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水

最後編輯：2022-05-18 建立：2014-08-01 歷史紀錄
水資源

CHE L有質、有量、有水文

 

    CHE L目錄

CHE L討論社團：LASS-開源公益環境感測網路

 

組織與文件分享 Org & Doc

  1. 單位
  2. 知識文件

 

資料類 Dataset

  1. 水文開放資料清單彙整【集散地】
  2. 氣象資料 / 氣候變遷資料
  3. 水體資料
  4. 水量資料 / 用水資料
  5. 水質資料
  6. 潛勢資料
  7. 生態調查資料
  8. 飲用水系統 / 水商品資料
  9. 法規資料盤點
  10. 軟體工具 / 模式
  11. 水資料 - 有趣的呈現方法

 

議題 Issue

  1. 水資源調度與競爭
  2. 水質汙染

 

 

    CHE L單位 = 關心水資料的單位

 

CHE L國際組織

 

水利署

  • WUULONG S

地方政府水相關單位

 

農委會

 

WUULONG S農田水利會

 

TURING自來水公司

 

WUULONG S社群

 

CHE L研究機構

 

WUULONG S水開源專案

 

NGO

 

 

    CHE L知識文件與素材

 

WUULONG S整理筆記

 

投影片

 

刊物

 

CHE L環境教育

 

 

 

    CHE L水文開放資料清單彙整【集散地】

CHE L提醒：各家彙整方向各有特點，採用分類架構也不同。

 

  • 「水資料聯盟」
    • https://maoredman.github.io/water_alliance/data.html
    • 採用分類：水與安全、水與發展、水與環境、水與能源、行政資料
    • 簡介：「水資料聯盟」，藉由聯盟互惠互利的概念，結盟產、官、學、研界及其他管理有關水資料之相關單位，共享水資料，提供資源媒合機制，推廣水資料加值應用，並由應用單位回饋研究、應用之成果。
  • 水利開放資料清單
    • https://water-tw.blogspot.com/2019/07/blog-post.html
    • 採用分類：全部、防災、水庫、生態、地圖、河川、水文、文章、主計、其他
    • 簡介：這是一位水利署退休人員的部落格，其中有一個專區把近年水利相關的開放資料，整理妥妥的，而且可以看到他同時間標註「資料集識別碼」即政府資料平台上的專屬編號也同時是網址所用的數字串
  • WUULONG S民生公共物聯網-水資料
  • WUULONG S經濟部水利署水資料分享站
    • CHE Lhttps://wise.wra.gov.tw/
    • 採用分類：
    • 簡介：
  • 水資料應用平台
  • 水利署水利資料整合雲平台
  • 水利地理資料

 

 

水資料相關的「資料標準」

 

水知識圖譜

 

 

    CHE L氣象資料 / 氣候變遷資料 = 變成水之前的資料

 

  • CHE L中央氣象局 (預報、氣溫、雨量、蒸發散)
    • 潮位統計：http://www.cwb.gov.tw/V7/climate/marine_stat/tide.htm
  • 氣候變遷 TCCIP
  • 補充
    • 月平均降水使用資料為CRU (Climatic Research Unit) version 2.1，僅有陸地區域的降水，網格點大小為0.5°×0.5°
    • 根據降尺度後（25km*25km）的氣候變遷情境網格資料，評估流域在氣候變遷A1B情境下近未來(2020~2039)河川流量的衝擊。情境概述情參考：未來發展與排放情境(PDF)

 

 

    CHE L水體資料 = 水在哪裡？設施物在哪裡？

 

CHE L歷史資料

 

現況

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    CHE L水量資料 / 用水資料

    kiang這個圖其實少了一個數字，就是農業用水來自水庫主動洩水的比例，雖然從表面數字看即使把工業撥用的水拿來挹注農業用水也還是無法滿足需求
    che wei liu哦哦@@，所以這部分，應該要看各個水庫洩水的量，並且考量該水庫附近的是否有農業區域與灌溉設施，評估該農業區使用多少的水庫洩水量?
    che wei liu既有的「農業用水」計算中不曉得是否有此項目，或是概念相近的項目？
    Jung Hsuan Tsao農業用水是根據於各個灌區的需求而來，每一旬都會有預計的計畫供水量以及實際供給的實際供水量。

 

 

    CHE L水質資料

  • CHE L環保署 (水質)
    • 環保署 CDX
    • http://real.taiwanstat.com/river/
    • http://real.taiwanstat.com/rain-ph/
  • 環保署，水質相關裁罰？
  • 灌溉水質
    • 「灌溉水質全民監督網」 Line ID : @iqa0089r
      • https://www.facebook.com/AgThon2018/posts/1100505003489871
    • 肥料汙染水質之資料

 

 

    CHE L潛勢資料

  • CHE L淹水潛勢
  • 海岸區潛勢

 

