第二章 文獻回顧
第二節 建築物產生淹水之外部原因
都市洪災的產生,與建築物的外部因素有極大的關係,例如不透水 鋪面增加、排水系統失效、降雨強度過大以及地理、地勢位置等。本節 將建築物產生淹水之外部因素分為三大類,分別為人為因素、都市開發 與自然因素,詳細說明如下:
一、人為因素
災害產生的過程中,極有可能是因人為的關係而導致洪水的產生,
人為因素泛指人為疏失、心態問題、系統失效以及事前防範,其相關說 明詳述如下:
1. 人為疏失
是只指因操作者或管理者的疏忽,而使得部分環節受到影響,進而 造成災害的發生;大多數高淹水潛勢地區,由於在過去已有較多淹水經 驗,為防範洪水而加裝防洪排水設施,卻因平日缺乏保養、維護,導致 需要使用時發生機械無法運作,未能達到應有的防洪功效。
2. 心態問題
非高淹水潛勢地區民眾,遇到洪災之機會不大,對於防洪經驗較為 不足,甚至存有僥倖之心態;然而高度的開發行為與近年來降雨量持續 增加,水患問題不只發生在高淹水潛勢地區,排水不良地區在降雨過大 時,亦有可能因排水不及或其他原因而發生淹水。
發生在93 年的 911 水災,即是因捷運施工不當造成箱涵破裂,加 上連日降雨不斷,而導致三重地區嚴重淹水,由於該地區過去並無淹水 紀錄,加上民眾疏於防範與工程單位應變不及,致使災情嚴重。
抽水機,以應付大漢溪水位高漲問題,民國九十年納莉颱風來襲時,塔 寮坑溪抽水站因撈污機無法負荷由上游沖刷下來的大量雜物,而喪失原 有之排洪效果,造成新莊市塔寮坑溪沿岸附近淹水10~120 公分不等。
4. 事前防範行為
民眾與政府對於災害產生前的應變防範能力是否足夠,將會影響淹 水程度及災後復原之速度,目前對於氣候變化已有一定程度的預測準確 性,最常造成淹水的颱風更是可以提早約三天前預報,民眾可於警報發 佈時,提高警覺並加強預防洪水的侵襲,如住家周邊排水管線的疏通、
沙包堆砌擋水及備妥抽水機等應變措施,如此可降低淹水對建築物所帶 來的衝擊。
二、都市開發
持續不斷的開發行為,導致不透水鋪面增加,逕流量也隨之增加,
加上都市開發時,忽略防洪排水設施之配合與維護,導致洪災發生機率 不斷增加。
圖 3-6 都市化前後逕流量差異圖
資料來源:本研究整理 1. 相對高程
降雨落到地面,一部份雨水入滲形成地下水,另一部分形成地表逕 流往地勢低處流動,因此地勢低窪地區容易受水災之苦;除了地勢低窪
時間 都市化後逕流量
都市化前逕流量 逕
流 量
外,因開發行為而導致建築物產生相對高度不同,也有可能使高程較低 的建築物受洪水侵入。
2. 地層下陷
台灣西南部地區如彰化、雲林、嘉義等沿海縣市,由於養殖漁業的 關係,嚴重超抽地下水,所造成之地層下陷問題,已影響到既有海堤禦 潮及排水之功能,因地層下陷而低於海平面之地區,更是容易發生區域 性淹水災情。
3. 越域效應
都市大量開發造成地形改變,尤其以山坡地之開發最為嚴重;在大 舉開發後,因不透水鋪面之增加與地形的改變,使得原本應該流到甲區 的逕流,因地形改變而越域漫流至乙區,造成乙區排水系統無法負荷,
而發生淹水災情。
4. 不透水鋪面增加
都市開發之所以對淹水現象產生如此大之影響,其主要原因是因地 表不透水鋪面的增加,以「不透水表面率」(percentage of impervious area,簡稱 IMP)評估都市中不透水面積佔全部面積的比例,比例越高代 表開發行為越密集。
成功大學曾針對台北市及台南市的都市透水性進行實地調查,以田 野調查的方式,分析兩都市的透水性能,証明隨著時間的改變、開發密 度增加、都市不透水表面率比例越高,發生都市洪災的機率也越高。
表 3-1 台北市與台南市不透水表面率 平均不透水率(%) 土地使
用分類 台北市 台南市 過去文獻 住宅區 84 88 80#、70*、80^ 商業區 97 100 100#、100*、95^ 工業區 90 92 70#、70*、75^ 公園綠地 19 36 15#、15*、40^ 學校 60 68 30#、35*、60^ 機關用地 78 91 30#、35*、60^ 其他公共設施 87 81 N/A
資料來源:「#」台灣省住都局,1980;「*」台灣省住都局,1978;「^」辛治國,
1988;其他為成功大學建築研究所成果;本研究整理。
5. 排水口位置
一般排水系統,大多將洪水排入河川或大海中,倘若排水時遇海水 漲潮,出水口高程位於海平面以下,會有迴水現象產生,造成雨水無法 順利排入河川或大海;反之,若洪峰到達時正好遇到退潮,出水口高程 高於海平面,則渠道內水位快速下降,發生洪災之機率將大幅降低。
6. 排水設施不足
防洪排水設施採逐年編列預算方式,只能針對某嚴重水患地區優先 整治,無法全面性的進行改善,以致於排水設施不足以應付開發後,增 加的逕流量,而導致淹水現象的產生。
三、自然因素
受到氣候變遷的影響,以台灣北部如新竹、花蓮、淡水等測站為例,
均呈現雨量與降雨強度漸增的趨勢,每小時約增加10 至 60 公釐的降雨 量,對於都市排水系統確實是一大負擔。
1. 降雨過大
台灣雨水下水道設計標準,一般採用五年一次暴雨頻率當作設計標 準,以台北縣淡水、汐止、三重為例,五年一次暴雨頻率平均暴雨強度 約為78.8 公釐;新莊、板橋、新店等地,則採用三年一次暴雨頻率作為 設計標準,平均暴雨強度約為73.8 公釐。倘若降雨量超過此設計標準,
雨水下水道將無法負荷如此大量的降雨,而導致市區淹水。
2. 洪水宣洩不及
地勢低窪地區,無法利用重力方式進行排水,需以抽水站、抽水機 組或其他方式輔助排水,當降雨過於集中或降雨強度大於排水系統負荷 能力時,會造成低窪地區洪水宣洩不及,而遭受水患之苦。
圖 3-7 建築物外部產生洪災原因
資料來源:本研究整理 建築物外部產
生洪災原因
人為因素
都市開發
自然因素
人為疏失
民眾心態
系統失效
事先防範措施 是否得宜
排水設施不足
不透水面增加
地層下陷
相對高程
越域效應
排水口位置
降雨過大
洪水宣洩不及