都市防洪空間系統規劃技術研究子計畫二：都市洪災對建築物使用影響因素調查研究

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(1)都市防洪空間系統規劃技術研究子計畫二：都市洪災對建築物使用影響因素調查研究. 內政部建築研究所委託研究報告.

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(3) PG9402-0008 094-301070000G1-002 都市防洪空間系統規劃技術研究子計畫二：都市洪災對建築物使用影響因素調查研究. 受委託者：財團法人中華建築中心研究主持人：林文欽協同主持人：廖朝軒研究助理：李逸靚研究助理：藍淯誠. 內政部建築研究所委託研究報告中華民國 94 年 12 月.

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(5) ARCHITECTURE AND BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF THE INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. The Study of Building in City Flooding Disaster By Using Influence Factor Investigation. BY WENCHIN LIN CHAU SHIUAN LIAU YI CHING LI YU CHENG LAN December 10, 2005.

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(7) 目次. 目次目次 ................................................................................................................. I 表次 ................................................................................................................V 圖次 .............................................................................................................VII 摘要 .............................................................................................................. XI Abstract ......................................................................................................XV 第一章緒論 ...................................................................................................1 第一節研究背景與目的........................................................................1 第二節研究內容 ....................................................................................3 第三節研究方法與流程........................................................................5 第四節預期完成之工作項目................................................................8 第二章文獻回顧...........................................................................................9 第一節台灣地區降雨型態分析............................................................9 第二節洪患原因剖析 ..........................................................................14 第三節近年颱洪災害回顧..................................................................17 第四節目前常用防洪方法..................................................................21 第五節災害損失與建築物類型分類..................................................27 第六節模糊德菲爾法 ..........................................................................33. I.

(8) 第三章都市洪災對建築物使用影響因子.................................................39 第一節建築物內部導致洪災原因......................................................40 第二節建築物產生淹水之外部原因..................................................44 第三節影響災後恢復因素..................................................................50 第四節建築物損失程度之影響..........................................................56 第四章建築物淹水損失.............................................................................59 第一節建築物住宅用途淹水損失調查..............................................60 第二節建築物商業與複和式用途淹水損失調查..............................67 第三節建築物間接損失......................................................................69 第四節小結 ..........................................................................................70 第五章問卷調查.........................................................................................71 第一節問卷調查表之設計..................................................................71 第二節問卷分析結果 ..........................................................................72 第六章整備建議.........................................................................................79 第一節外部防洪策略 ..........................................................................79 第二節既有建築物防洪補強措施......................................................84 第三節新建建築物防洪設計技術......................................................87 第四節建築物緊急整備與保護工作..................................................95. II.

(9) 目次. 第五節災後恢復 ..................................................................................99 第六節小結 ........................................................................................100 第七章結論與建議...................................................................................103 第一節結論 ........................................................................................103 第二節建議 ........................................................................................104 附錄一期初簡報回應表...........................................................................107 附錄二期中簡報回應表...........................................................................109 附錄三期末簡報回應表........................................................................... 111 附錄四第一次專家座談會回應表...........................................................113 附錄五第二次專家座談會回應表...........................................................117 附錄六第三次專家座談會回應表...........................................................119 附錄七專家問卷.......................................................................................121 參考書目 .....................................................................................................131. III.

(10) IV.

(11) 表次. 表次表 2-1 侵台颱風路徑與降雨分佈情形 ......................................................12 表 2-2 近十年造成重大損失及傷亡之颱風 ..............................................17 表 2-3 淹水理賠受理案件 ..........................................................................20 表 2-4 淹水問題與因應對策 ......................................................................26 表 2-5 建築物分類表 ..................................................................................32 表 3-1 台北市與台南市不透水表面率 ......................................................47 表 3-2 海棠颱風後台北市果菜批發價格與零售價格比較表 ..................51 表 3-3 建築類型與損失項目 ......................................................................57 表 4-1 建築物分類.......................................................................................59 表 4-2 台北市民國八十六年各家電平均普及率 ......................................61 表 4-3 普及率較高之家電 ..........................................................................62 表 4-4 各項設備擺放高度與淹水損失 ......................................................63 表 4-5 各項家電損失與淹水深度資料表 ..................................................64 表 4-6 機電設施淹水損失 ..........................................................................66 表 4-7 清潔成本...........................................................................................66 表 5-1 影響程度問卷調查結果 ..................................................................72. V.

(12) 表 5-2 符號定義...........................................................................................73 表 5-3 影響因子收斂檢定結果 ..................................................................74 表 5-4 影響因子 CP 值與門檻值 ...............................................................75 表 5-5 主要影響因子 ..................................................................................77 表 6-1 防洪基本策略 ..................................................................................82 表 6-2 既有建築物防洪措施分類 ..............................................................86 表 6-3 建築物防洪排水設施改善簡易自我檢視表 ..................................98. VI.

(13) 圖次. 圖次圖 1-1 研究流程圖.........................................................................................7 圖 2-1 颱風結構垂直剖面圖 ......................................................................11 圖 2-2 颱風登陸地點之分段統計（1897～2003） ..................................13 圖 2-3 颱風路徑分類圖（1897～2003） ..................................................13 圖 2-4 台灣水患形成因素 ..........................................................................14 圖 2-5 敏督利颱風路徑圖 ..........................................................................18 圖 2-6 艾利颱風路徑圖 ..............................................................................19 圖 2-7 圓山子分洪計畫工程佈置圖 ....................................................22 圖 2-8 滯洪池範例 ...................................................................................22 圖 2-9 抽水機 ............................................................................................23 圖 2-10 淹水機率圖.....................................................................................29 圖 2-11 淹水深度-損失圖 ...........................................................................30 圖 2-12 模糊德菲爾法施行步驟 ................................................................36 圖 2-13 專家群體意見之三角模糊數 ........................................................37 圖 3-1 都市洪災對建築物使用影響因素 ..................................................39 圖 3-2 建築物大門無設置擋水設施 ..........................................................40. VII.

(14) 圖 3-3 建築物出入口位置 ..........................................................................41 圖 3-4 建築物類型分類 ..............................................................................42 圖 3-5 建築物內部導致洪災原因 ..............................................................43 圖 3-6 都市化前後逕流量差異圖 ..............................................................45 圖 3-7 建築物外部產生洪災原因 ..............................................................49 圖 3-8 淹水深度與損失圖 ..........................................................................53 圖 3-9 影響災後恢復因素 ...........................................................................55 圖 3-10 建築物損失程度之影響 .................................................................58 圖 4-1 住宅區損失分類 ..............................................................................60 圖 4-2 住宅區內部裝潢損失與淹水高度曲線圖 .......................................65 圖 4-3 商業用與複和式用途建建築物損失 ..............................................68 圖 6-1 洪水防災對策圖 ...............................................................................83 圖 6-2 建築物防水施工方式 ......................................................................88 圖 6-3 社區擋水板組裝案例 ......................................................................90 圖 6-4 住家擋水板組裝案例 ......................................................................90 圖 6-5 電動式防洪閘門啟動狀態 ..............................................................90 圖 6-6 電動式防洪閘門啟動狀態 ..............................................................90 圖 6-7 電動式防洪閘門全景 ......................................................................90. VIII.

(15) 圖次. 圖 6-8 手搖桿式防水閘門關閉狀態 ..........................................................90 圖 6-9 手搖桿放大圖 ..................................................................................91 圖 6-10 手搖桿式防水閘門啟動狀態 ........................................................91 圖 6-11 地掀式防洪閘門全景.....................................................................91 圖 6-12 地掀式防洪閘門啟動狀態 ............................................................91 圖 6-13 地掀式防洪閘門啟動狀態 ............................................................91 圖 6-14 地掀式防洪閘門全景 ....................................................................91 圖 6-15 水密門.............................................................................................92 圖 6-16 沉水式抽水機 ................................................................................93 圖 6-17 砂包堆排示意圖 ............................................................................96. IX.

(16) X.

