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氣候變異與都市化對台中盆地洪災之影響研究---子計畫：都市地區淹水模式之評估與應用研究(III)
(2010)
葉克家
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YEH KEH-CHIA
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國立交通大學土木工程學系（所）
隨著台灣社會經濟發展，都市地區颱洪暴雨所帶來之淹水課題也日受重視，如排水閘門之管理操作、滯洪池之設置、分洪道之規劃、都市計畫發展與地下水道設計結合等。由於颱風、豪雨等天然災害之存在，使得都市排水與抽水站管理倍受矚目，如2001年納莉颱風重創北部地區淹水，造成地下鐵與捷運系統癱瘓；2004年敏督利颱風重創全台多個鄉鎮；2005年海棠颱洪對台北及宜蘭縣農作物受損嚴重，部份低窪地區因積水不及宣洩造成良田農舍泡水有如汪洋。因此，都市排水、淹水課題對人民安全及財產之影響攸關重大。淹水地點與範圍受排水設施功能之限制，而排水設施承受之水量來自降雨形成之地表逕流，經由街道及其邊溝與邊溝進水口流入雨水下水道，傳輸至水門或抽水站而洩排入臨近之區域排水、河流、或湖泊海域。因此都市地區之淹水現象須整合淹水模式(降雨-逕流演算)、街道路網水流模式、雨水下水道網路模式、水門及抽水站操作模式等進行模擬演算。本計畫研究目的在於對多個都市淹水模式理論與數模進行回顧，並評估既有國內外常用先進淹水模式之優缺點與功能限制，進而擇之應用於台灣本土案例。同時，依據總計畫之執行目標，結合各子計畫如降雨分佈、防洪排水設施、都市下水道等相關研究，進行共同應用對象(台北市玉成抽水站)之都市淹水潛勢分析，提出相關措施與建議，以達到改善都市地區淹水之目的。本計畫分三年進行，第一年度以模式回顧為主要方向，回顧與評估既有先進淹水模式之理論與計算概念，並對其模擬所需邊界條件、模式參數敏感度分析等進行研究；第二年度以案例分析為主要方向，針對總計畫共同應用對象進行模式實例應用，並比較評估各淹水模式實際應用之成果；第三年度以效益評估及研提改善措施為主要方向，藉由共同應用對象之淹水潛勢分析等結果，提出可能之改善措施與建議。
永續學門（防災科技研究組）研究發展及推動計畫
(2015)
葉克家
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YEH KEH-CHIA
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國立交通大學土木工程學系（所）
流域水情模擬與預報模式精度與效能提升之研究-總計畫暨子計畫:河道動床沖淤對防洪水位之影響(I)
(2011)
葉克家
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YEH KEH-CHIA
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國立交通大學土木工程學系（所）
台灣特殊之地理位置使每年遭受洪水、旱災及地震等天然災害侵襲之機率相當高，尤其颱洪災害之頻率更為頻繁。故如何利用模式計算及掌握流域之逕流量、水庫排洪量、洪水位、全流域河道水位、暴潮、溢堤處流量、淹水區域及局部河道水理與動床沖淤等狀況，於平時進行減災方案之研擬及颱風期間應變時的災害境況模擬預警，為當今防災治水之重要議題。本研究第一年主要蒐集近年來水理、輸砂演算相關文獻，並進行各方法之比較。文獻蒐集後開始建立河道輸砂之數學模型，並進行河道動床模式之檢定與驗證。第二年進行降雨-水位預報模式與河道動床模式邊界條件之整合，並對研究區域案例進行模式之檢定與驗證，最後評估動床沖淤對洪水位及溢潰堤之影響。第三年工作為延續第二年的工作，將整合降雨-水位預報模式與河道動床模式，進行現場案例模擬，並以模擬結果分析模式演算之穩定性及演算速度。另進行情境模擬，以評析不同模擬情境下研究區域可能發生災害之位置。最後將整合情境模擬資料回饋給其他子計畫，並建構整合模組之平台。
流域水情模擬與預報模式精度與效能提升之研究-總計畫暨子計畫:流域水情模擬與預報模式精度與效能提升之研究(II)
(2012)
葉克家
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YEH KEH-CHIA
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國立交通大學土木工程學系（所）
