都市洪災防制策略之整合型規劃研究（三）子計畫二：應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊

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(1)都市洪災防制策略之整合型規劃研究（三）子計畫二：應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 內政部建築研究所委託研究報告.

(2) 123.

(3) PG9302-0391 093-301070000G1-019 都市洪災防制策略之整合型規劃研究（三）子計畫二：應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 受委託者：財團法人中華建築中心研究主持人：解鴻年協同主持人：林文欽研究員：周芳如研究助理：李逸靚. 內政部建築研究所委託研究報告中華民國九十三年十二月.

(4) 123.

(5) ARCHITECTURE AND BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF THE INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. Application the Inundation Potentials for Technical Manual of Urban Flood Calamity Planning. BY HUNG NIEN HSIEH WEN CHIN LIN FANG JU CHOU YI CHING LI December 20, 2004.

(6) II.

(7) 目次. 目次表次 .............................................................................................................III 圖次 ..............................................................................................................V 摘要 ........................................................................................................... VII Abstract ........................................................................................................ XI 第一章緒論 ...................................................................................................1 第一節研究背景與目的 ........................................................................1 第二節研究內容與重點 ........................................................................3 第三節研究方法與步驟 ........................................................................5 第四節預期成果 ....................................................................................8 第二章文獻回顧與整理...............................................................................9 第一節應用淹水潛勢資料於都市洪災之研究....................................9 第二節應用防災系統於都市計畫之研究..........................................12 第三節國內外都市洪災防救體系......................................................14 第三章淹水潛勢資料分析與整合.............................................................25 第一節淹水潛勢災害圖之建立..........................................................25 第二節淹水潛勢數值模式探討..........................................................26 第三節使用淹水潛勢資料之限制、範圍及方法..............................31 第四節重要研究成果 ..........................................................................33. I.

(8) 第四章都市洪災防制規劃作業之概念.....................................................39 第一節淹水潛勢資料在都市洪災防制規劃中之定位......................39 第二節整合都市洪災防制策略之規劃..............................................42 第五章都市洪災防制規劃之階段性災害管理策略.................................43 第一節減災階段 ..................................................................................43 第二節整備階段 ..................................................................................54 第三節應變階段 ..................................................................................57 第四節復原階段 ..................................................................................62 第六章都市洪災規劃技術手冊.................................................................65 第七章結論與建議.....................................................................................89 第一節結論 ..........................................................................................89 第二節建議 ..........................................................................................91 附錄一期初簡報回應表.............................................................................93 附錄二期中簡報回應表.............................................................................95 附錄三期末簡報回應表.............................................................................99 附錄四專家座談會回應表.......................................................................101 附錄五技術手冊操作流程.......................................................................103 參考書目 .....................................................................................................105. II.

(9) 表次. 表次表 6-1 引用相關參考研究 ..........................................................................66 表 6-2 台北市信義區防災避難據點指定一覽表 ......................................77 表 6-3 台北市信義區消防據點概況表 ......................................................79 表 6-4 台北市信義區醫療據點概況表 ......................................................80 表 6-5 台北市信義區物資供給單位表 ......................................................81 表 6-6 台北市信義計劃區警察指揮據點概況表 ......................................82 表 6-7 避難道路系統劃設標準 ..................................................................83 表 6-8 台北市信義區避難道路系統指定一覽表 ......................................83. III.

(10) IV.

(11) 圖次. 圖次圖 1-1 研究流程圖.........................................................................................7 圖 2-1 水災災害防救業務計畫之防救措施 ..............................................16 圖 2-2 淡水河流域防洪指揮中心組織架構圖 ..........................................18 圖 2-3 日本治水與防洪法規體系 ..............................................................20 圖 2-4 法國洪水平原管理的進展過程 ......................................................22 圖 2-5 法國洪水平原管理體制 ..................................................................22 圖 3-1 台北縣市淹水潛勢總圖（600 公厘/日） ......................................36 圖 3-2 台北縣市淹水潛勢總圖（300 公厘/日） ......................................36 圖 5-2 滯洪池案例.......................................................................................53 圖 6-1 技術手冊基本原則 ..........................................................................68 圖 6-2 技術手冊規劃範圍選定 ..................................................................69 圖 6-3 台北市信義區位置圖 ......................................................................72 圖 6-4 台北市信義區社經環境調查 ..........................................................73 圖 6-5 台北市 600 公厘/日淹水潛勢圖 .....................................................74 圖 6-6 落實淹水潛勢資料 ..........................................................................74 圖 6-7 現行防災資源確認項目 ................................................................75 圖 6-8 都市防洪避難圈劃設 ......................................................................76. V.

(12) 圖 6-9 台北市信義區避難據點指定 ..........................................................78 圖 6-10 台北市信義區消防據點指定 .........................................................79 圖 6-11 台北市信義區醫療據點指定 ........................................................80 圖 6-12 台北市信義區警察指揮據點指定 ................................................82 圖 6-13 台北市信義區避難道路指定 ........................................................84 圖 6-14 台北市信義區救災道路指定 ........................................................84 圖 6-15 防災空間系統機能配置圖 ............................................................85 圖 6-16 既有建築物防洪補強措施 ............................................................86 圖 6-17 新建建築物防洪設計技術 ............................................................86 圖 6-18 落實都市洪災防制建設計畫 ........................................................87. VI.

(13) 摘要. 摘要關鍵詞：淹水潛勢分析、洪災危險度評估、技術手冊一、研究緣起目前各先進國家在水災減災及整理準備工作中，除了使用一般工程性防洪措施，如建築堤防、蓄水壩、疏洪道及抽水站等等以外，也配合推動所謂非工程性防洪措施，如水災防治教育、洪泛區之劃定與管理、水災保險制度、淹水預警系統、配合淹水潛勢分析圖等，其目的是要讓民眾能了解水災，相關單位得以有效管理高淹水潛勢區內之土地有效利用，減少居民災害損失。為加強相關都市防災規劃專業人員之防災意識與緊急應變觀念，提高整體應變能力，並致力於都市防災規劃人員的專業防災教育、設計防災安全標準、建立緊急應變觀念、營造防災安全工程，故本研究擬建置完整之都市防災規劃應用技術手冊，並提供給相關單位，使其未來在決定都市發展方向前，其都市土地規劃工作，可先參考淹水潛勢分析資料及此工具書，再決定適當的都市發展強度與開發之型態，如此方能滿足防災安全需求、落實防災工作。二、研究方法及過程本研究計畫擬針對都市化地區，依已建置之都市防洪規劃，結合洪水境況模擬成果之淹水潛勢資料，使之健全都市防災規劃，並應用淹水潛勢資料，由基礎至應用，全面而有系統地編撰都市防災規劃之技術手冊，提供往後相關都市規劃人員在進行都市防災規劃規劃之前，可先參考此工具書，再決定適當之都市開發型態。本研究利用相關的文獻資料蒐集，定位初步的研究方向；再由初步研究的方向研究目標，經過完整的分析及整合討論，並提出研究計畫書；並參酌國外有關都市防洪規劃之相關資料與成果及國內已建置之都. VII.

(14) 市防災規劃研究再予以整合整合與分析淹水潛勢資料。本研究將依據所蒐集之文獻資料及相關研究之成果，整合分析後，規劃都市洪災防制作業方法及內容及結合洪水災害境況模擬成果之淹水潛勢資料，落實於既有之都市防災規劃研究，依照防災規劃人員之需求建置完整之都市防災規劃應用技術手冊。最後，整合研究成果，完成研究計畫報告書。三、成果討論綜合本研究成果，歸納下列結論： 1.. 淹水潛勢資料分析與洪災潛勢評估，可說是防洪工程規範與標準的制定或都市地區防災計畫擬定等之基礎，具有關鍵性的重要性。. 2.. 加強都市洪水災害防救應變之專業人員的防災意識與建立緊急應變觀念，配合洪水災害防救應變單位推動工程與非工程性防洪措施，再加上政府若有效管理高淹水潛勢區內之土地利用，則可減少或分攤民眾遭受災害之損失程度，減輕水患對國人之危害。. 3.. 因應當前經濟發展之需要，土地之適當利用日益殷進，淹水潛勢資料可配合地區經濟發展的程度，進一步評估水災所造成之經濟損失及危險程度，並可作為災害防範對策、災害應變措施及防救災作業之參考依據，期能減少風險並減輕災害之有形與無形損失。. 4.. 在規劃都市洪災防制作業方法上，都市洪災防制規劃之制訂應納入淹水潛勢之觀念，在落實洪災防制業務計畫，可依據模擬之淹水潛勢資料，作為各縣市具體洪災防救與災害應變擬定之參考依據。. 5.. 都市洪災防制規劃作業若要得到良好之成效，首先必須充分了解都市洪災防救避難之六大機能分析及針對新建或既有之建築物予以規劃各項防洪措施，才能在災前防範與災中應. VIII.