(17) 摘要. 摘要關鍵字：都市防災、淹水潛勢、防洪整備一、研究緣起有鑒於近年來侵台的颱風如納莉、象神、潭美、敏督莉等，造成都市地區受災嚴重，影響都市機能運作甚鉅等現象，不但增加社會投入救災的成本，連帶影響該地區避難收容據點之機能需求規劃，如：收容量及救援應變資源規劃等。我國現階段防災規劃對於都市洪災整合研究稍嫌不足，尤其對於淹水潛勢地區之建築物使用機能、防洪空間系統規劃及建築防洪整備等。二、研究方法及過程本研究擬針對淹水潛勢地區為範圍，利用因降雨、颱風等所引發之淹水實例，分析近年來都市洪災對建築物機能運作所造成之影響程度，透過專家座談會與問卷調查的方式，邀請建築整備及防洪空間系統規劃相關單位人員與研究學者參與，並請淹水潛勢地區民眾填寫，有關受災情況、應變情形、維生系統等機能之運作、恢復的過程及洪災所造成的損失，以了解都市洪災對建築物機能運作之影響程度。三、重要發現綜合本研究成果，歸納下列結論： 1. 建築物內部導致洪災原因經問卷調查與分析後，分析建築物內部導致洪災原因為，建築物內部是否設有擋水設施與逆止閥。 2. 建築物外部產生洪災原因建築物外部產生洪災原因，可歸納為人為因素、都市開發與自然因素三大部分，其影響因子分別為系統失效、事前防範措施、排水設施能力不足、不透水面增加、排出水口位置、自然因素與地理位置地勢。. XI.

(18) 3. 影響災後恢復因素影響災後恢復因素包括醫療衛生、基本生活與受災處狀況三大部分，影響災後恢復因子為環境衛生、廢棄物處理、電力中斷、物價上漲、民眾心態與行為、災害程度、災害延時與交通問題。 4. 建築物損失程度之影響因子. 對建築物損失程度造成影響之因子，透過問卷調查得到機電設施位置、擋水設施能力與抽排水設施能力。四、主要建議事項本研究根據研究發現，針對都市洪災對建築物使用影響因素，分別從立即可行與中長期提出下列具體建議。立即可行建議-增加建築物防洪擋水能力主辦機關：內政部營建署協辦機關：各縣市政府抽水機、疏洪道等防洪措施，皆須對該地區進行整體規劃，甚至需徵收土地，無法在短時間內看到成效，建議可先提高建築物本身防洪能力，既有建築物增設防洪擋水設施，例如擋水板、水密門等，以降低洪水侵入建築物內的機率、降低建築物損失程度。新建建築物部分，可考量設置雨水眝留設施之方式，後續建議可再對換取容積率進行更深入之探討，以提高建築物裝設防洪設施之意願。中長期建議-推廣洪災風險評估與損失評估之模式建立主辦機關：內政部營建署協辦機關：縣市政府、財政部根據氣象局所預報之降雨量，配合各地不同之地理、水文狀況做災害評估，使該地區民眾能透過災害預報提前預作防洪措施，對於事前防. XII.

(19) 摘要. 災而言具有極大的助益。透過降雨量與淹水潛勢圖之套疊，相關單位可藉由分析結果，瞭解可能面臨之災害程度與範圍，及早做防洪措施與概估可能損失；後續可作為各縣市政府規劃水災各項防治工作、新建水利預算經費之參考，與各級災害應變中心對於水災復舊所需經費、人力，乃至於各項減免、補助措施之擬定提供重要依據，以做為未來災害防救之應用。. XIII.

(20) XIV.

(21) Abstract. Abstract Keywords: Urban disaster prevention, Inundation potentials areas, Preparation of flood control In view of typhoons that come invading Taiwan in these recent years, such as Typhoon Nari, Xangsane, Trami, Mindulle and etc, have caused serious disaster in urban area and greatly influence the urban function operation. They not only increase the rescue cost of society but also affect the functional demand plan of the area refuge places, such as refuge amount and rescue dealing resources plan and etc. At present stage, domestic lacks for disaster prevention plan of urban flood disaster integration study, especially for the building application function of inundation potential areas, systematic plan for flood prevention space and building preparation of flood control and etc. This study plans to aim at the scope of inundation potential areas and uses the flood actual examples that are induced by rainfall and typhoons to analyze the influence degree of recent urban flood disaster on building functional operation, and invites the related units and researcher to participate in systematic plan of architecture equipment and flood prevention space through experts’ symposium and questionnaires method, and asks the public of inundation potential areas to fill out the related disaster condition, emergency dealing condition, the functional operation of living system, restoration process and the loss caused by flood disaster in order to understand the influence degree of urban flood disaster on building functional operation. Through the study result, we discuss the plan management of flood prevention space system of inundation potential areas and architecture flood prevention problem to provide as the reference to future inundation potential areas in carrying out disaster reducing plan of flood prevention space system and increasing building flood prevention ability.. XV.

(22) XVI.

(23) 第一章緒論. 第一章緒論第一節研究背景與目的台灣位於亞熱帶地區，位處太平洋颱風行經的路徑上，受到颱風以及西南氣流之影響，常引發大量降雨，加上山高河短、坡陡流急等因素，降雨容易氾濫成災；近年來侵台的颱風，如象神、潭美、納莉、敏督利等，皆造成我國嚴重的都市水患問題，對都市的機能運作影響甚鉅，而洪水所引發之災害除了造成個人生命及財產損失外，對公共建設、交通運輸、環境衛生等也會產生影響，不但增加社會投入災害搶救的成本，連帶影響該地區避難收容據點之機能需求規劃。行政院於民國八十三年頒佈「災害防救方案」，並成立中央防災會報，以建立中央至地方的災害防救體系，並加強防災科技研究及相關之基礎研究，且將防災科技研究成果落實於防災體系中，然我國現階段防災規劃大多著重於以地震災害及火災災害為規劃重點，無論是避難場所之規劃、逃生動線、災後復建規劃甚至是對於新建建築物之防震規範皆有相當研究；獨對洪災目前尚無完整之研究，對於區域性災害如颱風、暴雨、坡地災害等，政府往往視當地災害情況於災後給予補強，沒有相關規範可依循，尤其對於淹水潛勢地區之建築物使用機能、防洪空間系統規劃及建築防洪整備等，目前尚未有相關之基礎資訊，可提供災害地區作為減災規劃之參考。因此，本研究擬藉由近年來因颱風所引發之淹水案例，探討都市洪災對建築物受災、應變及維生系統之影響程度，作為未來防災準備之基礎，並進一步提出影響區域建築物使用受災、應變及回復使用之因素，給予淹水潛勢地區建築防洪整備建議，以提升建築物整體防洪強度，並提出淹水潛勢地區防洪空間系統規劃與管理之建議，提供給政府相關單位，作為未來淹水潛勢地區規劃應變空間據點時之參考。. 1.

(24) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 綜合上述研究背景，本研究擬針對淹水潛勢地區為對象，利用因颱風所引發之淹水實例，以舉行專家學者座談會彙整專家意見為主，發放問卷調查收集相關資料為輔的方式，分析淹水潛勢地區建築物遭受洪災時及回復使用時之內部及外部影響因素，以了解都市洪災對建築物機能運作之影響程度，並對淹水潛勢地區之建築物提出建築防洪整備、防洪空間系統規劃與管理之建議，以提升淹水潛勢地區建築物防洪強度，使避難收容據點之機能需求規劃更為完善。期望能以研究成果作為建立安全都市之基礎，以減少公共工程及民眾財產因淹水災害所造成之損失，提昇都市及建築環境之安全性能與社區防災應變能力，強化整體防災功能。. 2.

(25) 第一章緒論. 第二節研究內容隨著氣候的變遷及都市的擴張，颱風所引發之都市型洪災，發生之頻率日益頻繁，不但威脅人民的生命財產，也使我國的產業蒙受極大的損失，不單影響都市機能的運作，更是增加社會投入災害搶救的成本。由於我國目前對洪災影響避難收容據點之需求規劃，如避難收容量、救災應變資源等並無相關資訊，可用以了解都市洪災對建築物機能運作所產生之影響；本研究擬藉由專家座談會的舉行，邀請建築整備及防洪空間系統規劃相關單位人員或研究學者的參與，以及發放問卷請淹水潛勢地區民眾填寫的方式，調查近年來都市洪災對建築物機能運作所造成之影響程度，如受災情況、應變情形、維生系統等機能之運作、恢復的過程及洪災所造成的損失，將結果歸納整理後，可提供給未來淹水潛勢地區在規劃應變空間據點時做為參考。為了解都市洪災對建築物之使用影響因素，本研究將選取近幾年來一直飽受都市洪患所苦的汐止地區，作為問卷調查實施地點，利用問卷調查之方式，歸納出影響淹水潛勢區內建築物使用受災、應變及回復使用時之內外部影響因素，探討淹水潛勢地區之防洪空間系統規劃與相關管理問題，最後整合研究成果，給予淹水潛勢地區建築防洪整備之建議，以提供給未來淹水潛勢地區進行防洪空間系統減災規劃時之參考。研究內容包含如下： 1. 探討影響區域建築物使用受災、應變及回復使用時之內外部因素：利用問卷調查歸納出之結果，分析淹水潛勢地區建築物本身影響洪災應變之內部因素，以及扣除內部因素外之其他因素，例如地區環境、地理位置、社會人文等因子，經歸納分析後，找出影響受災區機能回復之因素，以提升淹水潛勢地區之洪災應變機制及縮短災後回復期。 2. 提出淹水潛勢地區建築防洪整備建議：分析淹水潛勢地區內不同建築型式在洪災時期之損失狀況、受災程度及搶救時效，並給予相關的防洪補強建議，以減少財物的損失及維持. 3.

