¶ 水利工程技術規範－河川治理篇（上冊）－第三篇 測量｜第四章 洪水量分析
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水利工程技術規範-河川治理篇（上冊） 第四篇 規劃
第四章洪水量分析
4.4.1 水文分析
1. 水文分析目的
河川治理規劃與工程設計應辦理水文分析，其目的在藉由測站流量
資料或集水區雨量資料，推估河川控制點之各重現期距洪峰流量，
以供河川進行水理分析、通洪能力分析、輸砂能力檢討、洪氾模擬
分析及淹水潛勢分析之用。
2. 水文分析原則
針對有長期可靠洪峰流量紀錄之地區，可應用頻率分析理論，推估
河川控制點之各重現期距洪峰流量。而針對缺乏流量紀錄之地區，
可應用控制點以上集水區之雨量資料分析結果，配合水文模式推估
洪峰流量。水文模式推估洪峰流量在平坦之低窪地區有其使用之限
制，必要時，應輔以水理模式，以符合實際地形及外水位條件。
【說明】
(1) 河川之控制點若無觀測之流量資料可供分析，則可依據計畫區
域內及鄰近雨量站之雨量資料，推估該控制點各重現期距洪峰
流量。
(2) 集水區之洪峰流量不僅受降雨(強度及延時)及集水區地形之影
響，亦可能受外水位(排水出口潮位或河川水位)之影響。水文模
式之洪峰流量推估常僅能考慮降雨及部分地形因素，因此在平
坦之低窪地區推估洪峰流量時，應輔以適當之水理模式，以免
造成不合理之結果。
(3) 為流域綜合治水之需，各治水單元設施可能依不同的水文設計
基準規劃，最後應以全流域同一水文事件模擬檢視其流出及淹
水情況，以確認綜合治水方案的整體功能。
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(4) 河口沿海低窪地區其集水區之逕流無法即時匯入河道排出，平
原地區主支流匯流處因地勢低窪，部分流量可能無法即時匯入
本流，在決定河道計畫流量時應考量此一因素。
(5) 水文分析應依水利署「河川治理規劃及河川區域劃設水文分析
報告審查作業須知」相關規定辦理。
(6) 有關水文分析方法得依水利署「水文分析參考手冊」辦理。
3. 雨量站與流量站之選用
雨量站與流量站之選用應符合觀測資料可靠、具集水區代表性、紀
錄較長且資料完整之原則，其資料紀錄年限應大於25 年。雨量站
之選用應以計畫區域內之雨量站為原則，並配合鄰近適當之雨量
站。
【說明】
(1) 通常可靠之應用期距約為資料年數之二至四倍，故推算長重現
期距(如50 年以上)之降雨量或洪水量，其資料紀錄年限以大於
25 年為原則。
(2) 雨量站資料除可用以推估該雨量站之降雨強度公式外，亦可藉
由計畫區域內及鄰近之雨量站中，選用觀測資料可靠、紀錄較
長且資料完整之雨量站，計算集水區平均雨量，並作為推求集
水區設計雨型之依據。
(3) 雨量站資料應蒐集整理其歷年紀錄，包括年、月、日數值、平
均值、暴雨事件逐時雨量、最大24 小時、48 小時、72 小時或
最大一日、二日、三日連續降雨量及發生日期等資料。
(4) 流量站資料應蒐集整理其歷年紀錄，包括年平均值、最大瞬時
流量及發生時間等資料。
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4. 水文資料之校正、補遺及延伸
水文資料之可靠性及完整性應予以檢定，資料有誤應進行校正，資
料有缺漏或不足，應進行補遺或延伸。
【說明】
(1) 選用之水文資料其可靠性應予以檢定，若有誤應進行校正；有
缺漏應進行補遺；水文資料紀錄年限不足應進行延伸。
(2) 雨量資料校正之方法，一般採用雙累積曲線法及迴歸分析等；
流量資料之檢核可藉雨量資料進行，其方法一般採用水位-流量