(15) 摘要. 變時能即時掌握洪災資料，以提早防範並提出應變措施。 6.. 都市洪災防範之主管機關、洪水災害防救應變規劃單位、都市洪水災害防救應變之專業人員、從事防洪領域相關專業團體、都市計畫及土木水利工程等相關學術單位之學者等，未來在決定都市發展方向前，其都市土地規劃工作，需先參考淹水潛勢分析資料及此技術手冊，再決定適當的都市發展強度與開發之型態，如此方能滿足防災安全需求、落實防災工作。. 四、主要建議事項本研究針對研究成果提供二點建議：建議一防災機能相互結合：立即可行建議主辦機關：中央災害應變中心協辦機關：鄉、鎮、市災害應變中心、消防單位、警政單位位於高淹水潛勢之防救災避難圈，防災機能之配置若不足以應付都市型水災，建議其防救災避難圈可酌以增設符合避難需求之避難據點，例如加入鄰里活動中心。可考量將避難據點與醫療資源結合，進行醫療救護工作；消防服務與警察指揮結合，進行救災支援作業，以補防災機能之不足，並確保在水災災害發生時，達到救災之功效。建議二建立完善之標準化防災作業程序：中長期建議主辦機關：內政部消防署協辦機關：內政部警政署、行政院經濟建設委員會. IX.

(16) 建議後續研究可以將本研究成果及技術手冊推廣至其他行政轄區擬定都市洪災防制規劃之使用，使防災體系建立完善之標準化作業程序，由政府部門以至辦公室與民眾均應熟悉與宣導演練，務求都市型水災來臨前均能預作準備，以節省社會資源之支出。本技術手冊可做為洪水防制規劃之參考依據，據以擬定都市土地規劃及防災工作，後續研究亟待賡續充實並加強內容。. X.

(17) Abstract. Abstract Keywords：inundation potential analysis, flood disaster hazardous level evaluation, technology handbook The basic countermeasures of a flawless urban flood prevention should contain the inundation potential analysis, flood disaster hazardous level evaluation, land exploitation plan, disaster prevention structure norm and standard establishment, regional disaster prevention plan drafting, responsible organization for regional disaster prevention and precaution system establishment, the popularization of mass population flood prevention and rescue education, and financial tax incentive of disaster prevention investment, flood disaster insurance providing, flood disaster prevention and rescue achievements reviewing and etc; among which the inundation potential analysis and flood disaster hazardous level assessment of the former two items can be regarded as the basis for disaster prevention project standard and standard establishment or disaster prevention plan drafting and etc, that possess the crucial importance. In the present, besides applying general structural flood control measures such as building protecting embankment, water reserving dam, flood channel and water pump station and etc, each developed country also advances the so-called non-structure flood damage in flood-damage mitigation and arrangement preparation work such as flood prevention education, floodplain marking and management, flood insurance system, flood precaution system, matching with inundation potential analysis diagram and etc. Its purpose is to enable the general public to understand about flood damage, and enable the related units to effectively manage the land effective utilization of the high inundation potential area in order to reduce residents’ disaster loss. To reinforce the disaster prevention consciousness and emergency handling concept of the related urban flood prevention plan professionals, improve the whole emergency handling capability, and endeavor to the professional disaster prevention. XI.

(18) education of urban disaster prevention planner, design disaster prevention safety standard, establish emergency handling concept, and construct disaster prevention safety project, this current study plans to establish a complete application technology handbook of urban disaster prevention plan and provide it to the related units to enable the unit concerned to refer to the inundation potential analysis information and this reference book for the urban land planning work before deciding the future urban development direction, and then decide the suitable urban development intensity and development formation to satisfy the safety requirements of disaster prevention, and implement the disaster prevention work.. XII.

(19) 第一章緒論. 第一章緒論第一節研究背景與目的一、研究背景台灣地區經濟成長快速，現階段科技不斷開發且進步，堂堂邁入開發國家之林，然而台灣地區降雨量在時間與空間之分佈不均，經常發生旱澇災害，對於重大天然災害仍無法有效掌握，加上工業區、科學園區及山坡地社區等大量開發案，造成土地超限利用，使得每逢颱風或豪雨侵襲，輒易造成水災，引發淹水與土石流災害，造成民眾恐慌及生命財產之折損。依據中央氣象局統計，台灣地區受颱風及豪雨侵襲次數，每年平均達 3 到 4 次之多，颱風帶來豪雨，使大量雨水在短時期內傾盆下降，台灣地質鬆軟、平原較少、山脈高峻，河流短小且坡陡險峻，不能容納大量雨水，故一遇颱風常引發山洪暴發、河川水位暴漲及溢淹河岸等，致使平原地帶、低窪地區氾濫成災，對國家公共建設、交通設施、水利工程、經濟活動及民眾生命財產均造成嚴重的損失，而災害損失有隨經濟發展而日益增加之趨勢。相繼歷經潭美、桃芝、納莉颱洪等，致使南北都會區遇雨成患，水患引發的災害除了造成鉅量的財產損失，及災區衛生、交通運輸設施、電訊設施之問題外，也造成社會動盪不安及民生疾苦，甚至生命安全之嚴重威脅及損失均無法估計。因此近年來相關單位頗重視洪災防治規劃之課題，更使得洪災在都市防災規劃中需加以考量。二、研究目的都市作為社會進步的表徵，致使都市災害防治歷年來受到世界各國重視，防災標準更是日益升高。一般而言，水災發生在都市地區，所衍生之損失無法衡量計算，即使投入再多的人力、物力、財力，水災的發生所帶來的損失還是無法完全消彌的，現階段唯有建立一個都市防災規劃機制，才是刻不容緩的減災對策。. 1.

(20) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 基於上述背景說明，本研究擬應用中央災害防救會報公開之都會區淹水潛勢資料，評估都市化地區防災規劃系統整合淹水潛勢資料之可行性，並研擬都市防災規劃應用技術手冊，考量洪水災害潛勢而慎以規劃都市防洪機制，以減少公共工程及民眾財產因淹水災害而造成之損失，達到減災、消災之目的。. 2.

(21) 第一章緒論. 第二節研究內容與重點安全都市之基本要求為都市防災規劃之建立，基於國內自然環境之不利因素，及特有密集紛雜之高複合性都市型態，以致於災害危險性較其他國家為高，因此，都市防災是我國近年主要施政重點之一。都市防災規劃作業係針對都市發展空間之狀況及當前都市或建築開發過程中所衍生之災害問題，進而研擬都市或建築防救災體系。考量在進行都市防災規劃之同時，擬應用災害潛勢分析結果所建立之災害境況予以規劃防災作業。本年度研究計畫之研究目標在於，結合洪水災害境況模擬成果之淹水潛勢資料，落實於已建置之都市防洪規劃研究，並整合相關研究成果，依照都市防災規劃人員之需求提出淹水潛勢地區防災空間設置需求評估之基準，提供相關單位未來在決定都市發展方向前，其都市土地規劃工作，可先參考淹水潛勢分析資料及此技術手冊，再決定適當的都市發展強度與開發之型態。研究內容擬包括下列各項重點： 1. 探討國內外都市洪災防制之領域課題及規劃策略聯合國在 1987 年第 42 屆大會中通過第 169 號決議，並於 1989 年宣布，1990 年至 2000 年為「國際減災十年」（International Decade for Natural Disaster Reduction，IDNDR），呼籲國際社會與科學技術團體採取積極的行動以消減天然災害，期使各國皆能利用目前之科技知識來提昇防救災技術。是故，本研究計畫擬蒐集並參考先進國家之都市洪災防治規劃策略，以完善我國整體防災組織及運作，並規劃都市防洪機制。 2. 規劃都市洪災防制作業方法及內容，提升既有都市防災規劃研究有鑑於現階段所完成之都市防災規劃研究，主要針對強震所引發之災害，及災後應變階段所應注意之事項，將都市防災避難系統予以進行規劃，而區域性重點災害如山坡地災害、颱風、暴雨等，則由各地災害現況予以補強，並未特別規劃。因此本研究計畫擬就已建置之都市防災. 3.

