發布機關：經濟部水利署
文件性質：水利建造物檢查及安全評估技術規範解說；行政指導文書
版本：中華民國112年12月；官方檔名標示20231227公告核定版；249頁
官方來源：行政指導文書入口 ｜ 公告核定版PDF
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版本：中華民國112年12月；官方檔名標示20231227公告核定版；249頁
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第六章 校核分析（1／3）；原PDF第152–180頁。
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¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第152頁
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第六章 校核分析 6.1 通則 6.1 通則 水庫之安全評估工作，當建造物所處環境或荷重條件已發生變化而與 原設計考量不同，有影響建造物安全或功能之虞慮，或者完成建造物相關 安全資料複核及現場檢查工作後，認為某些問題必須進一步分析方能加以 評估時，應進行本項校核分析工作。 【解說】 水庫安全評估之校核分析與評估之項目將隨水庫及堰壩之條件及實際 狀況而有所不同，且經認定 6.2 節所述之校核分析與評估項目，某些項目 必須進一步分析方能評估時，再進行該項目之校核分析。 148
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第153頁
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6.2 校核分析項目 6.2 校核分析項目 1.校核地震評析。 2.校核洪水評析。 3.結構物水理評析。 4.水庫淤積評析。 5.排洪設施之排洪能力評析。 6.壩體出水高度之評析。 7.壩或堰之結構安全評析。 8.附屬結構物安全評析。 9.隧道結構安全評析。 10.壩基座及水庫周圍邊坡安定評析。 11.監測儀器觀測資料評析。 12.水工機械及其機電設備評析。 【解說】 本章之規範係針對上述各項目列舉現階段可用之分析方法，惟由於分析 方法將隨學術理論與電腦科技之發展有所改變，必要時應予以更新。同 時，本規範亦將針對上述各核核分析項目之分析準則、分析模式、分析結 果之評估等予以規範。 149
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第154頁
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6.2.1 校核地震評析 6.2.1.1 工作內容 6.2.1 校核地震評析 6.2.1.1 工作內容 1.資料蒐集、建檔或更新本階段安全評估之前所有相關地震研究之報告。 2.資料複核。 3.校核地震參數之求取。 (1)最大可能地震(MCE)之震源位置及規模。 (2)最大可能地震(MCE)、設計基準地震(DBE)、運轉基準地震(OBE)及校 核地震之設計 PGA 值。 (3)最大可能地震(MCE)、設計基準地震(DBE)、運轉基準地震(OBE)及校 核地震之地震係數。 (4)設計反應譜。 (5)加速度歷時曲線。 4.綜合評估。 【解說】 1.校核地震評析工作可分為複核及重新評估兩部分，複核之基本精神在於 了解以往校核地震評析工作不足之處，並且建立地震資料庫，作為本階 段安全評估之基本資料。而重新評估乃基於研究方法之改進與地震資料 之更新增加，評析校核地震參數，充實既有之資料，而非否定原有之成 果。本節僅規範校核地震參數之求取；至於有關資料蒐集、建檔及複核 之相關條文已列於第二至第三章內，本節不予贅述。 2.如經評估結果無須辦理壩(堰)體應力校核或動態分析時，上述工作內容 3 之(4)及(5)兩項得免予辦理。 150
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第155頁
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6.2.1.2 最大可能地震(MCE)震源位置及規模之求取 6.2.1.2 最大可能地震(MCE)震源位置及規模之求取 最大可能地震之震源位置及規模應按壩址所在研究區域內之地震環境 及孕震構造特性，選用下列方法求取： 1.研究區域內曾發生之最大歷史地震之震源位置及規模。 2.研究區域內活動斷層之位置及最大破裂長度。 3.研究區域內活動構造之位置及最大錯動面破裂尺度。 4.採用能量累積法(energy accumulation method)計算壩址所在之震源分區 之最大規模，震源位置則訂為壩址下 5 公里處。 151
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第156頁
