本計畫以旗山溪流域兩處堰塞湖為模擬案例，一處為已潰決的小林村 堰塞湖，另一處為未潰決的那瑪夏鄉(民生村上游)堰塞湖。小林村堰塞湖為 民國98 年莫拉克颱風帶來的超級雨量在小林村後方山坡誘發大型山崩所造 成；那瑪夏堰塞湖為莫拉克颱風帶來的超級雨量造成二溪土石崩落流至旗 山溪主流形成大型沖積扇並阻斷主河道，溪水蓄積而形成堰塞湖。本計畫 先利用小林村堰塞湖重建之壩體幾何形狀(李昀珊等，2010)，進行潰壩模擬，
以驗證潰壩模擬以及淹沒區範圍評估數值工具之合適程度。然後再利用同 樣數值工具評估那瑪夏堰塞湖潰壩可能淹沒範圍，做為潰壩危害度評估之 示範案例。
一、案例資料建置及評估、模擬
本計畫以旗山溪流域兩處堰塞湖為模擬案例，根據現勘以及資料 蒐集，以下針對二處堰塞湖之基本資料作介紹及對及評估及模擬結 果。
(一)小林村堰塞湖：
小林村在行政區上隸屬高雄市甲仙區，位於台21 線里程約 223 公里處。村內聚落主要分布於旗山溪左岸之高灘地及低位河階上，
與河床之高差約在5 公尺至 10 公尺之間。民國 98 年莫拉克颱風帶 來的超級雨量在小林村後方山坡誘發大型山崩，造成掩埋村落而致 五百人失蹤的巨災。山崩發生於8 月 9 日清晨 6 時許，從高出村落 約五百至九百公尺的山坡開始發生崩塌，大量的崩滑土石快速向下 流動，一部份土石翻越 590 高地(圖 7-1)而掩埋了村落，大部份土石 繼續沿山溝向下流動，進入旗山溪主流而堵塞河道並形成堰塞湖。
山崩發生一小時後，堰塞湖潰決，大水沖刷被土石掩埋的村落，圖 7-2 為小林村附近殘存的天然壩(李錫堤等，2009)。
李錫堤等(2009)以農林航空測量所測製的災前與災後進行地形 與崩塌土體分析，結果顯示此次主要滑動區面積約57 公頃，滑動體 積約2,387 萬立方公尺，平均深度約 40 公尺。扣除附近其他區域之 堆積量，估計整個原始天然壩的體積約 1,536 萬立方公尺(以鬆方膨 脹一成計)。文中並就地質、水文、及地形等三方面探討小林村災變 之原因：1. 小林村附近的總降雨量超過 1,800 公釐(經濟部水利署, 2009)，這是此區有雨量記錄的 51 年來(甲仙站)的最大降雨(重現期 距>200 年)；2. 滑動區域之地質構造形成不利之岩楔，且岩楔在崩 前已呈虛懸狀態，地質弱面加上地形砍腳情況，使此楔形岩體/舊崩 積層在崩前即已處於非常不利的狀態；3. 崩塌區上方之農林業開發 造成裸露地，加速降雨入滲至滑動區；4. 小林村山崩坡高 900 公尺 略大於草嶺崩山的 700 公尺及九份二山崩山的 340 公尺，滑動區坡 高太高，加以含水量過大而使滑動後形成顆粒流，加快移動之速度 並擴大滑動體之規模。
1、危險度評估
依據李昀珊等(2010)之研究，小林村堰塞湖於很短時間內即發生 堰塞湖溢頂並造成天然壩破壞，該研究由航照圖、山崩前與潰壩後 DTM 資料、實驗室土壤物性試驗與野外調查，重建小林村堰塞湖天 然壩地形與水文參數。研究分析結果顯示小林村堰塞湖天然壩主要 由透水性低、易沖蝕的細顆粒材料組成，壩體積約為 15.34×106m3， 溢流點之壩高為44m，壩長與壩寬分別為 370m 及 1554m，集水區 面積為354×106m2、上游坡度約為7.6%、下游坡度約為 1%及湖體積 為 9876559 m3。
依據上述參數利用第陸章第四節第四小節災害評價分析工具運 算，將A=3.54×108m2、H=44、V=1.534×106m3、W=1554m 及 L=370m 參數輸入，計算成果如圖6-18。除 DBI 顯示未能分類，鑑別分析模
式及邏輯斯分析模式顯示該天然壩為不穩定，其破壞機率為 85.72%。
(上)地表地質圖；(下)A’-A-A 地質剖面圖
圖 7-1 小林村崩塌後地質圖(李錫堤等，2009)
(摘自李錫堤等，2009；圖中人站處是楠峰橋橋台的遺跡) 圖 7-2 旗山溪中殘存的天然壩(2009.09.09) 2、上游危害度評估