 

    CHE L生態調查資料

 

 

    CHE L飲用水系統 / 水商品 = 喝的水

  • CHE L飲用水水源水質保護區範圍圖
  • 公共飲水點之飲水地圖
    • https://watermap.teia.tw/
  • 水商品
    • 食藥署
      • 食品製作用水、瓶裝水、加水站產業...?
    • 關稅署
      • 含水產品進出口貿易資料

 

 

    CHE L法規資料

CHE L國際水法

 

國內水法

  • 海岸法
  • BESTIAN T水利法
    • CHE L水利法理論與實務：本課程從水利法的立法背景及過程的介紹開始，並強調水利法原始版本在台施行後，面對台灣政治、社會變化及經濟成長所形成的衝擊與挑戰，所做出的回應。課程中將研討水利法相關的水理及法理，也會對於我國水利事業及水利機關的變化加以說明。課程最後，將介紹水利工程的鑑定實例。
  • BESTIAN T區域計畫法
  • 濕地法、野保法
  • CHE L環境法令整合查詢

 

 

資料集暫列待處理

 

 

 

    CHE L軟體工具 / 模式

 

CHE L專案

 

 

Tools

  • 荷蘭 Deltares 研究中心提供的 水利相關 opensource 與 Freesoftware 軟體
    • http://oss.deltares.nl/
    • JHIH-CYUAN S地下水（imod）、3維水理（delft3D）、洪水預警(FEWS) 、模式成果展示（openearth ）等
  • CHE LOpenStreams
    • https://publicwiki.deltares.nl/display/OpenS/Home
    • OpenStreams provides the building blocks that make up integrated hydrological models. These blocks can be complete models but also parts of models that can be used to build other models. It does not aim to be a complete framework for building and connecting models, that task is left to layers (such as OpenMI) that can be build on top of the component or collections of components.
  • SeaSketch Supports Collaborative Planning for our Oceans
  • WaterWorld
  • Integrated Flood Analysis System, IFAS
    • http://www.icharm.pwri.go.jp/research/ifas/
    • 洪水解析系統 (Integrated Flood Analysis System, IFAS)是一個免費的淹水模擬軟體，內建有全球衛星定位與地形資料，使用者可以藉由輸入降雨資料，透過系統分析而模擬出洪水危險地區，一般民眾皆可透過此軟體模擬洪水危險地區。
  • Rainfall-Runoff-Inundation Model, RRI
    • http://www.icharm.pwri.go.jp/research/rri/rri_top.html
    • 降雨逕流淹水模式 (Rainfall-Runoff-Inundation Model, RRI)是免費的降雨逕流模擬軟體，內建有二維地形模擬功能，使用者將降雨量資料與數值地形模型輸入後，透過軟體可以模擬出雨水逕流狀況雨水量高度。

 