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6.2.1.3 設計尖峰地表加速度值之計算 6.2.1.3 校核尖峰地表加速度值之計算 水庫校核尖峰地表加速度值之計算，應分別採用下列方法為之： 1.MCE 校核尖峰地表加速度值：採用定值法、機率法或經安全評估主辦單 位核可之方式辦理。 2.DBE、OBE 校核尖峰地表加速度值：採用機率法或經安全評估主辦單位 核可之方式辦理。 3.若同時採用兩種(含)以上方法時，應說明最後採用結果及理由。 【解說】 定值法(deterministic method)及機率法(probabilistic method)皆為定義廣 泛之科學研究方法。在校核地震評析中，校核尖峰地表加速度值之計算方 法繁多。本規範所訂之方法係依國內地質與地震之研究現況，並兼顧目前 學術界及工程界廣為接受之方法而訂定之。 本規範 6.2.1.4 節將針對以定值法分析求算 MCE 設計尖峰地表加速度值 詳細說明；6.2.1.5 節將針對以機率法分析求算 MCE、DBE 與 OBE 之設計 尖峰地表加速度值詳細說明。 安全評估執行單位如欲採用與本規範不同之定值法或機率法，應經過安 全評估主辦單位核可後，始可辦理。使用兩種(含)以上方法計算設計尖峰 地表加速度值時，最後採用值應說明採用原因。 152
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第157頁
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6.2.1.4 MCE 設計尖峰地表加速度值之定值法分析 6.2.1.4 MCE 校核尖峰地表加速度值之定值法分析 MCE 校核尖峰地表加速度值之定值法分析應按下列步驟為之： 1.地震活動探討。 2.活動斷層調查。 3.採用 6.2.1.3 點所求取之 MCE 規模。 4.選用尖峰地表加速度衰減公式。 5.計算壩址水平向 MCE 校核尖峰地表加速度值。 6.計算壩址垂直向 MCE 校核尖峰地表加速度值。 【解說】 1.地震活動探討係藉所蒐集之地震目錄，研析資料以瞭解研究區域地震活 動之時空分布特性，至少應包括下列項目： (1)繪製台灣地區震央分布圖。 (2)繪製研究區域震央分布圖。 (3)繪製研究區域災害性地震震央分布圖。 (4)分析震央空間分佈與活動斷層關係。 2.既有文獻顯示，地震之發生與活動構造有關。活動構造包括：活動斷層、 活動褶皺、活動盆地、火山活動等，其中斷層活動與地震間之關係是學 術界研究較多，瞭解較為清楚的一項。活動褶皺、活動盆地與地震間之 關係，目前尚待釐清；至於火山活動，由於火山活動引發之地震規模較 小。因此本規範活動構造之調查主要針對活動斷層。 3.活動斷層之認定標準建議參考經濟部地質調查及礦業管理中心之定義： 「經濟部地質調查及礦業管理中心整理綜合各種相關文獻，考量臺灣地 區的地體構造環境，將臺灣地區的活動斷層定義為：更新世晚期(距今約 10 萬年)以來曾經活動過，未來很可能會再度活動的斷層。」孕震構造之 認定建議採用台灣地震科學中心之地震模型。 4.尖峰地表加速度衰減公式應採用台灣地區實測地地動記錄所迴歸之衰減 公式，並選擇其最新者，否則應說明原因；可採用 1 種以上尖峰地表加 速度衰減公式。應儘量採用斷層面至壩址之最短距離(closest distance)迴 歸之加速度衰減公式。 5.壩址水平向 MCE 設計尖峰地表加速度值之計算需考量下列因素： 153
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第158頁
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(1)採用 1 種以上加速度衰減公式計算時，最後採用值應說明原因。 (2)應考慮加速度衰減公式之不確定性(uncertinty)。 (3)應考慮加速度衰減公式之近場(near-field)適用性。 6.壩址垂直向 MCE 設計尖峰地表加速度值之計算需考量下列因素： (1)採用 1 種以上加速度衰減公式計算時，最後採用值應說明原因。 (2)應考慮加速度衰減公式之不確定性(uncertinty)。 (3)應考慮加速度衰減公式之近場(near-field)適用性。 (4)若缺乏垂直向加速度衰減公式時，垂直向 MCE 設計尖峰地表加速 度值可由水平向 MCE 設計尖峰地表加速度值直接折減計算，其值 不得低於水平向 1/2；而在近斷層區域，其值不得低於水平向 2/3。 154
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第159頁
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6.2.1.5 設計尖峰地表加速度值之機率法分析 6.2.1.5 校核尖峰地表加速度值之機率法分析 校核尖峰地表加速度值包括︰最大可能地震(MCE)、設計基準地震 (DBE)及運轉基準地震(OBE)等三種校核地震基準，及耐震設計及校核分析 用之校核地震。其機率法分析應按下列步驟為之： 1.劃分震源區。 2.訂定地震發生之時間分佈模式。 3.確定震源模式。 4.訂定各地震震源區之規模上限。 5.訂定各地震震源區之規模下限。 6.求取震源區之 b 值。 7.計算地震年平均發生率。 8.迴歸求取或選用合適之水平向尖峰地表加速度衰減公式。 9.計算壩址地震危害度曲線。 10.