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因應氣候變遷,都市淹水防治策略三加一

2014年7月,臺灣遭逢今年第一個颱風,很幸運地麥德姆颱風移動相當快速,以20公里的時速橫掃臺灣後遠飆而去,未造成重大災情。然而仍不能掉以輕心,回顧過去幾年,幾乎每年臺灣都市輪流大淹水,未來因應氣候變遷,都市洪患的防治策略更急需重新調整,台大土木系的李天浩教授,便針對都市淹水防治策略,提出「三招加一招」的解決方案。

面對越來越劇烈的極端降雨,臺灣都市必須採用多管齊下的治水策略,圖為2010年高雄凡那比淹水情況。(圖片來源:WikimediaCommons, Endruw)

面對越來越劇烈的極端降雨,臺灣都市必須採用多管齊下的治水策略,圖為2010年高雄凡那比淹水情況。(圖片來源:WikimediaCommons, Endruw)

前情提要:何謂內水和外水?

對位於河川下游平原的都會區而言,可能的洪患威脅分別來自外水與內水兩部分。外水來自河川中上游山區丘陵地的山洪,而內水便是降在都會區內部,需要往外排出的水,直接影響都市居民的生活。過往治水針對外水的抵禦措施,是在下游都會區河段興築堤防,但如此一來卻也造成內水無法外排的窘境。

而且內水在防治策略上與外水有根本差異,就平原河段而言,外水是「線」的問題,只需注意流經平原的河段整治,相對於外水可能帶來的高額損失,高防洪標準仍處於允許的預算範圍內。然而,平原的內水是「面」的問題,對落在平原都市區域內的水,面對地形坡度平緩不利排水、都市不透水鋪面比率甚高、基礎建設防洪標準不敷使用等問題,如果想用高防洪標準的工程思維整治內水,花費的預算成本極為高昂。

整合治水,老方法解決新問題

整合治水很多內容與想法都還在新增、調整、試驗,不過其中的核心理論是在使用傳統水力工程(諸如提防、抽水機、排水道)之外,將空間規劃、交通和景觀等等的專業知識,進一步與水利的知識整合在一起,擴大城市空間在因應水患上的可能性,從「面」的角度切入解決都市的淹水問題,臺灣自2001年納莉風災後首度由日本引入整合治水。不過李教授也笑著說,「其實整合治水只是用老的方法,解決新的問題。」

所謂新的問題,是說快速都市化後帶來不透水鋪面、逕流大增的結果,加上最近幾十年議題發燒的氣候變遷,現代都市面對越來越險峻的洪患威脅,只能說是人類自己造的孽,自己承擔。而老方法,很多都是以前人們就已經知道的防洪方式,只是日本用「整合治水」這個新名稱新瓶裝舊酒,例如許多老廟宇可見提高地基防洪、利用門檻擋水、興建池塘或是埤塘儲水、利用街道排水等等,只是不知道何時現代人遺忘了,蓋出了一座座更容易被水侵襲的城市。

CP值最高的調適策略三加一

因應氣候變遷,李教授認為台灣都市必須採用多管齊下、財務上可行以及民眾可接受的洪患調適策略,針對台灣都市特殊的社會經濟環境與降與條件,李教授提出「三招加一招」的都市防洪澇總體設計構想。

所謂「三招加一招」,是透過三道工程措施,加上一道軟體措施,進行都市的防洪減災。三道工程設施分別為外水防洪、內水防澇、建築防淹。外水防洪即是傳統的築堤防止山洪流入都市;內水防澇則希望降低都市的淹水程度和發生機率,整合透水、滯洪、興建排水系統等方式緩解都市淹水問題,並將都市道路系統設計為可短暫淹水,在超過下水道能負荷的降雨量時,協助宣洩超量的洪水。

第三道建築防淹,則是追求讓淹水衝擊減至最低的調適策略。李教授指出,透過政府更新建築法規,強化現有建築物、地下空間的防淹能力,並鼓勵道路兩側民間建築物興建地下滯洪設施,藉由民間的力量配合,以預算可行的方式逐步創造出大量的滯洪空間,因應未來可能的極端氣候。

最後一道軟體措施,則是透過建置內水監測、淹水預報與預警系統,提供淹水潛勢警訊以及應變時間。李教授說,與山區的山洪預警系統相比,都市內水的預警更為複雜,因山洪只需考慮山區雨量、坡度等因素,而都市徑流模式必須詳細到掌握每棟建築物流出的水量,再將其累積加總,而且因為都市多位於平地,如水流遇到障礙物,比方說橋墩與排水道狹窄處,就會出現回水效應(backwater effect),導致上游部分淹水,使都市內水預報更為複雜。目前世界各國都在研發都市的預報系統,先進國家如英國就將內水預警放在其未來研發重點項目之一。

臺灣因為先天自然環境限制與後天的高密度發展,我們面對氣候變遷無法置之不理,根據2013年IPCC的第五次評估報告,台北市如果不採取任何行動,2050年因洪患損失將高達64億美金,台灣都市迫切需要防淹水的種種策略,以避免未來可能的重大損失。(本文由科技部補助「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/2014年/7月)

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科技部-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。