(22) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 規劃之內容，從中拓展防洪研究領域，加強都市洪災防制研究。 3. 選定具體都市高淹水潛勢地區示範操作擬以既有之都市防災規劃系統為基礎，並依照本研究計畫建立之都市防洪需求，選定具體都市高淹水潛勢地區為示範操作，並作適當修正與建議。 4. 建構都市洪災防制規劃之技術手冊為健全都市防災規劃體制，並落實淹水潛勢資料於都市防災規劃，本研究計畫擬將研究成果積極研發成都市洪災防制規劃之技術手冊，提供相關單位及規劃人員在決定都市發展方向前之參考。. 4.

(23) 第一章緒論. 第三節研究方法與步驟本研究計畫擬針對都市化地區，依已建置之都市防洪規劃，結合洪水境況模擬成果之淹水潛勢資料，使之健全都市防災規劃，並應用淹水潛勢資料，由基礎至應用，全面而有系統地編撰都市防災規劃之技術手冊，提供往後相關都市規劃人員在進行都市防災規劃規劃之前，可先參考此工具書，再決定適當之都市開發型態。相關研究方法下：（一）研究方向定位利用相關的文獻資料蒐集，定位初步的研究方向；再由初步研究的方向研究目標，經過完整的分析及整合討論，並提出研究計畫書。（二）回顧相關期刊及文獻資料 1.. 參酌國外有關都市防洪規劃之相關資料與成果；. 2.. 回顧國內已建置之都市防災規劃研究；. 3.. 整合與分析淹水潛勢資料。. （三）研究目標之確立依據所蒐集之文獻資料及相關研究之成果，整合分析後，確定完整之研究目標。（四）規劃都市洪災防制作業方法及內容 1.. 說明淹水潛勢資料於都市洪災防制規劃之定位及應用；. 2.. 都市洪災防制規劃之制訂應納入淹水潛勢資料之概念；. 3.. 於研究計畫中確定都市洪災防救避難之作業項目以及新建及既有建築物之防洪補強措施；. 4.. 擬定都市洪災防制規劃作業流程，並融合先前完成之建研所研究計畫成果。. （五）建構都市防災規劃之技術手冊 1.. 結合洪水災害境況模擬成果之淹水潛勢資料，落實於既有之都. 5.

(24) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 市防災規劃研究，依照防災規劃人員之需求建置完整之都市防災規劃應用技術手冊。 2.. 提供相關單位未來在決定都市發展方向前，其都市土地規劃工作，可先參考淹水潛勢分析資料及此工具書，再決定適當的都市發展強度與開發之型態。. （六）分析與討論討論整體的研究成果，並加以修正，以便分析整合。（七）研究計畫報告書之提出. 6.

(25) 第一章緒論圖 1-1 研究流程圖. 研究方向初擬 1. 淹水潛勢應用確立研究課題. 2. 都市洪災防制規劃. 期初簡報文獻回顧及相關資料收集整合與分析淹水潛勢資料. 回顧國內已建置之都市防災規劃研究. 參酌國內外都市防洪規劃研究成果. 規劃都市防洪防制規劃作業. 1. 2. 3. 4.. 淹水潛勢模擬成果都市防救災作業項目建築物防洪補強措施擬訂作業流程及方法. 期中簡報整合淹水潛勢資料庫. 示範區域選定操作. 都市防洪規劃. 建構都市防災規劃技術手冊期末簡報. 1. 山區逕流模式（HEC-1） 2. 平地淹水模式 SWMM 二維漫地流淹水模式 3. 地理資訊系統（GIS） 1. 防救災機能配置 2. 評估/檢討 1. 補強既有之都市防災規劃 2. 健全都市防災規劃體制. 討論與建議. 完成研究計畫報告書. 7.

(26) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 第四節預期成果本研究以將淹水潛勢資料落實於都市防災規劃，完成供相關規劃人員參考之技術手冊為首要目標，預期成果概述如下： 1.. 蒐集並彙整既有之都市防災規劃文獻資料；. 2.. 確立淹水潛勢模擬成果在都市防災規劃中之內容及定位，整合落實於現行都市防災規劃；. 3.. 依照防災規劃人員之需求，研擬都市防災應用淹水潛勢資料之技術手冊補強既有之都市計畫防災規劃手冊，使得都市防災規劃內容更加完善；. 4.. 8. 研究成果可供相關都市規劃人員參考，落實於未來都市發展。.

(27) 第二章文獻回顧與整理. 第二章文獻回顧與整理第一節應用淹水潛勢資料於都市洪災之研究在都市排水系統模式方面之研究，利用美國環境保護署之暴雨經理模式（Storm Water Management Model，SWMM），以模擬排水系統中水流之流況以及發生溢流點的流量歷線。二維漫地流模式主要利用二維零慣性理論，以有限差分法求解地表之淹水深及流速。滯洪池模式是求解水文連續方程式，採用雙出流口型式，建立滯洪演算程序，以獲得滯洪池之出流歷線（許銘熙等人，2002）。同樣藉由二維零慣性波漫地流淹水模式及 SWMM 都市雨水下水道模式之結合演算，將都市雨水下水道系統出口之抽水站操作納入考慮，並以文山木柵地區為研究對象，進行不同重現期降雨事件下之洪災境況模擬。並依據其洪災避難措施與逃生路徑，提供淹水區域行政機關及居民研擬防災措施之參考（陳增壽等人， 2001）。利用淹水潛勢圖應用到已完成的實際地理資訊防災系統上，藉以檢測現階段已經指定規劃的防災避難據點在遭遇洪水時的堪用度，以及探討如何以法令或工程手法來改善據點實用性，則有解鴻年、林文欽（2002）利用台北市政府已經完成的都市防災規劃系統為藍圖，並依據建築研究所已完成的都市防災系統規劃，在實質防災避難空間檢測方面加入洪水的因子與以考量，藉以檢測依地震災害規劃的防災避難據點，在遭遇洪水災害時之適用性以及改善方法。許銘熙（2001）指出現今我國災害防治工作是以災後救援為主要重點，但由於受限於基本水文與淹水相關資訊了解不足，在災前防範與災中應變時無法及時掌握洪汛資料與提出因應措施，使防災及救災工作無法得到良好之成效。為減輕台灣地區颱風豪雨所造成之淹水災害，須了解及掌握在何種颱風暴雨強度下，台灣地區之可能淹水區域及淹水深度，進而評估水災所造成之損失及危險程度，經由電腦進行颱洪境況模擬分析，作為災害防範對策、災害應變措施及救災作業之根據，並以先進科學技術充分掌握防災資訊並使其落實於防災體系，期能減輕災害之. 9.

(28) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 有形與無形損失。防洪研究群在第一期防災國家型科技計畫工作執行中，已研發一套洪水潛在致災區域之評估方法，並初步建立所需防洪相關資料庫，完成台灣地區 22 縣市之淹水潛勢區域分析、示範區之危險度評估及水災境況模擬，並作為今後劃定危險區之依據。同時，以示範區之研究成果為基礎，完成並落實該地區水災防治相關之研究成果，提供水災防救業務單位執行實際防救災工作之依據，今後並可就執行結果進行評鑑及檢討。經濟部水利處水利規劃試驗所（2002）將洪災保險制度實際需求面做進一步考量，配合淹水潛勢分析，同時考慮到非工程防洪措施減少政府財政負擔之實質效用，配合淹水潛勢分析計算工具，來提高洪泛區劃設精度，使我國的防洪措施更加完善，讓洪災保險制度更加落實。鄧慰先（2001）利用淹水潛勢資料，以及政策上納入新的土地開發增加洪水量的考量。在此，主要是針對非結構性的洪水平原使用管制。傳統都市規劃可以利用的工具包括下列二者：其一是以生態容受力為基礎的環境規劃方法，屬於都市綜合發展計畫之一部分；其二，土地使用管制，像土地使用分區計畫，在土地進行開發之前，利用規劃或管理新方法，適當的配置開發區與調整開發密度，可以減少洪災產生的威脅。可以輔以其他的創新式的土地管理，例如洪水保險、緊急應變計畫、收購計畫（Buy-Out）等方法；這一些方法可以與土地利用規劃管理配套使用，亦能反應出各個地區的特性與需求。此外，由於台南科學園區地勢低窪，自民國 64 年間至 86 年，共發生浸水記錄有 8 次，平均約 3 年即發生一次浸水，故許銘熙等人（2002）以台南科學工業園區為研究對象，根據園區內特殊之水文、地文狀況以及排水系統及滯洪池的水流特性，建立排水及淹水模式，進行不同重現期降雨之淹水模擬。模式中包括排水系統演算、地表漫地流演算及滯洪池演算等三部分。再者，利用淹水潛勢資料探討都市計畫與洪水平原管理，並考量因土地開發而增加洪水量之相關研究，則有薩支平等人（2000）認為未來都市規劃工作一定要將淹水空間分佈的觀念納入土地使用管理與規劃. 10.

