一九九八◆九月秋季 《第七期》

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台灣的洪水災害

郭振泰／台灣大學土木工程學系

　　中國古代的人認為「洪水猛獸」最可怕；對現代人來說，猛獸已不再那麼可怕，甚至還可以馴服牠們。但是，至今人類仍無法制止洪水的發生，洪水的災害對人類而言，仍是很可怕的，因此我們應該了解洪水的成因，即使我們無法完全防止洪水的發生，但應學習如何減少洪水帶來的損失。

　　台灣由於地形陡峻，河川坡度大，河川上游的集水區地質脆弱，表土沖蝕量顯著，因此河川之泥砂運移量十分可觀，容易造成河道及水庫淤積，不利於洪水之宣洩。

　　再加上台灣每年的梅雨及颱風雨不但雨量強度高，而且總雨量往往十分驚人，河道陡急，水流移動速度快，洪水挾帶大量泥砂往河川下游快速移動，自然容易造成洪災。

　　此外，台灣的人口密集，人民勤奮，上山開墾，使集水區遭受破壞，製造更多泥砂，甚至形成土石流（詳見第六期《土石流》），帶來災害。在河川上游的集水區如此，在河川下游的城鎮及城市，也因為人口增加而大興土木，積極開發外圍及鄰近的山坡地，不僅砍伐森林並舖上柏油路面，結果減少了雨水入滲的機會，大量增加了地面逕流，也增加了洪患機會。

　　例如去年8月18日溫妮颱風過境，除了造成台北縣汐止林肯大郡房屋倒塌的大災難，也引來台北市內湖大湖山莊的水患。

　　本文首先將介紹台灣地區發生過的大洪水及其災害程度，接著對發生洪災的原因及防洪的方法作分析討論，另外簡要地介紹淡水河防洪計畫與工程，以了解防洪工程的複雜性與重要性。

　　台灣發生過的大洪水及災害，包括了中部地區民國48年的「八七」水災，民國49年的「八一」水災；北部地區民國76年10月24日的琳恩颱風，民國85年7月31日的賀伯颱風，民國86年8月18日的溫妮颱風；南部地區則有民國83年「八一二」水災。這些水災，指造成生命及財產極大的損失。台灣地區近年來因經濟成長快速，若發生水患，其損失金額也相對地提高（見表一），因此吾人應更加重視防洪工程與措施，才能使洪災減至最低程度。

《表一》歷年來台灣之洪災損失及防洪投資金額（以下金額均以民國81年幣值計算）取自吳建民，民國84年。

◆ 民國50年至80年間，平均每年的天然災害損失為110億元，佔國民生產毛額的0.5%，其中水災的損失約佔一半，約55億元。
◆ 「八七」水災造成的損失金額高達167億元
◆ 賀伯颱風造成的損失金額高達300億元

「八七」及「八一」水災

　　在民國48年及49年，由於中部台中、彰化等地區連續下雨數日，總雨量達歷年平均年雨量之半（見表二），災害損失影響當時台灣的經濟發展至深。

「八一二」水災

　　民國83年的南部地區，在岡山地區總雨量達2,018公厘，超過平均年雨量1,841公厘，暴雨之大實在十分驚人，因而造成大淹水，中山高速公路的交通也隨之中斷，損失慘重。

《表二》台灣歷年大水災降雨量之比較（吳建民，民國84年）

琳恩颱風

　　民國76年10月24日的琳恩颱風過境，台北市基隆河的水門一時無法關閉，造成淡水河水大量流入市區，使台北民生東路一帶嚴重淹水，損失慘重。

賀伯颱風

　　民國85年7月31日的賀伯颱風帶來驚人的雨量（見表三），在阿里山的總雨量竟高達1,994公厘，而連續24小時最大降雨量達1,748公厘，接近全球之紀錄。賀伯颱風造成之災情是台灣近30年來最嚴重的，包括台北地區之社子島及板橋、中和一帶嚴重積水，還有南投地區之土石流災害，全台灣損失金額高達300億元。

