8.1 結論
1. 國內外防洪系統風險分析相關文獻蒐集
蒐集並彙整應用於防洪系統風險分析之不確定性方法、風險 分析理論與相關文獻,以及水文及水理分析設計規劃相關資料與 防洪工程構造物相關規劃設計資料,作為發展風險分析程序之基 礎。
2. 影響防洪功能之風險因子界定與評估
完成界定並評估防洪系統於規劃設計時,可能造成其防洪功 能不足之潛在不確定性來源之風險因子,主要可分為:
(1) 水文風險因子:
包含設計降雨量、雨型、降雨-逕流模式參數。
(2) 水理風險因子:
包含起算水位、水工設施水理參數、河道糙度係數。
(3) 地文風險因子:
包含土地利用及植被、河道斷面沖淤。
3. 風險分析程序及模式之建置
風險分析程序主要可分為風險計算與風險評估模式,風險計 算主要應用本研究所建置之風險分析模式,計算風險指標大於原 先設定安全值之機率;而風險評估主要從風險計算結果來評估防 洪系統是否可達到原先設計之功能。
而風險分析模式之建置其主要可分為以下四部份:
(1) 風險因子之衍生;
(2) 河道各斷面之最高洪水位之衍生;
(3) 最高洪水位與風險因子關係式之建立;
(4) 失敗機率(及溢堤機率)之計算。
4. 基隆河防洪系統風險分析實例應用
應用所發展風險分析程序與模式之建置,並採用SOBEK 定量 流模式推估河道各斷面之最高洪水位,評估基隆河依保護標準(重 現期距 200 年)考量水文、水理及地文風險因子影響下,其所設計 之防洪系統可能發生之溢堤機率。本研究所探討之重點為各風險 因子之不確定性對防洪功能之影響評估;堤防不同出水高之影響 評估;員山子分洪道完成前後對溢堤機率之影響評估;定量流與 變量流對溢堤機率之影響評估;斷面沖淤對溢堤機率之影響評 估,茲將研究成果總結如下:
(1) 從風險因子逐步迴歸分析結果可瞭解,降雨-逕流模式參數對 最高洪水位之影響程度最小,而 200 年三日降雨量與雨型(用 最大無因次降雨比率代表)之影響程度較大。此外在河川治理 設計規劃時應針對影響程度較高之變數,蒐集完整之資料分 析,以期能夠得到較可靠之水文水理分析結果,進而設計可達 到防洪成效之防洪系統。
(2) 評估各風險因子對堤防防洪能力之影響程度時,由風險分析顯 示風險因子對防洪能力之影響程度隨斷面不同而有所差異,但 在相同斷面上左右岸之溢堤機率則呈現相同上升或下降之趨 勢。此外在基隆河流域四個控制點中雨型與200 年三日降雨量 為影響程度較大之風險因子。
(3) 由堤防出水高之風險評估比較結果顯示,出水高對防洪功能可 靠度之影響,隨其所在位置不同,其防洪成效也有所差異。
(4) 評估員山子分洪道設置對堤防溢堤機率之結果顯示,設置員山 子分洪道可有效降低基隆河之溢堤機率。
(5) 定量流與變量流對溢堤機率之影響評估結果顯示變量流所得 之溢堤機率較低於定量流,主要原因可能為定量流不考量洪水 洪峰稽延及洪峰消減之效應,故其洪水位會高於變量流推估之 值,因此在河川治理規劃時,為確保水利建造物防洪功能起 見,較適宜採用較保守定量流之結果進行防洪水利建造物之相 關規劃。
(6) 斷面沖淤對溢堤機率之影響分析結果顯示,大部分斷面之溢堤 機率隨底床高程變化率呈正向關係,即溢堤機率隨底床高程 變化率上升而增加,亦隨底床高程變化率下降而減小,但部 分斷面底床高程變化率與溢堤機率並非完全隨著底床高程變 化率增加(淤積)而上升,其呈現正向之趨勢並不明顯,造成此 結果之原因可能是基隆河由於 90 至 96 年間持續進行疏濬之 關係,故斷面沖淤變化程度並不明顯,造成水位之變動幅度 有限,導致底床高程變化率與溢堤機率之趨勢無法完整的呈 現在數據上。
5. 風險分析程序之可行性探討
藉由基隆河現有防洪功能之風險評估結果及納莉颱洪實例應 用結果,顯示本研究所建立之風險分析程序可適用於評估防洪水 利建造物之功能。另依據風險分析程序之理論架構與應用成果,
可擬定水文水理風險分析程序簡易手冊(請參閱附冊),提供防洪治 理規劃之參考。
8.2 建議
1. 本研究在考量橋墩束縮之不確定性中,並未將橋樑壅塞之效應納 入,但由基隆河近年之洪災事件發現,橋樑壅塞實際上可能為影 響河道流況進而造成淹水災害之重要因素之一,故建議後續可將
橋樑壅塞之效應納入風險分析程序。
2. 水理模式類型與洪水位與風險因子關係式型式及其參數可能皆具 有不確定性,但本計畫中不列入考量,建議未來可列為風險因子並 加入風險分析程序及模式之建置過程。
3. 基隆河下游屬感潮河段,但本研究目前只針對暴潮位來進行水理 之演算,故後續可針對起算水位受迴水及潮汐影響進行探討。
4. 本研究主要針對基隆河 200 年三日保護年限所設計之堤防進行風 險分析,未來可針對不同重現期距與暴雨延時(Rainstorm duration) 進行分析,以求得堤防在不同重現期距下之溢堤機率,進而求得 堤防年可靠度。
5. 本研究目前並未針對複合性之洪水災害進行風險分析,建議未來 可針對此部份做更進一步之探討與評估。
6. 本計畫所發生之風險分析程序及模式除可應用於其他水利建造物 外,亦可擴充應用於整合效益及災損之風險為基礎之最佳化分析。