因應氣候變遷之海岸風險評估(1/2)
Assessment of coastal risks to climate change-related impacts(1/2)
主辦機關：經濟部水利署 執行單位：國立成功大學
中 華 民 國 108 年 12 月
MOEAWRA1080412
因應氣候變遷之海岸風險評估(1/2)
Assessment of coastal risks to climate change-related impacts(1/2)
主辦機關：經濟部水利署 執行單位：國立成功大學
中 華 民 國 108 年 12 月
摘要
執行動機：
為因應氣候變遷衝擊海岸，需針對防災策略及衝擊評估進行深入探討。本計畫主要 針對海岸韌性防災案例、國內歷史災害案例、氣候變遷情境分析及氣候變遷衝擊評估等 項目進行研討，並彙整國外海岸韌性防災案例，研提具體在地化建議，且蒐集國內歷史 災害案例資料，進行分析以瞭解各事件致災之情況與原因。另需辦理氣候變遷情境條件 蒐集與分析，並配合數值模式進行衝擊評估模擬，且再實行海岸風險地圖之重新繪製，
目前報告辦理情況分述如后：
執行方法：
依據計畫需求擬訂「國外因應海岸韌性防災案例蒐集與深入分析」、「國內歷史海岸 災害相關資料蒐集」、「氣候變遷情境分析」、「氣候變遷對海岸災害之衝擊評估」、「氣候 變遷下海岸災害之風險評估」及「氣候變遷衝擊對海岸韌性影響評估」等六項工作項目，
且計畫執行主要架構可分為四部分，第一部分為「基礎資料蒐集作業」階段；第二部分 為「情境分析及衝擊評估作業」階段；第三部分為「海岸災害風險評估作業」階段；最 後，則為第四部分「海岸韌性影響評估」作業階段。其中，第一部分於國外案例方面於 兩年度計畫中，各會針對兩個案例進行蒐集與分析，並提出具體在地化建議；第二部分 會依據氣候變前情境條件進行蒐集與分析，並研提「海象」與「降雨」兩種氣候變遷情 境；第三部分與第四部分則會依據兩年度不同計畫區域，配合氣候變遷情境條件與數值 模式分別進行氣候變遷衝擊評估，並重新繪製海岸風險地圖，本年度(民國108年)則以彰 化、雲林及嘉義為計畫區域；第四部分則於第2年度計畫中，擇選示範區域進行海岸韌 性評估。
執行成果：
一、已針對各國(美國、日本、紐西蘭及荷蘭)進行「海岸韌性」防災資料蒐集，並概述 各國針對海岸韌性提升所實行之辦法與評估方式，並於本年度計畫選定「荷蘭」做 為案例分析之對象。由案例文獻可知，荷蘭治水主軸計畫為三角洲計畫 (Delta Works)，早期治水方式是以封閉大部分的入潮口來抵禦(對抗)海水入侵內陸，惟仍 因暴潮影響而有災害事件發生，進而由「對抗」思維轉換為「還地於河、與水共生」
的觀念。三角洲國際聯盟針對「韌性」評估有擬訂「韌性輪」的方式，來針對各區 域進行韌性評估，而亦有將此評估方式，運用於鹿特丹進行韌性分析，依據海岸 城市之特性，擬訂韌性指標內容藉以評估韌性情況。除韌性評估方法蒐集分析 外，亦有針對荷蘭目前針對海岸韌性提升所執行的改善對策資料進行彙整，並以國 內目前針對海岸災害之「評估方法」研提納入韌性因子相關建議，及針對本年度計 畫區域提供改善對策之建議。
二、除國外案例蒐集分析外，本計畫亦針對國內歷史災害進行資料蒐集與分析，目前已 針對本年度計畫區域進行災害事件彙整，且透過災害原因、背景條件、致災區域 及發生原因等層面進行研討，俾利瞭解各歷史事件致災之源由。另各計畫區域之 相關背景資料蒐集亦為本計畫執行之重要項目，因此蒐集計畫區域海岸概況與自 然環境背景概況，藉以提供數值模擬建模及事件驗證所用。此外，參酌前述國外案 例海岸韌性評估方法與指標，進行國內與海岸韌性提升相關資料蒐集，以利第二年 度改善示範區域所用，蒐集相關資料包含海堤資料、防洪設施、治水對策等。
三、於氣候變遷情境條件分析方面，已有針對「海象」與「降雨」兩種情境因子進行蒐 集分析，海象方面主要蒐集GCM的氣候變遷資料，再透過「數值模擬分析」與「統 計降尺度分析」兩種分析方式，進行氣候變遷海象條件之建立；降雨方面則是取得 TCCIP的「統計降尺度」降雨資料來擬訂氣候變遷情境條件，彙整兩種情境因子則 可擬訂本計畫考量氣候變遷情境所需條件。海象方面為設計波高、暴潮偏差及海平 面上升，其中設計波高與暴潮偏差均是考量50年重現期之極值分析結果，透過氣 候變遷增量數值，進行情境條件建立，另於天文潮方面則採用潮汐能量法建立各計 畫區域代表潮型，配合暴潮偏差值擬訂暴潮情境，而代表潮位變化可配合降雨歷線 分布進行推估，藉以合理模擬漲退潮之情境，同時引入運研所海平面上升資料，來 做為氣候變遷條件下海域起始水位條件。降雨方面，取得分別在基期及近未來、5 公里解析度的統計降尺度逐日雨量資料，進一步透過頻率分析，得出在50年重現 期五個GCM模式降雨的空間分布，並採取BCC-CSM1-1模組之模擬成果做為情境條 件。
四、本計畫已建置所需之「海洋模式」與「淹水模式」，並透過事件資料(梅姬颱風事 件與823水災事件)分別進行模式驗證。透過已調校後的數值模式進行各計畫區氣候 變遷衝擊評估，先以海洋模式，配合海象情境條件進行基期與近未來暴潮溢淹模 擬，並萃取近岸區域河口水位與越波水位資訊後，提供淹水模式做為下游邊界，
再由淹水模式完成海岸溢淹災害衝擊評估。其成果顯示：
1.暴潮溢淹範圍不大，多集中在沿海的魚塭，尤以雲縣林台西鄉與口湖鄉、以及嘉 義縣東石鄉與布袋鎮的沿海地區較為明顯。基期之溢淹範圍與深度都較近未來稍 大，並以彰化縣芳苑鄉的王功漁港、雲林縣口湖鄉港西村和嘉義縣東石鄉塭港一 帶增加較為顯著，顯示近未來海平面上升將使暴潮時的潮位增高，導致沿海某些 特定地區溢淹稍加嚴重。
2.同時考量降雨與暴潮的影響時，河川與區域排水周遭的淹水情況大幅增加，其中 河川以北港溪、朴子溪和八掌溪最為明顯，區域排水則以彰化的石筍排水、洋仔 厝排水，雲林縣北港鎮的山子內大排、以及嘉義縣義竹鄉的新庄大排附近淹水範 圍增加較多。
3.降雨與暴潮同時影響下，淹水大幅增加的原因，應為河川與排水系統的下游水位 受到暴潮的頂托，排水能力大幅下降，上游山區降雨逕流流入河道的水量無法宣 洩，使得河道水位高漲；同時若降雨同時發生在平地區域，將導致地表漫地流無 法順利排入區排之中，最終造成內水淹水的範圍、深度、以及延時同步增加。
五、考量現況環境與氣候變遷衝擊成果，分別繪製基期(現況)與近未來情境下，海岸災 害風險地圖。其中，脆弱度中的堤前波高資訊與危害度中的溢淹資訊，亦有依據 本計畫模擬成果更新，暴潮溢淹因子亦以考量現有海堤情況給予條件，以利繪製 較符合現況的海岸風險地圖。
關鍵字：氣候變遷、海岸風險評估、海岸韌性
Abstract
Motivation:
In order to deal with the impact of climate change on the coast, discussions on disaster prevention strategies and impact assessments are needed. This project focuses on case studies for coastal resilience disaster prevention and domestic historical disaster, and scenario analysis and impact assessment for climate change. Besides, the overseas coastal resilience disaster prevention, the specific suggestions for Taiwan, the collection of domestic history disaster case data, are analyzed. It is also necessary to collect and analyze the climate change conditions, to cooperate with numerical models for impact assessment simulation, and implement the redrawing of coastal risk maps. The current report is described below:
Methodology:
According to the requirements of the project, ‘collecting and analysis of coastal disaster prevention cases in foreign countries’, ‘collecting data on historical coastal disasters in Taiwan’, ‘climate change situation analysis’, ‘evaluation of impact of climate change on coastal disasters’, ‘climate change risk assessment of lower coastal disasters’ and ‘evaluation of impact of climate change impacts on coastal resilience’ are implemented. The main structure of the plan can be divided into four parts, that are ‘background data collection’,
‘situation analysis and impact assessment operation’, ‘coast disaster risk evaluation operation’
and ‘coast resilience impact assessment’. In this two-year project, the first part will collect and analyze the two cases and propose specific suggestions for Taiwan. The second part will collect and analyze according to the pre-climate change conditions, and propose the climate change scenarios for ocean and rainfall.