學理研究

  • 徐昇式法計算方法
  • (1) HEC-HMS 模式 HEC-HMS 模式為美國陸軍工兵團發展之降雨逕流模式。降雨逕流模式是將雨水視為入流 量，流入集水區後，經過蒸發散、入滲等作用後，計算出各位置的逕流量的值。HEC-HMS 模 式分成集水區模組、氣象模組與控制設定等三個模組，只要完成這三個模組，就可計算出逕 流量。HEC-GeoHMS 為輔助 HEC-HMS 模式之 ArcGIS 外掛模組，可以將地理數值高程 DEM 與 河川圖層在 ArcGIS 中處理成諸多小型子集水區。而這些小子水區與彼此之間之相位連結的 結果，可直接輸出成 HEC-HMS 模式之集水區模組。
  • (2) SRH-2D 模式 近年來，美國墾務局所研發之 SRH-2D 二維水理輸砂數值模式，已逐漸廣泛應用於臺灣河川 水理輸砂特性之研究，例如：濁水溪及大甲溪流域中下游河道的沖刷問題探討(經濟部水利署 水利規劃試驗所，2012 [34]；經濟部水利署水利規劃試驗所，2013 [35])， 結果顯示 SRH2D 模式能合理呈現真實河道之水流與泥砂之動床特性。因此，本研究採用 SRH-2D 模式進行 二維河道水理及沖淤模擬。
  • (3)機器學習 機器學習在預報的應用十分廣泛，其中相關的使用類神經網路為主的模式在泥砂預報的應 用已經有些許的成果。ANNs 為可靠且有效率的預報模式，已經被廣泛地應用於各水文領域 中，包括水庫入流及泥砂濃度。本研究擬使用的類神經網路為傳統的 BPNN 神經網路以及 RBFNN 幅狀基底類神經網路並加入具有時間項的 LSTM 神經網路進行模擬上的誤差比較。
  • 颱洪淹水雲端系統，此系統可以協助洪氾保險的擬訂、災情受損評估 ...等
  • 洪水解析系統 (Integrated Flood Analysis System, IFAS)是一個免費的淹水模擬軟體，內建有全球衛星定位與地形資料，使用者可以藉由輸入降雨資料，透過系統分析而模擬出洪水危險地區，一般民眾皆可透過此軟體模擬洪水危險地區。
  • 降雨逕流淹水模式 (Rainfall-Runoff-Inundation Model, RRI)是免費的降雨逕流模擬軟體，內建有二維地形模擬功能，使用者將降雨量資料與數值地形模型輸入後，透過軟體可以模擬出雨水逕流狀況雨水量高度。
  • 多維洪水模擬平台 國家研究院台灣颱風洪水研究中心
  • 定量降雨預報 國家研究院台灣颱風洪水研究中心
  • 定量降雨預報結果與逕流河道模擬 國家研究院台灣颱風洪水研究中心，本系統結合定量降雨預報結果與逕流河道模擬技術，進行全流域之即時降雨逕流模擬實驗
  • 台灣都會區淹水評估系統 國家研究院台灣颱風洪水研究中心
  • FEWS_Taiwan
    • 協助洪水預報、水情資訊供應，所用圖資：土地利用、通用版電子地圖、土壤類型、數值高程模型、水位站圖層、雨量站圖層、村里圖層
  • SWMM (Storm Water Management Model) 為美國環保署(EPA U.S.)
  • 本計畫採用 PC-SWMM 對七堵都市計畫區雨水下水道系統進行分析洪患定量分析， SWMM (Storm Water Management Model) 為美國環保署(EPA U.S.)1969~1971 年 所發展，主要依據變量流理論以一維連續方程式與動力波理論為基礎，依水流流程 之特性，將模式分成地表逕流(RUNOFF)與排水幹管輸水(EXTRAN)兩部份。 RUNOFF 模組可模擬排水系統集水區內每一集水分區之降雨逕流歷線，EXTRAN 模組為一動態水理演算模式。地表逕流是指雨量降落地面後，流入各排水幹管前之水 流狀況，模擬方式是經由動力波逕流演算，計算匯入排水人孔之水流流量歷線。幹管輸水部份則是利用疊代法求解動力波方程式，計算各排水幹管系統之流量以及溢出人孔之水量。PC-SWMM 由加拿大 CHI(Computational Hyhraulics Int.)發展完成， 其以 SWMM 模式為核心，再輔以視窗化界面功能及簡易 GIS 模組功能。因此， PC-SWMM 使模式更能符合實際之情況，以真實表現當地土地利用、地形、地貌、 道路、鐵路、水路及各種結構設施（如閘門、涵洞、抽水站等）對淹水之影響，再 以此建立之模式，輸入集水區之降雨歷線（或入流量歷線）與邊界條件，藉以模擬 現況之淹水情形。
  • 河川系集水理模式建置與相關應用
  • 水利工程三維數值模擬分析
  • WEAP: Water Evaluation And Planning System
  • ICHARM：可供免費下載之防洪解析系統與逕流淹水模式結合應用研析
  • Floodplain Modeling Using HEC-GeoRAS.
  • The Arc Hydro Toolset is a suite of tools which facilitate the creation, manipulation, and display of Arc Hydro features and objects within the ArcMap environment. The tools provide raster, vector, and time series functionality, and many of them populate the attributes of Arc Hydro features.
  • （來源）淹水潛勢模擬部分,本研究之降雨雨型分析採用簡單尺度不變性高斯馬可夫 雨型(Simple Scaling Gauss–Markov, 簡稱 SSGM)建立,進行定量降雨 24 小時 累計雨量 150~1200 公釐之淹水潛勢模擬,為一符合隨機碎形特性與高斯馬可夫 歷程的無因次(dimensionless)雨型(鄭克聲等,1999)。SSGM 雨型(許恩菁, 1999)以非定常性一階高斯馬可夫歷程(nonstationary first–order Gauss–Markov process)描述無因次年最大值事件,具備馬可夫歷程特性,滿足尖峰降雨量統計 特性,且具有最大概似度,其優點為:
    • 符合尖峰降雨百分比之統計特性。
    • 降雨量之時間分佈與年最大暴雨事件之歷程特性一致。
    • 雨型因暴雨類型而異。
    • 經適當之尺度轉換後,雨型可適用於不同延時之設計暴雨。
    • 建立雨型所使用之降雨事件與建立降雨強度延時–頻率曲線所使用之降 雨事件大致相同。
  • The National Water Model (NWM) is a hydrologic modelling framework that simulates observed and forecast streamflow over the entire continental United States (CONUS).
  • 颱洪中心吳明璋副研究員將介紹近年來水文模擬的新技術-類神經網路
  • http://scitechvista.most.gov.tw/zh-tw/Articles/C/0/1/10/1/402.htm
  • 地下水特論 Special Topics in Ground Water
    • 本課程之目的在於根據地下水課程中所學到之基本理論為基礎，繼續研究地下水中水流及污染物傳輸控制方程式之解析解與數值解方法、參數檢定方法、試驗設計方法以及地質統計與序率地下水分析等方法。希望經由此課程之訓練能對學生從事進一步之研究與實際工作有所幫助。
  • 台灣地下水資源使用與水質現況

