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河川特性與受災狀況的掌握

3.改善復舊事業

3.3 河川、環境特性與災害原因的掌握等

3.3.1 河川特性與受災狀況的掌握

(1)基本的構想

改善復舊時,應進行河道內以及堤內地、整個流域相關的資料蒐集、聽證與現地調查,蒐集並分析 災害河道(災害區間)及周邊河川特性、災害狀況與環境特性等資訊,分析災害原因並檢討復舊方 法。

《說 明》

.改善復舊事業可能大幅改變河道,應意識到河道與堤內地的關連性,且須掌握上游流下的土砂與 漂流木狀況等,因此應蒐集比災害復舊事業(單一災害)更廣泛的資訊。

.後述對「河川特性與受災狀況的掌握」、「環境特性的掌握」,重點在於透過資料蒐集、聽證與現 地調查,收集廣泛的資訊。此外,能事前準備的資訊,最好平常蒐集,以便災害時派上用場。

.特別是流域的地質、地形、河川的河段分區以及各河段的基本特性、災害經歷、地區民眾的期望、

重要物種分布、重點河段與重點地點等,平常就應注意。

.以下將應蒐集與分析的資訊分成「河川特性與受災狀況」、「環境特性」二部分,進行說明。

<河川特性與受災狀況的掌握>

① 流域圖、流域地質圖與森林基本圖

.用來掌握主流與支流分合流狀況,以及流域形狀、起伏量。

.用來掌握土砂掩埋河道、漂流木阻塞河道時的土砂生產源與漂流木生產源。

② 地形圖(地形等高線圖能了解受災地點等之高程者)、治水地形分類圖

.這種地形圖對於掌握氾濫與淹水型態非常重要。只掌握堤內地盤高程;很難了解氾濫水流怎樣流 動,因此應依據地形圖,掌握氾濫平原地形高低關係。

.治水地形分類圖,可用來了解舊河道位置、護岸牆後濕地與自然堤防的分布。堤防基礎地盤可能 殘留這類地形,可藉此推測河道變化與堤防異狀原因,因此,應確認受災地點及周邊的治水地形 分類圖。

③ 河道特性相關的基本圖面與資料

.應準備河川縱斷面、橫斷面與平面圖,掌握災害地點及其上下游的縱斷面坡度、河寬與彎曲程度,

應掌握堤防與護岸等構造物的設置範圍狀況、以及防砂壩、固床工等橫向構造物、取排水等水利 設施的位置。特別是護岸,應確認其基礎的高程。

④ 河道計畫相關資料

.應蒐集河道整備計畫及相關資料,整理受災地點、其上下游以及該河川整備狀況,活用於改善計 畫的擬定。

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⑤ 氣象狀況、逕流(洪水)狀況

.應蒐集天氣圖、降水量分布圖、氣象雷達影像、雨量觀測所雨量資料及其時間變化、水位觀測所 的水位資料及其時間變化、過去洪水相關資訊,以運用在災害狀況之掌握。

⑥ 洪水前後的河道狀況

.應掌握河床降低與堆積狀況、河岸線移動狀況、河床材料粒徑及其變化狀況、植生等的變化狀況,

以運用在災害狀況之掌握。若能確認護岸、丁壩、固床工、水閘、排水閘等河川構造物周邊的河 床高程變化,較容易確認洪水前後的狀況變化。

.應了解土砂供給量過多或過少所伴隨河道整體河床上升、下降等狀況,以及局部堆積與淘刷狀況、

側向侵蝕導致河岸線移動狀況、植物倒伏與流失、埋沒狀況,以運用在災害狀況之掌握。若能確 認災害地點上游取水堰等河川橫向構造物堆砂狀況與疏浚狀況等,可作為確認有無土砂供給源之 參考。

.若有災害前的資料與數據(橫斷面圖等測量結果、航空照片等)時,可和災後數據資料比較,掌 握狀況。若無過去留下的數據資料,可依據測量成果、UAV(無人機)等的空拍照片以及災後現 地調查結果,取得上述資訊。

⑦ 土砂過度供給伴隨的河道掩埋與漂流木流下伴隨產生的河道阻塞

.土砂崩塌等伴隨產生土砂過度供給、導致河道掩埋,或流下漂流木阻塞橋樑,應掌握堆積土砂量 與漂流木數量,搭配水位縱斷面圖,掌握災害狀況。

⑧ 水位縱斷面圖:洪水痕跡水位(右岸、左岸)、重現水位、計畫洪水位、計畫堤防高程、現況堤防 高程、堤內地盤高程、平均河床高程、最深河床高程

.水位縱斷面圖可掌握災害原因,係擬定改善復舊計畫重要資料。確認水位整體上升或局部上升、

以及左右岸是否有水位差等,乃至於確認堤內地盤高程、現況堤防高程、局部降低地點等,可了 解災害原因(溢流、越流、破堤)。

⑨ 現況流下能力圖(整備計畫流量、現況流下能力、災害流量等)