Achievement:
1. The coastal resilience from the United States, Japan, New Zealand, and the Netherlands are collected. The Netherlands is selected this year. It can be known from the literature that the Dutch water treatment plan is Delta Works. The early method was to close most of the tidal inlets to resist seawater intrusion into the inland, but disasters still happen due to the impact of the storm. As a result, the method changes from ‘resist’ to ‘making room for
the river’. The delta alliance has developed a resilience wheel method to assess the resilience of a city. It also applies this method to Rotterdam. Based on the characteristics of coastal cities, it develops an index to assess resilience. In addition to the collection and analysis of the assessment method, there is also a compilation of data on the improvement measures currently implemented by the Netherlands for the improvement of coastal resilience. Finally, the recommendations for the current assessment method in Taiwan to include the resilience index is proposed.
2. In addition to the collection and analysis of foreign cases, this plan also collects and analyzes data on domestic historical disasters. Presently, disaster events have been aggregated and analyzed to understand the major factor causing disasters. Besides, the collection of relevant background information of each project area is also important.
Therefore, the coast of the project area and the natural environment background are collected to provide numerical modeling and verification. In addition, referring to the aforementioned foreign case, we will collect domestic and coastal resilience improvement related data for improving the demonstration area in the second year. Collecting relevant data includes seawall data, flood prevention facilities, and water control measures.
3. In terms of analysis of climate change situation conditions, there have been collection and analysis of ocean and rainfall scenario factors. The former mainly collect GCM climate change data and then use numerical simulation analysis and statistical downscaling analysis to establish climate change conditions. The later applied TCCIP’s statistical downscaling rainfall data to formulate climate change situation conditions, and the two factors are aggregated to formulate this plan to consider the climate change situation. In terms of ocean conditions, the design wave height, the storm surge, and the sea level rise.
Moreover, the design wave height and the storm surge are considered a 50-year return period. The increment value due to climate change is used to establish the conditions.
Besides, the tidal energy method is used to establish representative tidal patterns in each area, and the scenario is formulated in accordance with the storm surge. At the same time, the sea level rise data evaluated from the Institute of Transportation, MOTC is introduced as the initial water level conditions. In terms of rainfall, we obtained statistical downscaling daily rainfall data in the base period and near future with a resolution of 5
km, and further analyzed the spatial distribution of the 5 GCM rainfall patterns in the 50-year return period through frequency analysis, and adopted BCC-CSM1 as a scenario.
4. The plan has implemented the ocean and flooding models and conducted verification through event data (typhoon Megi and 823 flood events). Using the adjusted numerical model to evaluate the impact of climate change in each project area. The ocean model considered the base period and near future storm surge conditions to provide downstream boundaries for the flooding model. Then, the disaster impact assessment will be completed by the flooding model. The results show:
i. The flooding area due to storm surge is not large, and it is mostly concentrated in the fish salamanders near the coast, especially in the coastal areas of Taixi Township and Kouhu Township of Yunlin County, and Dongshi Township and Budai Town of Chiayi County. The flooding area and inundation depth of the base period are slightly larger than those in the near future scenario, and the increase in the area of Wanggong Fishing Port in Fangyuan Township, Changhua County, Guangxi Village, Kouhu Township, Yunlin County, and Luangang Township, Dongshi Township, Chiayi County, is more significant, indicating the sea level rise in the near future scenario will increase the tidal level during storms, which will cause the flooding in some specific areas along the coast to be slightly more serious.
ii. Considering the effects of rainfall and storm surge simultaneously, the flooding around rivers and regional drainage have increased significantly. Among them, Beigang, Puzi, and Pa-Chang rivers are the most obvious. The flooding area in the mountains near Beigang Township of Yunlin County and the Xinzhuang Village in Yizhu Township of Chiayi County increased greatly.
iii. Under the simultaneous influence of rainfall and storm surge, the reason for the drastic increase in flooding should be that the downstream water levels of the river and the drainage system are supported by the storm surge, and the drainage capacity is greatly reduced. At the same time, if rainfall occurs in flat areas, the ground surface current cannot be smoothly discharged into the zonal discharge, and eventually the scope, depth, and time delay of internal flooding increase simultaneously.
Taking into account the impact of the current environment and climate change, a map of coastal disaster risk in the base period and near-future scenarios is drawn. Among them, the wave height in front of the dike and the flood in the hazard are also updated based on the simulation results of this plan, and the storm surge flood factor is also given in consideration of the existing seawall conditions to facilitate the mapping to derive the current situation coastal risk map.