求取壩址水平向尖峰地表加速度值。 11.求取壩址垂直向尖峰地表加速度值。 12.訂定校核地震。 13.訂定邊坡及附屬結構物耐震分析用校核尖峰地表加速度值。 【解說】 機率法分析是以統計學觀點來處理特定地點、特定時期內遭受地震作用 所產生之尖峰地表加速度值大於某一定值之機率，亦稱為地震危害度機率 法分析(Probabilistic Seismic Hazard Analysis, PSHA)。地震危害度分析步驟 中隱藏多項不確定性因素，處理時宜加以考慮。 1.震源區劃分應以地震帶及地震區為基礎，其震源區邊界應根據地震活 動之空間分佈及孕震構造之幾何特徵決定，考慮之因素如下： (1)災害性地震震央。 (2)微震密集帶或集中區。 (3)地震空間分佈特性：劃分震源區時，地震震央分佈特性是必須考慮 因素之一。分析地震活動空間分佈特性時，發現某種規則情形，應 當考慮劃分為震源區。 (4)斷層活動區段(segment)。 155
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第160頁
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(5)活動斷層之端點、轉折處及交匯處等特殊區位。 (6)與地震相關之深部地體構造及地球物理異常區帶。 2.地震發生時間分佈模式應依據地震發生頻率及時間分佈決定之，應說 明採用原因並考慮分析模式之不確定性。目前常採用之之模式包括： 包生模式(Poisson model)、馬可夫模式(Markov model)、半馬可夫模式 (Semi-Markov model)、更新模式(Renewal model)及板機模式(Trigger model)等，其中最常採用者為包生模式。 3.震源模式應依震源特性決定，且應說明採用原因，目前常用之震源模 式有下列兩種： (1)點震源模式(point source model)：可分為點震源(point source)、線震 源(line source)及面震源(area source)。 (2)斷層破裂模式(fault-rupture model)：可分為線斷層位置、方向、長 度均已知；面斷層且方向已知；斷層方向未知者。 4.各地震震源區之規模上限應依地震環境特性，採下列方式之一訂定， 並應說明原因： (1)依最大歷史地震規模及孕震構造特性決定。 (2)以能量累積法計算。 5.規模下限應依據能對結構物產生影響之地震規模訂定。目前地震危害 度分析中，一般多取規模 4 為下限，校核地震評析工程師可依實際狀 況決定之。 6.震源區 b 值求取時，應考慮地震資料之完整性、可靠性、代表性及樣 本數量。目前多按古登堡－李希特關係式(Gutenberg-Richter relation) 迴歸求算 b 值。 7.地震年平均發生率應依各震源區規模下限計算。 8.迴歸求取水平向尖峰地表加速度衰減公式時必須優先採用台灣地區強 地動測站實測之水平向尖峰地表加速度值，按規模、測站地質分類。 亦可考量場址相依(site dependent)特性，採用鄰近壩址且地質條件與壩 址相似的測站之地震記錄資料，測站與壩址之距離範圍由管理單位依 測站分布狀況決定之，並應詳述所採用資料之理由，據以進行迴歸分 析與地動預估式新建工作。迴歸式中包括：距離、規模及水平向尖峰 地表加速度值等 3 項變數。可迴歸產生 1 種或 1 種以上之衰減公式； 156
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第161頁
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統計迴歸時之不確定性應予謹慎考慮。本項水平向尖峰地表加速度衰 減公式可直接選用研究文獻成果，惟應說明採用理由。 9.場址相依特性意為鄰近壩址且地質條件與壩址相似的測站，建議可由 「全國強震測站場址工程地質資料庫(https://egdt.ncree.org.tw)」查詢強 震測站之地盤資料進行篩選。 10.依機率法分析求取壩址地震危害度曲線，地震危害度分析之地動預估 式原則採用 1.5 個標準差以上，未達此標準時應敘明理由。並應針對 所採用地動預估式敘明採用理由。 11.工址水平向設計尖峰地表加速度值應由工址地震危害度曲線上對應 其最大可能地震、設計基準地震及運轉基準地震之再現周期分別求 取，其再現週期應按 1.5.2 節 2~4 之規定。 12.工址垂直向設計尖峰地表加速度值應由水平向設計尖峰地表加速度 值直接折減計算，其值不得低於水平向 1/2；而在近斷層區域，其值不 得低於水平向 2/3。 13.校核地震之訂定應按 1.5.2 節 5 之規定。 14.邊坡及附屬結構物耐震分析用校核尖峰地表加速度值應依水庫之級 別與規模訂定，原則上可採用設計地震或較低標準之校核尖峰地表加 速度值。 157
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第162頁