《表三》賀伯颱風降雨量分析（許銘熙，民國86年）

溫妮颱風

　　民國86年8月18日的溫妮颱風，造成的洪患雖然不是特別嚴重，但卻造成慘絕人寰的「林肯大郡」災害，奪走28條人命，造成台北市大湖山莊水患，至今大家仍記憶猶新。

　　洪水發生的主要原因為暴雨，以及其他如泥砂量大、河道短促等不利的自然條件，再如上許多人為因素的影響，往往使得災害程度加重。故洪災往往是「天災」加上「人禍」的結果，而不是單一因素造成的，茲將洪災的重要原因介紹於後。

天然因素一：雨量驚人

　　台灣為島嶼國家，每年五、六月的梅雨及六月至十月的颱風，往往帶來十分驚人的雨量。尤其每小時之雨量強度大，更是形成洪水的主因。

天然因素二：河道坡度大

　　台灣的集水區及河道坡度大，河道無法大量積蓄水量，上游的溪流在短時間內便會流至下游，造成洪水。

　　由圖一可知，一場暴雨後，集水區若是陡峻，則下游某一地點之洪峰（最大瞬時洪水量，以秒立方公尺來表示）（A點），會比緩坡集水區的洪峰（B點）提早來到，而且流量尖峰值較高。

《圖一》一場暴雨後下游河川之流量歷線

天然因素三：表土沖蝕量大

　　台灣的集水區土壤脆弱，平均每年土壤沖蝕率為2至20公厘，是中國黃河流域之5至70倍、美國密西西比河流域之30至300倍。大量的泥砂隨著洪流而下，沈積在河道內，自然會影響河道排洪能力。

人為因素一：與水爭地

　　許多大都市均沿著河川發展，往日河川的洪泛區（洪水來臨時所淹沒的土地）被大量開墾利用，甚至蓋起大樓，與水爭地的結果，便是洪水來臨，即容易遭受水患。許多窪地、濕地原本是儲存地表逕流的地區，一旦被填平利用，洪水只好到處流竄，若防洪排水系統做得不完善，即易造成洪患。

人為因素二：都市化及集水區的開發

　　某個地區一旦都市化，森林、草地會減少，代之而起的是柏油馬路、不透水的人行道及停車場，使得大多數的降雨無法入滲到地下，只好在都市地面流動，造成地面逕流量增如，引起水災的機會也自然提高許多。都市化後（見圖二），也使得水流在路面及雨水下水道內流速比未開發前之林地、草地還快，增加了都市下游河川的洪峰，集流時間變短，增加下游洪泛機會。這樣的情形同樣可由圖一來解釋，若未開發前之流量歷線為b，則都市化後為a，A點之水位顯然比B點要高。

都市排水不良造成的淹水。

《圖二》取自Kibler，1982，表示都市化程度對逕流量增加之影響。100%都市化(開發程度)之後，若下水道之普及率也高(100%)，則產生的逕流量可達未開發前的6倍之多。

　　同樣的道理，如果河川上游的集水區開發成農場、果園、社區、高爾夫球場等，則會產生類似都市化的情形，下雨後的入滲水量將減少，地表逕流量一旦增加，河川的洪峰便跟著提前到達。

人為因素三：破壞水土保持

　　台灣的集水區上游有不少濫墾、濫伐及超限利用的情況，水土的流失情況嚴重，泥砂產量也增加，使下游河川及排水道淤積，不利於洪水之宣洩。社區、高爾夫球場的開發，若做好沈砂池、調洪池等水土保持設施，雖然可以減少對下游的影響，但是真正治本的方法，仍應保持集水區原有的林木覆蓋情況，不做開發利用，所謂「種樹救水源」及保有「青山綠水」，即是這個道理。

　　集水區被被壞後，入滲並補充地下水的量將減少，在乾季不下雨時，河川之基流量將顯著降低，影響水資源之利用。上游集水區若能保持原貌，將有一個「活水源頭」，源遠而流長。

人為因素四：其他

　　人類因為與水爭地而居住於河邊或利用洪泛區、闢地開墾，故築堤防以防洪水。

　　但是大雨來時，河川洪水位仍有可能比堤防還高，但這些土堤、防洪牆均有一定的設計標準，能保護的程度畢竟有限（淡水河防洪工程是200年洪水標準，防範平均200年一遇的洪水；一級主要河川是100年標準），著碰上極端異常的暴雨及洪水，仍會發生洪患，堤防一旦潰決，財產、生命的損失往往比未築堤防還嚴重。