率定曲線、面積比法、迴歸分析及逕流係數法等，且須考慮上
游水道、水庫調整池等人為引水之修正及河道沖淤、河道變遷
等環境因素。
(3) 雨量資料補遺之方法，一般採用正比法、內插法、控制面積法
及迴歸分析等；流量資料補遺之方法，一般採用面積比法、面
積坡降法、降雨-逕流模式及迴歸分析等。
(4) 雨量資料延伸之方法，一般採用正比法、內插法、控制面積法
及迴歸分析等；流量資料延伸之方法，一般採用降雨-逕流模
式、序率模式、面積比法及迴歸分析等。
(5) 水文資料之校正、補遺或延伸應依據流域內或鄰近流域測站之
可靠性資料進行，且應至少採用二種不同方法比較研判，以選
用最適當之數值。
5. 降雨量統計分析
降雨量統計分析項目，包括流域平均各延時年最大降雨量計算，降
雨量頻率分析，雨型分析等項。
【說明】
(1) 降雨延時的選用
降雨範圍涵蓋全流域的一場暴雨，其規模大小與降雨持續的
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延時有密切關係，進行降雨分析時，通常選擇數種降雨延時分析
比較，以推求流域出口不同重現期距可能產生的最大洪水量，做
為水文設計的依據，視流域面積及集流時間大小，常分析的降雨
延時一般為3 小時、6 小時、12 小時、24 小時及48 小時。
(2) 流域平均各延時年最大降雨量計算
A. 流域內及鄰近流域雨量站，同一時間各延時所發生降雨量的
年最大值，即為計算流域平均各延時年最大降雨量的基礎。
B. 計算流域平均降雨量，考量雨量站分布情況、流域地形、精
度需求等因素，得採用徐昇氏多邊形法、等雨量線法、算術
平均法或其他平均雨量計算方法推估之。
C. 一般採用徐昇氏多邊形法與等雨量線法為多。若以徐昇氏多
邊形法進行分析，應繪製徐昇氏雨量站網劃分圖，並列表說
明雨量站權重。若以等雨量線法進行分析，應繪製流域等雨
量線圖，並說明製作方法，如克利金法或線性內差法等。
D. 當逐時雨量紀錄之年份有限時，年最大24 小時與年最大48
小時延時暴雨得利用年最大1 日、年最大2 日雨量資料修正
獲得。
E. 其修正係數參考表示如表4.4-1。
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表4.4-1 年最大雨量修正係數參考表
修正係數
國家 分區
1 日轉24 小時（F24）2 日轉24 小時（F48）
北區 1.15 1.04-1.07※3
中區 1.14 1.03-1.07※3
台灣※1
南區 1.14 1.03-1.07※3
東區 1.17 1.05-1.09※3
美國※2 1.13-1.21 1.03-1.13※3
※1「水文觀測技術團建置先期研究與示範（3/3）」，經濟部水利署，
2005。
※2「Precipiation-Frequencey Atlas of the United States，Volume3
Version3.0」
※3 台灣地區年最大2 日雨量轉年最大48 小時雨量之修正係數，係
參考NOAA 研究成果估算而得。
(3) 降雨量頻率分析
A. 降雨量以年最大值序列為樣本進行頻率分析；即以上述流域
平均各延時年最大降雨量分析其發生頻率。
B. 頻率分析得採用二參數對數常態分布（LN2）、三參數對數常
態分布（LN3）、皮爾遜III 型分布（PT3）、對數皮爾遜III
型分布（LPT3）、極端值I 型分布（EV1）等為之。
C. 機率分布之選定應經適合度（goodness-of-fit）檢定，以卡方
檢定（Chi-Square test）為主，並利用誤差分析如標準誤差
（SE，Standard Error）或平方差合（SSE）分析比較後選取。
點繪位置公式以Hazen 公式為主。