Keywords: climate change, coastal risk assessment, coastal resilience
目錄
摘要 ... I Abstract ... IV 目錄 ... VIII 表目錄 ... X 圖目錄 ... XII 第一章 前言 ... 1-1 1-1 計畫緣起及目的 ... 1-1 1-2 計畫工作項目 ... 1-1 1-3 工作方法及步驟 ... 1-4 1-4 執行進度(Gantt Chart) ... 1-7 第二章 國外因應海岸韌性防災案例蒐集與深入分析 ... 2-1 2-1 前言 ... 2-1 2-2 案例背景說明-荷蘭 ... 2-13 2-3 海岸韌性評估方法說明-荷蘭 ... 2-18 2-4 對策與成效說明-荷蘭 ... 2-27 2-4-1 洪氾溢淹 ... 2-27 2-4-2 暴潮溢淹 ... 2-32 2-4-3 民眾教育(治水管理遊戲-Waas City) ... 2-35 2-5 在地化具體建議 ... 2-36 2-5-1 評估方法建議 ... 2-36 2-5-2 對策建議 ... 2-39 第三章 國內海岸背景與歷史災害相關資料蒐集 ... 3-1 3-1 海岸概況 ... 3-1 3-1-1 計畫區海岸地區範圍 ... 3-1 3-1-2 海岸地質與地形概況 ... 3-3 3-2 計畫區自然環境資料蒐集 ... 3-4 3-2-1 氣象資料 ... 3-4 3-2-2 海象資料 ... 3-7 3-2-3 水文資料 ... 3-9
3-2-4 地文資料 ... 3-13 3-3 災害與治理 ... 3-22 3-3-1 歷史重大颱洪事件災害整理 ... 3-22 3-3-2 歷史重大災損淹水事件分析 ... 3-24 3-3-3 海岸防護設施 ... 3-29 3-3-4 計畫區域海岸地區綜合治水對策案例 ... 3-37 第四章 氣候變遷情境分析 ... 4-1 4-1 海象情境分析 ... 4-1 4-2 降雨情境分析 ... 4-28 4-3 情境案例擬訂 ... 4-32 4-4 情境分析差異探討 ... 4-36 第五章 氣候變遷對海岸溢淹災害之衝擊評估 ... 5-1 5-1 評估流程說明 ... 5-1 5-2 數值模式建構 ... 5-1 5-3 數值模式驗證 ... 5-16 5-4 海岸溢淹災害衝擊評估 ... 5-25 5-4-1 暴潮溢淹潛勢評估 ... 5-25 5-4-2 海岸溢淹災害衝擊評估 ... 5-48 第六章 氣候變遷下海岸災害之風險評估 ... 6-1 第七章 結論與建議 ... 7-1 7-1 結論 ... 7-1 7-2 建議 ... 7-3 參考文獻 ... 參-1 附錄一 海象統計降尺度模式及方法 ... 附錄一-1 附錄二 第三代頻譜風浪模式 ... 附錄二-1 附錄三 不同波向之波高分布 ... 附錄三-1 附錄四 「因應氣候變遷之海岸風險評估(1/2)」委託服務計畫
期中審查意見及處理情形 ... 附錄四-1 附錄五 「因應氣候變遷之海岸風險評估(1/2)」委託服務計畫
期末審查意見及處理情形 ... 附錄五-1
表目錄
表2-1-1 國外海岸韌性之發展概況 ... 2-3 表2-3-1 韌性面向-恢復力(Haitsma, 2016) ... 2-19 表2-3-2 韌性面向-抵抗力(Haitsma, 2016) ... 2-19 表2-3-3 韌性面向-適應力(Haitsma, 2016) ... 2-20 表2-3-4 韌性面向-人口脆弱度(Haitsma, 2016) ... 2-20 表2-3-5 韌性面向-組織力(Haitsma, 2016) ... 2-21 表2-3-6 韌性輪採用的分數、說明及其對應之色塊(Haitsma, 2016) ... 2-21 表2-3-7 韌性輪指標之定義及評分標準(Haitsma, 2016) ... 2-21 表2-5-1 海岸災害風險指標 ... 2-37 表2-5-2 各指標對應比較分析 ... 2-38 表2-5-3 在地化對策建議 ... 2-40 表3-0-1 海岸地區基本資料蒐集類別一覽表 ... 3-1 表3-2-1 彰化雲林嘉義地區風速風向統計值表(1966~2018) ... 3-6 表3-2-2 臺灣本島侵臺颱風發生月分統計表 ... 3-6 表3-2-3 台中港至將軍附近潮位站天文潮位比較表 ... 3-8 表3-2-4 台灣週遭海域海水位上升速率研究成果綜整 ... 3-8 表3-2-5 濁水溪口周邊海岸段主要河川特性 ... 3-11 表3-2-6 臺灣重要河川紀錄最大洪峰量與含沙量 ... 3-11 表3-2-7 計畫區主要河川重現期洪峰流量成果表 ... 3-12 表3-2-8 計畫區主要河川重現期洪峰輸沙量成果表 ... 3-12 表3-2-9 彰化地區冬季風波浪條件下海岸斷面漂沙指標特性分析結果 ... 3-15 表3-2-10 本計畫區及鄰近海域歷年水深地形調查工作彙整表 ... 3-16 表3-3-1 彰化地區近年重大颱洪淹水事件調查表 ... 3-23 表3-3-2 雲林海岸沿海鄉鎮歷年重大颱洪淹水事件總表 ... 3-23 表3-3-3 嘉義海岸沿海鄉鎮歷年重大颱洪淹水事件總表 ... 3-24 表3-3-4 彰化雲林嘉義河川局屬海堤斷面資料彙整情形一覽表 ... 3-32 表3-3-5 彰化縣滯洪池資料表 ... 3-35
表3-3-6 海岸區域災害成因以及應變作為 ... 3-45 表4-1-1 分布函數相關統計量 ... 4-3 表4-1-2 暴潮偏差與颱風波高推算值(彰化區域) ... 4-4 表4-1-3 暴潮偏差與颱風波高推算值(雲林區域) ... 4-4 表4-1-4 暴潮偏差與颱風波高推算值(嘉義區域) ... 4-4 表4-1-5 IPCC提供AR5的GCM相關資料來源與空間解析度 ... 4-9 表4-1-6 數值模式分析之氣候變遷海象情境增量條件 ... 4-9 表4-1-7 依據統計降尺度流程篩選GCM模式結果 ... 4-20 表4-1-8 統計降尺度之氣候變遷海象情境增量條件 ... 4-20 表4-1-9 臺灣附近海域平均海平面永久服務中心(PSMSL)資料庫之潮位站資訊 ... 4-21 表4-1-10 臺灣附近海域中央氣象局資料庫之潮位站資訊。排序方式以