由於台灣地理位置特殊性，每年遭受颱洪災害頻繁。如 2008 年卡玫基、鳳凰、辛樂克與薔蜜、2009 年莫拉克、2010 年凡那比及梅姬等颱風。此等洪水災害除導致嚴重之經濟損失及造成台灣民眾生命安全威脅。然而水患之治理實為相當複雜之分工過程，事權跨越中央及地方各級政府主管機關，各區段所衍生的課題互相關聯影響，如何有效整合政府業務功能、建置跨部會溝通平台，實為困難。本整合型計畫依據100 年度國科會自然處永續學門「防災科技研究計畫課題重點說明」跨領域整合課題要旨，洪旱災害領域「3-4 改進水文水理模式預測精度與提昇模式演算效能」之研究課題，結合水文、水理、系統、勘災調查及防災應變等領域專長之學者專家，目標為建立流域整合型治理模擬與預報模式，包含降雨-逕流模式、水庫排洪操作模式、全流域河道水位與暴潮模式、河道局部水理與動床沖淤、淹水模擬等模式，銜接中央氣象局系集颱風定量降雨預報及各部會署之即時監測資料。利用模式計算及掌握流域之逕流量、水庫排洪量、洪水位、全流域河道水位、暴潮、溢堤處流量、淹水區域及局部河道水理及動床沖淤狀況，於平時進行減災方案研擬及颱風期間應變時的災害境況模擬預警，以達成完善的流域治理目標。
流域水情模擬與預報模式精度與效能提升之研究-總計畫暨子計畫:流域水情模擬與預報模式精度與效能提升之研究(III)
(2013)
葉克家
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YEH KEH-CHIA
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國立交通大學土木工程學系（所）
流域泥砂資源管理課題研究-流域泥砂資源管理研究( I )
(2013)
葉克家
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YEH KEH-CHIA
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國立交通大學土木工程學系（所）
流域泥砂資源管理課題研究-流域泥砂資源管理研究( III )
(2015)
葉克家
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YEH KEH-CHIA
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國立交通大學土木工程學系（所）
都市地區極端暴雨淹水境況模擬之研究---子計畫：都市周圍河堤溢淹對淹水影響及改善措施評估研究(II)
(2007)
葉克家
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YEH KEH-CHIA
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國立交通大學土木工程學系(所)
颱風、豪雨使得都市排水問題與堤防安全倍受矚目，例如2001年桃芝、納莉颱風對台北地區的影響、2004年敏督利颱風重創全台多個流域、2005年海棠颱風對東港溪楓港橋堤段沖刷潰堤造成交通中斷與住宅沖毀，以及國際矚目之卡崔娜颶風過境美國紐澳良都市低窪地區，因堤防設計標準不足，造成溢堤與潰堤。洪水溢頂與堤防基腳沖刷為破壞堤防安全之主要因素，洪水溢頂主要係因設計洪水不足所造成，而基腳沖刷主要是洪水使河道加深、加寬，而導致堤防之破壞。因此，本子計畫將對河道植生可能造成洪水位抬升之情形以及其溢頂風險加以評估；另一方面進行物模試驗及數模研發，探討溢頂之流場及沖刷機制，並據以推估溢流量，供作堤內都市區有關排水演算及淹水災損評估之外水增加量。本計畫分三年進行，最終目的在於研析各種可能方式之河堤溢流點的水理與輸砂機制，包括堤防溢流及土堤坡面溢流沖刷機制，建立洪水溢堤之數模，進行溢流模擬，研擬改善方案與效益評估。第一年為文獻理論與數模回顧評估比較，並研發適宜台灣溢堤機制之模組。第二年為整合研發之模組，以南科園區為應用對象，進行模組之測試、檢定與驗證。第三年為河堤溢淹改善方案研擬，對於不同改善方案進行數模及效益評估。本子計畫之研究成果同時可提供其他子計畫在計畫區內淹水模擬與評估之用。
都市地區淹水改善措施之效益評估研究---子計畫：都市地區淹水模式之評估與應用研究(I)
(2008)
葉克家
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YEH KEH-CHIA
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國立交通大學土木工程學系(所)
隨著台灣社會經濟發展，都市地區颱洪暴雨所帶來之淹水課題也日受重視，如排水閘門之管理操作、滯洪池之設置、分洪道之規劃、都市計畫發展與地下水道設計結合等。由於颱風、豪雨等天然災害之存在，使得都市排水與抽水站管理倍受矚目，如2001 年納莉颱風重創北部地區淹水，造成地下鐵與捷運系統癱瘓；2004 年敏督利颱風重創全台多個鄉鎮；2005 年海棠颱洪對台北及宜蘭縣農作物受損嚴重，部份低窪地區因積水不及宣洩造成良田農舍泡水有如汪洋。因此，都市排水、淹水課題對人民安全及財產之影響攸關重大。淹水地點與範圍受排水設施功能之限制，而排水設施承受之水量來自降雨形成之地表逕流，經由街道及其邊溝與邊溝進水口流入雨水下水道，傳輸至水門或抽水站而洩排入臨近之區域排水、河流、或湖泊海域。因此都市地區之淹水現象須整合淹水模式(降雨-逕流演算)、街道路網水流模式、雨水下水道網路模式、水門及抽水站操作模式等進行模擬演算。