(1)短時間快速評估
A、河川地籍與等高線圖：於當地高程 415 公尺經由等高線圖畫出，
如圖 7-3 所示。若考慮迴水影響範圍，建議增加 5 公尺，即高 程420 公尺作為初步估算迴水影響範圍，並以高程 420 公尺作 為疏散撤離之初步依據。
B、土地利用資料：如圖 7-4 及圖 7-5 所示。圖 7-4 為土地利用原 始圖，將高程 415 與 420 公尺等高線套疊至土地利用資料，並 將土地使用資料藉由顏色區分，如圖7-5 所示，可得知淹沒區 為何種土地使用，亦可作為疏散撤離之初步依據。
C、正射影像資料：如圖 7-6 所示，將高程 415 與 420 公尺等高線 套疊至正射影像，藉由影像判別上游淹沒區的情況，亦可作為
疏散撤離之初步依據。
圖 7-3 小林村堰塞湖地籍與等高線圖與標高 415 公尺等高線圖
堰塞湖發生位
415 公尺等高線
420 公尺等高線
圖 7-4 小林村堰塞湖發生位置周邊土地使用原始圖資與標高 415、
420m 等高線圖
堰塞湖發生位
斷面編號 122
小林 420m 等高線
415m 等高
圖 7-5 小林村堰塞湖發生位置周邊土地使用分類情況與標高 415、
420m 等高線圖
堰塞湖發生位
斷面編號122
小林 415m 等高
420m 等高
圖 7-6 堰塞湖發生正射影像與標高 415、420m 等高線圖 (2)長時間詳細評估
A、水位與雨量監測儀器的設置：堰塞湖形成後，可藉由水位與雨 量監測儀器進行監測，將即時資料傳送回轄管之防救災中心，
415m 等高線
小林 斷面編號 122
420m 等高線
堰塞湖發生位
進行監控。
B、降雨逕流模式推算：本計畫團隊已建置完成之水利署轄區之 SOBEK-1D 的河川水文、水理模式，如圖 7-7 所示，在堰塞湖 形成後，其位置若在河道有斷面資料，且取得壩體位置之高程，
則可進行蓄水庫之水文、水理模式演算，圖 4-15 所示，為高屏 溪流域之 SOBEK-1D 的河川水文、水理模式。藉由雨量資料可 進一步瞭解上游淹沒區可能迴水之影響範圍。圖 7-8 所示，為 小林村堰塞湖壩頂標高 415 公尺，上游有民生（佔 53％）、楠 溪（佔 47％）雨量站，上游平均累積降雨量約 140mm 即可發 生溢頂現象，且迴水影響標高至 420m，可進一步劃設等高線，
作為疏散撤離之警戒水位初步依據。
C、上游淹水模擬：若有河道與河道周邊數值高程資料（DEM），
則可進一步藉由上述(B)降雨逕流模式與淹水模式結合進行上 游淹沒區的範圍演算，如圖 7-10 所示，上游淹沒區主要在小林 村線界內，因此以小林村進行危害度分析。根據第肆章第一節 方法分析，各危害因子之分析結果如所示，說明如下：
(A)WD評分方面：以小林村堰塞湖上游被淹沒之道路用地最大 淹沒深達22.9m。以水利署（2011）方法以最大淹水深度考 量，採用道路最大淹沒水深>3.0m，WD分級評分為1.0，
(B)WV評分方面：以小林村堰塞湖上游被淹沒之道路用地，在 淹水深度大於0.3m情況下之流速，於道路用地最大流速達 10.4m/s，WV分級評分為1.0。
(C)WR方面：以小林村堰塞湖上游被淹沒之道路用地，在淹水 深度大於0.3m情況下之上漲速率，於道路用地最大上漲速 率達22.9m/hr， WR分級評分為1.0。
根據上述分析結果，上游淹沒區危害度 1.0。上游淹沒區為具有
極高淹水危害度。經濟損失以表7-1 方式推算得主要經濟損失約 49.2 萬元。而脆弱人口約為 0 人。因此，以堰塞湖上游淹水危害等級為 第 V 級，淹水一定會發生。
表 7-1 小林村堰塞湖上游淹沒危害度分析
甲仙區小林里
危害因子 道路用地 評分項目 評分值
淹水深度(m) 22.9 WD 1.00
流速(m/s) 10.4 WV 1.00
上漲速率(m/hr) 22.9 WR 1.00
