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自由開講》淹水久日不退,防災尚有改善空間

2018-08-31 12:38

郭金棟/成大水利及海洋工程系名譽教授

823水災引起不少議論,謹就淺見提供有關單位及社會人士參考。

海邊處於風頭水尾,所有來自內陸的降雨量都滙集到此入海,海側又有強風暴潮威脅、地層下陷高程極低等地理條件不利下,長期被忽視建設落後,以致三不五時即受淹水久日不退之苦,居住環境極不理想,亟待政府關懷大力投入建設改善。此次嘉南海岸地區暴雨溢淹整片大地成汪洋,各鄉村聚落水淹數尺久日不退,引起社會關懷。

輿論多認為,為何近年投資千億元以上卻未見成果?

的確,經中央及地方政府努力後水災有相當程度的改善,但限於設計水準、經費,於此歷史性暴雨下想要完全免災恐非人力所及。但如此巨額投資有多少用於沿岸一帶?沿岸地區各鄉村淹水數日不退,是否防災計畫尚有不足之處,還值得政府努力思考、擬訂更完善的防災、減災計畫,減輕災害損失之必要。

嘉南海岸地區暴雨溢淹整片大地成汪洋,各鄉村聚落水淹數尺久日不退。(圖:林良懋提供)

一、保護計畫頻率標準

區域排水保護標準雖由二年提高至十年,是否合理符合現代社會要求?二年一次頻率之標準源於日治時代,農田稻作具有強靱耐水作物,可承受災害損失之思維。於今日農漁業產值提升,農地使用複雜農舍小型工廠遍地情況下提升為十年一次頻率確有需要。但是否符合現代社情經建發展?恐值得再深入探討。

災害防護頻率之決定,不僅需考慮工程投資與保護對象有形無形的災害損失之外,還應綜合考慮極端氣候變遷、地層下陷、環境保護、未來經建發展、社會對安全要求度、國家財政負擔等因素,由經濟學者、政治家及專家學者深入分析討論做決策,才能得到合情合理的數值,恐非可由水利工程師單一決定。防災保護頻率有高如荷蘭Dalta計畫達1/100,000(萬分之一)年、河川防洪計畫1/1250年,用於保護其西南沿岸低於海平面經濟高度發展地區。台北市為1/200年,台灣海岸防護1/50年。故沿海農漁村聚落各鄉鎮也應提高到1/50年頻率以免經常受淹水之苦。

在洪水防護規劃時,通常都著重河川外水氾濫、內水氾濫之河川水位、流量、溢淹問題,平原氾濫常被忽略。西南沿海地勢低窪,幾乎無能量可宣洩地區,如超過規劃機率之降雨時所累積之總容量、淹水水深究竟有多少?可能造成多大災害才是關鍵。如此大容量之宣洩有何好對策?都值得深入分析探討。

二、減災、防災對策之選擇

荷蘭主張以海堤、堤防系統工程為主之硬性保護「防災」。美國則採取災害保險制度使溢淹損失極小化,同時以土地利用、建築規範、都市重建,以及其它非工程方法之柔性「減災」。因土地資源及歷史背景經驗不同各有主張各有長短。以當前台灣社情實施水災防災保險,土地利用以及建築規範管理等阻力不少,尚需時間推動。

以滯洪池、海綿工法、地下貯水池、分洪等工法,延緩洪水降低溢淹適於都市,在沿岸空曠地區難以發揮效果(漁塭、農田亦具滯洪作用)。採用工程硬性保護工法仍是主流,但工法尚有改進之處俾能符合現代重視環境之觀念。 西南沿海地區地面高程低已近海平面,水頭極小。以一般重力排水洩洪甚為困難。以什麼方式提升洩洪能力才是思考重點。