(29) 第二章文獻回顧與整理. 工作中，其認為淹水潛勢圖是將這個構思付諸實現的最佳工具，且在國外被證明是可行的方法；因此在國內，無論是水利工程師和都市規劃師都極力贊成使用淹水潛勢圖於規劃工作中。其研究結果更建議未來都市土地規劃工作，在決定都市發展方向前，宜先參考淹水潛勢地圖，再決定適當的都市發展強度與開發之型態。謝龍生等人（2002）亦認為淹水潛勢圖可應用於已興建重大工程之防範，並可作為未來土地開發前期之選址參考依據。台北市內進行多項重大工程與土地開發案，如高速鐵路之興建、台北市南港區的南港經貿園區、信義計劃區的副都心、關渡平原及社子島整體都市規劃作業均有淹水問題之考量。為避免上述重大工程與土地開發案為水患所威脅，宜將開發地址與淹水潛勢資料進行比對及分析。淹水潛勢圖的利用應妥善規劃，使之成為不同的管理策略之共同基本資料，在洪水管理的策略執行時，才不會發生基本資料不一的困擾，反而造成民眾對政策產生質疑。再者，透過管理策略間相輔相成的結果，政策才能達到原先所設計的目的（Burby，1988；Burby and French， 1985；薩支平等人，2000）。對於重大之國家工程規劃設計之初，即可以妥善應用各類型天然災害之潛勢資料，導入重大之國家公共工程規劃設計。例如，在地震、土石流及淹水等三項重大災害方面，以其潛勢資料予以通盤考量其災害潛勢，而加以避開地質敏感區域，以減少國家公共工程因各種天然災害而造成之重大損失，達到防災、減災、消災之目的。. 11.

(30) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 第二節應用防災系統於都市計畫之研究基於國內自然環境之不利因素，及特有密集紛雜之高複合性都市型態，以致於災害危險性較其他國家為高，因此，安全防災是我國近年主要施政重點之一。蕭江碧等人（2003）利用內政部建築研究所已完成之專題研究計畫「都市計畫防災規劃標準及管理體系之建構」，其中可供嘉義市府運用的成果，包括嘉義市災害發生全市性對策構想、嘉義市避難生活圈與地區避難生活區域、嘉義市避難據點影響範圍、嘉義市主要救災道路、避難道路與替代路線系統及防救災據點資料庫的問卷資料等，建構嘉義市地區防救災據點資料庫系統與應用資料庫系統進行都市防災規劃及改善管理計畫之研擬；並藉由防救災據點系統的建構，進行嘉義市基礎避難區域建物震害危險度評估與服務規模之推估，並考量危險據點及淹水潛勢對避難據點之影響，儘可能提出防救災避難據點空間規劃標準及對策。另外，應用淹水潛勢資料規劃都市型水災避難系統，其潛勢資料係各種不同的都市洪災致災因子組合下之境況模擬結果，針對地文特性與水災特性進行分析，並依據分析結果建立淹水災害境況進行模擬。詹士樑等人（2002）就都市型水災避難系統規劃之需求，以台北市南港區為研發範例，進行研究區域水災條件之設定，並以水災防救觀點，引用圖像式使用者界面及網路技術，完成研究區域水災境況模擬，並提供都市型水災避難系統相關資訊。李威儀等人（1997）完成「台北市都市計畫防災系統之規劃」相關研究，依據台北市的現況實質環境與限制因素，以台北市都市防災規劃之災後的六個時序：發震期、混亂期、避難行動期、避難救援期及殘留、重建期所產生的現象和對應行動，分析各時期所衍生之防災機能需求及其對應的都市空間，以適當的避難行動劃設防災避難圈，並從震災時序列的對應，建構台北市防災空間系統，分別為避難、道路、消防、醫療、物資及警察六大防災空間系統。. 12.

(31) 第二章文獻回顧與整理. 對於現今的洪水災害管理，薩支平等人（2002）認為應該透過整合的方法來進行管制，仔細考量內涵的課題與可行的管理對策，才可有效規範洪水災害的損失。其研究由城鄉發展層面，結合水利、都市計畫及建築管理手段進行洪災防制工作，並以災害管理觀念之工程方法與非工程方法，全面性的檢討都市洪災防制之課題。另外，應用中央災害防救會報公開之都會區淹水潛勢資料研發都市防災規劃技術，整合探討都市洪災防制策略之規劃建議。. 13.

(32) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 第三節國內外都市洪災防救體系都市作為社會進步的表徵，都市災害防制歷年來受到世界各國重視，其防災標準也日益升高，期望結合都市居民防災意識，落實於日常生活當中。因此聯合國在 1987 年第 42 屆大會中通過第 169 號決議，並於 1989 年宣布，1990 年至 2000 年為「國際減災十年」（International Decade for Natural Disaster Reduction，IDNDR），呼籲國際社會與科學技術團體採取積極的行動以消減天然災害，期使各國皆能利用目前之科技知識來提昇防救災技術。一、我國水災防救體系政府為健全災害防救體制，強化災害防救功能，以確保人民生命、身體、財產之安全及國土之保全，特制定「災害防救法」。水利處依據「災害防救法」第十九條第二項規定，並參照「災害防救基本計畫」相關內容，訂定「水災災害防救業務計畫」。其針對颱風、豪雨等天然災害所造成水災災害之防救需要而擬定，目的為健全水災之災害防救體系，強化災害之預防、災害發生時之緊急應變及災後之復原重建措施，有效執行防汛檢查、災害搶救、事故處理、災情勘察以及善後處置、復建等相關事宜。依據「水災災害防救業務計畫」規劃，其主要內容為災害預防、災害緊急應變、災後復原重建相關事項，其防救措施如圖 2-1 所示，並扼要分述如下：（一）災害預防：包含減災及整備等防救措施，目的為減少因自然因素造成之災害及禁止人為破壞國土之行為，其相關措施有： 1. 減災 2. 搶險修制度之建立 3. 整備 4. 民眾防災教育訓練及宣導 5. 水災對策之研究與觀測 14.

(33) 第二章文獻回顧與整理. 6. 災害預防各機關個別實施事項（二）災害緊急應變 1. 應變體制及組織動員 2. 避難及疏散路線規劃 3. 災情蒐集、通報及通訊之確保 4. 災害擴大與二次災害之防止 5. 提供受災民眾災情資訊 6. 衛生保健、防疫 7. 搜救、緊急醫療救護及緊急運送 8. 社會秩序之維持及物價之安定 9. 設施、設備之緊急搶修 10. 食物、飲用水及生活必需品之調度、供應 11. 社區防災之緊急應變 12. 災害緊急應變各機關個別實施事項（三）災害復原重建 1. 災害原因勘定 2. 復原重建計畫之研擬及執行 3. 緊急復原處置 4. 計畫性復原重建 5. 災民生活重建之支援 6. 產業經濟重建 7. 災後復原重建各機關個別實施事項. 15.

(34) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 圖 2-1 水災災害防救業務計畫之防救措施. 水災災害防救業務計畫. ◎災害原因勘定 ◎復原重建計畫之研擬及執行 ◎緊急復原處置 ◎計畫性復原重建 ◎災民生活重建之支援 ◎產業經濟重建 ◎災後復原重建各機關個別實施事項. 16. ◎應變體制及組織動員 ◎避難及疏散路線規劃 ◎災情蒐集、通報及通訊之確保 ◎災害擴大與二次災害之防止 ◎提供受災民眾災情資訊 ◎衛生保健、防疫 ◎搜救、緊急醫療救護及緊急運送 ◎社會秩序之維持及物價之安定 ◎設施、設備之緊急搶修 ◎食物、飲用水及生活必需品之調度、供應 ◎社區防災之緊急應變 ◎災害緊急應變各機關個別實施事項. ◎減災 ◎搶險修制度之建立 ◎整備 ◎民眾防災教育訓練及宣導 ◎水災對策之研究與觀測 ◎災害預防各機關個別實施事項. ：防救相關措施. 災害復原重建災害緊急應變災害預防.

