應用線性動差法探討雙變數區域乾旱頻率分析

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Title:	應用線性動差法探討雙變數區域乾旱頻率分析
Other Titles:	Bivariate Regional Drought Analysis Using L-Moments
Authors:	蕭政宗
Contributors:	淡江大學水資源及環境工程學系
Keywords:	乾旱;標準化降雨指數;區域頻率分析;指數洪水法;線性動差;聯結函數;雙變數分佈
Date:	2006
Issue Date:	2009-03-16 17:06:19 (UTC+8)
Abstract:	乾旱雖然是自然的氣候現象，其發生是無可避免的，但不預期且長時期的嚴重乾旱，不僅使得生活及農、工、商等產業給水調配發生問題，對環境所帶來的負面影響更是不可忽略。由於乾旱現象甚為複雜，傳統的單變數分析無法提供完整的描述，而且乾旱有時不會發生、或發生時會有跨年的情況，使得實際的乾旱觀測資料經常不足，且傳統的年最大系列無法適用於此類的乾旱分析。為克服這些乾旱分析遭遇到的困難，本計畫將以區域頻率分析的方式整合區域內多站的乾旱資料以建立較精確的區域乾旱模式，所採用的方法以常用於區域洪水及暴雨頻率分析的指數洪水法(index flood method)並配合以線性動差法(L-moment)推估參數來建立區域乾旱頻率分析模式，但傳統的區域頻率分析只限於單一變數，本計畫將擴展為乾旱延時-乾旱量之雙變數區域乾旱頻率分析。本計畫首先以標準化降雨指數(standardized precipitation index，SPI)定義乾旱，乾旱事件定義為連續負值SPI的一段時間，乾旱事件之乾旱延時及乾旱量(累積SPI值)為本計畫區域乾旱分析頻率的基礎；其次計算各站乾旱資料之各階線性動差及線性動差比，並利用線性動差為基礎的不一致(discordancy)、異質性(heterogeneity)及適合度(goodness-of-fit)估量評估同一區域之乾旱資料是否一致及均勻，並選取一合適的區域乾旱延時及乾旱量機率分佈函數。傳統的區域頻率分析只能用於單變數，本計畫為求對區域乾旱頻率能有較詳盡的分析，將傳統的單變數區域頻率分析擴展為乾旱延時及乾旱量雙變數區域頻率分析，所採用的方法為聯結函數(copula)。聯結函數能聯結不同的邊際分佈成為雙變數分佈，因此本計畫先以傳統的單變數洪水指數法決定乾旱延時及乾旱量之最佳區域邊際機率分佈，而後再以聯結函數建立乾旱延時-乾旱量之區域雙變數機率分佈，之後即可應用於各站進行雙變數乾旱頻率分析。本計畫將以台灣地區北部、中部、南部及東部區域內雨量紀錄較長且連續不間斷的年雨量紀錄為基礎，建立台灣地區各區域之乾旱雙變數分佈，以探討不同乾旱延時及乾旱量之發生機率。乾旱時期的水資源管理一直是水資源系統中很重要的一環，經由本計畫的分析可以適切的瞭解乾旱的特性並將之整合於水資源管理計畫中，對降低乾旱所帶來的負面影響應會有所助益。
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