, Open channel hydraulics, McGraw-Hill series in water reasources and environmental engineering.
25. Sun, X., Mein, R. G., Keenan, T. D. and Elliott, J. F., 2000, Flood estimation using radar and raingauge data, Journal of Hydrology, volume 239, pp.4-18.
26. Toth, E., Brath, A., and Montanari, A., 2000, Comparison of shirt-term rainfall prediction models for real-time flood forecasting, Journal of Hydrology, volume 239, pp.132-147.
27. Wilson, J. W., 1970, Integration of radar and raingague data for improved rainfall measurement. J. Appl. Meteor., volume 9, pp.189-497
28. Wong, T. S. W., and Zhou, M. C., 2003, Kinematic wave parameters and time of travel in circular channel revisited, Advances in Water Resources, volume 26, pp.417-425.
29. Yu, P. S., 1987, Real-Time Grid Based Distributed Rainfall-Runoff Model for Flood Forecasting with Weather Radar, PhD Thesis, University of Birmingham.
30. 王如意、易任,1979,應用水文學上下冊,國立編譯館。
31. 王如意、游保杉、許銘熙、陳增壽,2004,即時洪水預報模式之研究與應用(I),行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告。
32. 王如意、游保杉、許銘熙、陳增壽,2005,即時洪水預報模式之研究與應用(II),行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告。
33. 王毓麒、謝章廷、李明軒、游保杉,2007,結合QPESUMS系統在分佈型降雨逕流模式之應用與不確定性分析,第十六屆水利工程研討會論文集,pp.288-293。
34. 丘台光、陳嘉榮、張保亮、林品芳,2003,應用多重觀測工具之定量降水估計之研究,2003颱風及中尺度災變天氣預報技術研討會。
35. 丘台光、陳嘉榮、張保亮、林品芳,2007,雷達降雨估計與雨量站觀測整合之評估,2007年台灣地球科學聯合學術研討會。
36. 江衍銘、張麗秋、張斐章,2002,回饋式類神經網路於二階段即時流量預測,台灣水利,第五十卷,第二期,pp.15-21。
37. 江衍銘、張斐章,2006,類神經網路建構定量降水及流量預報模式,2006農業工程研討會論文集,pp.191-204。
38. 李清勝、周仲島、劉格非、何興亞,2004,土石流潛勢區之雨量估計與即時預報技術發展先期研究,九十三年度農委會水土保持局科技計畫。
39. 林國峰、蔡斐毓、吳明璋,2006,類神經網路於颱風降雨與流量預報之研究,2006農業工程研討會論文集,pp.1201-1212。
40. 林李耀、李清勝、邱台光、張保亮及王安翔,2005,QPESUMS雨量資料在土石流警戒之應用,天氣分析與預報研討會,pp.279-283。
41. 吳建均,2005,河川洪水位演算模式之研究,國立台灣大學生物環境系統工程學研究所碩士論文。
42. 易任,1974,渠道水力學上下冊,東華書局。
43. 徐年盛、林尉濤、鄭文明、陳敬文,2007,利用類神經網路預測濁水溪沖積扇之地下水位變化,2007農業工程研討會論文集,pp.269 -280。
44. 商家瑞,2003,河系ㄧ維變量流結合卡門濾波回饋演算模式,國立台灣大學土木工程研究所碩士論文。
45. 張斐章、張麗秋,2005,類神經網路,東華書局。
46. 張斐章、孫建平,1997,類神經網路及其應用於降雨-逕流過程之研究,農業工程學報,第四十三卷,第一期,pp.9-25。
47. 張智星,2004,Matlab 程式設計,清蔚科技、鈦思科技。
48. 張智昌,2006,整合氣象雷達與即時降雨資料於颱風降雨推估之研究,碩士論文,國立台灣大學地理資源環境學研究所。
49. 梁晉銘,2002,複合型類神經網路架構集水區水文模式之研究,國立台灣大學生物環境系統工程學研究所博士論文。
50. 許銘熙,1984,河川變量流非線性隱式法模式之穩定性,國立台灣大學土木工程學研究所博士論文。
51. 許銘熙,2003,台灣地區洪水災害及防治策略,工程環境特刊,第十期,pp.3-19。
52. 許銘熙、傅金城,1999,參數及時修正河川洪水預報模式,台灣水利,第四十七卷,第一期,pp.8-18。
53. 許銘熙、傅金城、林洙宏,2000,河川動力波洪水預報模式,中國土木水利工程學刊,第十二卷,第三期,pp.561-571。
54. 陳昶憲、楊朝仲、王益文,1996,類神經網路於烏溪流域洪流預報之應用,中華水土保持學報,第二十七卷,第四期,pp.267-274。
