風險分析程序可行性之評估

風險分析在防洪工程上之目的為評估水文水理分析所得設計水 文量受到不確定性因子之影響而發生可能低於實際水文量之機率。本 研究中風險定義採用Yen and Tang(1976)所提，為失敗事件發生之機 率。也就是考量水文、水理及地文風險因子之不確定下，特定重現期 距(保護標準)之最高洪水位超越堤防高程發生之機率，即為風險(溢堤 機率)。因此本研究在應用案例基隆河上，主要為評估風險因子之不 確定影響下，依據重現期距200 年(保護標準)所設計堤防可能發生之 防洪功能不足之風險。表 6-2 為在考量員山子分洪道與堤防出水高 1.5m 下溢堤機率超過 0.5 之斷面。亦可顯示在汐止南港地區(約位於 斷面編號44~73 間) 相對具有較高可能之溢堤風險。

本研究所建立之風險分析程序，應用於基隆河防洪系統上，主要 探討以下五項研究重點: (1) 各風險因子之不確定性對防洪功能之影 響評估：針對各風險因子進行敏感度分析，以衍生之各風險因子為基 礎，計算其統計特性，分析不同變異程度對溢堤機率之敏感度分析，

由結果顯示各風險因子對堤防防洪能力之影響程度會隨斷面不同而 變化，但在相同斷面上左右岸之溢堤機率會呈現相同上升或下降之趨 勢。且在基隆河流域四個控制點中最大無因次降雨比率與200 年之降 雨量為影響程度較高之風險因子。(2) 堤防不同出水高之影響評估：

為利用本程序探討增加不同的出水高對溢堤機率所造成的影響，以現 有堤防高(出水高 1.5m)為基礎，探討出水高 0m、0.5m、1m、1.5m 在 各斷面之溢堤機率，由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。(3) 員山子分洪道完成前 後對溢堤機率之影響評估：為了解員山子分洪設置對溢堤機率的影響 程度，故以定量流模式搭配本研究所建立之風險分析程序，探討有、

無員山子分洪對基隆河溢堤機率之影響，由結果顯示設置員山子分洪 道確實對降低基隆河之溢堤機率具有相當之貢獻。(4) 定量流與變量 流對溢堤機率之影響評估：藉由定量流與變量流演算模式不同，評估 對溢堤機率的影響，由結果顯示變量流所得之溢堤機率較低於定量 流，因此在河川治理規劃時，為確保水利建造物之安全起見，均採用 定量流之結果進行水利建造物之相關規劃。(5) 斷面沖淤對溢堤機率 之影響評估：以第五章所衍生之各風險因子為基礎，逐年改變基隆河 90 年至 96 年之斷面量測資料進行水理演算，推估此七年間各 200 組 最高洪水位，進而搭配本風險分析程序，評估其改變不同斷面資料之 情況下，斷面沖淤變化情形對溢堤機率之影響，由結果顯示大部分斷 面其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，其呈現正向趨勢並不明顯之原因可能是由於90 至 96 年間之斷 面沖淤變化程度並不明顯，故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。表6-3 為所建 立之防洪功能風險分析程序可評估之風險因子彙整。綜合上述成果可 說明本研究所建立之風險分析程序應可適用於評估水利建造物之防 洪功能。

最後依據本研究所建立之風險分析程序，擬定水文與水理風險分 析程序簡易手冊，供防洪治理規劃參考。水文與水理風險分析程序簡 易手冊共分為九大部分，分別簡述如下，其詳細內容請參閱附冊所述。

一、分析目的：

水文水理風險分析目的為評估水文水理分析所得設計水文 量受到不確定性因子之影響而發生可能低於實際水文量之機率。

二、水文與水理風險分析流程：

水文水理風險分析步驟流程為 1. 水文與水理分析過程之瞭解；

2. 風險因子之辨識；

3. 風險分析方法之選定；

4. 風險因子之不確定性分析；

5. 設計水文量之統計特性分析；

6. 設計水文量之不確定性評估；

7. 風險之計算。

三、水文與水理分析過程之瞭解：

詳列水文與水理分析過程所需資料及其可採用之水文水理 模式，以利於辨識可能影響設計水文量之風險因子。

四、風險因子之辨識：

辨識影響水文水理分析所得設計水文量之各種可能風險因 子。

五、風險分析方法之選定：

選取適合評估水文水理分析所得設計水文量風險性之分析 方法。

六、風險因子之不確定性分析：

計算風險因子之不確定性以應用於風險計算。其中風險因子 之不確定性分析方法之選擇取決於所蒐集的資料，模式之複雜性 及分析結果之要求。

七、設計水文量之統計特性分析：

依所選定之不確定性方法計算設計水文量之統計特性。

八、設計水文量之不確定性評估：

設計水文量之不確定性大小視設計水文量

( φ

)

( ) θ

⎠

⎜⎜ ⎞

⎝

⎛

∂

∂

risk design

θ

φ

九、風險之計算：

依據風險因子之不確定性計算設計水文量小於某一特定值 之發生機率。

表6-1 實際颱洪事件應用之風險因子統計特性

斷面 45 21603 0.559 24 11230 0.509 78 34948 0.589 46 22110 0.627 39 18550 0.543 80 35320 0.539 47 22610 0.646 40 19350 0.620 81 35415 0.570 48 22835 0.626 42 20250 0.760 83 36375 0.525 49 23112.5 0.629 44 21100 0.535 86 37599 0.809 50 23275 0.665 45 21603 0.703 89 38845 0.574 51 23885 0.758 46 22110 0.673 91 40480 0.728 52 24410 0.779 47 22610 0.722 92 40475 0.718 53 24785 0.811 48 22835 0.726 95 41915 0.515 54 25235 0.785 49 23112.5 0.722 97 43115 0.566 55 25500 0.819 50 23275 0.847 109 48715 0.502 56 25668 0.546 51 23885 0.874 122 55362 0.511 57 26009 0.779 52 24410 0.931

58 26325 0.784 53 24785 0.908 63 27305 0.725 54 25235 0.915 64 27943 0.756 56 25668 0.720 66 28368 0.728 63 27305 0.845 68 29765 0.758 64 27943 0.824 69 30989 0.588 65 28326 0.543 70 31227 0.551 66 28368 0.859 73 32835 0.530 67 29450 0.777 92 40475 0.583 68 29765 0.547 119 54289 0.639 69 30989 0.837 121 55000 0.741 70 31227 0.555

表6-3 風險分析程序可評估之風險因子彙整表