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與災共生(三):當城市遇上洪水

城市遭遇洪水受到的經濟財務損失難以估計,台北市納莉風災後信義區淹水戶清出的垃圾量十分驚人。(圖片來源:Flickr用戶Jerry & Cara)

城市遭遇洪水受到的經濟財務損失難以估計,台北市納莉風災後信義區淹水戶清出的垃圾量十分驚人。(圖片來源:Flickr用戶Jerry & Cara)

臺灣地處亞熱帶氣候,地形陡峻,河川短促,每年梅雨以及颱風皆會帶來劇烈降雨。而今日臺灣人口高度集中都市,約8成的人口居住在都市地區,不禁令人憂心都市發生嚴重洪患。本專題採訪國立臺灣科技大學營建工程系的李咸亨教授,說明臺灣都市洪災發生的風險,並從實質防洪工程層面檢視當前臺灣的都市防洪能力,診斷臺灣都市是否已經準備好應付下一次的極端降雨?

內憂外患  料敵從寬

臺灣的降雨型態逐漸改變,根據1960年代至今的氣象觀測資料,全臺年降雨天數逐年降低,但是降雨時段更為集中、降雨強度更強,每年的最大單日降雨量有升高趨勢,導致臺灣河川最大洪峰流量年年攀升,更加考驗臺灣都市的防洪能力。

臺灣都市人口集中,一旦遭遇洪患,財物損失令人無法想像,瀏覽過去臺灣都市遭遇洪災的歷史,僅僅十多年內,各大都市皆發生過嚴重水患:2001年臺北市納莉風災,臺北捷運成為巨大滯洪池;2008年卡玫基颱風重創臺中市,中港路淹水成河,市區堤防與橋粱被沖垮;2010年凡那比橫掃南臺灣,高雄市民被洪水圍困家中。這些災情或許已被多數人遺忘,但洪水仍在伺機而動,讓人憂心,下一次洪水「獎」落誰家?

洪水可說是都市的內憂外患,都市的防洪設施一向以興建堤坊禦洪為主,以抵抗外面河川的洪災風險。然而,臺灣都市地狹人稠,河岸旁的土地多數已被建築佔據,我們的堤坊只能用高度換取失去的寬度,以應付河流暴漲的威脅,但也因此失去了生活品質與親水景觀。而且,沿河而建的堤防雖然擋住了外患,卻也導致落入堤防內部都市的雨水流不出去,讓都市內部產生積水,一旦排水系統出了問題,例如抽水機發生故障或排水溝阻塞,這些內水便成為都市積水的內在威脅。

都市防洪  禦敵從嚴

為了應戰洪水的內外夾攻,臺灣都市的防洪設施必須禦敵從嚴。以臺北市而言,淡水河流域的防洪是以200年洪水周期為設計標準。需要注意的是,所謂「200年洪水周期」,是根據過去的氣候水文資料,計算達到這種規模的降雨跟洪水,平均每200年會發生一次,通常洪水周期的時間越長,洪水規模越大,發生頻率越低。但是洪水周期是一種發生的機率的概念,200年洪水周期並不代表要等200年才會發生一次,亦有可能在400年中連續2年皆發生200年洪水周期規模的降雨事件。

為了抵禦200年規模的洪水,臺北市已花費數十年興建平均9.5公尺高的堤防,且於基隆河上游興建員山仔分洪道,並以日本東京與京都做為觀摩對象,引入「總合治水方法」建築許多滯洪池、透水路面、綠建築等設施。然而如前所述,這些堤防與分洪設施是屬於「外水抵抗」的部分,面對「內水」,臺北市也採用一些分進合擊策略與之對抗。

總合治水方法包含5種防洪措施,根據其處理積水的效率可排序說明如下,第一種是建置排水系統,利用自然重力將水排出;二是建置抽水站,目前臺北市一共設置有85處抽水站,抽出低窪地區的積水;三是壓力排水,利用流體力學原理,在高處加壓排出積水;四是興建滯洪池,通常位於山谷與平地交接處,預留都市中裝水的空間,將雨水暫留於其中;五是透水鋪面,讓雨水能透過地表的入滲,讓這些雨水能進入土壤,但是土壤能吸收的水分是固定的,多餘的積水仍須仰賴前面幾種方式排出。

目前在內水外排的部分,臺北市已經有96.7%的地區,有能力應付每小時78.8毫米的暴雨,下一階段目標將逐步加強都市的防洪能力,逐漸提高防洪目標達每小時83.8毫米的降雨強度。

儘管臺北市防洪系統在臺灣已屬建置最為完善的都市,然而面對日漸極端的降雨型態,這道防線未來是否還守得住?都市防洪在未來勢必需要有更多積極的政策推動與觀念推廣。當前房地產追求河景與生活品質,抽水站與堤防成為不受歡迎的鄰避設施,若政府單位缺乏魄力建設,將成為都市防洪體系中的罩門,一旦洪水突破便將是全市淪陷如2001年的納莉風災。此外,新的道路鋪面設計、綠建築的推廣、雨水截流設施等等,亦能對臺灣的都市防洪有一定貢獻,這些技術都已完備,端看政治人物與社會大眾願不願意居安思危,還是要等到洪水突破堤防高牆的那一天,才會記起洪水的可怕。(本文由國科會補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院國家科學委員會科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

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關於作者

李柏昱

成大都市計劃所研究生,現為防災科普小組編輯。喜歡的領域為地球科學、交通運輸與都市規劃,對於都市面臨的災害以及如何進行防災十分感興趣。