第三章 評估花蓮海岸公路易受颱風波浪致災之區段
3.5 模擬結果
情境溢淹範圍的計算以第 6 區潮位 2m 的情境 6b 為例,圖 3.18 到 3.21 是分別是模擬時間第 60、600、1200 以及 3600 秒的水位和流速的 空間分布。當完成情境模擬時,可得到情境模擬期間的最大水位空間分 佈。在此將模擬期間陸地網格的最大溢淹水位超過 1cm 的區域視為溢 淹範圍。模擬完 24 個情境後,便可計算取得各自的情境溢淹範圍。圖 3.22 為 8 個道路區段在潮位 1m 情境下所得到的陸地溢淹水位空間分 佈(情境編號 1a 到 8a)。圖 3.23 為 8 個區段在潮位 2m 情境下所得到的 溢淹水位分布(情境編號 1b 到 8b);最後是在潮位 2.6m 模擬所得到 8 個區段的溢淹範圍分布(情境編號 1c 到 8c)如圖 3.24。
圖 3.18 情境 6b 第 60 秒的水位和流速空間分佈
圖 3.19 情境 6b 第 600 秒的水位和流速空間分佈
圖 3.20 情境 6b 第 1200 秒的水位和流速空間分佈
圖 3.21 情境 6b 第 1800 秒的水位和流速空間分佈
圖 3.22 情境潮位 1m 的最大溢淹水位
圖 3.23 情境潮位 2m 的最大溢淹水位
圖 3.24 情境潮位 2.6m 的最大溢淹水位
為了解上述的模擬情境對台 11 線道路的影響,在此先將陸地溢淹 範圍定義為陸地淹水深度超過 1cm 的區域,然後利用 Google Earth 的 衛星影像地圖當底圖,將情境溢淹水位的分布範圍套疊到 8 個道路區 段,如圖 3.25 到 3.32 所示,而圖 3.33 到 3.41 其為部分放大圖,其中 綠、黃、紅色套疊的溢淹範圍各對應於情境潮位 1、2 和 2.6m。透過檢 視 8 個區域衛星影像的道路位置與溢淹範圍分布是否重疊,並排除道 路底下為河口或是排水道的路段,最後列出溢淹範圍接近台 11 線道路 邊緣的里程區段以及道路發生溢淹的里程區段,如表 3-5 和 3-6。
由於模擬使用海洋地形缺少近岸深度 0 到 20m 的高解析度地形觀 測值且內政部的 DEM 陸地地形亦為十幾年前的資料,可能造成部分區 域的模式結果與實際有所出入。另外情境模擬也不考慮暴風環境下造 成的地貌變遷,例如波浪引起沉積物傳輸所造成的沙灘遷移以及沙丘 坍塌等現象。公路總局第四區養護工程處指出近年來台 11 線 52K 附近 的沙灘因為沙量不足,使颱風期間的道路邊坡堤址更容易受到波浪衝 擊,可能造成邊坡崩塌。但情境模擬顯示波浪溢淹範圍離道路邊緣尚有 十幾公尺的距離(圖 3.34),可能是因為模擬使用的地形與實際地形的差 異所造成,故本研究的 XBeach 模擬結果僅適用於初步的評估。
當情境潮位為 1m 和 2m 時,8 個區段雖皆未出現道路溢淹的情形,
但仍須留意溢淹範圍鄰近道路的里程區段,其道路邊坡可能受到海浪 的衝擊而造成結構受損。由於使用的是水平 2 維模式,無法模擬波浪 破碎所產生的浪花,須留意溢淹範圍鄰近道路的區段可能會有浪花飛 濺到道路的情形。例如公路總局第四區養護工程處指出 44K 至 45K 以 及 55K 至 57K 路段由於路面高程較低處,在颱風期間似有浪襲情況出 現。由圖 3.33 和圖 3.35 可知 44.5K 和 55K 附近的路段在潮位 2 m 以上 時,波浪的溢淹範圍已鄰近道路邊緣,出現浪襲的可能性偏高。