(35) 第二章文獻回顧與整理. 另外，水利處為辦理淡水河台北市轄外河段之各項防洪排水設施統一運轉業務，特設「淡水河流域防洪指揮中心」，圖 2-2 為成立之組織架構圖，其利用傳訊科技即時收集之水文氣象資料進行展示分析與研判，據以研擬防洪操作方案，下達防洪操作指令，以達到統一指揮之目的（張義敏，2000）。指揮中心之作業內容如下： 1. 即時查詢流淢內各河川水位及集水區降雨情形。 2. 掌握流域內水庫及水門等防洪設施操作狀況。 3. 即時整合各項資訊，減少連絡查詢時間，提高防洪時效。 4. 各防洪單位之防洪協調運轉。 5. 爭取防災單位之救災時機。. 17.

(36) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 圖 2-2 淡水河流域防洪指揮中心組織架構圖. 經濟部水利處. 淡水河流域防洪指揮中心. 主任、副主任. 台北翡翠水庫管理局. 營建署北工組. 台北縣政府. 北區水資源局. 執行施工中及尚未移管抽水站操作指令. 執行抽水站及水門操作指令及災害搶險. 執行石門水庫防洪運轉. 發佈洪水預警報及執行疏散救災事項. 執行施工中及未移管之水門操作指令. 台北縣消防中心. 執行本地區施工中橋樑工地緊急應變措施. 水利處第十河川局. 交通部公路局. 資料來源：淡水河防洪指揮中心 89 年 5 月編製. 台北市政府養工處. 水情組. 預報組. 電機組. 總務組. 公關組. 18. 決策組下達防洪操作指令.

(37) 第二章文獻回顧與整理. 二、美國水災防救組織美國的防洪減災工作，無疑是發展的很早、很完善的。在 20 世紀 50 年代美國開始提出防洪救災非工程措施的概念。美國防洪救災行為之社會化進程，以社會經濟和科技技術綜合研究為先導，在縝密規劃之基礎上循序推行，形成了以聯邦和州緊急管理局為主體之水災預防、防救和災後重建復舊的行政管理體系。 1980 年 10 月，聯邦緊急救難署（Federal Emergency Management Agency，FEMA）成立，執行國家洪水保險計劃（National Flood Insurance Program，NFIP），其屬於階段性災害管理策略，依照減災（Mitigation）、備災（Preparedness）、救災（Response）及復建（Recovery）之災害管理策略進行，負責統籌有關洪水保險計劃、水災預防、災時救援及災後重建等工作；同時，並配合保險、洪泛區開發與治理、防洪工程建設管理和蓄滯洪區土地管理等，非工程手段辦理社區洪泛區和海岸帶建設、規劃、工程整治；制訂 100 年頻率和 500 年頻率防洪設計的標準，及制訂具有法律效力的洪水風險圖。而在進行災時救援中，負有對國民兵的調動和提供總統緊急決策依據之責任（張廣智，1999）。美國政府之所以發展 NFIP，正是考慮到：如果國家對付洪水災害僅侷限於修築水庫、整治河川、加高堤防等諸如此類之結構性防洪措施，並對受災戶提供災後救濟，這樣既不能減緩災害損失，也無法制止不合理之工程開發。美國的 NFIP 有其明顯特徵，分別是以國家名義推行、以社區為基礎、帶有一定強制性。由此可見，水災保險並非是一種商業化之操作模式。水災發生於都市化地區，帶來的損失無法衡量，即使投入再多的人力、物力、財力，水災的發生還是無法完全消弭的，唯有建立一個科學的防洪保險機制才是刻不容緩的減災對策。整體而言，水災保險無疑是轉移水患風險的一種方法，往後國內若是規劃成立類似美國 NFIP 這樣的防洪保險機制，來負責統一處理水患災害之規劃、應變措施、避難系統、防救災工作及災後復舊，並朝向淹水預警、災情通報與地理資訊系統結合，無疑是紓解政府防救災損失財源不足之窘境。. 19.

(38) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 三、日本治水策略日本是洪水災害嚴重的國家，自從 1959 年伊勢灣颱風，水災造成 5,000 人死亡的慘劇後，日本政府緊急制定了「治山治水緊急措施法」及解決相對應財源的「治水特別會計法」，隨後又相繼制定了「災害對策基本法」、全國「防災基本計劃」與「新河川法」等，確立了治水事業體制。同時針對都市化後加劇水災風險問題，建立了綜合治水特定河川制度。日本以高投入完成了高標準的防洪工程體系建立，創造出了相對安全的國土環境（張廣治，1999）。圖 2-3 為日本治水與防洪法規體系。圖 2-3 日本治水與防洪法規體系. 特定多目標水庫大壩與水資源開發. 水資源開發促進水資源開發公園水源地域對策特別措置法. 河川法. 採砂. 河砂採取法. 砂防. 砂防法. 治水治山緊急措施抗洪. 治水治山緊急措置治水特別會計法抗洪法水害預防組合法災害對策基本法. 自然災害防禦. 公共土木設施災害復舊事政費國庫負擔法重災援助特別財政法. 運河. 運河法. 資料來源：向立云，2001 防洪抗旱减灾论文集；本研究整理. 20.

(39) 第二章文獻回顧與整理. 日本的治水計畫重點，基本上是可根據環境變化的形勢即時調整的五年期計劃。整體而言，日本的洪水管理主體是工程措施，係與其自然地理和社會經濟發展特徵密不可分。隨著工程措施為社會經濟發展提供了基本的安全保障，近年來風險管理、風險選擇等觀念開始在洪水管理中實踐，防洪的環境問題也受到高度重視，在日本新河川法和近期的治水計畫中也顯示了這一趨勢。治水計畫中不僅包括河道治理、大壩建設、水資源開發等傳統項目，同時納入水域周邊環境保護和治理、形成多樣化自然（生態）河川，減少混凝土外觀等內容（梁文盛等人，2003）。四、法國天然災害防治計畫當今防洪減災行為的社會化已成為許多國家制定防災減災政策的主要方略。針對法國天然災害防治計畫，整理法國辦理非工程防洪措施之情況敘述如下（梁文盛等人，2003）：（一）土地利用規定為防範沿河地區因築堤、填土、或設置其它結構物，影響區域內河川流路的通暢及洪水平原洪水調節功能， 1935 年法國政府頒佈氾濫危險區域計畫（La Plan de Suface Submersible，PSS），訂定要求各氾濫區域內土地利用的相關義務。1967 年進一步訂定土地利用計畫（POS），是以鄉鎮村市層級之都市計畫制訂的土地利用法規；1977 年法國以都市計畫法 R-111-3 項為基礎訂定都市計畫限制條例，主要目的是在都市開發時可保護生命與財產的安全。該法在天然災害危險地區內所實施之建築「不許可」或「有條件許可」，也適用於洪水氾濫危險區域。在 1982 年以法令明確規定天然災害防治與救濟的公共機構職責，並確立遭遇天然災害時，投保人因受災而得到救濟的權益。為將可預測的天然災害情況告知居民，使危險地區內的土地使用人負起防範的義務，以期減輕受害程度，天然災害標示計畫（PER）因而制度化。1987 年以後，居民獲得 PER 之權利與保障，PER 並包含 PSS 之內涵。因 POS 具有控制鄉鎮市土地利用的法律約束力，對自然現象或人為活動所產生之危險性頗具抑制力。按照 1987 年的法令，POS 之定位為「考量土地在農業經營學上的價值、農業設施、高品質糧食生產地區、天然災害與技術性（人為. 21.

(40) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 性）災害的存在、及重要特殊設備的存在等要因後，區劃都市區域或都市化區域，針對未來之主要功能與可能採取的活動性質，規劃土地的利用」，PSS 或 PER 中所規定的對策均附屬於 POS 的相關條例。此外， PSS、PER，以及 R-111-3 項之間有互相重疊的部份，一般認為將來勢必會被一元化。法國洪水平原管理的進展過程及管理體制架構分別說明如圖 2-4 及圖 2-5。圖 2-4 法國洪水平原管理的進展過程. 西元. 支援策略. 洪水平原管理. 都市計畫. 訂定 PSS. 1935 1967. 訂定 POS 訂定 PER. 1977 1982. 訂定 R-111-3. 引進天然災害保險制度. 1987. 強化 POS. 資料來源：經濟部水利司研究計畫，1996。. 圖 2-5 法國洪水平原管理體制. POS. 天然災害保險. PER. PSS. R-111-3. 資料來源：經濟部水利司研究計畫，1996。. 22.