D. 上述五種機率分布中何者較適用於台灣，根據水利署95 年11
月15 日研商結論，原則上降雨頻率分析應以對數皮爾遜Ⅲ
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型（LPT3）分布為主，惟當資料取對數後之偏態係數為負值
時，LPT3 分布會產生一上限值，此時應考量水文量之合理
性，如遇不合理情形(如觀測事件大於分布上限值)，則避免
採用此一分布。
E. 頻率分析採用之年序列雨量樣本值及分析之各重現期距雨量
須點繪在機率紙上，若樣本值位置與分析成果之頻率曲線差
異大呈異常現象時，應予剔除後再作頻率分析計算及檢定。
(4) 雨型分析
A. 所謂雨型一般指總降雨量在降雨延時內之時間分布型態而
言，常用的設計雨型包括：同位序平均法雨型、序率馬可夫
(SSGM)雨型、降雨強度設計雨型及過去暴雨事件實際降雨雨
型等。為配合洪水單位歷線推估洪水歷線，雨型的時間間距
須與單位歷線的單位有效降雨延時相同。
B. 水利單位最常用的同位序平均法雨型、係選擇數場具代表性
的暴雨事件，採降雨延時24、48 或72 小時之時雨量，推求
各場颱洪事件之逐時流域平均雨量；再計算各場颱洪事件之
逐時降雨量佔總雨量百分比，依大小順序排列並予以級序
後，計算各場暴雨同級序降雨百分比之平均值，再將此平均
值雨量百分比按中央集中型配置降雨時間分配型態。由於中
央集中型的雨型分配係經人為重組安排，一般可形成較大洪
峰流量，就水文設計而言較為安全保守，故廣為採用。雨型
除中央集中型外，也可能有前進集中型或延後集中型，可分
析暴雨事件降雨累積曲線得知，視實際情形採用。
C. 目前各雨量站每小時雨量及每分鐘雨量無法經由上網下載取
得，欲分析短延時降雨如3 小時、6 小時及12 小時的發生頻
率較為不便建立短延時的雨型也有困難。但由於現階段河川
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治理規劃案件流域面積較小甚多適用短延時降雨型態，建議
仍宜直接向雨量觀測機關如水利署河川局及中央氣象局取
得上述資料以便分析。
D. 無其他適當降雨資料地區，得以降雨強度公式設計雨型。
有關降雨強度的採用原則如下：
(A) 可參考「台灣地區雨量測站降雨強度-延時Horner 公式分
析」，民國92 年2 月；「水文設計應用手冊」，民國90 年
12 月；「台灣水文資料電腦檔應用之研究（3）」，民國77
年6 月。
(B) 建議優先採用Horner 公式。
(C) 對於無自記站或無相關公式可推求降雨強度之規劃地
區，可利用該區域之物部公式求得降雨強度。（例如，以
台灣地區平均C 值0.506 代入）
6. 洪峰流量及洪水歷線推估
洪峰流量及其洪水歷線資料，為河川治理規劃主要數據之一，得根
據水位流量站實測紀錄或以降雨逕流水文模式分析推估之。
【說明】
(1) 有長期而可靠洪峰流量紀錄之分析
河川水系內設有水位流量站，流量記錄年限超過25 年且可
靠者，可採用歷年最大瞬時洪峰流量紀錄，並補遺所缺或可疑資
料，比照前述降雨機率分布分析經適合度檢定與誤差分析後，推
估該觀測站各重現期距之洪峰流量。河川水系其他流量控制點之
洪峰流量則用比面積法推算。用本法僅能計算各重現期距洪峰流
量，洪水歷線無法推求。
(2) 無流量測站或實測資料不足流域水文模式之應用
無流量測站流域洪水量之推算，可採用流域雨量資料，配合
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集水區及水道特性，應用適當降雨逕流水文模式推算；或應用鄰
近測站之流量頻率分析結果，計算洪水量。