55. 陳昶憲、陳建宏,1999,類神經模糊邏輯法應用於洪水位預報,中國土木水利學刊,第十一卷,第二期,pp.317-326。
56. 陳昶憲、黃尹龍、吳青俊、蔡曜隆,2001,應用倒傳遞與反傳遞類神經網路模式於洪流量之預測,台灣水利,第五十二卷,第三期,pp.65-77。
57. 陳昶憲、蔡國慶、黃尹龍,2001,模糊類神經網路應用於集水區出流量之預測,中國土木水利學刊,第十三卷,第二期,pp.395-403。
58. 陳莉、簡大為,2001,逕流量推估之研究, 台灣水利,第四十九卷,第四期,pp.55-67。
59. 陳信中,2006,蘭陽溪洪水預報模式之研究,國立台灣大學生物環境系統工程學研究所碩士論文。
60. 傅金城,1997,淡水河洪水預報模式參數即時修正之研究,國立台灣大學農業工程學研究所碩士論文。
61. 傅金城,2003,即時回饋演算之河川洪水預報模式,國立台灣大學生物環境系統工程學研究所博士論文。
62. 游保杉、林李耀、傅金城、許銘熙、謝龍生,2007,雷達降雨應用在洪水及淹水預報之研究(1/3),行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告,NSC 95-2625-Z-006-002-MY3。
63. 黃尹龍,2000,類神經網路架構颱洪流量預測模式,私立逢甲大學土木及水利工程研究所碩士論文。
64. 黃威雄,2000,應用類神經網路於颱風期間雷達降雨模擬之研究,國立台灣大學土木工程研究所碩士論文。
65. 楊政潭,2003,雷達回波應用於颱風降雨空間分佈與總量之研究-以納莉颱風為例,國立中央大學水文科學研究所碩士論文。
66. 葉怡成,1995,類神經網路-模式應用與實作,儒林圖書有限公司。
67. 葉怡成,1999,應用類神經網路,儒林圖書有限公司。
68. 蔡亞欣,2003,模糊範例學習推論系統於水位預測之研究,國立台灣大學生物環境系統工程學研究所碩士論文。
69. 蔡松家,2002,洪水預警系統及資料庫建置與管理之研究,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
70. 劉清煌,2001,雷達雨量估計與雨量即時預報技術-利用雷達及衛星資料與類神經網路之結合(2/3),行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告,NSC 90-2625-Z-034-001。
71. 鍾世豐,2007,類神經網路在洪水演算及預報之應用,國立台灣大學生物環境系統工程學研究所碩士論文。
72. 簡芳菁、洪景山、張文錦、周仲島、林沛練、林得恩、劉素屏、繆璿如、陳致穎,2006,WRF模式之敏感度測試-第二部份:定量降水預報校驗,大氣科學,第三十四期,第三號,pp.261-274。
73. 羅華強,2005,類神經網路-Matlab的應用,高立圖書有限公司。
dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/40326-
dc.description.abstract台灣位於亞熱帶地區,氣候深受季風、颱風及洋流之影響,其平均年降雨量可達2510毫米,大約集中於每年5~10月的梅雨及颱風季節,再加上坡陡流急的自然環境因素,使得每逢颱風所挾帶之強勁風勢與豐沛雨量,常引發下游地區嚴重的洪水災害,導致人民生命與社會經濟的損失。因此,有效利用氣象及水文資訊以提升洪水預報之精度,做為減災及應變之用即顯得相當重要。
然而降雨的預報資訊在許多洪水預報模式之研發過程中是很重要的前置工作,其預報精確度關係到整個洪水預報系統之結果。近年來,台灣隨著觀測技術的進步及分析系統的開發,由中央氣象局完成全台都卜勒雷達網之建置,並於2002年起與美國劇烈風暴研究室(National Severe Storm Laboratory;NSSL)合作開發多重觀測工具之定量降水估計與分類技術(Quantitative Precipitation Estimation and Segregation Using Multiple Sensors;QPESUMS)後,顯著提升了對於劇烈或突變之天氣系統監測與預警。故本文首先利用類神經網路建立雨量-水位模式,探討加入未來1小時、1~2小時及1~3小時雨量資訊後之水位差異;此外,由於空間中的雷達網格擁有較高解析度之特性,故本文利用徐昇多邊形法劃分每個雨量站之控制面積,嘗試地將空間中的雷達網格對應至地面的徐昇多邊形網格,間接將雷達雨量銜接至地面雨量站,進而計算控制面積內之雷達平均雨量,由於目前缺乏精準的定量降水預報(Quantitative Precipitation Forecasting;QPF) 資訊,因此本文採用定量降水估計(Quantitative Precipitation Estimation;QPE)進行位移處理,並假設為QPF,以估算雷達平均雨量隨時間之增減率,進而推測地面雨量站之未來雨量資訊,而後進一步探討推測雨量對於雨量-水位模式、及河川洪水演算模式之初始值修正及整合類神經網路模式,於預報未來1~3小時水位之精度改良成效。為驗證模式的效能,本文衡量各水文測站及氣象雷達資料的完整性下,取得近年三場颱洪事件進行模式測試。
由模擬結果顯示,雨量-水位模式加入含有未來雨量資訊為輸入時,確實有助於模式之演算,其中又以未來1小時雨量資訊最為關鍵,故得知應用QPESUMS推測未來雨量資訊之方法是可行的,而後結合河川洪水演算模式於洪峰時刻預報未來1~3小時水位,其河道水位縱剖線更能趨近於觀測值,故本文所建立的模式,無論在雨量-水位模式或河川洪水演算模式,確實可在颱洪期間提供合理及準確的河川洪水資訊。
zh_TW