(26) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 基本維生機能之運作，提高淹水潛勢地區建築物對洪水的耐受程度。 3. 研提防洪空間系統規劃與管理：針對淹水潛勢地區提出防洪空間系統規劃並提出其規劃基準，如避難收容據點防災能力及其應具備之機能、規劃需求及收容量等，以作為後續救災資源規劃之基礎。. 4.

(27) 第一章緒論. 第三節研究方法與流程相關研究方法如下所述：（一）研究方法初擬利用相關的文獻資料蒐集，定位初步的研究方向； 1. 由初步研究方向擬定研究目標； 2. 經過完整的分析及整合討論，歸納出結論； 3. 提送研究計畫書。（二）回顧相關期刊及文獻資料 1. 回顧國內外有關都市洪災對建築物使用影響之相關研究資料與成果； 2. 蒐集淹水潛勢地區之防洪空間系統規劃研究； 3. 參酌建築防洪之相關研究與成果；（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，經整合分析後，確定完整之研究目標。（四）舉辦專家座談會藉由專家座談會之舉辦，邀請地方政府人員及相關研究學者與會，共同參與討論淹水潛勢地區之建築整備及防洪空間系統規劃相關事宜，以利彙整相關之改善建議。（五）實施問卷調查針對淹水潛勢地區進行問卷調查，以歸納出淹水潛勢地區對避難收容機能之需求，作為規劃避難收容量、救災應變資源之參考。（六）分析淹水潛勢地區洪災對建築物使用影響因素. 5.

(28) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 評估淹水潛勢地區之建築物，於洪災後是否會造成建築物使用機能上之影響，並分析洪災對不同類型建築物之影響程度。（七）探討建築物遭受洪災時，影響居民應變及災後回復時間之因素。藉由探訪淹水地區之居民，實地瞭解都市洪災發生時，飲水、電源、通訊等維生系統之運作、恢復過程、影響時間及損失程度，以作為洪災緊急應變或規劃防洪空間系統時之參考要素。（八）分析與討論討論整體的研究成果，並加以修正及分析整合，藉由上述研究過程歸納出結論與建議方向，以供未來淹水潛勢地區進行防洪空間系統減災規劃時之參考或依據。（九）研究計畫報告書之提出綜合研究之成果，以完成研究計畫報告書。. 6.

(29) 第一章緒論. 研究流程圖如下：圖 1-1 研究流程圖. 確立研究課題. 研究方法. 問卷調查/選取區域. 文獻蒐集. 都市防洪規劃. 專家座談會. 建築防洪整備事項. 救災應變資源規劃. 都市防災機能運作. 實地探訪. 邀請公部門/專家學者與會. 問卷整理. 探討各類型之建築防洪改善意見及防洪空間系統規劃意見整合與問卷分析. 資料整合分析. 提出具體防洪空間系統規劃及建築整備意見討論/修正完成研究計畫報告書資料來源：本研究整理. 7.

(30) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 第四節預期完成之工作項目預期成果概述如下： 1. 分析建築物受災時影響居民使用應變及回復時間之因素； 2. 針對淹水潛勢地區進行防洪空間之規劃； 3. 研究成果可供淹水潛勢地區建築整備及相關管理事項之參考。. 8.

(31) 第二章文獻回顧. 第二章文獻回顧第一節台灣地區降雨型態分析一、降雨特性分析台灣地區屬典型的亞熱帶海島型氣候國家，多雨為其特色，平均年降雨量約為 2,500 公釐，是世界平均值 970 公釐的 2.6 倍，然而台灣因地形與氣候環境的關係，河川短且坡度陡、南北部降雨分佈不均、洪枯期河川流量懸殊等現象產生，主要降雨時期集中在每年五月到十月，十一月到隔年四月為枯水期，由於降雨分佈不均勻，導致可利用的雨量有限，每人平均每年可用水資源，只有世界平均值的六分之一，水資源嚴重不足。二、降雨形式降落於地面之水，包括液態或固態的水汽凝結物，統稱為「降雨」。降雨除了與空氣中水汽含量有關外，與氣流、地形、風向及高程等因素均有關係，其中氣流升降與地形變化對其影響最大。降雨之主要形成方式大致上可分為直流降雨、山嶺降雨與氣旋降雨，分別說明如下： 1、直流降雨地表受到太陽照射，地面溫度升高，使得蒸發旺盛，富含水汽的氣流劇烈的上升至高空，因減壓膨脹後冷卻成雲而產生降雨，此現象較容易發生於夏季的午後，直流降雨其降雨範圍較小、常伴有雷電及短暫強風，故又稱為熱雷雨或雷陣雨。此種降雨常導致排水不良地區遇雨成災。 2、山嶺降雨當氣團遇到高聳的山脈，被迫沿著迎風坡上升，氣溫隨著高度逐漸下降，最後空氣中的水汽凝結成雲產生降雨。一般而言此類降雨強度不大，但降雨時間較長，台灣地區冬季時節，東北季風盛行，冷氣團所攜帶的大量水汽，與北部山脈接觸後容易形成降雨。. 9.

(32) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 3、氣旋降雨降雨與氣旋同時存在者，稱為氣旋降雨。在北半球因地球自轉及地表摩擦力關係，環繞低氣壓之氣流呈反時針方向，而偏向低壓中心流動，因為氣流不斷地從低壓區四周向中心區集中，致使低氣壓中心附近的空氣被迫上升，此時其所含的水汽會遇冷凝結而成雲致雨，氣旋降雨可分為鋒面型與非鋒面型，鋒面型又可細分為熱（暖）鋒雨、冷鋒雨及梅雨，說明如下：（一）鋒面型（1）熱（暖）鋒雨為攜有水汽之高溫氣團，行進時遇冷氣團而產生降水，其特徵為降雨範圍廣、降雨時間長、強度不大但總降雨量大。（2）冷鋒雨為攜有水汽之冷氣團，行進時遇到高溫氣團，熱氣團被迫上升，遇冷而形成降水，其特徵與熱鋒雨相反，降雨範圍小、降雨時間短而強度大。（3）梅雨當冷熱氣團勢均力敵無法移動時，稱為滯留鋒。滯留鋒會產生綿延不絕的降雨，又俗稱梅雨或霉雨，其特徵為降雨範圍大、降雨延時長但強度不大，發生時間大多集中在四、五、六月。（二）非鋒面型非鋒面型雨即為熱帶低氣壓，當海面因受太陽直射使得海水溫度升高，海水蒸發成水汽散佈在空氣中，空氣因溫度升高而膨脹，使密度減小、質量減輕，近赤道附近地區風力微弱，而發生對流作用，其中水汽上升凝結所釋放出熱量，有助於空氣的上升運動，同時受到周圍較冷空氣流入補充，上升循環動作一直持續進行，使整個氣柱皆為溫度較高、重量較輕、密度較小的空氣，就是所謂的熱帶低壓。在夏季，太陽直射. 10.

(33) 第二章文獻回顧. 區域北移，致使南半球的東南信風. 註一. 越過赤道轉向成西南季風侵入北半. 球，和原來北半球的東北信風相遇，迫使空氣上升，增加對流作用，由於西南季風和東北信風方向不同，相遇時常造成波動和旋渦。西南季風和東北信風所造成的輻合作用，與原來的對流作用繼續不斷，使已形成低氣壓的旋渦繼續加深，使四周空氣加速向旋渦中心流動，當最大風速到達每秒 17.2 公尺以上時，即稱為「颱風」。. 圖 2-1 颱風結構垂直剖面圖. 資料來源：颱風部屋網站(http://home.educities.edu.tw/typhoonroom/) 註一：在延赤道南、北兩方的副熱帶地區海洋上有副熱帶高壓，例如北太平洋高壓及南太平洋高壓，在北半球副熱帶高壓南方向赤道低緯地區所吹的東北風，及在南半球副熱帶高壓的北方向赤道低緯地區所吹的東南風，一年到頭都有，這種東北風及東南風稱之為信風(Trade Winds 或稱為 Trades)。. 11.