A. 流域面積小於10 平方公里者，得應用合理化公式配合降雨強
度公式(或降雨強度-延時-頻率公式)與集流時間公式，推求各
重現期距之洪水量。
B. 流域面積介於10~25 平方公里者，得使用三角型單位歷線
法，推求各重現期距之洪水量。
C. 流域面積大於25 平方公里者，得使用三角型單位歷線法，無
因次單位歷線法，運動波一地貌瞬時單位歷線法、或其他降
雨逕流模式，推估洪峰流量及洪水歷線。
D. 水道貯蓄效應明顯之較大集水區，得依河川網路將此大集水
區劃分成數個次集水區進行水文模擬，並配合水道演算模
式，以推求各重現期距之洪水量。
E. 針對同一河系，得應用河系各測站之流量頻率分析結果，以
比面積法推求該無紀錄地區各重現期距之洪水量。
(3) 應用降雨逕流水文模式分析洪水之相關說明
A. 合理化公式中的降雨強度，係假設降雨延時大於或等於集流
時間Tc 之均勻降雨強度值；而三角型單位歷線法所應用之設
計雨型時間間距（D），原則上應符合D≦0.133Tc，一般採用
如下表：
Tc（小時） D（小時）
Tc≦1 0.15 小時或10 分鐘
1＜Tc≦3 0.4
3＜Tc≦6 0.8
Tc＞6 1.0
B. 集水區之集流時間得應用多種經驗公式如漫地流及渠流流速
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推估、加州公路局公式、Rziha 公式、周文德公式或運動波
集流時間理論公式等比較推估，惟漫地流及渠流流速推估法
應列為基本方法。
C. 台灣地區常用於無測站地區之水文模式包括三角型單位歷線
法、無因次單位歷線法、運動波-地貌瞬時單位歷線法、
HEC-HMS 模式(HEC-1 模式)、SCS 法等。水文模式應採三
種以上，並經比較後選用之。各理論型水文模式之比較如表
4.4-2。
D. 由於水文模式無法考慮水道貯蓄效應之影響，因此在水道貯
蓄效應明顯之大集水區，得依河川網路將此大集水區劃分成
數個次集水區進行水文模擬，並配合河道演算模式，推求各
重現期距之洪水量。
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規劃 等方法演 模式 洪水量分析第四篇 模式將集水區視 HEC-1 HEC-1 為水文均勻。依實際地形 分成之不同小區組成流 網，各以漫地流、運動波 及Muskingum 算逕流。 集水區內假設為水文、地 文條件均一亦即將子集 水區視為一均質區域。若 集水區內之各項水文地 文參數無法代表該子集 水區之特性則應再細分 集水區。
(Unit 單位歷線 Hydrograph) 基期一定。 比例假定。 重疊假定。 流域之時間、空間 具有均勻之單位有 效降雨於特定延時 下降後，在下游出 水口產生之流量歷 線。 1. 2. 3.
型漫地流 瞬時均
(GIUH) 運動波-地貌單位歷線 291 應用等侯模式，以描述雨滴落 於集水區所形成之逕流情形。 其主要概念為利用V 模型，模擬每個級數之次集水 區。並應用荷頓比與運動波理 論推估逕流運行時間，進而推 求集水區之瞬時單位歷線。 單位有效降雨於t=01. 勻落在集水區上。且雨滴間 彼此獨立，不相互影響。 2.假設落於河川上之雨滴可予 以忽略。 3.採指數分布作庶逕流運行之 時間分布。 4.非線性。 降雨逕流水文模式比較表（1/3）
水筒模式 Model) 表4.4-2 LST (Tank 將流域之逕流機構置換由數 個貯蓄型之模式容器(亦稱 水筒,Tank)所組成。用以模擬 入滲、滲漏、貯留、地表逕 流、中間流及基流等水文現 象。 地表逕流=水筒孔口上方1. 之容水高度×流出孔乘係 數 2.滲透量=水筒內貯蓄水高× 滲透孔乘係數 貯蓄量=地表逕流-滲透量3.