當情境潮位為較極端的 2.6m 時,共有 7 個路段出現道路溢淹,分 別位於第 5 到 8 區,如圖 3.35 到 3.41。大部分的溢淹路段在潮位 1m 的情境下,溢淹範圍離道路尚有段距離。但由圖 3.41 可知,人定勝天
著海岸公路,加上 2015 年蘇迪勒颱風以及 2016 年梅姬颱風警報期間 曾發生浪襲道路的事件(表 2.1),故本計劃將 61.5K 附近的路段做為 COBRAS 浪襲模擬的重點路段。
圖 3.25 區域 1 溢淹範圍(花蓮縣壽豐鄉台 11 線 7.5K 到 13K)
圖 3.26 區域 2 溢淹範圍(花蓮縣壽豐鄉台 11 線 15K 到 20.5K)
圖 3.27 區域 3 溢淹範圍(花蓮縣豐濱鄉台 11 線 38K 到 42.5K)
圖 3.28 區域 4 溢淹範圍(花蓮縣豐濱鄉台 11 線 43.5K 到 49K)
圖 3.29 區域 5 溢淹範圍(花蓮縣豐濱鄉台 11 線 51K 到 59.5K)
圖 3.30 區域 6 溢淹範圍(花蓮縣豐濱鄉台 11 線 58.5K 到 63K)
圖 3.31 區域 7 溢淹範圍(臺東縣長濱鄉台 11 線 75.5K 到 81K,2019 年 10 月 24 日影像)
圖 3.32 區域 8 (臺東縣成功鎮台 11 線 99K 到 105K)
表 3-5 區域 1 到 5 情境模擬的台 11 線溢淹路段
表 3-6 區域 6 到 8 情境模擬的台 11 線溢淹路段
情境編號 潮位(m) 溢淹範圍鄰近道
路的里程(K)
發生道路溢淹 的里程(K)
溢淹範圍鄰近道路的 里程所在行政區
6a 1 61.02 無
花蓮縣豐濱鄉港口村
61.2 ~ 61.8 無
6b 2 61.02 無
61.2 ~ 61.85 無
6c 2.6 61.02 無
61.2 ~ 61.85 61.6 ~ 61.8
7a 1 無 無
7b 2 77.2 ~ 77.8 無
臺東縣長濱鄉三間村
7c 2.6 77.2 ~ 77.8 77.25
8a 1 99.5 ~ 100.1 無 臺東縣成功鎮博愛里
103.4 ~ 103.85 無 臺東縣成功鎮忠孝里
8b 2
99.5 ~ 100.1 無
臺東縣成功鎮博愛里 100.25 ~ 100.5 無
100.9 無
101.23 ~ 102 無
103.4 ~ 103.85 無 臺東縣成功鎮忠孝里
8c 2.6
99.5 ~ 100.1 99.7 ~ 99.9
臺東縣成功鎮博愛里 100.25 ~ 100.58 100.34 ~
100.58
100.9 無
100.95 無
101.23 ~ 102.15 101.25 ~ 101.63
103.4 ~ 103.85 103.57 臺東縣成功鎮忠孝里
圖 3.33 區域 4 的 44.5K 到 44.7K 道路邊緣出現溢淹
圖 3.34 區域 5 的 52K 附近溢淹分布
圖 3.35 潮位 2.6m、示性波高 5m,台 11 線 54.93K 溢淹
圖 3.36 潮位 2.6m、示性波高 5m,區域 6 的 61.6-61.8K 溢淹
圖 3.37 潮位 2.6m、示性波高 5m,區域 7 的 77.25 K 溢淹
圖 3.38 潮位 2.6m、示性波高 5m,區域 8 的 99.7-99.9K 溢淹
圖 3.39 潮位 2.6m、示性波高 5m,區域 8 的 100.34-100.58K 溢淹
圖 3.40 潮位 2.6m、示性波高 5m,區域 8 的 101.25-101.63K 溢淹
圖 3.41 潮位 2.6m、示性波高 5m,區域 8 的 103.57 K 處溢淹