　　例如濁水溪下游因為泥砂淤積嚴重，河床不斷升高，保護河川兩岸的堤防也需跟著加高，但是堤防太高，洪水來時潰堤的機會就會增加，對堤防內的農地、村莊造成莫大的威脅。

　　在都市地區，與水爭地的情況更為嚴重，因此都市外圍必須築起高高的混凝土防洪牆，而且都市雨水下水道收集的雨水也得依賴抽水站才能排往河川。一旦防洪牆潰決或抽水站功能不彰，損失程度往往十分慘重。

　　都市的雨水下水道及抽水站等排水設施，因為都市的雨水下水道容易淤積、沈陷，使功能喪失，導致淹水。另外，抽水站若操作不當或維修不妥，也會導致水量積湧，無法及時宣洩，而造成都市積水。

河川洪水造成堤防損毀。

　　防治洪水的方法有不少，但是一條河川其最經濟、最佳之防洪工程，往往是以下各工程項目之組合，而非僅採用一項而已。

工程上的防洪設施一：堤防

　　在郊區，堤防大都為土堤，因為土堤需較多的地來興建，而郊區地價較低，而且土堤容易綠化、較美觀。而在市區，由於土地昂貴，且混凝土設施較堅固，所以以防洪牆為主。

●風險：興建堤防並不是一勞永逸的方法，原因是堤防把水流聚集在縮小的河道內，會抬高洪水位，讓淹水的風險重新分配至河道上下游其他地方。另一方面水流被約束在兩岸的堤防中間，使水流速度加大，沖刷力增加，尤其在彎道的河岸更顯著，增加了堤防被沖壞的機會。

	台南鹽水溪堤防，水泥建築破壞了美感。
	堤防的防護工用來防止洪水的沖蝕。

工程上的防洪設施二：水庫

　　水庫可預留某些空間儲存洪水，減少下游發生洪患的機會，以保護城鎮、都市的安全。

●代價高昂：在台灣興建水庫的成本高昂，水庫容量一般不大，何況水庫給水的功能與防洪衝突。對給水功能而言，水庫平日需儘量蓄滿，以便旱季時放水供下游使用，所以沒有空間可以儲洪，因此水庫不易有太大的防洪功能。例如石門水庫在雨季時（每年5月至10月期間）就有部份防洪的功用，水庫最高蓄水位規定比其它時間還低，以備儲洪水之用。

水庫可以儲存部份洪水，但往往與供水目標的使用互相衝突。

工程上的防洪設施三：河道疏濬

　　河道疏濬工程包括浚渫河川或整理河川，以增加排洪的斷面面積與排洪能力。

工程上的防洪設施四：疏洪道

　　疏洪道（或稱分洪道）能夠使一部份洪水經由疏洪道排入本流下游或排至其他流域，因此有分散洪水的效果。

工程上的防洪設施五：都市排水設施

　　都市的排水設施包括雨水下水道和抽水站的設置，可迅速將都市的地面逕流排走，減少路面、街道的積水。

●下游的影響和補救辦法：將都市的水排入河川之後，卻會使得位於都市下游的河川流量增加，洪峰提前來臨。補救的方法例如，可以設置調洪池（即蓄洪池），先將洪水暫存起來，過一段時間後再排走。另外，也可以設法增加地面逕流下滲到地下的機會，減少雨水下水道及河川的負擔。山坡地開發，也應設置蓄洪池，使下游的逕流不會比未開發前還大，另外需再設置沈砂地，使沖蝕的泥沙不會往平地移動而造成災害。

調洪池可以暫時儲存洪水，減少下游河川的洪水量，圖為新店市的青山鎮。

其他防洪方法

　　其他非工程手段來達到防洪效果的方法，包括洪水平原管制，管制人為的開發活動，以及建立防洪預警、疏散制度，實施防洪保險制度等。其他像都市透水性路面的設置，綠地的保存，濕地、窪地的保留也都是很好的方法。這些非工程上的防洪方法，其重要性並不亞於工程上的方法，值得加強實施，以減少洪患損失。

　　台灣許多河川因為盜採砂石而使河床被刷深、河道改變，除了橋樑的安全受到威脅外，堤防也受到沖蝕的影響。許多鄉鎮把垃圾、廢土往河床上任意棄置，減少河道排洪能力，增加水患機會，因此也應該嚴禁盜採砂石及傾倒廢土。

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