淹水危害度 1.00 危害度等級 V
經濟損失（萬元）
名稱 損失金額 名稱 損失金額
旱作 49.2 商業 0.0
稻作 0.0 工業 0.0
養殖 0.0 住宅 0.0
總損失（萬元） 49.2 脆弱人口（人） 0
圖 7-7 全省中央管河川河道斷面與位置
圖 7-8 高屏溪 SOBEK-1D 之降雨逕流與水理模式範圍
圖 7-9 小林堰塞湖上游淹沒區高程示意圖
堰塞湖位置
堰塞湖蓄水高程
底床高程
迴水淹沒區之高程 堰塞湖位
置
圖 7-10 降雨逕流模式結合淹水模式所得之上游淹沒區 3、天然壩潰決對下游危險度評估
堰塞湖位 置
小林村位 置 小林村界
線
(1)快速評估法（危害定性評估）：
小林村堰塞湖相關假設說明如下：
A、小林堰塞湖上游集水區約 354km2，河道原始高程約 371 公尺、
現場推估高程為 415 公尺，天然壩體高度為 44 公尺。
B、現勘所得主要壩體下游坡面為 1:2（圖 7-11）、上游坡面 1:2（圖 7-12），沿著河道長度約 180 公尺。
C、上游洪流量於 10km2以下之集水區，可由合理化公式推求。而 較大集水區建議以無因次單位歷線法求得上游入流量。因此，
以 3000cms 入流至堰塞湖內之情況下推得潰壩最大洪流量約 5,900cms。
D、圖 7-13 所示為高屏溪治理計畫流量，旗山溪月眉橋處之集水 區面積約為 533km2，計畫流量為 5,680cms。
E、查詢堰塞湖下游沿岸之村里，表 7-2 所示。
F、如根據流量面積法推估於小林村楠峰橋之計畫流量約為 3,770cms（354/533×5680=3772）。
G、快速評估方法之 Idb=1.56>1。根據表 7-2 之淹水危害度評判，
為第 V 級：一定會發生淹水，且具有極高危害度。
H、由圖 4-9 研判，根據『堰塞湖防災作業手冊緊急應變』處理，
需要時對下游地區進行緊急疏散撤離。
表 7-2 小林村堰塞湖下游危害度快速評估法分析
鄉鎮區 村里名 Idb 等級 鄉鎮區 村里名 Idb 等級
甲仙區
小林里 1.56 V
旗山區
瑞吉里 1.04 V 關山里 1.48 V 湄洲里 1.04 V 東安里 1.39 V 大德里 1.04 V 和安里 1.39 V 東平里 1.04 V 西安里 1.37 V 東昌里 0.94 V 大田里 1.37 V 三協里 0.94 V 寶隆里 1.24 V 上洲里 0.94 V
杉林區
木梓里 1.20 V 鯤洲里 0.94 V 集來里 1.20 V 廣福里 0.94 V 杉林里 1.07 V 大山里 0.94 V 新庄里 1.07 V 中洲里 0.94 V 上平里 1.04 V 南洲里 0.94 V 月眉里 1.04 V 新光里 0.85 IV 月美里 1.04 V 南勝里 0.85 IV 旗山區
中正里 1.04 V
里港鄉 瀰力村 0.85 IV 圓富里 1.04 V 中和村 0.85 IV
永和里 0.94 V - - -
圖 7-11 主要壩體下游坡面坡面 1(H)：2(L)
圖 7-12 主要壩體上游坡面 1(H)：2(L)
圖 7-13 旗山溪治理計畫流量示意圖
(資料來源：http://www.wra.gov.tw/ct.asp?xItem=12906&ctNode=2399&comefrom=lp#2399)
(2)詳細評估-潰壩分析(危害定量分析評估）
A、BREACH 模式：將所收集的基本資料進行模式參數設定，壩 體上、下游坡面均分別為 1：2，其模擬結果於潰口部分，如圖
7-14 至圖 7-16 所示，圖 7-14 為潰口入流量與出流量歷線，最 大潰口流量約 5,600cms，與快速評估法，約差 300cms，各村
7-14 至圖 7-16 所示，圖 7-14 為潰口入流量與出流量歷線，最 大潰口流量約 5,600cms，與快速評估法，約差 300cms，各村