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6.2.1.6 地震係數之求算 6.2.1.6 地震係數之求算 地震係數之求算步驟如下： 1.水平向地震係數應以下表水平向校核尖峰地表加速度值對應之水平向地 震係數求算。 水平向校核尖峰地 水平向地震係 表加速度值 數 <0.12 g 0.10 0.12~0.18 g 0.10~0.12 0.18~0.50 g 0.12~0.16 0.50~0.80 g 0.16~0.24 >0.80 g 0.24 2.垂直向地震係數應以水平向地震係數直接折減，其折減比例不得小於二 分之一；而在近斷層區域，其值不得低於水平向地震係數三分之二。 3.對於大型水庫或災害潛勢較高水庫得另採其他方法，並決定採用值；惟 應於報告中述明理由。 【解說】 1.結構仿靜態耐震分析為一傳統之分析方法。相較於動態分析法，仿靜 態較為簡便，然其所用之地震係數多出於經驗。本條文參考日本兵庫 縣南部地震後之公路土工(earthwork)準則訂定地震係數方式，由不同 之水平向校核尖峰地表加速度值區間對應之地震係數區間求算，地震 係數最後採用值可由對應之各區間內插得到。 2.所謂近斷層區域，目前相關研究並無定量距離之定義方式，而係定性 之描述，近斷層區域將受到斷層活動引致的特殊強地動效應與較高的 地震潛勢影響，其隨工址與斷層距離增加而衰減，至一定距離後不復 受其影響。因此在有近斷層區域相關效應影響之疑慮時，需適度放大 垂直向地震係數，並考量上盤效應、斷層錯動開裂對壩體之影響。 158
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第163頁
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6.2.1.7 設計反應譜選擇或製作要求 6.2.1.7 設計反應譜選擇或製作要求 設計反應譜宜採由壩址自由場實測強地動記錄製作；若無適當之強地 動記錄時，可引用其他計畫或研究建議之設計反應譜據以修正為壩址設計 反應譜。惟所採用之設計反應譜至少必須滿足以下要求。 1.設計反應譜所依據之強地動記錄應符合特定之條件，如：記錄數量、地 震規模、波形、強地動延時、頻率內涵、尖峰地表加速度值、震央(源) 距離、測站地盤分類等。 2.設計反應譜應包含足夠之頻率範圍，其最大反應頻率範圍應包含壩址地 盤之卓越振頻。 3.設計反應譜之阻尼比值應隨壩型及設計地震基準而變。 4.應將設計反應譜之地表最大值作尺度調整至校核尖峰地表加速度值。 除製作上述設計反應譜之外，並應依機率法製作均佈危害度反應譜， 提供壩(堰)體動態耐震分析使用。 【解說】 1.由於地震記錄具有高度的變異性，故無論目前常見之工址相關反應譜 (site-dependent response spectrum)或較新之工址特定反應譜(site-specfic response spectrum)，一般均利用多個強地動記錄以統計方法完成設計 反應譜。故對應有足夠數量之強地動記錄，才有統計上之意義。另一 方面，對於強地動記錄亦應加以篩選，以避免資料過於離散或過於凸 顯某一地震之特性。一般篩選原則為一定規模以上之地震、在適當距 離以內測站收錄到之強地動記錄，其加速度波形應合理且有足夠之強 地動延時(duration)，其尖峰地表加速度值亦應達一定標準以上；對於 其頻率內涵(frequency content)亦應選擇各頻率均有適當之能量貢獻 者。此外，由於軟弱地盤與堅實地盤之強地動反應截然不同，故對測 站地盤條件亦應選擇與工址相近者。 2.水利建造結構體包含多個振態，其振頻分佈有一範圍。為使動態分析 時能將主要振態均包括在內，故要求設計反應譜應有足夠之頻率範 圍。此外，為反映工址地盤振動特性，應使設計反應譜之最大反應頻 率範圍包含工址地盤之卓越振頻。 3.最常見之設計反應譜之阻尼比值為 5%。然實際上由於材料因素、阻尼 159
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第164頁
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比值隨壩型不同而有頗大差異。一般而言，混凝土壩之阻尼比值之範 圍約為 3%至 10%，而堆填壩之阻尼比值則為 5%至 20%之間。此外， 阻尼比值與地震力大小有關，地震力愈大，則材料愈偏向非線性行為， 其阻尼愈大。由於阻尼比值影響結構分析結果甚大，故應謹慎評估並 採用適當之設計反應譜。 4.堰、壩、與其附屬結構物之振動週期並不相同，應依機率法製作均佈 危害度反應譜，提供壩(堰)體等構造物動態耐震分析使用。 160
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第165頁
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6.2.1.8 加速度歷線選擇或製作要求 6.2.1.8 加速度歷線選擇或製作要求 加速度歷時曲線宜採用由壩址自由場實測強地動記錄所得者；若無適 當之強地動記錄時，可採用人造之地動加速度歷時曲線或引用其他計畫或 研究建議之加速度歷時曲線。惟所採用之加速度歷時曲線至少必須滿足以 下要求。 1.實測加速度歷時曲線應取自位於自由場且與壩址地盤條件相似之測站， 於強震時所記錄者，其尖峰地表加速度值亦不宜過小。 2.實測加速度歷時曲線之反應譜之最大反應值及其頻率範圍應不小於設計 反應譜。 3.人造之加速度歷時曲線之反應譜應與設計反應譜相符。 4.加速度歷時曲線之強地動延時及總延時均應足以反映壩址設計地震之規 模或強度。 5.加速度歷時曲線之波形應合理，其取樣率至少應達每秒一百點。 【解說】 目前一般製作人造加速度歷時曲線之方法有疊加法及散漫振動法。前者 係採取數個實測加速度歷時曲線，於頻率域內選取符合所需之片段，再於 時間域內予以疊加合成。後者則依散漫振動之理論，將不同週期及振幅之 簡諧波分別給予隨機之相位角，再加以組合。採用人造加速度歷時曲線之 目的在於補工址實測強地動記錄之不足，故不論以何種方法製作人造加速 度歷時曲線，均應使其儘量與實測歷時曲線相近並符合耐震分析之需求。 161