dc.description.abstractTaiwan located in the subtropical area, and the climate often influenced by the monsoon, typhoon and ocean current. The average annual rainfall of 2510 mm approximately concerntrates on the plum rains and typhoon seasons during May to October. In addition, the natural environmental factor of the high terrain and short river course results in severe flood inundation at the downstream area, which causes disastrous losses of life and the economy. This study aims to develop a flood forecasting model by utilizing the meteorological and hydrological information for flood mitigations and emergency resposes.
The prediction of rainfall is quite important for development of flood forecasting model, and its accuracy concerns the consequences of river stage simulation. In recent years, with the progress of observation techniques and analysis system, Taiwan finished the island wide Doppler radar network by Central Weather Bureau since 2002, and cooperated with National Severe Storm Laboratory (NSSL) to develop the Quantitative Precipitation Estimation and Segregation Using Multiple Sensors (QPESUMS) system, which has improved the monitoring and prewarning weather system. The study built a rainfall-stage forecasting model using artificial neural networks (ANN), comparing the accuracy of stage forecasting with 1 hr / 1~2hr and 1~3hr ahead leading rainfall. Moreover, the radar grid in the space has higher resolution. For comparison, this study uses Thiessen Polygons Method to divide several control polygon areas for each surface rainfall gauge station, while attempting to link up the radar precipitation to rainfall station indirectly. Then the precipitation in the control polygon area is calculated by the average from the QPESUMS. Because the lack of precise quantitative precipitation forecasting (QPF) information at present, the lead time shifting from quantitative precipitation estimation (QPE) is taken place to calculate the increasing and decreasing rate of the average rainfall from radar observation. After rainfall forecasting estimation, the effects of stage forecasting with / without rainfall forecasting among rainfall-stage forecasting model, initial stage correction for forecasting model, and integrated flood forecasting model with ANN are investigated in this study. With the consideration of the complete data of each station and radar data, the three recent typhoon events are simulated to verify the efficiency of the forecasting model.