三、沿岸地區減災對策

(1) 鄉村聚落淹水改善

布袋、東石、栗子崙、掌潭村、高屏沿海以及本次未受災害的雲林沿岸漁村等,都屬於地層下陷嚴重低窪地區,即使地層高於海水面,於超過十年一次頻率之降雨量下就可能會發生淹水。農地魚塭尚可,農漁村居民是否可以接受?如前所述,除應提升防災頻率外,更須謀求有效之減災方法,使淹水能迅速排除。因地勢低重力排水難,目前多賴小型抽水機抽水,抽水量有限緩不濟急所以積水久日不退。建議將各鄉鎮聚落區與週邊魚塭農地分開,視為一單元採用較高水準防災對策,以「城堡護城河」方式處理。於聚落周邊挖掘圳溝作為滯洪池,並將其土壤用於填土圍堤,與四周農漁塭曠地之淹水隔絕,再配予抽水機抽出滯洪池積水,確保村落免於淹水。

布袋、東石、栗子崙、掌潭村、高屏沿海以及本次未受災害的雲林沿岸漁村等,都屬於地層下陷嚴重低窪地區,即使地層高於海水面,於超過十年一次頻率之降雨量下就可能會發生淹水。(圖:林良懋提供)

(2) 沿海地區排水功能加強對策

治水先從最下游做起。河川、大排是水流最末端,本應流水斷面最大成喇叭狀擴大以利水流入海。但若干河川、大排水溝出口卻受導流堤、水門或砂洲限制反而縮小,應予以擴大加寬。河床淤高者在不破壞紅樹林下疏浚加深以暢其流。 沿海地區地面高程高於海水面地區,還有利用低潮期落差潛能,將低潮位以上之積水宣洩入海之空間。現有排水溝應設法擴建疏浚、清淤、改建出海口、設立抽水站等方式增加排洪功能。但低於低潮位以下之積水只有依賴抽水設施。

中、小型排水溝儘可能直接排入大海以免增加河川、大排之負擔,但需注意出口閘門或涵洞之設計,不要因而減少其有效洩水斷面積,出口高程盡量降低到低潮位下,以利低潮時之排水。同時配予固定式抽水系統大量抽水俾積水早退。目前既有中小型排水出海口之閘門、涵洞都屬於防潮設計之觀念,設在海堤砂灘上處避免淤砂,導致高潮位以下積水無法排出,應改為兼具排洪功能。若能予以延伸入流並降低高程至低潮位下,當可使溢淹水位降低至低潮位。沿海排水溝淤積、雜草叢生、被養殖引水管佔滿,以致失去排水功能,卻不見有關單位處理,焉能不淹水?

自然重力不足就用人為增加動能及位能。如經費容許,不妨於淹水區之適當地點設大型抽水站,以壓力鋼管將積水直接排入大海。或者仿照羅馬輸水道,建設高架輸水渠道,將積水輸送到海中排洩。鐵公路能高架,為何水路不能?不如此怎能使淹水快速宣洩?

四、極大值統計分析

極大值統計分析之信賴性取決於母數取樣及機率分佈函數之選擇。固然記錄年代愈長愈好,近20年來因氣象變化極端強降雨之時雨量及總降雨量與以前迥異,有必要除以長年資料分析之外,也應就近20年之數據分析比較,取其較不利之數據做為設計依據。降雨延時也可能因而延長,而非考慮24、48小時即可。如日本廣島、岡山區連綿下了12天雨,高雄、台南地區也尚在下雨,累積雨量更多,在此情況下,西南沿海地區之溢淹災害可能更長更嚴重。延時如何取捨?

沿海地區河川、大排水位受潮汐影響,尤以颱風來臨強風產生之暴潮(即俗稱之海漲、海水倒灌-水位最高,溢淹推算應時列入考慮。潮位極大值分析和潮位及降雨結合機率也有分析必要。此次淹水所幸還無暴潮影響,如有,恐淹水更嚴重。

五、嚴防破堤

不論海堤、河堤的堤心都用土砂填實,年代一久難免有裂縫空洞產生,於大洪水高水位壓力下會產生管湧或裂縫擴大而破堤。此次日本即因破堤產生嚴重之傷亡、房屋流失傾倒、鐵公路穚樑流失等之嚴重災害,值得借鏡警愓。水利署雖有定期檢查維修,那麼地方政府呢?颱風、雨季之前、地震之後,也應加強檢查。

六、組隊現勘檢討,當能發現更多問題,想出解決對策。

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