Model)
P 貯蓄函數 KQ (Storage = 演算逕流過程中，加 入流域貯蓄因子，作 為轉換函數。 流域之貯蓄量(S)與 逕流量(S)呈指數函 數關係。 S
模式 假設水利工程技術規範-河川治理篇（上冊） 理論基礎
項目
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規劃 洪水量分析第四篇 事件性水文模擬 CN(CurveNumber) 稽延時間 地形變化不大且無人工結 構物之小集水區。 1. 2.
事件性水文模擬 廣闊平坦且降雨變 化特性比較單純之 流域。 針對以往之洪水紀 錄，先作出各種不同 雨量強度之單位歷 線，應用時依目的選 擇適當之單位歷線。
之中小型河川。且 事件性水文模擬 河川數目,Ni 河川級序數 各河川級序(i)之 292 a. b.平均長度,Li c.排水面積,Ai d.平均坡度,Si 可應用無水文紀錄之地區。 適用於集水區面積小於 1000km2 避免用於太過於平坦之地 區。 1. 2. 1. 2. 3.水流速度之參數,Cs 4.流域地文之特性參數,Cr 5.河川級序間之轉移機率Pi 降雨逕流水文模式比較表（2/3） 為敏感度較
表4.4-2 事件性水文模擬 連續性水文模擬 水筒出水孔高度(z1、z2、z3) 出流孔乘係數(a1、a2、a3、a4、 a5) 滲透孔乘係數(b1、b2、b3) 各水筒之初期貯水高其中 a1、a2、b1、z1 大之參數。
1. 2. 3. 4.
良好 流域劃分 流域面積(A,km2)介 於10<A<100:最佳 精度 100<A<1000: 精度 A>1000: 成若干小集水區 事件性水文模擬 稽延時間(Tl) 平均流入係數(f) 流域特性因子 (K,P) 一次逕流率(f1) 飽和雨量(Rsa)
1. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 5.
適用範圍水利工程技術規範-河川治理篇（上冊） 率定之參數 颱風及暴雨) 時程 模擬水文事件之 1.連續性模擬：長 時間之模擬(如 月、季及年)。 2.事件性模擬：短 時間之模擬(如
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規劃 月
年12 洪水量分析第四篇 只能模擬單峰流 1.同一子集水區內假設為 水文、地文條件均一，亦即 將集水區視為一均質區 域，若與事實不符或所求取 之各項水文、地文參數無法 代表該子集水區之特性，則 應再細分子集水區 2.HEC-1 量，對於連續降雨事件則模 擬不佳。
單位歷線之上述三 假定，實用上可視近 似成立，嚴格地說， 一個流域之單位歷 線的形狀，受降雨之 強度、地域分布等之 影響。
值顯示該流域 會有較大之洪峰 出現，且縮短洪峰到達時間。 相關且較高之Cr 之傳遞效應較大，且貯蓄效應 小，會產生較高之洪峰量。 需具備集水區之數化地形圖 (DTM)，精度至少須為1:50,000。 2.較高參數Cs 其中： 1.參數Cr與流域之平均坡度成正 293 降雨逕流水文模式比較表（3/3）
表4.4-2 而非整體最佳值 optimum)。 資料來源：「洪氾區劃設準則及模式研究總報告」，經濟部水利署水利規劃試驗所，民國92 參數之率定可使用各種參數優 選方法，使用優選法之長處為 客觀且節省模式之試誤時間， 而缺點為無法保證結果收斂或 有時只能找到局部最佳值(local optimum) (global
各參數除稽延時間、 一次逕流率之推估， 須經人為判定，其他 參數可由實測資料直 接求得。
限制水利工程技術規範-河川治理篇（上冊）