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第166頁
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6.2.1.9 多向動態校核地震參數之考慮 6.2.1.9 多向動態設計地震參數之考慮 壩(堰)體動態耐震分析若考慮二向或三向地震力時，其垂直向設計反 應譜或加速度歷時曲線應考慮地震波於不同方向上之差異，以另行選擇或 製作為原則。 【解說】 目前壩(堰)體動態分析中，大多已採至少兩向(即順流之水平向及垂直 向)之地震力輸入計算。有些分析中還另加一橫向水平(即垂直於順流之水 平向)地震力。由於地震波於不同方向上之振幅及頻率內涵等均有所差異， 故其設計反應譜及加速度歷時曲線亦應能反映之。惟受限於強地動記錄數 量不足，目前常見之水平向設計反應譜(及其相符之加速度歷時曲線)其未 真正按方向別製作，而係採用兩水平向加速度記錄中之較大者，故其代表 水平向地震波之綜合反應。因此本規範僅強調垂直向設計反應譜及加速度 歷時曲線應另行選擇或製作。 162
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第167頁
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6.2.1.10 綜合評估 6.2.1.10 綜合評估 經由資料蒐集分析、複核檢討以往校核地震研究、計算水庫耐震分析 用最大可能地震之震源位置及規模、校核尖峰地表加速度值、地震係數、 設計反應譜及加速度歷時曲線等工作後，應綜合前述工作成果，評估下列 事項： 1.評估研究區域地震活動和以往是否有明顯變化。 2.評估是否有影響水庫安全的新震源。 3.是否有水庫誘發地震現象。 4.評估本次最大可能地震之震源位置、規模與以往結果之異同，並說明原 因。 5.評估本次校核尖峰地表加速度值與以往結果之異同，並說明原因。本次 評估所採用之分析方法(加速度衰減公式)，若與前期採用之方法不同，則 應先以前期資料複核，以與前期所採用方法之分析結果及與原設計採用 分析方法比較，存在差異時應說明分析方法適用性與採用原因。 6.評估本次地震係數與以往結果之異同，並說明原因。 7.評估本次設計反應譜與以往結果之異同，並說明原因。 8.評估本次加速度歷時曲線與以往結果之異同，並說明原因。 9.其他地震相關建議。 【解說】 1.為能客觀評估本次校核尖峰地表加速度值與以往結果之異同，並說明原 因，本次評估所採用之分析方法(加速度衰減公式)，無論是否為前期所 採用之方法，應先以前期資料複核，以與前期所採用方法之分析結果相 互比較。 2.如經評估結果無須辦理動態分析時，上述綜合評估事項(7)、(8)兩項得免 予辦理。 163
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第168頁
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6.2.2 校核洪水評析 6.2.2.1 評析項目 6.2.2 校核洪水評析 6.2.2.1 評析項目 1.可能最大洪水。 2.重現期洪水。 本次評估所採用之分析方法，若與前期採用之方法不同，則應先以前 期資料複核，以與前期所採用方法之分析結果及與原設計採用分析方法比 較，存在差異時應說明分析方法適用性與採用原因。 【解說】 1.校核洪水評析內容應包括洪峰流量及流量歷線。 2.為能客觀評估當次校核洪水評析結果與以往結果之異同，並說明原因， 當次評估所採用之分析方法，無論是否為前期所採用之分析方法一致， 應先以前期資料複核，或與前期所採用方法之分析結果相互比較。若有 分析方法不一致時，應提出不合適理由，並提出差異比較表。 164
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第169頁