(34) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 侵台颱風路徑與各地降雨關係表：表 2-1 侵台颱風路徑與降雨分佈情形颱風行經路徑. 降. 雨. 分. 佈. 情. 形. 通過北部向西或西. 北部地區最為嚴重，中部山區雨量多，若剛好大陸上有高氣壓. 北行進. 南下，在颱風及東北季風的雙重影響下，雨勢容易增強，常導致北部嚴重淹水。. 通過台灣中部向西. 登陸前，北部及東部地區雨勢較強，強勁的西南氣流經常延續. 或西北行進. 到颱風過後仍然強勁，濕暖的氣流受中央山脈阻擋，抬昇至適當高度後，挾帶的水汽容易凝結而降雨，導致中南部地區雨勢增強，山區雨勢更烈。. 通過南部海面向西. 除東部地區雨量較多外，其他地區雨量較少。. 或西北行進沿東岸或東部海面. 東部降雨最多，偶爾北部及東北部也有較強之雨勢。. 北上沿西岸通過中南部. 對西南部及東南部影響較大，雨量多且強，其他地區雨量不多。. 向東北方出海資料來源：中央氣象局(http://www.cwb.gov.tw/index-f.htm)；本研究整理. 12.

(35) 第二章文獻回顧. 圖 2-2 颱風登陸地點之分段統計（1897～2003）. 圖 2-3 颱風路徑分類圖（1897～2003）. 資料來源：中央氣象局(http://www.cwb.gov.tw/index-f.htm). 13.

(36) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 第二節洪患原因剖析淹水的原因主要可分為兩種，一種為上游集水區降下豪雨，引發下游河水暴漲，淹沒洪水平原，此種淹水大多發生在降水區域下游，因此又稱為「區域淹水」，主要是因自然因素所引起；另一種因地區排水系統宣洩不及，除了系統無法負荷外，亦可能因為人為因素，而造成局部淹水，這種淹水其淹水區域與降水區域大多相距不遠，而豪雨所帶來的淹水災害常於豪雨結束後迅速消退，又稱為「汛洪淹水」(flash flood)， (李天浩，1999)。台灣水患的形成因素可歸納為下圖 2-4 所示：圖 2-4 台灣水患形成因素. 資料來源：本研究整理. 14.

(37) 第二章文獻回顧. 一、自然條件降雨產生地表逕流，經集水區匯集後，再由河川排入大海，此為自然現象，在人類尙無大量開發前，本無水患的問題產生；由於人類生活及經濟需要，活動範圍的快速擴張，大量的開發行為，改變地表原有的面貌，河道不再是自然產生，而是由人類開闢渠道建造而成，當逕流超過人類所設計規劃的範圍與程度時，災害隨即產生。台灣位處亞熱帶地區，氣候高溫多雨，平均年降雨量約為 2,500 公釐，然而降雨時空分佈不均，西部沿岸及澎湖地區年降雨量尚不及 1,200 公釐；全年降雨多集中在六、七、八月，且多為颱風所帶來之降雨，近年來颱風所帶來的總降雨量、降雨強度屢創記錄，台中縣頭汴坑一小時最大降雨量高達 300 公釐，一日最大降雨高達 1,748 公釐，與世界最大值 1,870 公釐相距不遠，如此驚人的降雨量與降雨強度也帶給台灣不小的衝擊。(吳憲雄，1999) 二、人為因素淹水的產生除了自然因素外，人為因素亦是造成淹水的重要影響因素之一，下列幾項為較常發生且容易導致淹水現象的原因： 1、地層下陷因不當超抽地下水導致因地表低於海平面而有地層下陷的現象產生，這類地區經常遭受河川氾濫或海水倒灌的威脅，並造成災害，截至 2001 年為止，全台灣累積的地層下陷面積約有 2667 平方公里，主要分佈在宜蘭縣、彰化縣、嘉義縣、台南縣、高雄縣及屏東縣等縣市，全台累積最大下陷深度更高達 3.2 公尺，幾乎為一層樓高。地層下陷所造成的問題不僅國土流失，每當颱風或海水漲潮時，皆有可能造成淹水及海水倒灌的現象，而使民眾生命財產遭受到損失。 2、都市排水設計問題. 15.

(38) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 大部分都市地區之排水系統，除了新開發的市鎮外，其他地區排水防洪系統設計標準，已無法負荷因氣候異常所帶來的瞬間暴雨，而大量的開發行為，使得地表的不透水層面積日益擴大，導致地表逕流量持續增加，在既有排水系統無法排除瞬間暴雨，且地表逕流不斷增加的情況下，都市地區遭逢水患的機率日益增加。 3、河川行水區被佔用以台北盆地為例，河川溪流行水區範圍内，許多違章建築、營造業之廢土、損壞的大型機具或是大型家具廢棄物等堆積其中，除了造成河川淤積外，一旦遇到大雨極有可能氾濫決堤，影響行水區周邊民眾安全。颱風外圍環流所引發之都市洪患，容易發生在人口較為密集且都市開發程度較高之都會區，所造成之影響程度也較嚴重；部份地勢低窪或抽排水系統功能無法發揮之地區，容易有淹水現象產生，其可能原因如下：（1）未能適時檢討計畫洪水量，導致整體防洪排水功能未臻完善。（2）土地利用管制與建設整體性防洪排水設施未能配合，導致防洪投資成本增加，仍無法有效防治水患。（3）公私建築物及設施缺乏耐洪設備以及救災應變措施，而有減災不易的現象產生。（4）颱風資訊不易掌握，民眾防災意識不高，影響救災成效。（5）防洪、排水設施未能有效整合，抽排水系統維護不佳，影響既有防洪排水功能。. 16.

(39) 第二章文獻回顧. 第三節近年颱洪災害回顧近年來侵台的颱風所引發的災害大多以洪水災害及坡地災害為主，每年平均約有 3.5 個颱風侵襲台灣本島，其所帶來的驚人雨勢對造成台灣不少的損失，近十年造成農業重大損失及傷亡之颱風如表 2-2。下列將針對 2004 年造成嚴重災情的敏督利及艾莉颱風作回顧。表 2-2 近十年造成重大損失及傷亡之颱風. 發生時間. 名稱. 損失(億元). 失蹤及死亡(人). 1994/07/09. 提姆. 37.9. 23. 1994/08/09. 道格. 34.4. 15. 1996/07/29. 賀伯. 147.8. 73. 1997/08/28. 安珀. 25.2. 1. 1998/10/13. 瑞伯. 61.7. 38. 69.8. 21. 2000/08/21 碧利斯 2000/10/29. 象神. 49. 89. 2001/07/28. 桃芝. 80.5. 214. 2001/09/15. 納莉. 49. 104. 2003/08/31. 杜鵑. 26.7. 3. 2004/06/30 敏督利. 89.7. 41. 2004/08/23. 17.3. 29. 艾莉. 資料來源：本研究整理. 一、敏督利颱風敏督利颱風(MINDULLE)為 2004 年第二個侵襲台灣之颱風，於 6 月 23 號關島西北方海面形成，中央氣象局分別於 6 月 28 號 17 時 30 分發佈海上颱風警報及 6 月 29 日 23 時 30 分發佈陸上颱風警報。颱風中心於 7 月 1 日於花蓮市南方 20 公里處登陸，隔日於淡水附近離開，其行進路線如圖 2-5。. 17.

(40) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 受颱風外圍環流影響，於 7 月 2 日至 4 日颱風北上期間所引進的強烈西南氣流影響，連日豪雨對台灣東部、中南部地區造成嚴重災情，多處道路坍方，並引發中部山區嚴重土石流。依政府相關單位統計，共有 41 人死亡或失蹤，16 人受傷；省、縣道 36 條道路於颱風期間中斷 134 處；全台共有 12 縣市、72 鄉鎮地區發生淹水，淹水面積高達 65,919 公頃。圖 2-5 敏督利颱風路徑圖. 資料來源：中央氣象局(http://www.cwb.gov.tw/index-f.htm). 二、艾利颱風艾利颱風(AERE)為 2004 年侵襲台灣編號第 5 號颱風，於 8 月 20 日形成。中央氣象局於 2004 年 8 月 23 日凌晨 2 時 30 分發佈海上颱風警報，於 8 月 23 日下午 2 時 30 分發佈陸上颱風警報。其行徑路線如圖 2-6 所示。. 18.