基隆潮位站為起始點，並以順時針方向排序 ... 4-21 表4-1-11 利用潮位站資料估算1993-2012 臺灣周圍絕對海平面上升速率 ... 4-24 表4-1-12 天文潮邊界成份資料 ... 4-26 表4-1-13 簡化潮位之調和分析水位邊界條件資料 ... 4-26 表4-3-1 氣候變遷海象情境條件 ... 4-33 表4-3-2 氣候變遷情境條件項目 ... 4-36 表4-3-3 情境分析差異探討 ... 4-36 表5-3-1 調查與模擬的淹水與退水時間比較 ... 5-24 表5-4-1 各計畫區模擬網格與元素數量 ... 5-26 表6-1-1 海岸災害風險評估指標資料來源說明 ... 6-5 表6-1-2 海岸災害風險考量指標及權重 ... 6-6 表6-1-3 各指標分級標準 ... 6-6
圖目錄
圖1-3-1 課題分析流程圖 ... 1-5 圖1-3-2 計畫工作流程與執行架構 ... 1-6 圖2-1-1 韌性防災基本架構圖 ... 2-1 圖2-1-2 NOAA定義海岸韌性地區的防災機制圖 ... 2-3 圖2-1-3 仙台市的防災環境都市政策發展方向圖 ... 2-5 圖2-1-4 仙台市岸邊到居民居住地之防災策略斷面圖 ... 2-5 圖2-1-5 仙台市提高道路高程路段圖 ... 2-6 圖2-1-6 海濱公園居民短期疏散區域示意圖 ... 2-6 圖2-1-7 海嘯疏散塔 ... 2-6 圖2-1-8 國小室外疏散樓梯 ... 2-6 圖2-1-9 仙台市疏散設施及路線鳥瞰圖 ... 2-7 圖2-1-10 Oakura地區的沿海計畫圖 ... 2-10 圖2-1-11 Urenui地區的沿海計畫圖 ... 2-11 圖2-1-12 規劃及評估流程圖 ... 2-11 圖2-1-13 美國紐約區海岸地形對應的危害風險評估圖 ... 2-12 圖2-1-14 美國紐約區房屋型態對應的危害風險評估圖 ... 2-12 圖2-1-15 美國紐約區提高海岸韌性方法對應之災害防護成效評估圖 ... 2-12 圖2-1-16 三角洲國際聯盟會員分布圖 ... 2-13 圖2-2-1 荷蘭及其鄰近的國家 ... 2-15 圖2-2-2 荷蘭1953年淹水事件導致的西南部淹水區域 ... 2-16 圖2-2-3 荷蘭1953年的洪水造成堤防毀損 ... 2-16 圖2-2-4 荷蘭三角洲計畫 ... 2-17 圖2-2-5 還地於河計畫中的九種主要之工程規劃設計方法 ... 2-18 圖2-3-1 Haitsma (2016)提出之韌性輪(包含指標及分數之表示方法)... 2-18 圖2-3-2 鹿特丹城市圖 ... 2-23 圖2-3-3 變電站失效 ... 2-24 圖2-3-4 基礎設施風險潛勢圖 ... 2-24 圖2-3-5 房屋高程架高 ... 2-24
圖2-3-6 房屋基礎架高，防護結構 ... 2-24 圖2-3-7 發展新興建築模式(漂浮屋) ... 2-24 圖2-3-8 防災設施與環境結合(步道) ... 2-24 圖2-3-9 變電站高程提高 ... 2-24 圖2-3-10 岸邊作階梯式的堤防或坡地 ... 2-24 圖2-3-11 堤防功能因海平面上升而喪失 ... 2-25 圖2-3-12 人員傷亡及經濟損失預估及洪水災害潛勢圖 ... 2-25 圖2-3-13 鹿特丹評估能兼具調適及經濟的最佳方案 ... 2-25 圖2-3-14 鹿特丹的韌性輪分析成果(Haitsma, 2016) ... 2-26 圖2-3-15 暴潮屏障 - Maeslant Barrier ... 2-26 圖2-4-1 鹿特丹強降雨防護設施相對位置圖 ... 2-27 圖2-4-2 倍恩特姆水廣場廣場俯視圖 ... 2-28 圖2-4-3 倍恩特姆水廣場儲水前後對比照 ... 2-28 圖2-4-4 水盆底部及排水溝堆積沙跟垃圾 ... 2-29 圖2-4-5 降雨前後對照圖 ... 2-29 圖2-4-6 地下蓄水槽施工前後對比照 ... 2-30 圖2-4-7 Eendragtspolder公園 ... 2-30 圖2-4-8 Eendragtspolder公園建置前後 ... 2-31 圖2-4-9 Eendragtspolder公園蓄洪示意圖 ... 2-31 圖2-4-10 荷蘭防範暴潮溢淹案例位置 ... 2-32 圖2-4-11 Maeslantkering風暴潮屏障 ... 2-33 圖2-4-12 自動關閉洪水閘門示意圖 ... 2-33 圖2-4-13 自動關閉洪水閘門啟動前後 ... 2-34 圖2-4-14 位於海牙岸邊的斯海弗寧恩大道 ... 2-34 圖2-4-15 階梯狀堤防 ... 2-35 圖2-4-16 治水管理遊戲-Waas City遊戲畫面 ... 2-36 圖3-2-1 侵襲臺灣之颱風路徑統計圖(38年~108年11月) ... 3-7 圖3-2-2 臺灣地區主要河川分布圖 ... 3-12 圖3-2-3 彰雲嘉地區底質中值粒徑空間分布及取樣位置圖 ... 3-13 圖3-2-4 雲林外海及外傘頂洲沙灘底質中值粒徑分布 ... 3-14
圖3-2-5 彰化地區民國81年至90年累積下陷量圖 ... 3-19 圖3-2-6 彰化地區民國90年至107年累積下陷量圖 ... 3-20 圖3-2-7 雲林地區民國81年至88年累積下陷量圖 ... 3-20 圖3-2-8 雲林地區民國88年至107年累積下陷量圖 ... 3-21 圖3-2-9 嘉義地區民國80年至106年累積下陷量圖 ... 3-21 圖3-2-10 嘉義地區民國93年至106年累積下陷量圖 ... 3-22 圖3-3-1 87水災泛濫概況範圍圖 ... 3-26 圖3-3-2 雲林南部沿海地區六一二水災淹水範圍圖 ... 3-27 圖3-3-3 歷史災難性暴雨個案比較圖(左：87水災 中:88風災 右:823水災) ... 3-28 圖3-3-4 彰化海岸海堤分布圖 ... 3-30 圖3-3-5 雲嘉海岸海堤分布圖 ... 3-31 圖3-3-6 滯洪池分布 ... 3-36 圖3-3-7 舊濁水溪排水綜合治水方案10年重現期淹水範圍圖 ... 3-38 圖3-3-8 萬興排水綜合治水方案10年重現期淹水範圍圖 ... 3-40 圖3-3-9 彰化南部區域排水綜合治水方案10年重現期淹水範圍圖 ... 3-41 圖3-3-10 雲林南部區域排水綜合治水方案布置圖 ... 3-42 圖4-1-1 氣候變遷海象情境分析流程圖 ... 4-2 圖4-1-2 數值模式分析之流程圖 ... 