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6.2.2.2 可能最大洪水 6.2.2.2 可能最大洪水 可能最大洪水由可能最大降雨、合理且適宜雨型及降雨─逕流模式推 估而得。 【解說】 1.將「設計雨型」修正為「合理且適宜雨型」。如累積雨量至少 12 小時 250 豪米、24 小時 350 毫米、48 小時 500 毫米以上，符合上述條件下之 累積降雨進行雨型分析。 2.蓄水庫上游水文降雨-逕流模式需要經過至少 3 場以上（如流域內歷史前 5 大或近 10 年較大降雨事件）推估而得且使用參數一致、效率係數至少 0.5 以上之結果，方可作為降雨-逕流模式之檢定與驗證完成依據。 3.可能最大降雨分析方法包括： (1)國際氣象組織(WMO)統計法 (2)暴雨移位與露點調整法 (3)颱風模式法 (4)包絡線經驗公式 校核分析時應採上述方法兩種以上加以推估，推估結果應與台灣地區降 雨記錄包絡線及世界降雨記錄包絡線比較後，選取適當之可能最大降雨。 4.設計雨型分析方法 (1)交替區塊法 (2)無因次平均法 (3)級序平均法 (4)無因次移動平均法 (5)其他公認之設計雨型分析方法（降雨強度-延時-頻率公式曲線(IDF)， 如 Horner 公式或物部公式） 上述設計雨型應採用兩種以上方法，計算時至少應採 6 場以上記錄完整 之暴雨資料加以分析。 5.降雨-逕流模式種類 (1)單位歷線法(三角形（適用於集水區小於 10 平方公里）、瞬時、無因 次) (2)貯蓄函數法 165
¶ 水利署蓄水與引水安全評估技術規範｜原檔第170頁
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(3)水筒模式法
(4)HMS(原HEC-1)模式法
(5)其他公認之合理分析模式
上述模式應採用兩種以上方法分析並比較，至於模式驗證，可將模擬及
觀測之流量歷線繪圖比較，並依下列評估標準選用：
效率係數(Coefficient of Efficiency)
(QOBS − QEST ) 2 ∑ CE = 1 − 2 CE 值愈接近1，適用性愈佳
(QOBS − QOBS ) ∑
QOBS ： 觀測流量。
QEST ： 模擬流量。
QOBS ： 觀測流量之平均值。
洪峰流量誤差百分比(Error of Peak Discharge)
│QP×EST − QP×OBS │
EQP (%) = × 100 EQP 值愈小，適用性愈佳
QP×OBS
QP×OBS ： 觀測洪峰流量。
QP× EST ： 模擬洪峰流量。
洪峰到達時刻誤差(Error of Time to Peak)
ETP ( hr ) = │TP×EST − TP×OBS │ ETP 值愈小，適用性愈佳
TP×OBS ： 觀測洪峰到達時刻。
TP× EST ： 模擬洪峰到達時刻。
總逕流體積誤差(Error of Total Runoff Volume)
│ QOBS │ ∑ QEST − ∑ VER(%) = × 100 VER 值愈小，適用性愈佳
QOBS ∑
QOBS ： 觀測流量。
QEST ： 模擬流量。
166¶ 水利署蓄水與引水安全評估技術規範｜原檔第171頁
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6.2.2.3 重現期洪水
6.2.2.3 重現期洪水
重現期洪水分析以水庫集水區流量記錄或雨量記錄推算。
【解說】
1.流量記錄或經補遺後年數達25 年以上，且期間集水區土地利用情況無重
大改變者，直接以流量資料分析；無流量記錄或年數不足時，以雨量資
料間接分析。
2.直接以流量資料分析時，採年選用法以年最大瞬時流量進行頻率分析。
3.以雨量資料間接分析時，採年選用法以年最大24 小時、48 小時或48 小
時以上降雨量進行頻率分析，再以設計雨型及降雨-逕流模式推演頻率基
準洪水之流量歷線。
4.降雨延時選用標準
小型水庫：24 小時或24 小時以上。
中型水庫：24 小時或24 小時以上。
大型水庫：48 小時或48 小時以上。
一日與24 小時之雨量轉換、二日與48 小時之水文轉換可參閱103 年5
月「年最大一日、二日與年最大24 小時、48 小時暴雨轉換係數之研究」。
5.頻率分析通用方程式
xT = x + KT × sX
xT ： 重現期距T 年之水文量。
x ： 選用資料之平均值。
sX ： 選用資料之標準偏差。
KT ： 頻率因子，視機率分布及重現期距而定。
6.機率分佈可採用：常態分佈、二參數對數常態分佈、三參數對數常態分
佈、皮爾遜Ⅲ型分佈、對數皮爾遜Ⅲ型分佈、極端值Ⅰ型分佈等6 種公認
合理之機率分佈。
7.機率分佈選定，首先將觀測水文量點繪於機率紙上，繪製頻率曲線圖，
以評估其對機率分佈之適合度，選取至少兩種以上機率分佈計算之，再
藉由卡方檢定、平方差和(SSE)或標準差(SE)比較，以選取最合適之機率
分佈。
167¶ 水利署蓄水與引水安全評估技術規範｜原檔第172頁
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2N +1
8.點繪公式一般採用海生(Hazen)法 ，式中 2m −或威伯(Weibull)法N1 m
N：資料點數，m：排序數；常用機率紙有甘保氏分佈、常態分佈及對數
常態分佈。
9.卡方檢定(Chi-Square Test)
k ( ni − npi ) 2 2 2
χ2 = χ < χα,k−−r 1 ，滿足假設之機率分佈 =∑i 1 npi
n：資料點數。
k ：分組數。
Pi ：各分組內假設機率分佈之理論機率值。
ni ：各分組資料點數。
r ：機率分佈之參數數目。
α：顯著水準，一般選定α=0.05。
10.平方差和(Square Standard Error - SSE)及標準差(Standard Error - SE)
n