(41) 第二章文獻回顧. 圖 2-6 艾利颱風路徑圖. 資料來源：中央氣象局(http://www.cwb.gov.tw/index-f.htm). 受颱風外圍環流影響，台灣北部、東北部、中南部均有豪雨發生，並引發嚴重土石流災情，艾利颱風所引起的傷亡共計有 15 人死亡、14 人失蹤，農林漁牧損失約 18 億元。艾莉颱風此次帶給台灣三大災情，分別為三重市大淹水、桃園大缺水及新竹縣五峰鄉及尖石鄉崩塌。 1. 三重水患在艾利颱風過境期間，原本不會淹水的三重地區，自二重疏洪道完成後發生首次淹水，約有 1/3 以上的地區受到淹水之苦，淹水高度從 10 公分至 2 公尺不等。這一次三重水災讓三重精華區有近兩百公頃的面積嚴重淹水，導致車輛泡水、水電不通、民眾財產損失慘重，檢討此次淹水的發生原因，為淡水河水從同安抽水站旁捷運地下箱涵大量倒灌，由於錯估艾利颱風所帶來的雨量，且相關保護箱涵的因應措施漫不經心，甚至沒有進行任何監控措施，以致於發生如此嚴重之淹水情況，在洪災過後依台灣省土木技師公會鑑定為人為疏失所導致，其淹水理賠受理案件如表 2-3。. 19.

(42) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 表 2-3 淹水理賠受理案件. 項目通案個案汽車案機車案累計 11,826 658. 1,896. 4,501. 總計 18,881. 資料來源：本研究整理. 2. 桃園大缺水艾利颱風帶來的強風豪雨造成石門水庫上游集水區多處崩塌，大量的漂流木與泥沙進入水庫，造成石門水庫濁度遽增，估計有 2,000 萬公噸泥沙流入水庫中，使得提供桃園地區用水的石門水庫濁度超過 2 萬度以上，造成桃園地區無水可用的窘境，嚴重影響當地居民正常生活，為使供水恢復正常，經濟部水利署使用明導管方式，緊急由石門水庫後池抽水使用，才暫時解決桃園地區的缺水問題。 3. 五峰鄉及尖石鄉崩坍由於艾利颱風帶來 1,000 多公釐的雨量，使得鬆動的土壤飽含水份，進而引發土石流造成道路嚴重崩坍、毀損。新竹縣災害應變中心於 8 月 24 日下午 4 時接獲水保局通報五峰為土石流警戒區，立即通報五峰應變中心，通知危險區域民眾緊急撤離，隔日上午 9 時更以無線電通報撤離，約 10 時 30 分左右，大量土石流沿著山坡順勢向下流動，造成新竹縣土場部落大型邊坡崩塌，造成居民及房舍遭到掩埋，造成當地死傷狀況嚴重。. 20.

(43) 第二章文獻回顧. 第四節目前常用防洪方法目前防洪方法主要分為兩種，分別為工程方法與非工程方法。工程方法主要有建造堤防與防洪牆、疏洪道、水庫與抽水站等；非工程方法利用管理措施來減少洪水損失，例如加強洪水平原的管理、規劃預留滯洪區等。其方法詳述如下：一、工程方法 1. 堤防與防洪牆建築堤防與防洪牆為防洪最廣泛使用的方法之一。在建築物周圍建設圍牆，在圍牆的交通缺口和門牆上預留一定封堵門槽，遭受水患威脅時加以封堵，使洪水不能進入圍牆內以避免水災損失之產生。然而堤防工程於設計上所考慮的問題，有本身堤防結構安定的問題、位置的選取、堤內排水設計、未來堤防維護的進行與堤防對河川水位影響評估等，皆需要周詳的計畫。 2. 疏洪道在河川通水斷面無法增加下，新闢疏洪道可作為有效之替代方案，對於洪水來臨時無法宣洩排出之水流，可經由疏洪道之疏流效應，減緩河道內的流量負荷。以基隆河圓山子疏洪道為例，該隧道設計最大分洪量約為每秒 1,310 立方公尺，完成後可將基隆河上游河段 200 年頻率洪水每秒 1,620 立方公尺，將其中每秒 1,310 立方公尺分洪至東海，即本河段將有 81%之洪水經由隧道直接出海，可降低瑞芳地區河段水位達 3.13 公尺。除瑞芳地區外，平均亦可降低基隆河下游水位 1.5 公尺，減少基隆河整體治理計畫民眾拆遷補償，保障人民生命財產安全。. 21.

(44) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 圖 2-7 圓山子分洪計畫工程佈置圖. 資料來源：經濟部水利署第十河川局(http://www.wra10.gov.tw/). 3. 滯洪池滯洪池其主要功能為將水道通洪容量的部分暫時攔蓄，減緩洪峰到達下游時間，並降低尖峰流量。在結構物之設計上，必須對於下游地區所能承受最大流量有所調查推估，並配合適當點選取，以達成最佳滯洪目的。圖 2-8 滯洪池範例. 資料來源：本研究整理. 22.

(45) 第二章文獻回顧. 4. 水庫水庫除了具有提供大眾一般生活用水與發電的功能外，水庫於颱洪時期也可發揮調節洪峰流量、遲滯洪水，如同滯洪池般間接發揮防洪功能。台灣因上游集水區坡度陡，水庫容量有限、泥沙淤積嚴重，其蓄洪成效不彰，阿公店水庫為台灣唯一以蓄洪功能為主之水庫，石門水庫、翡翠水庫等均具有部分的防洪功能。 5. 抽水站由於自然地形因素，部分地區地勢較為低窪，對於低漥或排水不易地區，無法完全以重力方式進行排水，大多會利用機械方式進行輔助抽排水，抽水站的設置為常見之工程方法之一，其優點為超過設計容量時，可馬上進行緊急排水，能在短時間內降低洪峰流量；缺點為只能暫時抽除高於設計容量之逕流，當逕流量超過抽水機設計容量時，還是會造成淹水現象。圖 2-9 抽水機. 6. 河道整修河道整修工程主要是為了增加河水通水斷面，其工程包括了淤泥的清運、河道中結構物 (橋墩、橋樑等 )維修補強、河道路徑改變 (例如基隆河截彎取直工程 )等。. 23.

(46) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 7. 上游集水區水土保持工程經由適當的水土保持與造林保育，增加上游集水區涵養功能，可減少地表逕流與泥沙沖刷等問題產生，使下游河道保持暢通之通水斷面。反之若位於都市上游集水區，缺乏完善水土保持工作，對於下游都市防洪的影響將是非常嚴重。二、非工程方法 1. 加強洪水平原的管理訂定洪水平原分區，對於土地開發利用做適當的管制，以不與水爭地為原則，此法可有效降低經濟的損失，兼具費用便宜、維護生態等優點；其缺點為需管制土地利用、開發行為與限制經濟活動等。 2. 規劃預留滯洪區滯洪池可以調節豪雨帶來的洪水，貯存超額降雨及地表逕流，避免暴雨氾濫成災，因此，在雨季時應該保持滯洪池淨空，以便隨時可以進行蓄洪使用，不應淤滿泥砂或移作他用。在山坡地設計新建建築物等設施時，由於改變了原有的地形、地貌及植被形態，因此在發生較大降雨時，必須要以人工湖之方式暫時收納部份降雨，雨停之後在慢慢排放入排水系統，以減輕排水渠道的負荷。 3. 擬定緊急應變措施平時可根據當地條件，擬定緊急應變措施，供災害發生時災民能有法可循，並定期施作災害模擬演習，加強災民的防災應變教育，使民眾可依照演習以及平日研擬的應變措施作適當應變，而不至於驚慌失措，延誤避難與救災的最佳時機。 4. 建立防洪之預警系統隨著科學技術之發展，預報方法不斷翻新，預報系統主要在河川上下游佈設預報、警報網點，設置有關預報、警報裝置，紀錄洪水發展及活動特點，當條件均具備時，藉由模擬預測，按一定模式發出警告訊息，. 24.

(47) 第二章文獻回顧. 告知下游地區可能發生淹水之狀況，使居民有充分時間做防範，而達到減輕或避免水患災害之目的。若進一步配合氣象預報系統資料，甚至可以達到即時預報之功能，可同時匯集水文、雨量站的雨情資料，加以分析流域雨區之移動及發展趨勢，為暴雨和洪水預報提供依據。 5. 建立洪災保險制度洪災保險與其他自然災害保險一樣，可作為社會保險兼具有社會互助救濟性質，洪災保險屬非結構性避災措施，與其他非結構性避災措施不同的地方在於，其無法減低水患帶來之損失，但是經過洪災保險可將損失共同分擔，可以減輕受災者的負擔，並減緩社會震盪，因而具有社會效益。. 25.

