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論文中文名稱:以HHT判斷臺灣河川的豐枯週期 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Defining drought and wet seasons in Taiwan using HHT [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
畢業學年度:101
出版年度:102
中文姓名:林威再
英文姓名:Wei-Tasi Lin
研究生學號:100428073
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2013-07-20
論文頁數:91
指導教授中文名:陳彥璋
指導教授英文名:Yen-Chang Chen
口試委員中文名:高蘇白;陳主惠;林裕彬;柳文成
口試委員英文名:Su-Pai Kao;Chu-Hui Chen;Yu-Pin Lin;Wen-Cheng Liu
中文關鍵詞:HHT豐枯週期豐枯比EEMD
英文關鍵詞:Hilbert-Hung TransformEEMDwet season and dry season period
論文中文摘要:在臺灣地區進行水文分析時,通常以降雨量達一定程度作為界定豐枯水期之基準,然因降雨受氣候影響進而推延界定基準之時間同時亦改變豐枯週期,所以並無法精確判定豐枯期距,本研究將臺灣分五大區域取各河川流量資料:北部基隆河、北勢溪、東北部蘭陽溪、中部大安溪、濁水溪、南部高屏溪、東部秀姑巒溪,利用可以處理非線性、非穩態資料的方法將具有訊號水位流量數據利用時頻分析方法Hilbert-Hung Transform(HHT),做為豐枯水期分析之工具,為解決模態混雜(mode mixing)的問題,使用了整體經驗模式解構法(Ensemble Empirical Model Decomposition(EEMD)),EEMD可將流域內各流量站的流量分離為IMF分量與一條趨勢向量(Residual),將結果經由希爾伯特轉換求得能量頻譜圖,於頻譜圖用其積分方式求得時間與振幅的邊際時間圖,於發現能量變化與殘值有相關性,故藉由趨勢向量,進而判定河川的豐枯週期。
本研究分析豐枯水期結果與水利署及前人研究比較,由結果證實與雨量界定臺灣豐枯週期的差異不大,然本方法所使用EEMD不但證實過去經驗的可靠性,也可精確判定豐枯週期。
論文英文摘要:Rainfall variation will change the wet and dry period due to that the rainfall is usually used as a reference to define the period while doing hydrologic analysis in Taiwan which means it is hard to dertermine the period accurately. In this study,we separate Taiwan into five regions and get the flow data of river in these regions: the northern Keelung River、Peishis River, northeast Lanyang River, central Choshui River、Daan River, southern Kaoping River, eastern Hsiukuluan River, use can handle nonlinear and non-stationary method of data will have water flow data signals using time-frequency analysis method Hilbert-Hung Transform (HHT), as the analysis tool of wet and dry period ,for solving the problem of mode mixed, use the Ensemble Empirical Model Decomposition (EEMD), EEMD can be the watershed flow stations separating the IMF component and Residual, the results obtained via the Hilbert transform the energy spectrum, the spectrum diagram with its integral approach time and amplitude obtained marginal time diagram, the discovery of the energy change was correlated with the residual, by the residual, and thus determine the river wet and dry period.
This study analyzes the wet and dry period results comparing the Water Resources Agency and previous study as defined by the results confirm and rainfall in Taiwan wet and dry period is insignificant, then the EEMD method not only prove the reliability of past experiences, but also accurately determine wet and dry period.
論文目次:摘 要 i
ABSTRACT ii
目 錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 論文架構簡介 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 乾濕季界定 4
2.2 乾濕季分析 8
2.2.1國外河川乾濕季分析 18
2.3時頻分析 19
2.3.1簡介 19
2.3.2常用分析工具 19
2.3.3水文序列相關研究 21
第三章 研究方法 22
3.1 HHT架構 22
3.1.1 經驗模式解構法(Empirical Mode Decomposition, EMD) 24
3.1.2 整體經驗模式解構法(Ensemble EMD, EEMD) 27
3.1.3 希爾伯特轉換(Hilbert Transform) 28
3.2 HHT之相關使用準則 30
3.2.1停止準則 30
3.2.2包絡線 31
3.2.3邊界效應 31
3.3 HHT特性與應用 32
第四章 研究區域 33
4.1研究區域概述及水位站之選定 33
4.1.1北部地區-基隆河 34
4.1.2北部地區-北勢溪 35
4.1.3東北部地區-蘭陽溪 35
4.1.4中部地區-大安溪 37
4.1.5中部地區-濁水溪 38
4.1.6南部地區-高屏溪 39
4.1.7東部地區-秀姑巒溪 40
4.2水位流量站資料處理 42
第五章 結果與討論 43
5.1研究結果 43
5.1.1北部地區-五堵 43
5.1.2 北部地區-水源橋 47
5.1.3東北部地區-蘭陽大橋 51
5.1.4中部地區-象鼻 55
5.1.5中部地區-玉峰橋 59
5.1.6南部地區-里嶺大橋 63
5.1.7東部地區-瑞穗大橋 67
5.2分析及討論 71
5.2.1豐枯期時間上差異 71
5.2.2豐枯期空間上差異 75
5.2.3殘值適用性 76
第六章 結論與建議 85
6.1結論 85
6.2建議 86
參考文獻 87
符號彙編 91
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論文全文使用權限:同意授權於2018-08-26起公開