The results reveal that it’s certainly helpful to improve the accuracy of rainfall-stage forecasting model by inputting the future information of rainfall, especially for the one-hr ahead leading rainfall. It’s feasible to estimate the future information of rainfall by using QPESUMS. With the future rainfall, the forecasting stage profile from flood forecasting model is better agreement to the observational value. For a flash flood or storm, this present model can provide the reliable and satisfactory river-stages forecasting information.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-14T16:44:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2008
en
dc.description.tableofcontents謝 誌 I
摘 要 III
Abstract V
目 錄 VII
表目錄 IX
圖目錄 XI
第一章 緒 論 1
1.1 研究目的 1
1.2 研究方法 2
1.3 本文組織 5
第二章 相關研究概述 6
2.1 類神經網路模式之相關研究 6
2.2 QPESUMS雷達降雨之相關研究 9
2.3 河川變量流模式之相關研究 12
第三章 模式理論 16
3.1 雨量-水位預報模式 16
3.2 雨量預測方式 19
3.2.1 雷達-雨量站整合降雨估計法 19
3.2.2 預報未來雨量資訊 20
3.2.3 應用QPESUMS推測未來雨量資訊 22
3.3 河川洪水位預報模式 24
3.3.1 初始值修正之動力波模式 24
3.3.2 整合類神經網路水位預報之洪水演算模式 26
第四章 研究區域 28
4.1 研究區域概述 28
4.2 地文資料 29
4.2.1 河道斷面 29
4.2.2 堤防高程 30
4.2.3 曼寧係數 30
4.3 水文資料 31
4.3.1 水文監測站 31
4.3.2 上游邊界及河口潮位 32
第五章 結果與討論 33
5.1 雨量對水位預報影響分析 34
5.2 應用QPESUMS推測未來雨量資訊 36
5.3 雨量-水位預報模式 39
5.3.1 上游水位站之水位預報 40
5.3.2 中游水位站之水位預報 42
5.3.3 下游水位站之水位預報 45
5.4 河川洪水預報模式 47
5.4.1 海棠颱風之模擬 48
5.4.2 韋帕颱風之模擬 56
5.4.3 柯羅莎颱風之模擬 64
5.4.4 三場颱風之平均模擬結果 71
5.5 模式演算時間 73
第六章 結論與建議 74
6.1 結論 74
6.2 建議 78
參考文獻 79
附錄A 倒傳遞類神經網路 179
附錄B QPESUMS系統簡介 184
附錄C WRF預報雨量精度 187
附錄D 徐昇多邊形法 191
作者簡介 197
dc.language.isozh-TW
dc.subjectQPESUMSzh_TW
dc.subject類神經網路zh_TW
dc.subject洪水位預報zh_TW
dc.subject整合類神經網路水位預報zh_TW
dc.subject雨量預測zh_TW
dc.subject初始值修正zh_TW
dc.subjectQPESUMSen
dc.subjectflood forecastingen
dc.subjectintegrated flood forecasting model with ANNen
dc.subjectinitial stage of forecastingen
dc.subjectrainfall forecastingen
dc.subjectArtificial Neural Networken
dc.title應用QPESUMS高解析降雨資料改良洪水預報模式之研究zh_TW
dc.titleFlood Forecasting Model Using the High-resolution Rainfall Products from QPESUMSen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear96-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee李光敦(Kwan-Tun Lee),柳文成(Wen-Cheng Liu),傅金城(Jin-Cheng Fu)
dc.subject.keywordQPESUMS,類神經網路,雨量預測,初始值修正,整合類神經網路水位預報,洪水位預報,zh_TW
dc.subject.keywordQPESUMS,Artificial Neural Network,rainfall forecasting,initial stage of forecasting,integrated flood forecasting model with ANN,flood forecasting,en
dc.relation.page83
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2008-08-01
dc.contributor.author-college生物資源暨農學院zh_TW
dc.contributor.author-dept生物環境系統工程學研究所zh_TW
顯示於系所單位:生物環境系統工程學系

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