(48) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 將淹水原因依工程面與非工程面因應對策整理如下：表 2-4 淹水問題與因應對策問. 題. 改工. 程. 善. 面. 對非. 策工. 程. 面. 集中雨量異常增加，超過市區排水能力. 設置雨水貯留設施暫存超額雨量，分散尖峰流量. 定期做通盤檢討，對淹水原因做探討. 排水設施老化，降低排水能力. 更新排水管路，並定期清除淤積物. 重新檢討排水設施所能負荷之流量，並配合其他防洪配套措施. 河川整治後堤防內外水位差增加，高水位時間延長，導致排水能力不足. 增設滯洪池、分洪及疏洪道等調洪施，以延緩洪峰流量. 配合雨水貯留設施，縮短堤外高水位時間. 堤防內地區因都市化，導致逕流量增加及雨水入滲條件改變. 利用高透水性鋪面增加雨水入滲. 公園綠地以透水鋪面為導向，增加入滲率. 土地利用改變，河川逕流量增大，造成河川中、下游沿岸都市化地區洪水氾濫. 於河川上游增設雨水貯留設施，減少中、下游逕流量. 加強宣導民眾防災與救災之觀念. 將原本之洪水平原及河道，經填土或興建防洪設施，喪失原有儲水功能. 加強整治河川、拆除影響河道之建物. 配合土地利用管制，保留蓄洪空間. 過度利用資源及忽視防洪排水設施之配合及維護. 加強排水設施之檢修，針對不足之處做補強. 整合防洪設施並加強維護. 計畫洪水量未適時檢討，防洪排水設施不足，整體防洪排水功能未臻完善. 對現行建築物排水設施做檢討. 彙整國內外雨水貯留相關經驗及實施成效. 防洪與排水設施未能有效整合，抽排水系統維護不佳，影響既有防洪排水功能. 提出雨水貯留設施推動計畫. 制定雨水貯留設施準則與規範手冊. 民眾防災意識不高，缺乏減洪設備及救災應變措施. 推行小區域示範區並評估成效. 制定既有建築物增設雨水貯留設施之獎勵辦法. 26.

(49) 第二章文獻回顧. 第五節災害損失與建築物類型分類一、災害損失之定義及分類 Grigg and Heiweg（1974）提到所謂損失的定義，為受災後恢復成原始狀況所需的金額。Breaden （1973）、 Grigg and Heiweg（1975）、 Grigg ect.（1976）針對洪水災害所產生之淹水損失分類為五大類，分別為直接損失（Direct Damages）、間接損失（Indirect Damages）、次要損失（Secondary Damages）、無形損失（Intangible Damages）及不確定損失（Uncertainty Damages）五大類。 1. 直接損失（Direct Damages）意指由淹水災害所直接造成的損失。直接損失主要包括建築物及公共設施兩方面，其中建築物損失與建築物類型有很大的關係。 2. 間接損失（Indirect Damages）間接損失即並非由災害直接造成的損失，也就是指直接損失之外，因直接損失而造成的間接災害。例如：災民躉時間內無法正常工作、短時間內店家無法正常營業、交通路線改變等損失稱之(Grigg&Heiweg， 1974)。 3. 次要損失（Secondary Damages）次要損失乃指政府為重建解決災後的情形，導致許多社會服務品質降低，甚至社會經濟轉變所造成的損失。 4. 無形損失（Intangible Damages）亦稱為無法量化之損失，如環境品質低落、社會價值觀改變、生命的傷亡等無法以金錢量化的損失。 5.不確定損失（Uncertainty Damages）災害的產生導致民眾心理上產生恐懼，較屬於心理上的損失。 Sorkin認為水災所造成損失大致可分為直接與間接兩種，其中直接損失（Direct Damages）比間接損失（Indirect Damages）容易確定，Sorkin 認為直接損失大致是由下列資產損失所構成： 27.

(50) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 1. 都市：商店與住所的損失。 2. 高速公路與鐵路：路基、路橋、設備與運輸經營等損失。 3. 開放與半開放場所設施：橋樑、機場、公園、學校、與其他類似建築物損失。 4. 公共設備：電話、電信、廣播、天然氣、維生系統、汙水處理設施等設備之損失。 5. 農業：農作物、農舍、家畜、農業設備與土地本身等損失國內部份，水災方面對災害損失定義及分類之研究有蔡長泰、游保杉等人（1995）應用地理資訊系統於嘉義地區建立淹水預警系統與淹水災害評估模式，將淹水損失分為農業、漁業、鹽業與住宅損失等四類，再分別依據淹水深度及損失率關係曲線進行估算。二、洪災損失的影響影響淹水潛勢地區損失程度最主要的兩個特性，一為洪災發生的頻率，另一個為淹水深度。當淹水潛勢地區洪災發生頻率一樣時，淹水深度與損失程度據有直接的關係。以美國為例，將容易發生淹水之地區劃分為數個區域，並以 A、B、 C 與 X 等替代之，A 區每 2~3 年會產生淹水現象，機率約為 40%，B 區每 5~10 年會產生洪災，機率約為 13.3%。. 28.

(51) 第二章文獻回顧. 圖 2-10 淹水機率圖. 河流刻度. 洪災風險 C區. 洪災風險 B區洪災風險 A區. 河水水道. 資料來源：Committee on Banking and Currency，United States Senate，”Insurance and Other programs for Financial Assistance to Flood Victims”，US Government Printing Office，Washington，1966，本研究整理。. 由上圖 2-10 可得知，A 區域其淹水頻率較高，淹水深度也較高。而影響洪災損失程度除了淹水高度之外，依各區域生活水準程度不同亦有差異存在。下圖 2-11 為美國地區一樓無地下室住宅的假設淹水深度-損失圖(depth-damage curve)。. 29.

(52) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 圖 2-11 淹水深度-損失圖 16 完全損壞 14 淹 12 水深 10 度︵ 8 英尺 6 ︶. 天花板. 4 2. 一樓. 2. 4. 6. 8. 10. 12. 14 損失(千元). 資料來源：此圖取自 Committee on Banking and Currency，United States Senate，”Insurance and Other programs for Financial Assistance to Flood Victims”，US Government Printing Office，Washington，1966，本研究整理。. 淹水深度與損失金額之間大致呈正向關係，當淹水深度未達 3 公尺時，損失金額明顯隨淹水深度而增加，而當淹水深度超過 3 公尺時，損失金額成垂直狀態，損失金額與深度之間無明顯關係，這與建築物內部裝潢有很大的關係。所有環境災害中淹水是最常發生的一種(Smith，2001)，平均每年導致兩萬人死亡，對人民造成嚴重的影響與威脅。目前對於水災的控制各國無不想盡辦法，大力興建水力設施、災害應變措施、公共衛生改善與控制因水災所引起的災害，如霍亂與傷寒等，這些方法能有效降低死亡. 30.

(53) 第二章文獻回顧. 率，但仍有大量的人口無論是生活上或經濟上仍會受到水災的影響。 Casale與Margottini(1999)認為水由河川氾濫流向不常被淹沒的土地即稱為水災，水災對於人類生存、生物圈、生命循環是極為重要的一種自然現象，人類自古以來重要發展大多沿著河岸或海岸發展，持續不斷地擴張自己的生活圈，在自然災害當中，水災是造成人類損失最多的災害，也因此突顯了水災防治的重要性與迫切性。三、土地使用及建築物類型分類王如意等（1999）依據洪水災害不同類別之損失潛能，將土地使用分為住宅區、商業區、工業區、農業用地、畜牧養殖、公共設施、其他（包括移動之房舍、私人用地、遊樂區、展覽、特殊使用）等七大類。建築物類型之不同，淹水損失潛勢亦不同，依據行政院戶口普查處臺閩地區戶口及住宅普查建築物之分類，將住宅區建築物分為以下七大類型： 1. 傳統農村式：傳統之三合院或四合院建築，或在農村之房屋環繞ㄧ空曠院落（如晒穀場）者。 2. 獨院或雙併式：獨院及雙併式房屋原先建築之目的，係專供一戶居住使用。獨院係指房屋四週均有院落包圍者；而雙併式係指房屋三邊有院落，但另外一邊為共用牆壁者。 3. 連棟式：除邊間外，其餘各房屋之左右兩邊，皆連接其他房屋之牆壁，並各有獨立之對外門戶。如其為一層以上建築時，每棟獨用樓梯，應設在個別房屋內，始能稱為連棟式類型。 4. 五樓以下公寓：建築物內，設置有兩戶以上獨立門戶之住宅單位樓房，並且在建築物內，設有公共之樓梯，以通往各獨立門戶之住宅單位者，稱為公寓。如其樓層在五樓以下者稱之為五樓以下公寓。 5. 六至十一樓公寓：六至十一樓公寓，其建築內設有公共之電梯或樓梯，以通往各獨立門戶之住宅單位者。 6. 十二樓大樓：十二樓大樓，其建築內設有公共之電梯或樓梯，以通. 31.

