兰阳溪为台湾东北部宜兰县境内最大河川,发源於南湖大山北麓(标高3,536公尺),本流东北流至破布乌始入平地,至兰阳桥附近形成干流,再东北流至东港注入太平洋,流域面积978平方公里,干流长度73公里。流域下游为兰阳平原,因地势低洼,加上年雨量高连2,656公厘及因砂土性质的排水性差,导致洪水宣泄不良而泛滥成灾。近年来相关单位元虽以工程治理作为防洪手段,但受到工程措施仍有其设计风险存在,并无法完全消除水患,故应辅以非工程之防洪措施,如洪水预警及洪灾保险措施之规划等,以弥补工程方法之不足。然而,在灾害防救工作上,洪水水位往往比流量较具有参考价值。若是能在事先预测出沿岸的洪水位剖面线及特定地点的洪水位预报资讯,必能提供河川流域之洪灾应变决策参考,将可有效减低洪水所带来的灾害损失。 一般进行河川演算模拟时,必须有上、下游边界条件,目前既有之河川演算模式,大都采用上游为流量历线,下游则为河口潮位历线。但一般水文监测站多为记录水位资料,因此若能将上游边界直接引用水位历线,将可减少水位转成流量过程中所产生之误差。此外,受到上游段河道坡度较陡,及底床地形变化剧烈之种种地形因素,则会造成败值的不稳定。为避免这种状况,在易造成数值不稳定的上游段,以较不受地形影响之运动波模式先进行演算,在前人研究方面,运动波大多以流量进行演算.一旦遇到需要洪水位进行预报及决策时,则将形成预报的漏洞,因此本研究主要目的是结合运动波模式及动力波模式,建立河川洪水位演算模式,以掌握河川水体的即时水位变化趋势.本研究首先在坡度较陡的上游河道,以即时观测水位配合运动波模式进行数值演算,作为动力模式的上游边界;而动力模式方面,则以缓变量流理论为基础,配合非线性四点完全隐式差分法所建立.最後,将两模式衔接,完成河川洪水位演算模式.为检验本研究所发展之河川洪水位演算模式数值演算的正确性,分别就运动波模式、动力波模式及经衔接两模式发展出的河川洪水位演算模式,探讨洪水波在人工管道之传递过程,从模拟结果发现,当坡度越大时,运动波模式计算结果更接近於动力波之结果.另外为了测试本模式是否能应用於天然河川,故以兰阳溪流域作为研究区域,并以台洪事件进行测试。由模拟结果显示,本研究所建立的河川洪水位演算模式,确实可以在台洪期间提供兰阳溪合理及准确的短期河川洪水位资讯。