SSE ( x i − x i ) 2 平方差和愈小，適合度愈佳 =∑
i =1
1 / 2
⎡ 1 n 2 ⎤ SE = (xi − xi ) 標準差愈小，適合度愈佳 ⎣⎢ n − r =∑i 1 ⎦⎥
xi ：由大至小排序第i 個之水文量，x1 ≧x2 ≧…≧xi …≧xn 。
i
xi ：具有超越機率 之推估值。 n +1
r ：機率分布之參數數目。
n：資料年數。
二參數 三參數
皮爾森 對數皮爾森 極端值
分布 常態分布 對數常態 對數常態
III 型分布 III 型分布 I 型分布
分布 分布
r 參數值 2 2 3 3 3 2
註：採用不同機率分布時上述公式中r 之對應值。
168¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第173頁
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6.2.3 結構物水理評析 6.2.3 結構物水理評析 結構物水理之評析包括重要排洪設施、取水結構物及其他之附屬結構 物之水位流量率定曲線及流況(包括流速、水深、水壓及消能情況等)之評 析。 【解說】 重要排洪設施一般指溢洪道(或排洪隧道)及排砂道，取水結構物則包 括原水及發電取水口等。 169
¶ 水利署蓄水與引水安全評估技術規範｜原檔第174頁
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6.2.3.1 水位流量率定曲線評析
6.2.3.1 水位流量率定曲線評析
水位流量率定曲線之評析應依不同之結構物設計型式，分別以適宜之
水理公式配合公認之實驗數據加以校核。一般之水理設計型式包括自由堰
流、孔口流，跌入式(牽牛花式)、重力式隧道排水及壓力式隧道排水等。
【解說】
1.流量率定曲線之校核應依公認之實驗數據(如美國墾務局之實驗數據)，分
別校核流量係數，有效寬度及各種水頭損失(如攔污柵損失、入口損失、
閘鈑槽損失、彎道損失、摩擦損失、漸變損失、閘或閥損失、出口損失
等)後，與原設計值比較之。
2.自由堰流之流量率定曲線一般形式為：
Q = CLH 3 / 2
Q ： 流量(cms)
C ： 流量係數( m1 / 2 / sec)(一般介於1.3～2.4)
L： 有效溢頂長度(m)
H ： 溢頂上全水頭(m)
3.自由堰流於無適當寬度之地形以佈置直線形之溢流堰時，亦有採鋸齒堰
方式以減少溢流堰所需之地形寬度，於採鋸齒堰時流量率定曲線一般形
式為：
w / P
Q = C w ( ) wH gH
w / P + K
Q ：單齒流量(cms)
C w ：流量係數(一般介於1.0～4.9)
w ：齒寬(m)
P ：上游牆高(m)
K ：堰型係數
H ：上游全水頭(m)
4.孔口流之流量率定曲線一般形式為：
Q = CA 2gH
Q ： 流量(cms)
A： 開口有效面積( m2 )
g ： 重力加速度( m/ sec2 )
170¶ 水利署蓄水與引水安全評估技術規範｜原檔第175頁
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C ： 流量係數(一般介於0.66～0.74)
5.壓力隧道之流量率定曲線一般係根據伯努力方程式計算之：
HT = hL + hv
Q = A 2g( HT − hL )
HT ： 總水頭(m)
hL ： 總損失水頭(m)
hv ： 速度水頭(m)
A： 開口面積( m2 )
6.圓形跌入式(牽牛花式)之流量率定曲線一般形式為：
Q = C ( 2πR) H3 / 2
R ： 取水口半徑(m)
H： 溢頂上全水頭(m)
C： 流量係數( m1 / 2 / sec)(一般介於0.55～2.2)
7.原設計若已辦理水工模型試驗，則亦應與水工模型試驗之流量率定曲線
比較之。
171¶ 水利署蓄水與引水安全評估技術規範｜原檔第176頁
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6.2.3.2 流況評析
6.2.3.2 流況評析
流況之評析內容應包括流速、水深、水壓、水舌軌跡、終端消能情況
等項目。
【解說】
1.溢洪道洩槽(或排洪隧道)之水理演算一般應能適切反應該結構物之特
性，如水流於陡坡，凹或凸縱向曲線及渠道輻縮等狀況之水理變化。目
前一般採用之模式係以水流連續方程式及伯努力方程式(或動量方程式)
求解流況。一般常用者如美國墾務局所發展之WS90 模式或其他公認之
模式等。
2.於高速水流時，應對穴蝕之潛在趨勢加以研判。
3.於溢洪道洩槽之水理評析中應包括高速水流因交波導致之局部水面壅
高，以評析溢洪道洩槽側牆之高度是否足夠。本項評析一般可採水工模
型實驗之結果，於必要時再採二維水理模式加以計算並評析，惟仍需與
實際之操作結果加以比對。
4.水舌落下位置一般採重力法計算其軌跡，依設計水頭(或流速)、拋射角度
並考慮能量消散損失係數加以推估。一般可以下式推估水舌拋射軌跡：
X 2
Y = X tan θ− 2
K ( 4 ( d + hv )Cos θ)
Y ： 橫向座標
X ： 縱向座標
θ ： 拋射角度
K ： 因數，理論值為1
d ： 水深
hv ： 速度水頭
5.水墊深度之校核除由水工模型試驗模擬外，一般採半經驗公式，如：吳