(54) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 往各獨立門戶之住宅單位者。 7. 十三樓以上大樓：十三樓以上大樓，其建築內設有公共之電梯或樓梯，以通往各獨立門戶之住宅單位者。表 2-5 建築物分類表. 建築物類型傳統農村式獨院或雙併式連棟式 1~5樓公寓 6~11樓公寓 12樓大樓 13樓以上大樓. 平均每層居住戶數(戶/層) 1 1 1 2 3 4 5. 平均每棟樓層數(戶/層) 1 4 4 4 7.4 12 15. 平均基地面積 (平方公尺) 330 66 66 225 337 449 561. 資料來源：台北市政府建管處. 考量淹水特性的差異性，可將傳統農村式、獨院或雙併式建築及連棟式建築歸類在同一建物的單一家庭居住型態；五樓以下公寓、六樓至十一樓公寓、十二樓大樓、十三樓以上大樓則可歸類於一棟建築物中有許多家庭居住的集合住宅居住型態。. 32.

(55) 第二章文獻回顧. 第六節模糊德菲爾法一、方法簡介（一）德菲爾法(Delphi Method)：德菲爾法(Delphi Method)係由美國蘭德公司(Rand Corporation)於 1950 年初期，在美國空軍贊助之下，邀請眾戰略專家，藉由專家的專業知識與經驗，研擬出冷戰時期，對蘇俄的最佳作戰策略，所發展出的一套預測工具，1960 年後逐漸將其擴展到科技、教育、生活環境評估等領域。德菲爾法應用過程中，其本質係依賴參與者的專業知識、過去經驗、直覺與自我判斷等為主，因此個人主觀介入難以避免，不過德菲爾法的技巧之一，即能有效的包容多元觀點，避免預測的偏頗與減少參與人員面對面爭議等問題以達成共識，為目前高階層決策調查分析中，應用最為廣泛的一種團體決策方法(孫嘉鴻，2000)。（二）德菲爾法之優點： 1. 問卷調查採用匿名的方式，在使用問卷或其他溝通管道時，可有效避免面對面時少數權威人士參與而操控影響他人決定。 2. 採郵遞方式，不需集合專家就可以綜合專家的意見，並收集思廣益效果，可節省人力及時間。 3. 多元化的遴選參與者，以不同專家的專業領域、觀點等，對議題進行更整體性與客觀性的決策。 4. 藉由德菲爾法分析結果，讓成員的意見皆能表達出來。 5. 德菲爾法問卷著重於參與者意見的回饋，須謹慎的研擬預測及判斷依據準則，以有系統的統計分析，使問卷統計的離差趨於一致，可減少參與者未達一致性所形成的群體壓力。（三）德菲爾法之缺點： 1. 專家選擇困難。 2. 採郵寄方式傳遞問卷，需花費較多時間。. 33.

(56) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 3. 專家意見可能產生矛盾的現象。根據 Linstone(1975)及陸早行(1984)的研究，學者黃俊雄將德菲爾法在運用上需注意防範之事項整理如下： 1. 將未來打折扣(Discounting the future) 多數人一般生活經驗當中，較少會對未來 10 年以後甚至更久之後的生活作設想，多半只是關心鄰近時間、環境空間等，以短視的立場來預測未來，如此較難切合未來情境，訪查者需指引受訪者進入未來氣氛中，以較廣泛的眼光來做判斷。 2. 預報的壓力(prediction urge) 參與者會產生偏好肯定的預告，對於時間、事件及發生機率等，都容易使參與者為了要投其所好，而將不確定的情況以肯定的敘述表達出來，導致對研究主題發生認知差異，故研究者應與受訪者做溝通，以減少壓力的產生。 3. 減化的壓力(simplification urge) 調查員為了迎合人們偏愛簡化的現象，在面對複雜的事情時，將原本複雜但可清楚表達的敘述簡化後，反而使原本的事情變的含糊不清，進而影響受訪者使之產生認知偏差。 4. 幻想的專家意見(illusory expertise) 德菲爾法為一種專家預測法，受訪者應對未來環境情況做適當設想，但此時可能產生專家們的意見是虛幻有偏差的，故在做意見統整時，需審慎判研。 5. 草率的作法(sloppy execution) 從研究開始到結束的每個步驟，都需要謹慎行事，否則會因疏忽而導致認知或結果偏差。 6. 樂觀與悲觀的偏差(optimism-pessimism bias) 參與者不同，對於同一事物之態度不同，在回答時產生樂觀或悲觀的想法，皆會對結果造成偏差，故在操作過程中研究者需做適當調整。. 34.

(57) 第二章文獻回顧. 7. 過度推銷(overselling) 近數十年來，德菲爾法使用機率日益增多，同一主題重複採用德菲爾法容易降低報酬結果。如果受訪者在先前也曾做過類似課題，容易將過去的結果做為參考依據，而失去了施作本課題的意義。 8. 矇蔽(deception) 使用德菲爾法的研究人員，如果態度不公正、客觀或作偽，則研究將變的毫無意義。二、模糊德菲爾法(Fuzzy Dephi Method)：模糊德菲爾法(Fuzzy Dephi Method)是在模糊理論發表後，將其模糊概念加入上述德菲爾法改良而成，也是一種專家預測的方法，「模糊德菲爾法」在應用上，可使用幾何平均數作為決策群體篩選評估準則的依據，以收統計上不偏的效果，避免極端值的影響。有關「模糊德菲爾法」之進行步驟如下圖 2-12 所示：. 35.

(58) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 圖 2-12 模糊德菲爾法施行步驟文獻收集. 問卷調查. 匯集群體意見 No. 檢定收斂效果. 是否收歛 Yes 計算量化分數(CP 值). 設定篩選門檻值(α). 篩選影響因子. 確立主要影響因子資料來源：本研究整理. 在問卷方面，為使群體意見能夠完整表達出來，填寫問卷時採用畫記區間值的方式作答，由每位受訪者分別對各個影響因子的影響程度給予 1 分(沒有影響)至 10 分(絕對有影響)的區間值，分數越高者代表影響程度越高。將問卷所得之群體意見加以整理，依下列公式求出影響因子的最大 ~. 影響程度(三角模糊數 N )及最小影響程度(三角模糊數 n~ )，如下圖所示。. 36.

(59) 第二章文獻回顧. 圖 2-13 專家群體意見之三角模糊數. ~ N. n~ 隸屬度. 交錯值 CP 灰色地帶. lA. mA LA. uA MA. UA. 評價分數. ~ N =(LA，MA，UA). LA：Min(XAi)，i=1···n MA：(XA1·XA2···XAn)1/n，i···n UA：Max(XAi)，i=1···n XAi：第 i 個專家對 A 影響因子最大影響程度之評價值。 LA：專家群體對 A 影響因子最大影響程度評價之下限。 MA：專家群體對 A 影響因子最大影響程度評價之幾何平均數。 UA：專家群體對 A 影響因子最大影響程度評價之上限。 n~ =(lA，mA，uA). lA：Min(xAi)，i=1···n mA：(xA1·xA2···xAn)1/n，i···n uA：Max(xAi)，i=1···n xAi：第 i 個專家對 A 影響因子最小影響程度之評價值。 lA：專家群體對 A 影響因子最小影響程度評價之下限。 mA：專家群體對 A 影響因子最小影響程度評價之幾何平均數。 uA：專家群體對 A 影響因子最小影響程度評價之上限。本研究藉由「灰色地帶檢定法」檢定受訪群體意見是否達到收歛. 37.