.搭配水位縱斷面圖,確認河川流下能力,不只掌握災害地點的河道流下能力,還可確認下游河道 流下能力,以及上下游是否平衡。

⑩ 災害狀況與災害經歷

.平面圖上整理災害地點(溢流、越流與破堤地點、公共土木設施受損)、淹水現象(氾濫水流流 下地點及其方向)、房屋等受損狀(床下淹水、床上淹水與房屋半倒、全倒)。

.也可以地形圖掌握堤內的溢流、越流動態變化。

.應確認災害地點附近或類似河段區間是否有同樣的災害,若有發生相同災害,應確認當時的對策 及對策後河道等的反應狀況,作為對策檢討參考。

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<環境特性的掌握>

① 環境要素的分布

.都道府縣與鄉鎮市管理河川多半欠缺棲息生物相關資訊。因此,一開始應掌握可視覺掌握的環境要 素分布狀況,其次必要掌握生物分布狀況。

② 生物的分布(重要物種)

.訪談地區居民與熟悉地區環境的專家學者,概略掌握生物棲息、生長與繁殖狀況。若改善復舊範圍 很大,必要時應進行生物調查、掌握棲息生物及其分布位置的資訊。

③ 重點區間與重點地點

.應掌握自然環境法令與景觀法令列入重要地區的河川區間「重點區間」、市區或市區邊緣區間以及 附近有學校、公園、醫院等公共設施或史蹟、歷史性紀念物地區、判斷應特別注意的「重點地點」。

詳細作法請參照「2.4.4 周邊環境的確認與重點地點判定 (2)重點區間與重點地點的判定與對應」

(P.40)。

④ 河川景觀、 水邊利用、 文化與歷史、觀光資源、地區民眾的期望等

.平常應蒐集河川景觀重點地點、具備高度水邊利用潛能的地點、文化與歷史價值較高地點、可開發 觀光資源的地點、地區民眾的期望等資訊。

.除了掌握土地利用圖、都市計畫圖、河川營造相關地方都市整備計畫、河川沿岸土地利用之外,也 應掌握都市計畫相關資訊。

另外,上述資料與河川特性、災害狀況②③及環境特性①②有關的部份,已有如下的資料庫,能 以網路公開取得資訊,可有效利用。因此,平常應確認這些資訊,災害發生時可作為參考資訊。

.地理院地圖(電子國土 Web) http://maps.gsi.go.jp

.國土地圖(土地分類調查、水調查) http://nrb-www.mlit.go.jp/kokjo/inspect/inspect.htm

.國土情報網路地圖系統 http://w3land.mlit.go.jp/WebGIS

.自然環境調查 Web-GIS http://gis.biodic.go.jp 等

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災害後初期河床降低與堆積狀況、河岸線移動狀況、河床材料粒徑及其變化、植物等的變化加以調 查,以掌握洪水前後河道狀況之變化。

《說 明》

.河床變動(河床整體上升或下降趨勢、局部淘刷狀況)、河岸移動狀況、河床材料粒度組成及其 變化與植生狀況,係分析災害原因、推測災害流量以及擬定或設計河道計畫所需資訊,因此不只 災害區間,其上游一連串區間的訊息,都應掌握。

.洪水時河床多半明顯變動,出現上升或下降等狀況。特別是靠近土砂生產源且縱斷坡降大的山區 河道,從山地坡面崩塌供給過剩土砂堆積河床。而因防砂壩等導致土砂供給受限時,縱斷方向的 土砂平衡遭受破壞,就會大範圍出現河床降低等河床變動。此外,橋椿(橋墩)周邊、凹岸側與 固床工下游等出現局部淘刷的情形也有。

.有時也會出現河道整體河床降低、局部淘刷伴隨出現護岸災害與側向侵蝕,以及河床上升導致河 寬擴大與河岸線移動。

.河床材料的粒度組成不只是重現災害流量之粗糙度設定所需參數,同時也是判斷河床上升或下降 的參考材料。

.河道內茂密的植生,也可能因為洪水所伴隨產生的流體力以及河道侵蝕、堆積狀況而產生明顯變 化。表層植生狀態是掌握洪水流況(流速、流向)、土砂移動狀況的重要資訊。

.以上河床侵蝕與堆積狀況、河岸線移動狀況、植生狀態係分析災害原因、擬定河道計畫、實施設 計所需參考資訊。因此,災害後應活用 UAV(無人機)等,掌握河道內的地形與植生狀態等,並 與洪水前的狀況比較,充分掌握相關狀況。

.此外,中小型型河川多半無洪水前的橫斷面測量紀錄,很難了解洪水後河床上升或下降。此時應 確認災後縱斷面河床形狀,有無河床上升或下降的區間或地點,以及河床高程與護岸基礎或坡面 保護工高度的關係,乃至於河床與橋墩等的高度之關係,充分掌握河床上升或下降狀況。

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.決定改善復舊的計畫標的流量,需先推測受災流量。推測的方法如下。

【災害流量的推測】

實施改善復舊,除了確保流下能力之外,也必須確認災害實際流量是否超過現況流下能力。

災害流量最好以下面說明的 a 方法計算,但也可利用 b 方法算出災害流量,然後用 c 的方法驗證。

a:利用 H-Q 公式推測災害流量

.相同河川若有流量觀測的水位觀測所,應利用現有 H-Q 公式與該次所測得的洪峰水位,推算 災害流量。

b:依據雨量計算逕流,推算災害流量。

.災害河川(或包含該河川在內的主流)若已有逕流分析常數,應依據該逕流模式,從實際雨 量算出實際流量,作為災害流量。

.流域面積較小的河川不需考慮其貯留效果時,依據合理化公式,從實際雨量算出實際流量,

.流域面積較小的河川不需考慮其貯留效果時,依據合理化公式,從實際雨量算出實際流量,