(41) 第二章文獻回顧與整理. （二）洪水警報於 1954 年即在塞納河實施，由於塞納河等大河川在洪水來襲時，水位上昇速度極緩慢，容易事先預測，並能有效地掌握洪水狀況。自 1982 年並在洪水危險度較高的隆河、羅娃河、塞納河實施洪水警報，並在毛瑟河等小規模水系實施，已在 1991～1992 年全部完成。（三）天然災害保險制度 1982 年以前，法國對天然災害的救濟對策為內政部預算額度內設置的專款項對個人的緊急救助，地方政府提供特別補助金，及在災害地區規定之額度範圍內，經由農業行庫低利貸款等措施，但並無對天然災害受害人補償的綜合性救濟制度。自 1981 年及 1982 年洪水連年引起大災害後，中央政府很難用以往的方法救濟天然災害受害人，所以依據 1982 年 7 月 13 日生效的法令，將天然災害保險制度法制化。（四）洪氾區劃設及防洪中心構想法國自 1935 年劃分氾濫範圍至 1982 年建立洪災保險制度，其間歷經四十七年之演變，至 1990 年法國已完成一百五十個地區之洪水災害範圍圖，洪氾範圍依淹水之危險程度分為三區。依規定高度危險區內禁止新建構造物，既有構造物則需予以保護；中度危險區內既有及新建構造物，必須加高其基礎或設置擋水板以防構造物內部淹水；低度危險區係指一百年頻率洪水氾濫區外之範圍。. 23.

(42) 24.

(43) 第三章淹水潛勢資料分析與整合. 第三章淹水潛勢資料分析與整合第一節淹水潛勢災害圖之建立淹水潛勢是指在自然環境中潛藏易致淹水的可能性，而所謂自然環境是包括降雨、地形、地物、地質、土壤、河川、植被等因素。換言之，在這些自然環境所形成的因素作用下，有些地區遭受水災侵襲而導致淹水的可能性較高，有些則較低。較易受水災侵襲的地區就應該盡量避免開發利用。為了能夠明確掌握應避開利用的危險地區，必須藉由山區逕流、雨型雨量分析與漫地流淹水等模式將上述諸因素納入考量分析，界定每個流域的淹水潛勢區之所在。淹水潛勢圖的製作流程，主要係利用美國陸軍工兵團（U.S. Army Corps of Engineers，USACE）所研發之山區逕流模式（HEC-1 模式），計算上游地區逕流量，在以此作為上游側入流邊界條件帶入平地淹水模式（包括都市雨水下水道排水模式（Storm Water Management Model，SWMM）（Huber, W. C. etal. ，1984）與二維漫地流淹水模式（許銘熙等，1997， 1998））。完成驗證之淹水模式配合地理資訊系統，以精確反應研究區域地文與水文資料，進行不同區域在不同降雨條件下之淹水潛勢模擬，以降雨期間地表所發生之最大淹水深繪製該區域之淹水潛勢圖，並將模擬結果以適當圖相方式輸出，進而充分掌握洪水與行政邊界之關係，提供災害預警相關資訊。. 25.

(44) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 第二節淹水潛勢數值模式探討防災國家型科技計畫辦公室認為，洪災防救災工作若要得到良好成效，必須充分了解基本水文與淹水相關資訊，並在災前防範與災中應變時能及時掌握洪災資料以提出因應措施。為因應上述需要，防災國家型科技計畫辦公室以不同降雨強度為條件，使用山區逕流模式（HEC-1 逕流模式）（US Army Corps of Engineers，USACE）計算上游地區逕流量，再將上游側入流邊界條件代入平地淹水模式（都市雨水下水道排水模式（SWMM 模式）（Huber, W. C. etal. ，1984）與二維漫地流淹水模式（許銘熙等，1997，1998），探討地表淹水之深度與範圍，並完成台北縣市淹水潛勢資料之數值模擬計算。一、山區逕流模式（HEC-1）藉著電腦演算水文數學式，並將水文現象量化之程式或經由理論推導完成模式之架構者，即可稱之為水文模式（簡大為，2001）。近年來，電腦科技快速進步發展，利用電腦之高速計算能力精確地分析、模擬及預測各種可能發生的水文現象與活動。電腦模擬則是根據數學理論模式來撰寫電腦程式，再進行電腦運算出結果，現今資訊科技帶動運算功能與模式系統的提升，且電腦數值模擬對問題的解決和推估幫助甚大，故數值模擬已廣泛應用在科學研究上。再加上工商業發達、知識水準的提升，民眾對於洪水侵襲所衍生的災害與損失逐漸重視，因此防洪的課題更是刻不容緩；而水文模式在防洪工程的規劃設計方面可提供可信度高的推估結果，因此水文模式常被應用在各水利工程單位研究及規劃設計上，HEC-1 模式即是其中之一常用的水文模式。山區之逕流量估算採用美國陸軍工兵團（ U.S. Army Corps of Engineers，USACE）所發展之 HEC-1 逕流模式中之運動波模式（Kinematic Wave Model），配合山區集水區面積、形狀、坡度等地形特性及設計降雨量而推估之，並作為一維河系定量流模式與二維漫地流淹水模式之上游側入流邊界條件（薩支平等人，2000）。HEC-1 的功能除可模擬自然河道洪水演算、潰埧分析外，亦可模擬降雨－逕流過程、河流網、都市. 26.

(45) 第三章淹水潛勢資料分析與整合. 排水系統、洪水損害分析及多方案的極佳值評估。利用簡單水文數學關係式描述地形、水文及水利諸現象，模擬複雜集水區之地表逕流及河川流量之水文歷線與洪峰流量，美國陸軍工兵團（U.S. Army Corps of Engineers，USACE）陸續發展出 HEC 系列電子計算機程式，主要有：HEC-1 可計算洪水歷線，以 HEC-1 逕流模式計算集水區演算，可得各水文控制站之洪峰流量，HEC-1 的洪水演算採水文演算（hydrology routing）方式，其中大多數的演算法是根據連續方程式和流量與蓄水量或水位高程的關係，在這些方法中包括馬斯金更法（Maskingum method）、運動波（kinematic wave）、修正波爾斯法(modified Puls）、工作值法（working R & D）和水平池面水庫演算法(level-pool reservoir routing），以上各演算方法將各河段由上游往下游作獨立演算，且不能考慮迴水及水面線的不連續現象；水剖面線演算之定床模式之 HEC-2 模式可作水理分析，即以 HEC-2 水面曲線電腦計算程式推算最新斷面測量資料之水面曲線；HEC-3 可作為水庫分析系統之；HEC-4 可作為潰霸分析及月合成流量推衍；HEC-5 為防洪及水庫系統聯合運轉模式，可供防洪及多水庫系統聯合運轉研究分析之通用套裝程式，防洪控制為此模式之主要功能，為達成防洪控制之目的，此模式須對任意水庫系統之模擬運轉，不論是短期之洪水歷時或長時間之非洪水時期甚或兩者同時考慮均可模擬計算；HEC-6 為一維定量流動床模式，可作水理計算、輸砂量計算與底床沖淤演算，其應用在河川及水庫的輸砂演算，並可初步模擬水庫中粘性沉滓的沖淤行為。由美國陸軍工兵團（U.S. Army Corps of Engineers，USACE）陸續發展出之 HEC 系列電子計算機程式可說具有強大之演算功能，且在工程界具有一定公信力（簡大為，2001；Feldman， 1981；水資源科技模式庫網站；本研究整理）。 HEC-1 模式利用水文數學關係式，以集塊系統作為集水區降雨與逕流模擬之概念，予以描述地形、水文及水力等狀況，在蒐集歷史水文資料及確定雨量分析後，經由頻率分析之繁衍，模擬複雜集水區地表逕流及河川流量之水文歷線與洪峰流量。二、平地淹水模式. 27.