4-4 圖4-1-3 現階段暴潮偏差以Weibull分布套配結果(彰化區域) ... 4-5 圖4-1-3 (續)現階段颱風波高以極端值I分布套配結果(彰化區域) ... 4-5 圖4-1-4 現階段暴潮偏差以Weibull分布套配結果(雲林區域) ... 4-6 圖4-1-4 (續)現階段颱風波高以Weibull分布套配結果(雲林區域) ... 4-6 圖4-1-5 現階段暴潮偏差以Weibull分布套配結果(嘉義區域) ... 4-7 圖4-1-5 (續)現階段颱風波高以極端值I分布套配結果(嘉義區域) ... 4-7 圖4-1-6 所有模式計算之50年設計極值差異平均值(設計波高) ... 4-10 圖4-1-7 所有模式計算之50年設計極值差異平均值(暴潮偏差) ... 4-10 圖4-1-8 氣候型態統計降尺度之方法流程圖 ... 4-12 圖4-1-9 統計降尺度模型之資料時間長度設定 ... 4-14 圖4-1-10 台灣以東海域受湧浪影響之空間範圍，紅線部分為忽略的區
域，藍線由目標點繪至海陸交界之交點，其所覆蓋之範圍則視
為評估空間計算域 ... 4-15
圖4-1-11 台灣以東海域波浪能量通分布率之空間分布與其能量傳遞時間 ... 4-15
圖4-1-12 台灣以西海域受湧浪影響之空間範圍，紅線部分為忽略的區 域，藍線由目標點繪至海陸交界之交點，其所覆蓋之範圍則視
為評估空間計算域 ... 4-16 圖4-1-13 台灣以西海域波浪能量通率之空間分布與其能量傳遞時間 ... 4-16 圖4-1-14 統計降尺度對台灣海域之驗證結果圖 ... 4-18 圖4-1-15 統計降尺度模擬成果與再分析波浪資料比較圖 ... 4-18 圖4-1-16 RCP8.5情境下的示性波高變化倍率 ... 4-19 圖4-1-17 臺灣附近海域之潮位站資料涵蓋時間圖 ... 4-23 圖4-1-18 臺灣附近海域潮位站位置分布圖。背景為 ETOPO1海底地形圖 ... 4-23 圖4-1-19 實際潮位與簡化潮位之比較 ... 4-26 圖4-1-20 彰化海域代表潮型 ... 4-27 圖4-1-20 (續1)雲林海域代表潮型 ... 4-27 圖4-1-20 (續2)嘉義海域代表潮型 ... 4-27 圖4-2-1 動力降尺度與統計降尺度結果比較(資料來源：TCCIP) ... 4-29 圖4-2-2 不同氣變情境下統計降尺度日雨量比較(資料來源：TCCIP) ... 4-29 圖4-2-3 不同GCM模式在基期與近未來之50年重現期日雨量分布 ... 4-30 圖4-2-4 彰雲嘉雨量站之無因次雨型 ... 4-32 圖4-3-1 本計畫氣候變遷情境擬訂流程圖 ... 4-33 圖4-3-2 彰化海域代表天文潮與暴潮分布(基期) ... 4-34 圖4-3-2 (續)彰化海域代表天文潮與暴潮分布(近未來) ... 4-34 圖4-3-3 雲林海域代表天文潮與暴潮分布(基期) ... 4-34 圖4-3-3 (續)雲林海域代表天文潮與暴潮分布(近未來) ... 4-35 圖4-3-4 嘉義海域代表天文潮與暴潮分布(基期) ... 4-35 圖4-3-4 (續)嘉義海域代表天文潮與暴潮分布(近未來) ... 4-35 圖5-1-1 氣候變遷衝擊評估流程圖 ... 5-2 圖5-2-1 排水口-節點法示意圖 ... 5-7 圖5-2-2 計畫區域範圍內之流域分布 ... 5-8 圖5-2-3 彰雲嘉區域土地利用 ... 5-9
圖5-2-4 彰雲嘉區域地形高程 ... 5-10 圖5-2-5 彰雲嘉區域雨量站 ... 5-11 圖5-2-6 彰雲嘉區域水位站 ... 5-12 圖5-2-7 彰雲嘉區域潮位站 ... 5-13 圖5-2-8 彰雲嘉區域排水分布 ... 5-14 圖5-2-9 彰雲嘉區域抽水站 ... 5-15 圖5-3-1 2016梅姬(MEGI)颱風事件路徑圖 ... 5-17 圖5-3-2 2016梅姬颱風事件風場模擬結果圖 ... 5-17 圖5-3-3 波高分布比較圖(龜山島測站) ... 5-18 圖5-3-3 (續1)波高分布比較圖(花蓮測站) ... 5-18 圖5-3-3 (續2)波高分布比較圖(蘇澳測站) ... 5-18 圖5-3-3 (續3)波高分布比較圖(新竹測站) ... 5-19 圖5-3-3 (續4)波高分布比較圖(富貴角測站) ... 5-19 圖5-3-3 (續5)波高分布比較圖(澎湖七美測站) ... 5-19 圖5-3-3 (續6)波高分布比較圖(七股測站) ... 5-20 圖5-3-4 2018年8月23～24日彰雲嘉累積雨量圖 ... 5-21 圖5-3-5 0823事件彰雲嘉淹水範圍(來源：經濟部水利署) ... 5-22 圖5-3-6 0823豪雨事件彰雲嘉潮位時序圖 ... 5-22 圖5-3-7 0823豪雨事件淹水點位驗證 ... 5-24 圖5-3-8 0823豪雨事件淹水範圍驗證 ... 5-25 圖5-4-1 海岸地區範圍圖 ... 5-28 圖5-4-2 彰化海岸地區範圍圖 ... 5-29 圖5-4-3 雲林海岸地區範圍圖 ... 5-31 圖5-4-4 嘉義海岸地區範圍圖 ... 5-33 圖5-4-5 彰化海岸網格分布與地形水深圖 ... 5-34 圖5-4-5 (續1)雲林海岸網格分布與地形水深圖 ... 5-34 圖5-4-5 (續2)嘉義海岸網格分布與地形水深圖 ... 5-35 圖5-4-6 彰化海岸基期波高分布圖 ... 5-36 圖5-4-7 雲林海岸基期波高分布圖 ... 5-37 圖5-4-8 嘉義海岸基期波高分布圖 ... 5-38