本計畫研究目的在於對多個都市淹水模式理論與數模進行回顧，並評估既有國內外常用先進淹水模式之優缺點與功能限制，進而擇之應用於台灣本土案例。同時，依據總計畫之執行目標，結合各子計畫如降雨分佈、防洪排水設施、都市下水道等相關研究，進行共同應用對象(台北市玉成抽水站)之都市淹水潛勢分析，提出相關措施與建議，以達到改善都市地區淹水之目的。本計畫分三年進行，第一年度以模式回顧為主要方向，回顧與評估既有先進淹水模式之理論與計算概念，並對其模擬所需邊界條件、模式參數敏感度分析等進行研究；第二年度以案例分析為主要方向，針對總計畫共同應用對象進行模式實例應用，並比較評估各淹水模式實際應用之成果；第三年度以效益評估及研提改善措施為主要方向，藉由共同應用對象之淹水潛勢分析等結果，提出可能之改善措施與建議。
都市地區淹水改善措施之效益評估研究---子計畫：都市地區淹水模式之評估與應用研究(II)
(2009)
葉克家
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YEH KEH-CHIA
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國立交通大學土木工程學系(所)
隨著台灣社會經濟發展，都市地區颱洪暴雨所帶來之淹水課題也日受重視，如排水閘門之管理操作、滯洪池之設置、分洪道之規劃、都市計畫發展與地下水道設計結合等。由於颱風、豪雨等天然災害之存在，使得都市排水與抽水站管理倍受矚目，如2001年納莉颱風重創北部地區淹水，造成地下鐵與捷運系統癱瘓；2004年敏督利颱風重創全台多個鄉鎮；2005年海棠颱洪對台北及宜蘭縣農作物受損嚴重，部份低窪地區因積水不及宣洩造成良田農舍泡水有如汪洋。因此，都市排水、淹水課題對人民安全及財產之影響攸關重大。淹水地點與範圍受排水設施功能之限制，而排水設施承受之水量來自降雨形成之地表逕流，經由街道及其邊溝與邊溝進水口流入雨水下水道，傳輸至水門或抽水站而洩排入臨近之區域排水、河流、或湖泊海域。因此都市地區之淹水現象須整合淹水模式(降雨-逕流演算)、街道路網水流模式、雨水下水道網路模式、水門及抽水站操作模式等進行模擬演算。本計畫研究目的在於對多個都市淹水模式理論與數模進行回顧，並評估既有國內外常用先進淹水模式之優缺點與功能限制，進而擇之應用於台灣本土案例。同時，依據總計畫之執行目標，結合各子計畫如降雨分佈、防洪排水設施、都市下水道等相關研究，進行共同應用對象(台北市玉成抽水站)之都市淹水潛勢分析，提出相關措施與建議，以達到改善都市地區淹水之目的。本計畫分三年進行，第一年度（執行中）以模式回顧為主要方向，回顧與評估既有先進淹水模式之理論與計算概念，並對其模擬所需邊界條件、模式參數敏感度分析等進行研究；第二年度以案例分析為主要方向，針對總計畫共同應用對象進行模式實例應用，並比較評估各淹水模式實際應用之成果；第三年度以效益評估及研提改善措施為主要方向，藉由共同應用對象之淹水潛勢分析等結果，提出可能之改善措施與建議。
都市建設之淹水影響與改善措施評估研究---子計畫：都市周圍河堤溢淹對對淹水影響及改善措施評估研究(I)
(2006)
葉克家
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YEH KEH-CHIA
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交通大學土木工程系
台灣地區水庫集水區週遭因地質條件不佳，加上近年來山坡地大量開發，水土保持工作未落實以及氣候變遷等因素，造成大量山坡地沖蝕崩塌，使水庫多面臨颱洪期間原水濁度過高及水庫淤積，導致防洪能力降低、給水能力不足等問題。為研擬減緩或清除水庫淤積及降低原水濁度之策略，需分析泥砂在水庫內之運移、沖淤和分佈的規律，而現場量測資料搭配數值模擬即是最佳的分析策略之一。泥砂移運之觀測可分析泥砂分佈、運移之時間與空間行為，以提供模式參數率定與驗證之用，以及未來排砂操作的即時資料回饋。既有之泥砂濃度量測技術無法同時達到高濃度、多點資料擷取自動化、耐用性等需求。本研究的主要目的是以以被動式電磁波時域反射法發展成本可行、高空間解析度、高時間解析度、高量測範圍、耐久性的泥砂自動化觀測系統。研究首先建立基本泥砂取樣與超音波人工量測系統，作為初期資料收集與後續監測技術開發驗證之工具；並以被動式電磁波時域反射法建立寬頻的電學性質量測技術，藉以探討含砂濃度與寬頻電學性質之關係。接著改良現有電學感測器之量測精度後，以石門水庫現址實際測試多點式電學感測技術，並配合其他觀測技術，進行方法驗證及現場自動化監測實務問題探討。最後藉由各項觀測資料，探討監測物理量與含砂濃度及其他環境因子之關係，以具體建議水庫濁水含砂濃度之監測策略。
防災科技研究學門研究發展及推動計畫
(2016)
葉克家
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YEH KEH-CHIA
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國立交通大學土木工程學系（所）