(46) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 1.. 都市雨水下水道排水模式（Storm Water Management Model， SWMM）. 長久以來，都市逕流（Urban Runoff）之水量及水質問題一直為人們所關心，而要如何控制暴雨洪水及處理都市地區廢水，亦是地方政府責無旁貸之責任。來自集合溢出之廢水及雨水所導致的環境問題已被重視，如何有效處理分析都市計畫之逕流水質及水量問題，乃是當前重要的課題之一。 SWMM 模式是美國環境保護署（U.S. EPA）於 1969～1971 年為解決日益嚴重的都市排水問題所推出的暴雨經理模式。此模式的功能為都市暴雨逕流之水文、水力問題之模擬與分析並包含都市排水有關之水量、水質運算豐富的管理模式。 SWMM 模式之發展於電腦使用者圖形介面（GUI）之前，故親和性的操作介面一直是欲加強之處，更由於大量的使用於世界各國都市下水道系統的規劃與水質模擬，使得資訊公司為 SWMM 模式加上使用者圖形介面趨之若鶩，如丹麥所發展的 Mike SWMM 與美國的 XP-SWMM，均是以 SWMM 4.4 版為基礎所研發與包裝的結果。 SWMM 模式可依據實例降雨資料進行暴雨逕流演算，於規劃上亦可以設計暴雨進行輸水容量演算。其主要由四個模組組成，分別進行逕流、傳輸、水理、蓄水與水處理之模擬演算。包括地表逕流（RUNOFF）、幹線輸水（TRANSPORT）及幹線輸水（EXTRAN）模組組合成下水道或排水系統之水力與污染演算之核心程式，蓄水/處理模組（STORAGE/TREATMENT）則是評估分析各項措施與設施在洪水控制與污染防治之成效。為便於整個排水系統的模式運算及電子計算機作業，首先必須依現場勘查之結果（地形圖），將計畫排水區域按水文特性分成若干集水區，並將排水幹線截為若干單元，分別予以編號，並使之成為一個水利單元網。輸入資料說明如下：（1）地文與水文資料：雨量記錄、集水區面積、測溝尺寸、地表. 28.

(47) 第三章淹水潛勢資料分析與整合. 坡度、不透水面積百分比、集水區寬度、其它地域性參數（曼寧 n 值）、土地使用狀況等。（2）人孔資料：高程等。（3）排水幹渠資料：管線形式、尺寸、直徑、長度、管渠曼寧係數 n 值等。（4）排水出口方式：自由流或下游迴水等。 2.. 二維漫地流淹水模式. 二維模式漫地流模式之發展者顏清連教授，其模式應用區域與應用時間為民國 80 年應用於淡水河流域。其以二維變量流理論為基礎，建立地表二維擴散波水流模式，以模擬暴雨發生時，研究地區之水流動態，及其淹水範圍與深度。颱洪災害之淹水潛勢主要是模擬河川流域中、下游之平原地區因為颱風引發豪雨或突然產生之暴雨所造成之淹水情況。為考慮模擬之地區可能受到地形平緩產生之迴水效應影響，故採用二維漫地流淹水模式。其數值方法之建立，是假設地表在初始時為無水狀態。三、地理資訊系統（Geographical Information System，GIS）由於電腦資訊科技技術快速發展，使得相關水利資訊技術之應用亦受到重視，迄今已逐漸發展成為都市水利科技之主軸。利用水利科技技術整合水文預測模式、水理計算、數值模擬及地理與水文資訊資料庫等，均可以提高工程評估與管理決策之準確性及快速性。現今，主要之水利資訊技術其中亦包含地理資訊系統（Geographical Information System， GIS）。地理資訊系統主要分成兩大部分，為單機層級及網路層級兩部分。在單機層級方面，其功能在於用以建置蒐集淹水影像及水位監測資訊，並將監測所得之資訊，以圖形化方式顯示並提供決策分析；而網路層級地理資訊系統，以 WebGIS 為主要型態，主要目的在於透過 Internet 方式，提供及時淹水影像及水位監測成果之資訊。利用 GIS 圖形化介面之特. 29.

(48) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 性，在地圖上，動態繪製目前時間之淹水範圍。規劃以不同顏色之代表不同級距之淹水情況，決策者可藉由圖面得知淹水地區及搶救之優先順序。另外，網路層級地理資訊系統（WebGIS）之規劃，乃是為了應用 Internet 技術，解除傳統單機之限制，提供遠程展示成果之目的。系統規劃之考量，除圖資建置、編修之模組外，其他單機地理資訊系統之功能，若網路技術可達成者，擬盡量予以呈現，故範圍包括雨水下水道水位監測以及分析之結果（林國峰等人，2001；本研究整理）。地理資訊系統是一種儲存空間二維或三維資料之電腦資訊資料庫，其儲存之空間資料有航照圖、衛星影像圖、測量圖、地圖等，可以提供地理資料供分析研究地理相關現象，結合圖形或表格輸出格式展示之。一般而言，地理資訊系統將地理圖形與文數字屬性資料，透過人機介面與資料庫管理，將相關圖資數值化處理，即可發揮高效率之聯結、分析或查詢等運用，對於災前處理及災時應變均有即時性之輔助效能。. 30.

(49) 第三章淹水潛勢資料分析與整合. 第三節使用淹水潛勢資料之限制、範圍及方法防災國家型科技計畫辦公室製作之淹水事件模擬成果，其應用地理資訊系統疊合模擬淹水潛勢範圍資料庫，顯示兩者套繪後之空間關係。往後可再利用資料庫整合功能，將相關防救災資料的交換、彙整、分工建置進行完整的分析與規劃，建構都市防災規劃資訊系統，以利未來防救災決策支援系統之相關單位研究運用。一、使用淹水潛勢資料之限制實際發生之淹水規模不易完全預測，且涉及變數甚多而複雜，因此，為忽略複雜的水理變化，故使用淹水潛勢資料之前有下列基本的假設與限制： 1. 為進行淹水潛勢圖之套繪分析，所以潛勢圖運用數值模式模擬所蒐集之各項資料，包括地形、地貌、氣候、交通設施、水利設施、土地使用狀況等，均以當時規劃中或已完成之現況資料為準。 2. 以 24 小時延時颱風雨為降雨代表型態，且在使用不同總降雨量 300 及 600 公厘的條件下，假設台北市境內之所有堤防及護岸於颱洪事件中，均無潰決、氾濫或溢流之現象發生。 3. 由內政部地政司的台灣省國土利用現況調查數化資料來決定不同土地利用狀況之曼寧糙度 n 值。 4. 大台北地區防洪計畫及其後續相關計畫均已完成，境內所有抽水站於颱洪期間皆正常運作，且下水道排水系統無淤積現象發生。 5. 堤外河水高漲，各模擬區中之排水系統，無法以重力排水，需以抽水站控制排水。各抽水站之操作，其抽水量之設定以各排水系統最終出口流量大小為依據，即當該抽水站出口流量小於總抽水量時，其抽排水量等於出口流量；如大於或等於該站總抽水量時，其抽排水量等於總抽水量。 6. 台北市下水道排水系統於颱洪事件中，若發生人孔溢流情形，則假設人孔溢流量不再回流至下水道管線中，而是以漫地流形式於地表流. 31.

(50) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 動。二、使用淹水潛勢資料之範圍都市防災規劃人員在應用淹水潛勢資料之前，需先判定目前擬規劃之區域範圍為何，再評估上述之基本假設與限制後，再將淹水潛勢資料作為都市與建築規劃審議工作中之參考。淹水潛勢圖屬於靜態的資料，可以看出洪水影響的空間分佈範圍；土地的利用開發則是屬於動態的，正在進行的土地開發會直接影響到逕流量，進而衝擊下游地區之淹水潛勢。因為淹水潛勢圖無法立即反應未來的土地開發所造成的洪水量的改變，因此，在規劃工作中應管理新的土地開發，來減少因為開發造成對洪水量的影響，才可以避免下游地區某重現期洪水提早出現，也可以維護資源利用公平性（薩支平、鄧慰先， 2000、本研究整理）。規劃人員尚須注意該規劃範圍之土地利用現況、是否有明顯之淹水風險、是否正進行土地使用規劃之工作，並建議都市防災規劃人員在運作淹水潛勢圖之同時，可結合專業領域之水利工程師，再實際提出適當的規劃方案。三、使用淹水潛勢資料之方法防災國家型科技計畫辦公室防洪研究群已完成台灣本島 22 縣市颱洪災害淹水潛勢圖分析與製作（許銘熙等人，2000），淹水潛勢圖分別依據 150、300、450 及 600 公厘利用水文預測模式、水理計算、數值模擬及地理與水文資訊資料庫等，模擬各縣市之淹水狀況，進而製作淹水潛勢圖。因此，都市防災規劃人員在規劃之前應先向防災國家型科技計畫辦公室索取欲規劃範圍之颱洪災害淹水潛勢圖，並結合專業領域之水利工程師，再實際提出適當的規劃方案。. 32.