 

 

 

 

 

    CHE L水資料 - 有趣的呈現方法

 

CHE L先看地圖再找資料

 

水的資料，可以直接用真實流域來呈現資料集，對於水文資料查找者來說，不一定要先了解所謂的水分類架構，因為所謂的架構其實都是文字描述，且分類架構大概都採用階層化，實際上對不熟悉水文資料全貌的使用者來說，也不太可能會知道他要找的資料集會是哪一個大分類之下。

 

使用者若可以直接看地圖或水循環的示意圖，這個地圖或示意圖本身就是流域的構造，這種方式其實也是水文學教材開頭會先端出來的水循環圖、或流域治理政策的說明圖，我覺得其實資料集的呈現好像可以參考這類呈現方式。

 

地理土地類的圖資與線上圖台多數都採用這樣的構想，但很少單位會想到從圖台上提供下載連結，以至於使用者又要回到資料平台再次查找，而資料平台近年所謂的讓地理資料能呈現在平台上，也僅限於必須先進入到資料集內頁中才呈現預覽，這對照線上圖台則少了使用者在地圖上探索到資料集、認識到原來有這個資料集的機會。

 

不過該如何有效率、有效用地呈現，還需要探討，只是覺得階層化分類架構 與 地理式呈現，兩者之間好像可以有些有效果的整合。

 

方案參考：

  • 社會經濟統計資料線上圖台
  • 內政部登山申請整合網的地圖式查找方案，使用者可以用線上地圖找到想要申請的路線，並點選地理圖資，圖資的內容描述有提供一個網址，此網址會引導到已輸入相關選項的查找網址
    • https://www.google.com/maps/d/u/0/viewer?mid=13oJvHQEmlwLRTes09c5mRNPlw8OPxyk5&hl=en

 

圖片來源：東港溪流域各項建設綜整圖

 

例如上面這張圖，若能直接成為資料集入口，使用感受應該非常不同於用關鍵字查找，因為可能連有哪些關鍵字詞名稱都不知道@@，但若有個地圖來作為探索，滑滑點點、再加上使用者對地名地理的一些基本認識，應該可以更有趣的認識到各式各樣的水文資料的大致樣貌，至少地理位置會被直接看見。

 

實際上水資料，若有明確的地理位置，像是河道 polygon、水庫位置、地下水的等水位線地圖，理想上再進一步以「流域」或「集水區」或「排水分區」來呈現這些地理資料之間的關聯，上下游位置、水系支流系統，展現出地區水循環現況。不過可能有些種類的資料集不一定那麼好 mapping：

 

  1. 氣象資料 / 氣候變遷資料
  2. 水體資料
    • 多數應該都有明確 polygon
  3. 水量資料 / 用水資料
  4. 水質資料
    • 測站點
  5. 法規資料盤點
    • 已經 polygon 化的法
    • 無法 polygon 化的法
  6. 飲用水系統 / 水商品資料

 

將台灣地區的水文資料動態彙整與視覺化，形成水現況/即時循環圖，讓一般民眾了解水資源現況、用水、洪旱災、將水文資料實質彙整於在地流域地理空間呈現上，基於 gov open data 的實地水文教材。

 

以下蒐集各種流域水文說明圖

 

  • 土砂收支關係之視覺化展示研究
    • 社團法人臺灣省水土保持技師公會 蔡易達技師/博士
    • https://eip.swcb.gov.tw/fileDownload/108%E5%B9%B4B1(%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E6%8A%80%E8%A1%93%E7%99%BC%E5%B1%95)-%E6%91%98%E8%A6%81%E5%A0%B1%E5%91%8A(%E9%9B%86).pdf
  • 全台即時雨量、水位、水庫即時資訊、河川水質等即時資訊
  • 水文學常用的水循環示意圖，可以再加入人類使用的環節，例如農業區、都市化地區等

 

 

表現出「河水流動方向」

 

 

 

用動畫來解說水系運作的議題

 

 

 

 

    CHE L議題探討

 

CHE L特定流域內的水資源有多少、如何被使用？

 

水質汙染

 

 

國際素材參考

 

 

 

 

 

    BESTIAN TGobans/Hackfoldrs

  1. BESTIAN T使用者瞭解用Goban
  2. 協作用Goban