圖5-4-9 基期彰化海岸暴潮溢淹分布圖 ... 5-39 圖5-4-10 基期雲林海岸暴潮溢淹分布圖 ... 5-41 圖5-4-10 (續)近未來雲林海岸暴潮溢淹分布圖 ... 5-42 圖5-4-11 基期嘉義海岸暴潮溢淹分布圖 ... 5-43 圖5-4-11 (續)近未來嘉義海岸暴潮溢淹分布圖 ... 5-44 圖5-4-12 氣候變遷衝擊之彰化海岸暴潮溢淹變異增量分布圖 ... 5-45 圖5-4-13 無降雨情境下50年重現期暴潮溢淹模擬範圍 ... 5-49 圖5-4-13 同時考量降雨與暴潮情境下50年重現期淹水模擬範圍 ... 5-49 圖6-1-1 彰化現況沿海 海堤長度相對比分級圖 ... 6-7 圖6-1-2 雲嘉現況沿海 海堤長度相對比分級圖 ... 6-7 圖6-1-3 彰化現況沿海 海堤高度相對比分級圖 ... 6-7 圖6-1-4 雲嘉現況沿海 海堤高度相對比分級圖 ... 6-7 圖6-1-5 彰化現況沿海 防潮門相對比分級圖 ... 6-7 圖6-1-6 雲嘉現況沿海 防潮門相對比分級圖 ... 6-7 圖6-1-7 彰化現況沿海人為設施分級圖 ... 6-8 圖6-1-8 雲嘉現況沿海人為設施分級圖 ... 6-8 圖6-1-9 彰化現況沿海高程分級圖 ... 6-8 圖6-1-10 雲嘉現況沿海高程分級圖 ... 6-8 圖6-1-11 彰化現況沿海坡度分級圖 ... 6-8 圖6-1-12 雲嘉現況沿海坡度分級圖 ... 6-8 圖6-1-13 彰化現況沿海潮差分級圖 ... 6-9 圖6-1-14 雲嘉現況沿海潮差分級圖 ... 6-9 圖6-1-15 彰化現況沿海海地層下陷分級圖 ... 6-9 圖6-1-16 雲嘉現況沿海海地層下陷分級圖 ... 6-9 圖6-1-17 彰化現況沿海侵蝕速率分級圖 ... 6-9 圖6-1-18 雲嘉現況沿海侵蝕速率分級圖 ... 6-9 圖6-1-19 彰化現況沿海土地利用分級圖 ... 6-10 圖6-1-20 雲嘉現況沿海土地利用分級圖 ... 6-10 圖6-1-21 彰化現況沿海環境地理分級圖 ... 6-10 圖6-1-22 雲嘉現況沿海環境地理分級圖 ... 6-10
圖6-1-23 彰化現況沿海人口密度分級圖 ... 6-10 圖6-1-24 雲嘉現況沿海人口密度分級圖 ... 6-10 圖6-1-25 彰化現況沿海教育程度分級圖 ... 6-11 圖6-1-26 雲嘉現況沿海教育程度分級圖 ... 6-11 圖6-1-27 彰化現況沿海社會經濟分級圖 ... 6-11 圖6-1-28 雲嘉現況沿海社會經濟分級圖 ... 6-11 圖6-1-29 彰化現況沿海企業報酬分級圖 ... 6-11 圖6-1-30 雲嘉現況沿海企業報酬分級圖 ... 6-11 圖6-1-31 彰化現況沿海社會經濟分級圖 ... 6-12 圖6-1-32 雲嘉現況沿海社會經濟分級圖 ... 6-12 圖6-1-33 彰化現況沿海脆弱度分級圖 ... 6-12 圖6-1-34 雲嘉現況沿海脆弱度分級圖 ... 6-12 圖6-1-35 彰化現況沿海暴潮及降雨溢淹深度(24hr)分級圖 ... 6-12 圖6-1-36 雲嘉現況沿海暴潮及降雨溢淹深度(24hr)分級圖 ... 6-12 圖6-1-37 彰化現況沿海暴潮及降雨溢淹範圍(24hr)分級圖 ... 6-13 圖6-1-38 雲嘉現況沿海暴潮及降雨溢淹範圍(24hr)分級圖 ... 6-13 圖6-1-39 彰化現況沿海考量暴潮及降雨溢淹(24hr)危害度分級圖 ... 6-13 圖6-1-40 雲嘉現況沿海考量暴潮及降雨溢淹(24hr)危害度分級圖 ... 6-13 圖6-1-41 彰化現況沿海考量暴潮及降雨溢淹(24hr)海岸風險地圖
(AHP疊加) ... 6-13 圖6-1-42 雲嘉現況沿海考量暴潮及降雨溢淹(24hr)海岸風險地圖
(AHP疊加) ... 6-13 圖6-1-43 彰化近未來沿海海堤高度相對比分級圖 ... 6-14 圖6-1-44 雲嘉近未來沿海海堤高度相對比分級圖 ... 6-14 圖6-1-45 彰化近未來沿海人為設施分級圖 ... 6-14 圖6-1-46 雲嘉近未來沿海人為設施分級圖 ... 6-14 圖6-1-47 彰化近未來沿海暴潮及降雨溢淹深度(24hr)分級圖 ... 6-14 圖6-1-48 雲嘉近未來沿海暴潮及降雨溢淹深度(24hr)分級圖 ... 6-14 圖6-1-49 彰化近未來沿海暴潮及降雨溢淹範圍(24hr)分級圖 ... 6-15 圖6-1-50 雲嘉近未來沿海暴潮及降雨溢淹範圍(24hr)分級圖 ... 6-15
圖6-1-51 彰化近未來沿海考量暴潮及降雨溢淹(24hr)危害度分級圖 ... 6-15 圖6-1-52 雲嘉近未來沿海考量暴潮及降雨溢淹(24hr)危害度分級圖 ... 6-15 圖6-1-53 彰化近未來沿海考量暴潮及降雨溢淹(24hr)海岸風險地圖
(AHP疊加) ... 6-15 圖6-1-54 雲嘉近未來沿海考量暴潮及降雨溢淹(24hr)海岸風險地圖
(AHP疊加) ... 6-15 圖6-1-55 海岸災害風險之風險矩陣 ... 6-16 圖6-1-56 彰化現況沿海考量暴潮及 降雨溢淹(24hr)海岸風險地圖
(風險矩陣) ... 6-16 圖6-1-57 雲嘉現況沿海考量暴潮及 降雨溢淹(24hr)海岸風險地圖
(風險矩陣) ... 6-16 圖6-1-58 彰化近未來沿海考量暴潮 及降雨溢淹(24hr)海岸風險地圖
(風險矩陣) ... 6-17 圖6-1-59 雲嘉近未來沿海考量暴潮 及降雨溢淹(24hr)海岸風險地圖
(風險矩陣) ... 6-17
第一章 前言
1-1 計畫緣起及目的
氣候變遷影響下，臺灣海岸將面臨不確定性的災害衝擊(如海岸溢淹、地形變遷)，
而海岸因應災害之韌性不足時，易導致海岸居民安全與財產受到威脅(如波浪衝擊岸邊 建物、海岸溢淹危害、內陸淹水無法排放至外海)。海岸韌性可分為容許力與恢復力兩 個層面，容許力主要為海岸面對災害衝擊時(如颱風、強降雨)，讓海岸災情最小化之能 力；恢復力則代表海岸受到衝擊後恢復，並達到新平衡的能力，而「海岸數值模擬」則 為提升海岸韌性的重要工具。透過合理的海岸數值模擬，可較精確地預測致災情況(如 海水溢淹)，其資訊可提供海岸防災策略研擬與災後復原政策訂定之重要參考。
過去諸多研究成果已顯示，氣候變遷將導致平均海水面上升與颱風規模增強，均 會提升海岸溢淹致災風險。此外，於強降雨情況下，潮位漲退影響亦可能導致內陸淹 水無法排出外海，致使海岸地區或較低窪處發生「滯水不退」之情況，此並非傳統僅考 量「海岸溢淹」之數值模式所能夠評估之現象。為促進海岸韌性提升並強化海岸災害之 預測能力，需辦理包含國內歷史海岸災害相關資料蒐集、國外海岸韌性防災案例之深 入分析、以氣候變遷情境進行海岸數值模擬、更新既有海岸溢淹風險地圖，以及氣候 變遷衝擊對海岸韌性影響評估等作業，爰成立本計畫，以期提供相關工作推動執行時 之專業技術支援。