建民公式、Martins 或Mason，Veronese 等公式推估之。
6.終端消能結構物包括靜水池及落水池，其水理狀況一般極為複雜，目前
係以水工模型試驗方式研判，或以實驗數據歸納所得之半經驗公式為
主。於校核終端消能情況時一般應以歷年實際操作結果作為評析之依據。
172¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第177頁
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6.2.4 水庫淤積評析 6.2.4 水庫淤積評析 水庫淤積評析首先應推估水庫平均年輸砂量，並據此計算水庫未來之 淤積情形，以推估水庫有效壽齡。對於水庫各重要排洪、取水、排砂結構 物之底檻高程之淤積年限，應根據淤積分佈計算結果配合水庫淤積情況推 估之。 173
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第178頁
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6.2.4.1 平均年輸砂量推估 6.2.4.1 平均年輸砂量推估 平均年輸砂量之推估以歷年各期水庫淤積測量資料，配合各期實測之 水庫逕流量及布魯恩氏囚砂率推估之。於水庫興建後尚未有足夠實測資料 時，可利用集水區水文站之含沙量檢測資料，配合流量延時曲線，分段計 算後累加各分段輸砂值即可推估之。 【解說】 1.於平均年輸砂量推估時，若水庫有辦理抽砂作業者應將水庫抽砂量併入 計算。 2.歷年水庫淤積測量若非每年施測，則水庫平均年輸砂量應依施測年期， 分為若干期距，分別計算各期之蓄水庫輸砂量，再平均之。 3.採用含沙量檢測資料，配合流量延時曲線推估者，若對於推移質無適當 之檢測資料，一般可採蕭克立茲(Schoklitch)、梅耶─彼特(Meyer-Peter)、 愛因斯坦公式、何智武-黃宏彬公式或其他公認公式計算之。 4.依實測淤積資料推估平均年輸砂量之步驟如下： (1)依水庫淤積測量之期距，計算各期之平均年逕流量及平均年淤砂量。 (2)由各期之水庫容量與年平均逕流量之比值，配合布魯恩氏囚砂率曲 線，查得各期之囚砂率。 (3)由平均年淤砂量及囚砂率反推各期之平均年輸砂量。 (4)取各期平均年輸砂量之平均值，即得平均年輸砂量。 5.集水區產砂數值模式，經過數值模式之實測比對之檢定與驗證後，亦可 用來推估集水區年輸砂量推估使用。 174
¶ 水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說｜原檔第179頁
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6.2.4.2 水庫有效壽齡推估 6.2.4.2 水庫有效壽齡推估 水庫有效壽命即水庫淤積導致水庫有效容量剩餘為規劃值十分之一時 之年限。水庫有效壽齡之推估應由平均年輸砂量之推估值及歷年水庫平均 入流量與水庫容量之比值，配合布魯恩氏囚砂率曲線推估水庫之淤積量。 推估時一般採十年為一期距，計算各期距末之水庫容量。 【解說】 1.水庫有效壽齡(useful life of reservoir)之推估步驟如下： (1)計算水庫容量及平均年逕流量之比值，依布魯恩氏囚砂率曲線查得囚 砂率。 (2)由 6.2.4.1 節推估之平均年輸砂量與囚砂率之乘積，計算年囚砂量。 (3)由初期水庫容量扣除一期距(一般取 10 年)之囚砂量總和，即可推估該 期距末之蓄水庫容量。 2. 水 庫 有 效 壽 齡 另 有 依 蓄 水 庫 投 資 效 益 計 算 者 ， 謂 之 水 庫 經 濟 壽 命 (economic life of reservoir)。一般工程界認為合理的水庫經濟壽命約為 50 年以上。 175
¶ 水利署蓄水與引水安全評估技術規範｜原檔第180頁
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6.2.4.3 水庫淤積分佈推估
6.2.4.3 水庫淤積分佈推估
水庫淤積分佈之推估一般採經驗法，如經驗面積縮量法。亦可採用水
理輸砂數值模式推估之。
【解說】
1. 經驗面積縮量法係由美國墾務局蒐集美國境內30 座水庫之測量資
料後，發現水庫淤積量於不同水庫深度下之沉積百分比與水庫形狀
有明確之關係。經將水庫形狀分為：湖泊型、洪氾平原型、丘陵型
及峽谷型等4 種形狀並迴歸其關係曲線。本法之基本方程式如下：
yo H
Ady Kady S = ∫o +∫yo
S ： 水庫總淤積量
O ： 原水庫零高程
yo ： 淤積後水庫零高程
A： 水庫表面積
dy ： 深度增量
H ： 正常水庫水位之總水深
K ： 比例常數
a ： 相對淤積面積
2. 由電子量測儀器推估，如ADCP 等水下測量儀器。
176上一節：第五章 補充調查與試驗 ｜ 下一節：第六章 校核分析（2／3）
來源：經濟部水利署《水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水與引水篇解說》，中華民國112年12月，官方檔名標示20231227公告核定版。依水利署政府網站資料開放宣告註明出處；本站分章與加註閱讀提醒，不代表發布機關認可或背書。查核日期：2026年8月30日。