第三章 風險因子評估與分析
3.2 風險因子之界定與探討
防洪系統主要可分為工程措施與非工程措施，其中工程措施包括 防水、洩水、引水及蓄水之防洪系統，而非工程措施包括洪氾區管制、
防洪預警、洪災保險等。而不論採用工程措施之防洪系統或非工程措 施，在規劃治理階段時皆需先決定其設計基準，並依此進行水文及水 理分析來推得水文量(包括降雨量及逕流量)，作為防洪系統之保護標 準。本計劃將根據2.3 節所述之水文水理分析設計規劃為基礎，採用 故障樹分析法，評估造成防洪系統不足之風險原因，藉以界定影響防 洪系統功能之風險因子，圖3-2 為故障樹之分析成果。由圖 3-2 可知，
防洪系統功能不足之風險來源雖相當多，但基本上可彙整為以下原 因，茲將造成防洪系統不足風險之來源說明如下：
(一) 水文分析
在水文分析部份，其風險主要可概分為下列幾種來源：
1. 降雨量之不確定性：
一般而言，在應用水文頻率分析推求不同重現期距的降雨量 時，為獲得可靠的推估結果，常需要有足夠的雨量資料。但雨量 記錄通常有限，再加上資料因雨量站儀器故障或人為疏失，造成 紀錄中斷或紀錄錯誤，使得所記錄的觀測雨量產生了不確定性，
或是資料型態不同(日雨量、時雨量)而影響水文頻率分析推估重現 期距T 年 t 小時降雨量之可靠度。
2. 降雨型態(雨型)之不確定性：
所謂雨型為降雨在時間之分配情形，通常採用降雨量組體圖 或累積雨量曲線表示。由於不同的雨型會有不同的降雨分佈，故 會影響降雨所形成的逕流在時間上的分佈情形，例如二場暴雨事 件雖具有相同的降雨量但若搭配不同雨型，則會產生不同形狀的
逕流歷線、洪峰流量及其到達時間。但雨型常因降雨資料本身已 存在不確定性，或所採用推導方法不同，而產生不確定性。因此 雨型對需依據洪峰流量來設計之堤防，或其他水利結構系統會造 成一定程度的影響，顯示雨型亦為一必要考慮的風險因子。
3. 逕流量之不確定性：
不同重現期距的逕流量一般可直接藉由流量資料，應用水文 頻率分析求得。但在台灣，常因經費及人力問題而難有充足之實 測流量資料可供可靠之水文分析。因此，由較易獲得的長期降雨 記錄配合降雨-逕流模式推估逕流歷線，為一合理可行方式。但降 雨-逕流模式之參數，因所用以率定推估之降雨事件中之降雨量資 料及流量資料不同而有所差異，進而產生不確定性，致使所探討 之逕流量亦產生了不確定性。因此經由降雨-逕流模式推估洪峰流 量，則模式參數值之不確定性會影響推估值之可靠度，因此本研 究將模式參數定義為一必須考量之風險因子。
4. 土地利用及植被改變：
由於集水區經由開發之後，建地與道路等不透水面積增加，
造成集水區透水性減少進而提高了逕流量，增加溢堤之風險，故 集水區開發程度亦為一風險因子。
一般評估集水區開發程度大多藉由比較集水區開發前後不同 的CN(Curve Number)值(如 3-1 式)所推得逕流量，來評估集水區開 發程度之影響。
( )
(1) 堰流公式參數
疏(分)洪道其功用主要將主流洪水引導至其他河川或海 洋，以減小主流洪峰流量來達到減災的效果。其中分洪量主要 如下之由堰流公式推得，
α
H
βQ
w=
(3-2) 其中α
及β
為堰流公式之係數。由不同的堰流公式參數可 推得不同的分洪量Q
w。因此堰流公式參數亦為必需考量之風險 因子。(2) 橋樑束縮係數
洪水經過橋樑等跨河構造物時，因能量損失而形成壅水現 象使得上游水位抬升而有溢堤的風險。一般而言造成橋墩壅水 的成因包括 A. 水流通過橋孔時，因橋樑之橋墩或基礎增加阻 水面積，阻擋水流，迫使橋孔間單寬流量與流速加大，於流量 固定下，造成橋址上游斷面水位抬升，此為束縮效應所造成的 橋前壅水；B.橋墩前面水流衝擊高度，是橋墩阻礙水流運動造 成擾動波，並在橋墩前成衝擊水柱。衝擊水柱是水流動能轉化 成位能，造成水位的抬升，此為超臨界水流衝擊橋墩造成的水 位壅高；C.在風力作用下水面波動產生波浪，波浪撞擊橋墩所 造成的侵襲高度，亦為水位壅高的一種。
故跨河構造物之壅水現象亦為造成溢堤的風險因子之一。
傳統的壅水公式之推導，不外乎明渠動量方程式及能量方程 式，並依橋墩形狀選取束縮係數 K。因此本研究將橋墩束縮視 為風險因子之一。
3. 河道糙度係數之不確定性：
河道糙度係數一般是藉由測站之水位流量等量測資料率定其
值。然而，實測逕流資料品質控制極為不易，尤其是高流量資料 測得相當困難，再加上流量站站數不足(以基隆河為例，上游至下 游只有介壽橋及五堵兩站)，造成檢定糙度係數在時空上的變化時 產生了不確定性。
而河道斷面之糙度係數一般用 Manning 經驗公式中之 n 值估 算，各段河道中若現況糙度係數較規劃防洪系統時所採用值為大 時，則洪水位可能高於原規劃值，進而增加溢堤之風險。但Manning n 之給定，常因河床植被情況不同，含砂量改變及河床質粒徑不 同，而產生不確定性，進而影響水理分析之結果，因此河道糙度 係數亦為影響水理分析之風險因子。
4. 河道斷面資料之不確定性：
在河川治理過程中，變動的河道需要定期量測，若無法準確 量測或及時更新斷面資料，可能無法準確地判斷和估算水流路線 及排洪容量，進而影響防洪功能之評估，並且河道斷面因受洪水 沖淤影響而具不確定性。
本研究依所述之各風險因子屬性，將其區分為水文、水理及地文 風險因子，並將採用之風險因子及其影響的對象彙整如表 3-1，作為 發展風險分析模式之基礎。另水文、水理模式本身之不確定性，本研 究並沒有將其納入考量。
表3-1 風險因子彙整表