本計畫分兩年度實施(108~109年度)第一年度主要針對彰化、雲林及嘉義海岸地區 於氣候變遷情境下之衝擊評估，並更新繪製海岸溢淹風險地圖。此外，亦著重於國內 外海岸韌性相關案例資料蒐集，以利後續因應對策之參酌；第二年則除針對台南、高 雄、屏東海岸地區於氣候變遷下之衝渐評估外，亦需引用國外提升海岸韌性成功經 驗，研提在地化因應對策規劃。計畫工作主要分成三大項，1.國外因應海岸韌性防災案 例蒐集與深入分析；2.國內歷史海岸災害相關資料蒐集；3.導入氣候變遷海岸情境，進 行彰化、雲林、嘉義、台南、高雄及屏東等地區氣候變遷衝擊評估；4.更新繪製海岸溢 淹風險地圖，並於第二年度進行氣候變遷衝擊對海岸韌性影響評估，並研擬提升海岸 韌性因應對策規劃，以供決策機關參考。
1-2 計畫工作項目
與本計畫相關的研究及往昔辦理情形說明如下：
(一)以往相關之研究/以前年度辦理情形
1.99年度「強化台灣西南地區因應氣候變遷海岸災害調適能力研究計畫(1/2)」。
2.100年度「強化台灣西南地區因應氣候變遷海岸災害調適能力研究計畫(2/2)」。
3.101年度「強化臺灣西北及東北地區因應氣候變遷海岸災害調適能力研究計畫 (1/2)」。
4.102年度「強化臺灣西北及東北地區因應氣候變遷海岸災害調適能力研究計畫 (2/2)」。
(二)整體工作項目/年度工作項目 整體工作項目：
1.國外因應海岸韌性防災案例蒐集與深入分析。
2.導入氣候變遷海岸情境，進行彰化、雲林、嘉義、臺南、高雄、屏東等地區之 海岸數值模擬。
3.更新繪製海岸溢淹風險地圖。
4.氣候變遷衝擊對海岸韌性影響評估。
年度工作項目：
第一年度(108年)
1.國外因應海岸韌性防災案例蒐集與深入分析。
(1)國外因應海岸韌性防災案例蒐集(至少1個案例)。
(2)上述國外案例之深入分析，並提供在地化應用之具體建議。
(A)案例背景分析，並與國內海岸災害背景進行評析 (B)案例防災方案探討(工法方案、作法及功效) (C)案例成功經驗於在地化應用之具體建議 2.國內歷史海岸災害相關資料蒐集。
(1)國內歷史「海岸溢淹」案例相關資料蒐集。
(2)歷史案例背景資料蒐集。(包含：降雨量、淹水區域資料、海象資料及河川 流量等)
(3)國內海岸災害韌性評估。
3.導入氣候變遷海岸情境，進行彰化、雲林、嘉義等地區之海岸數值模擬。
(1)建立氣候變遷情境條件(如海平面上升、降雨、統計降尺度條件計算之波浪 等)。
(2)進行氣候變遷衝擊下海岸數值模擬(依上述建立之情境條件進行模擬評估)。
(A)氣候變遷之海平面上升情境條件 (B)氣候變遷之降雨情境條件
(C)統計降尺度條件計算之波浪情境條件 4.更新繪製海岸溢淹風險地圖。
5.本署指示配合及協助事項。
(1)出席會議、行政配合及交辦事宜。
(2)提供相關事項技術協助。
第二年度(109年)
1.國外因應海岸韌性防災案例蒐集與深入分析。
(1)國外因應海岸韌性防災案例蒐集(至少1個案例，由計畫工作會議確認)。
(2)上述國外案例之深入分析，並提供在地化應用之具體建議。
(A)案例背景分析，並與國內海岸災害背景進行評析 (B)案例防災方案探討(工法方案、作法及功效) (C)案例成功經驗於在地化應用之具體建議
2.導入氣候變遷海岸情境，進行臺南、高雄、屏東等地區之海岸數值模擬。
(1)建立氣候變遷情境條件(如海平面上升、降雨、統計降尺度條件計算之波浪 等)。
(2)進行氣候變遷衝擊下海岸數值模擬(依上述建立之情境條件進行模擬評估)。
(A)氣候變遷之海平面上升情境條件 (B)氣候變遷之降雨情境條件
(C)統計降尺度條件計算之波浪情境條件 3.更新繪製海岸溢淹風險地圖。
4.氣候變遷衝擊對海岸韌性影響評估。
(1)擇選1區域探討氣候變遷對海岸韌性之影響。
(2)參酌國外成功經驗及因應對策，進行該區域在地性海岸韌性提升規劃與評估 (A)提升海岸韌性因應對策規劃
(B)評估對策之功效 5.貴署指示配合及協助事項。
(1)出席會議、行政配合及交辦事宜。
(2)提供相關事項技術協助。
1-3 工作方法及步驟
綜合本計畫標的與工作項目研提擬本計畫課題分析，以做為工作項目編列與內容 之基礎，圖1-3-1為問題分析流程圖，相關說明如下：
一、加強海岸韌性認知：
國內目前對海岸韌性之認知較為陌生，因此針對國外岸韌性評估方法與提升海 岸韌性因應策略必須有所瞭解後，才能嘗試運用於提升國內海岸區域韌性。瞭解國 內與國外海岸韌性差異後，借鏡國外成功案例經驗，俾利有效研提國內因應海岸韌 性提升之具體策略。
二、強化國內海岸災害案例分析：
進行國內海岸韌性評估之前提，需先針對國內海岸區域之海岸災害案例進行剖 析，俾利深入瞭解引致海岸災害案例之相關原因及背景條件。這些相關資料的蒐集 將為後續評估海岸韌性之重要環節。
三、精進數值模式之能力：
過往氣候變遷評估研究，其評估流程與方法雖具完整性，惟其採用的海洋模式 能力有所限制，使其無法完整模擬面狀海岸溢淹及越波之現象。以斷面模擬成果做 為區域資料之方式，雖亦有其代表性，但採用精進的模擬方式進行研討，仍為必須 考量之重要工作。另，於氣候變遷情境設定上，應導入較具邏輯性之氣候變遷因子，
以提升情境設定之合理性與完整性。此外，依美國NOAA提升海岸韌性作法中，「可 靠的海岸數值模擬」為提升海岸韌性之重要前期發展項目。合理的海岸數值模擬分
析，可提升海岸風險評估之可靠度，並可做為海岸防災策略研擬之參酌。
四、更新海岸風險評估：
除透過精進數值模式方法，提升海岸衝擊評估合理性外，具邏輯性的氣候變遷 情境擬訂亦為評估之重要背景資料。藉由前端強化衝擊評估之可靠性後，後端則需 重新進行海岸風險評估與風險地圖繪製工作。
五、海岸韌性思維運用：
藉由國外海岸韌性資料蒐集與分析，強化海岸韌性相關思維後，配合完善的衝 擊評估成果，對國內海岸現況與氣候變遷衝擊情境下進行韌性評估，並研擬提升海 岸韌性之具體對策。
圖1-3-1 課題分析流程圖
依據上述計畫委辦工作需求與問題分析，擬訂「國外因應海岸韌性防災案例蒐集與 深入分析」、「國內歷史海岸災害相關資料蒐集」、「氣候變遷情境分析」、「氣候變 遷對海岸災害之衝擊評估」、「氣候變遷下海岸災害之風險評估」及「氣候變遷衝擊對 海岸韌性影響評估」等六項工作項目，且主要架構可分為三部分，第一部分為「基礎資 料蒐集作業」階段；第二部分為「情境分析及衝擊評估作業」階段；第三部分為「海岸 災害風險評估作業」階段；最後，則為第四部分「海岸韌性影響評估」作業階段。整體 計畫工作項目及步驟流程如圖1-3-2所示。
加強海岸韌性認知
1
強化國內海岸災害案 例分析
2
數值模式精進
3
海岸韌性評估 與 對策研擬 課題分析
海岸災害風險評估
各作業階段概述如下：
一、基礎資料蒐集作業階段