(51) 第三章淹水潛勢資料分析與整合. 第四節重要研究成果隨著社會發展，都市化規模提升。都市化趨勢使得同樣暴雨而發生洪患的可能性和洪災損失都大幅度提高，洪水威脅更加嚴重。特別是近年來國家經濟發展高度成長，大量興建國家建設，卻忽略都市洪災防制規劃問題，使本已薄弱的都市防洪設施逐步暴露問題。大量的暴雨侵襲，更導致河川中下游地區發生嚴重的洪患，平均每年損失高達百億元，因此在都市發展過程中忽視都市洪災防制作業規劃建設，甚至打亂原有防洪體系、非法侵佔行洪排澇河道等現象均應立即制止。基於上述，防災國家型科技計畫辦公室防洪研究群已完成台灣本島 22 縣市颱洪災害淹水潛勢圖分析與製作（許銘熙等人，2000），淹水潛勢圖分別依據 150、300、450 及 600 公厘利用水文預測模式、水理計算、數值模擬及地理與水文資訊資料庫等，模擬各縣市之淹水狀況，進而製作淹水潛勢圖。淹水潛勢之計算方式是使用山區逕流模式（HEC-1）來計算集水區上游地區因為設計暴雨所產生之山區逕流量，集水區中、下游地區採二維漫地流淹水模式來模擬因受到地形平緩而產生迴水效應之地表漫地流。防災國家型科技計畫辦公室防洪研究群按照規劃既定時程已完成全省各縣市之淹水潛勢圖分析，並研擬公開淹水潛勢資料配套措施。有關防災國家型科技計畫辦公室防洪研究群之主要研究成果，其中二項針對淹水潛勢資料分析之重要研究成果，分別是完成全省各縣市之淹水潛勢圖分析及研擬公開淹水潛勢資料配套措施。下列為其防洪研究群之研究成果詳細說明（許銘熙等人，2001；本研究整理）：一、台灣全島 22 縣市淹水潛勢資料（防災國家型科技計畫辦公室研究報告 NAPHM HP001 至 NAPHM HP016）現今我國災害防制工作是以災害救援為主要重點，但由於受限於基本水文與淹水相關資訊了解不足，在災前防範與災中應變時無法即時掌握洪汛資料與提出因應措施，使防災及救災工作無法達到良好之成效。為減輕台灣地區颱風豪雨所造成之淹水災害，需了解及掌握在何種颱風. 33.

(52) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. 豪雨強度下，台灣地區之可能淹水區域及淹水深度，進而評估水災所造成之損失及危險程度，經由電腦進行颱洪境況模擬分析，作為災害防範對策、災害應變措施及救災作業之根據，並以先進之科學技術充分掌握防災資訊並使其落實於防災體系，期能減輕災害之有形及無形之損失。「災害防救法」已於民國八十九年七月十九日由總統頒佈實施，行政院依據該法應設置中央災害防救委員會，並由該會擬定災害防救基本計畫，中央災害防救業務主管單位應依據災害防救基本計畫，就其主管災害防救事項，擬定災害防救業務計畫，而直轄市、縣市政府亦應制訂地區災害防救計畫及相關災害防救業務計畫，以建立中央及地區之整合防災體系。該法案第三條明訂風災及水災為災害防救工作之一；第二十條指出直轄市、縣市政府應依地區災害潛勢特性，擬定地區災害防救計畫。台灣全島 22 縣市淹水潛勢資料公開後，各縣市之洪災防制相關業務主管機關可參考淹水潛勢資料訂定洪災預防及相關措施，有效執行洪災搶救及善後處理，並加強洪災教育宣導，以充實並落實各縣市之洪災相關防災業務計畫，提升居民洪災應變能力，減輕洪災損失，保障民眾生活生命及財產安全。淹水潛勢資料之預期目標包括：（一）協助地方政府及人民瞭解淹水潛勢與提高防災意識，並可依據淹水潛勢資料，作為地方政府研擬地區防災計畫之參考。（二）淹水潛勢資料配合地區經濟發展的程度，可推估洪水發生時可能造成之經濟損失，並可作為洪水危險度評估之參考依據。（三）淹水潛勢圖可作為未來檢討河川防洪及改善地區排水工程之參考依據。（四）淹水潛勢資料可作為國土開發、地區綜合發展計畫及都市計畫之參考，以其減少淹水風險，另可考慮在高淹水潛勢區域中執行土地利用限制措施。（五）不同暴雨條件下所模擬之各地區淹水潛勢情況，可作為制訂洪災保險費率之參考，以為長期推動洪災保險措施之基礎。二、公開淹水潛勢資料因應對策之研擬. 34.

(53) 第三章淹水潛勢資料分析與整合. 民國 88 年 7 月行政院中央防災會報第五次會議決議有關淹水潛勢模擬分析資料送請相關機關作為擬訂防災計畫及國土規劃之參考，並請專家諮詢委員會審慎評估公開淹水潛勢資料之衝擊，研擬因應對策之參考作為政府訂定防災相關配套措施之參考。防災國家型科技計畫辦公室防洪研究群即針對上述決議事項，研擬公開淹水潛勢資料因應對策。公開淹水潛勢資料可提供各縣市防範洪災之用，一方面作為地區防災計畫與應變措施訂定之依據，並提升當地政府及民眾應具備之防災意識及準備；另一方面可用以檢討及改善各縣市防洪排水工程設施，以達到防災之目的，建議政府相關單位公開淹水潛勢資料之因應對策如下：（一）修正防災計畫「災害防救法」明定各地區及相關單位應制訂地區防災計畫及防災業務計畫，並建立各縣市之防災體系，然而過去各縣市或相關單位在制訂地區防災計畫或防災業務計畫時，由於缺乏基本資料及其分析結果，導致各縣市防災計畫有甚多雷同之處，並無法確實反應地區可能發生之災害特性及需求，而如今各縣市淹水潛勢資料公開後，各縣市防災會報及洪災防制相關業務主管機關即可依據淹水潛勢資料，訂定適合地域特性之地區防災計畫及防災業務計畫。（二）評估水利相關改善工程淹水潛勢圖可作為水利主管機關單位佈置河川防洪設施及改善地區排水工程之參考，檢討流域整體之防洪及排水情況，如排水閘門及抽水站功能之補強。若高淹水潛勢區之社會經濟發展已有一定之規模，則須同時從工程及非工程兩方面的防災措施進行洪災防救工作。（三）評估淹水潛勢資料對地價影響淹水潛勢資料可視為國土開發、地區綜合發展計畫及都市計畫之參考，雖然公開淹水潛勢資料短期內將對高淹水潛勢地區及其周遭區域之地價造成影響，並且因應淹水潛勢而訂定之土地利用限制相關措施，需要有適當處理方式，以合理反應土地實際價值，進而降低公開淹水潛勢資料對地價影響。. 35.

(54) 應用淹水潛勢資料之都市洪災規劃技術手冊. （四）訂定相關配套措施除了上述修訂防災規劃及評估相關改善工程等與洪災防制之直接對策外，尚有土地利用之限制、相關法規或法令之檢討及修訂、應變措施之訂定，以及對民眾教育宣導之加強等配套措施應儘速擬訂。圖 3-1 台北縣市淹水潛勢總圖（600 公厘/日）. 圖 3-2 台北縣市淹水潛勢總圖（300 公厘/日）. 資料來源：許銘熙等人，1999，台北縣市淹水潛勢資料，防災國家型科技計畫辦公室研究報告 NAPHM PH-004. 36.

(55) 第三章淹水潛勢資料分析與整合. 第五節小結淹水潛勢地區於空間規劃上實屬環境敏感之天然災害區，應先考量當地環境資源特性，對淹水潛勢區之土地使用管制，應兼顧其生活品質需要，加強經營與管理。高淹水潛勢地區之管理，應根據國土綜合開發計畫、區域計畫以及學者專家意見，研提淹水潛勢區之建築防洪策略。氣象條件（颱風、豪大雨、溫室效應）與地理環境（地質、山脈、河道）實為國內水災產生之主因。颱風為自然現象，目前人力尚無法消彌，地理環境之缺點則可利用人力補強，以減少水災造成之嚴重性。不同暴雨條件下所模擬之各地區淹水潛勢情況，可作為未來檢討河川防洪及改善地區防洪排水工程之參考依據，並協助地方政府及民眾瞭解淹水潛勢與提高防災意識，以其減少淹水風險（防災國家型科技計畫辦公室，1999）。故本研究之淹水潛勢資料來源即根據防災國家型科技計畫防洪研究群之研究成果為基礎。. 37.

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