(60) 都市防洪空間系統規劃技術研究. (Absorbing Sates)，其方法如下： 1. 堅定是否有灰色地帶存在，當 u A ≤ L A 即表示該項影響因子評價意見未達收斂，導致無灰色地帶產生，專家對於該項影響因子所認知的區間值範圍未達穩定。 2. 該項影響因子灰色地帶 G A = u A − L A，大於專家對該項影響因子所認知的幾何平均值區間 Z A = M A − m A ，表示灰色地帶未達收斂，即灰色地帶之模糊區間，大於傳統德菲爾法所獲得之區間值範圍。若有呈現上述兩種情形，則依該項影響因子區間值範圍的幾何平均值（mA, MA）製作下一份問卷進行調查，請專家參考所提供之幾何平均值（mA, MA）修正個人意見，直到所有影響因子均達到收斂為止。若受訪者意見已達收斂，即 uA＞LA，且 GA＜ZA，則求其兩個三角模糊數的交錯點 CP（Cross Point），為該項影響因子的量化分數，代表整體受訪者認為該項影響因子對目標的影響程度，並依此分數為後續篩 ~. 選之依據，交錯點 CP（ n~，N ）亦視為兩三角模糊數交集部份的最大值。 ~. CP [ n~ , N ]＝max｛∫［min〈N～n ﹝xi﹞,N～N ﹝xi﹞〉］dx｝ X. 將所求得之各 CP 值整理成，CP 值次數/累積次數表，本研究取此中位數為篩選門檻值（α），並依此門檻值進行都市洪災對建築物使用影響因素篩選，其篩選規則如下：. 若 CP≧α，則接受此影響因子若 CP<α，則拒絕此影響因子. 38.

(61) 第三章都市洪災對建築物使用影響因子. 第三章都市洪災對建築物使用影響因子受到全球氣候變遷的影響，降雨強度呈現大幅增加的趨勢，使得洪災發生機率有隨之增加的跡象，而各個都市以及其建築物之具體情況不同，加上洪水類型與特性不同，故防洪標準、防洪措施和建築物損失也不盡相同，但導致洪災產生的原因、影響損失以及恢復情況的原因大致是相同的。我國現階段防災規劃大多著重於，以地震災害及火災災害為規劃重點，無論是避難場所之規劃、逃生動線、災後復建規劃，甚至是對於新建建築物之防震規範皆有相當研究，唯獨對都市洪災目前尚無完整之研究，尤其對於淹水潛勢地區之建築物使用機能、防洪空間系統規劃及建築防洪整備等，目前尚未有相關之基礎資訊，可提供災害地區作為減災規劃之參考。本研究利用颱風所引發之淹水實例，分析建築物內、外部導致洪災發生原因、影響災後恢復因素，並發放問卷請淹水潛勢地區居民填寫，以求更貼近實際發生情況，了解都市洪災對建築物機能運作之影響，並對淹水潛勢地區之建築物提出建築防洪整備、防洪空間系統規劃與管理之建議，以提升淹水潛勢地區建築物防洪強度。圖 3-1 都市洪災對建築物使用影響因素建築物內部導致洪災原因建築物外部產生洪災原因都市洪災對建築物使用影響因素. 影響災後恢復因素建築物損失程度之影響資料來源：本研究整理. 39.

(62) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 第一節建築物內部導致洪災原因都市地區產生洪災，除了外部因素如地理位置、地勢、氣候、都市開發與人為疏失等因素外，建築物本身對於洪災的承受能力，也是影響建築物是否會發生淹水的原因之一。近年來許多洪患的發生，許多人皆歸類為因環境氣候變遷所導致，依據許晃雄教授的研究，氣候確實與過去有所差異，但差異之幅度並不大，以台灣北部地區為例，降雨量每年約增加三至四公釐。由此可知，洪患的產生並非完全都是因為氣候變遷的緣故，建築物本身防、抗洪能力也是相當重要的一項因素，其防洪措施大致可分為：一、建築物是否有擋水設施建築物大門往往是洪水侵入屋內最主要的路徑之一，許多建築物大門採用開放式而非密閉式，要杜絕洪水的入侵，需藉由其他輔助設施來達到擋水、防洪的效果。一般常見的擋水設施包括：沙包、擋水板、擋水閘門以及防水閘門等，對於較大的洪水雖然無法完全抵擋，但對於危害程度較低的洪水，確實能達到有效降低損失之目的。圖 3-2 建築物大門無設置擋水設施. 資料來源：本研究整理. 二、建築物出入口位置建築物出入口除了一般居民進出外，社區式住宅地下停車場出入口亦包括在內，一旦降雨在地表形成逕流後，積水極可能經由大門漫入建築物，或順勢流入地下室內，造成汽機車或機電設施之損害。. 40.

(63) 第三章都市洪災對建築物使用影響因子. 圖 3-3 建築物出入口位置. 資料來源:本研究拍攝. 三、有無設置逆止閥逆止閥主要功用為防止水流發生逆流現象，避免造成管線內產生壓力問題，當下游水壓較上游高時，逆止閥可自動關閉以防止逆流。洪水產生時，建築物外的洪水位極有可能高過於建築物排水孔位置，若排水管線有加裝逆止閥，即可有效防止洪水經由管線逆流至屋內，降低屋內淹水的可能性。四、建築物通氣設施建築物基於屋內空氣流通、採光以及外觀設計等因素，常會在建築物結構體裝設窗戶、氣窗、天井或是預留冷氣窗口等；倘若未設置適當之防洪措施，雨水容易在未落到地面前，即藉由通氣設施進入屋內，造成屋內損失。五、建築物類型當地區水文、地理條件一樣，建築物類型的不同將會使建築物淹水的情況大不相同，本研究將建築物類型分為三類，分別為建築物分佈類型、使用類型及建築物居住類型，並加以做探討。. 41.

(64) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 圖 3-4 建築物類型分類獨棟式分佈類型. 聯併式社區式純住宅. 建築物類型. 使用類型. 純商店複合式平房透天. 居住類型公寓大廈資料來源：本研究整理. 1. 分佈類型分佈類型主要分為獨棟式、聯併式以及社區式三種，獨棟式建築物大多座落於路邊，無額外空間可設置防洪設施，相較於獨棟式建築物，聯併式及社區式建築物較有公共空間，可設置滯洪池等設施降低災害的危害程度，且由於設施費用由較多人共同分擔，故其裝設意願亦比一般獨棟式建築較高。 2. 使用類型建築物使用類型分為住宅用、商業用以及複和式，純住宅用建築物內部裝潢之可變性較大，可於大門裝設擋水設施，降低洪水入侵的可能性；商業用以及複和式建築物，由於一樓大多用於從事商業活動，且為. 42.

(65) 第三章都市洪災對建築物使用影響因子. 使用方便而採開放式空間，因此洪水能輕易的侵入建築物，造成建築物內部損害。 3. 居住類型居住類型分為平房、透天、公寓以及大廈，其中平房以及透天歸類為單一住戶；公寓以及大廈為多戶共同使用空間。. 圖 3-5 建築物內部導致洪災原因. 建築物內是否有擋水設施. 建築物出入口位置建築物內部導致洪災原因. 有無設置逆止閥. 建築物通氣設施. 建築物類型資料來源：本研究整理. 43.

(66) 都市防洪空間系統規劃技術研究. 第二節建築物產生淹水之外部原因都市洪災的產生，與建築物的外部因素有極大的關係，例如不透水鋪面增加、排水系統失效、降雨強度過大以及地理、地勢位置等。本節將建築物產生淹水之外部因素分為三大類，分別為人為因素、都市開發與自然因素，詳細說明如下：一、人為因素災害產生的過程中，極有可能是因人為的關係而導致洪水的產生，人為因素泛指人為疏失、心態問題、系統失效以及事前防範，其相關說明詳述如下： 1. 人為疏失是只指因操作者或管理者的疏忽，而使得部分環節受到影響，進而造成災害的發生；大多數高淹水潛勢地區，由於在過去已有較多淹水經驗，為防範洪水而加裝防洪排水設施，卻因平日缺乏保養、維護，導致需要使用時發生機械無法運作，未能達到應有的防洪功效。 2. 心態問題非高淹水潛勢地區民眾，遇到洪災之機會不大，對於防洪經驗較為不足，甚至存有僥倖之心態；然而高度的開發行為與近年來降雨量持續增加，水患問題不只發生在高淹水潛勢地區，排水不良地區在降雨過大時，亦有可能因排水不及或其他原因而發生淹水。發生在 93 年的 911 水災，即是因捷運施工不當造成箱涵破裂，加上連日降雨不斷，而導致三重地區嚴重淹水，由於該地區過去並無淹水紀錄，加上民眾疏於防範與工程單位應變不及，致使災情嚴重。 3. 系統失效既有之防洪系統，如監測系統、排水系統等，由於平日缺乏妥善之維護與保養，抑或系統老舊、故障等因素，使得系統無法達到應有的功能與效率，而造成更嚴重之災情。以新莊市為例，為解決大漢溪堤內排水問題，於塔寮坑溪出口附近建造一抽水站，站內備有八台(10cms/台). 44.