此階段工作項目包含「國外因應海岸韌性防災案例蒐集與深入分析」，與「國 內歷史海岸災害相關資料蒐集」。國外案例蒐集方面，主要為各國針對海岸韌性防 災資訊進行蒐集，包含海岸韌性評估方法、提升海岸韌性案例及其相關背景等，並 進行深入分析，做為國內提升海岸韌性之借鏡，俾利研擬相關建議；國內案例蒐集 方面，主要為進行國內至今海岸災害相關案例，並進行其案例背景與致災原因分 析，以做為後續風險評估及既有海岸韌性評估之基礎。
圖1-3-2 計畫工作流程與執行架構 二、情境分析及衝擊評估作業階段
此階段工作項目包含「氣候變遷情境分析」，與「氣候變遷對海岸災害之衝擊 評估」。透過氣候變遷資料蒐集與分析，藉以擬訂此計畫氣候變遷情境方案，以做 為氣候變遷對海岸災害衝擊評估之情境案例。於海岸災害方面，為考量於氣候變遷 下海象情境與降雨情境所造成的衝擊，將運用「海洋模式」及「淹水模式」兩種數 值模式來進行衝擊評估作業。
三、海岸災害風險評估作業階段
因 應 氣 候 變 遷 之 海 岸 風 險 評 估
國外因應海岸韌性防災 案例蒐集與深入分析
國內歷史海岸災害相關 資料蒐集
氣候變遷情境分析
氣候變遷對海岸災害之 衝擊評估
氣候變遷下海岸災害之 風險評估
氣 候 變 遷 衝 擊 對 海 岸 韌 性 影 響 評 估 案例蒐集
案例分析
工作討論會 案例背景分析 防災方案探討 在地化應用建議 歷史案例蒐集
背景資料分析
海岸韌性評估 計畫區域現況
海象情境分析
降雨情境分析
設計條件分析 氣候變遷條件分析
設計條件分析 氣候變遷條件分析
情境擬訂
數值模式建構 海洋模式
淹水模式 模式驗證 海岸災害衝擊評估
風險評估 繪製風險地圖
第一年度(108年)：彰化、雲林、嘉義 第二年度(109年)：臺南、高雄、屏東
第二年度 (109年)
估方式，進行海岸災害評估，並更新繪製風險地圖，以做為未來政策及提升海岸韌 性相關對策參考之依據。
四、海岸韌性影響評估作業階段
此階段工作項目主要為「海岸韌性影響評估」，參酌此計畫蒐集之海岸韌性相 關資料，擇選示範區域進行海岸韌性相關評估作業。除研擬提升海岸韌性相關因應 對策建議外，亦需針對對策功效進行評估，探討其對策之合適性，相關評估經驗可 做為未來海岸韌性評估與因應對策研擬之參考，此階段作業擬於計畫第2年度辦理。
1-4 執行進度(Gantt Chart)
工作項目
月次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
年別 108 年
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
國外因應海岸韌性防災案例 蒐集與深入分析
國內歷史海岸災害相關資料 蒐集
氣候變遷情境分析
評估氣候變遷對海岸災害之 衝擊分析
氣候變遷下海岸災害之風險 評估
報告編印
預定進度累計百分比 1 5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 100
已完成進度 未完成進度
註：為加強資本門支出管制，各受託單位於計畫甘梯圖「工作項目」欄內將資本門支出之進度單獨填列一項，俾使 追蹤。
108/6
期中報告 108/11
期末報告
第二章 國外因應海岸韌性防災案例 蒐集與深入分析
本章節主要為蒐集國外因應海岸韌性防災案例，進行深入探討，並研提在地化具體 建議。此工作項目具獨立目的性，因此以「專題」方式加強論述，以明確各項內容，其 專題各節分別為前言、案例背景、海岸韌性評估方法、對策與成效說明(包含分析政策 層面、執行層面及現狀之執行進度等)及在地化具體建議(包含國內海岸韌性評估相關方 法說明即在地化具體建議)。各節內容如后所示：
2-1 前言
海岸韌性防災之基礎以「韌性防災」為主，而韌性防災基本架構為災害韌性操作程 序 (Operational Process of Urban Disaster Resilience, OPUDR)，主要說明韌性研究進行 的基本邏輯架構，如圖2-1-1所示。操作程序可分成三個階段，包含「災害預防」、「災 害應變」，以及「災後復原重建」(Hung et al., 2016)。
資料來源：參考Cutter et al. (2008); Hung et al. (2016)繪製
圖2-1-1 韌性防災基本架構圖
一、災害預防
災害預防(圖2-1-1中A 部分)係指區域既有之實質環境與社會經濟條件，此部份 會與海岸面對可能之潛在災害事件與氣候變遷產生互動，進而影響災害衝擊程度。
災害預防包含海岸面對天然災害特性(如災害類型、頻率、強度、持續時間、區位與 範圍等)，及氣候變遷導致可能形成的相關影響(例如，極端雨量、增溫、海平面上 升等)。這些災害與氣候變遷現象，可視為外來可能影響源，其會與海岸的既有環境 條件發生互動，而產生不同層面衝擊，亦會塑造不同類型的區域韌性特質。
構成災害預防之要素，包含實質環境與天然條件、社會經濟條件、建成環境(例 如，土地使用與開發、基礎設施等)，與社區內家戶特性(例如，人口特性、弱勢、
教育程度等)、行為及與社區互動關係。這些特性會構成海岸整體災害韌性，當發生 災害事件或氣候變遷威脅，海岸條件會與這些外來威脅產生互動，而產生不同程度 衝擊與影響。
二、災害應變
災害應變(圖2-1-1中B 部分)為海岸整體或個別家戶對個別災害事件之回應與 應變機制(如預警機制、疏散避難計畫、庇護所設置、災害訊息提供等)。災害應變 會決定災害對海岸影響之即時或短期效應。當具備較佳應變機制，有助於降低災害 損失與負面衝擊。而個別家戶之應變能力，則是海岸社區條件與家戶特性的函數(即 家戶與社區整體環境的互動關係)。
三、災後復原重建
災後復原重建(圖2-1-1中C 部分)為中長期之災後復原、調適與學習能力。海岸 具備良好之「調適力」與「學習能力」，有助於提升對於災害衝擊之容受力與韌性，
以降低災害損害與衝擊。當海岸具備良好之「調適力」(即有較佳調適機制，如妥適 之土地使用策略與災害保險等)，便可提升對災害容受力與受創門檻以降低災害衝 擊。「學習能力」代表從對災害觀察與抗災經驗增加社會學習力以強化社區集體韌 性，可改善海岸原有條件的不足、增強面對災害衝擊的應變能力，及增加社區從災 害衝擊恢復生活機能與進行重建之能力。
根據NOAA對海岸韌性(coastal resilience)的定義，韌性係指適應環境與狀態的改變 和在緊急狀況下承受並快速回復的能力，也可說是災害發生後的恢復能力。韌性的概 念適用於個體大小社區、基礎設施及環境。隨著氣候及環境的變化，人們所要面對的 自然及人為災害越多，沿海地區即是第一衝擊地區(直接面對暴潮、洪水及海嘯等災害 衝擊)，故提高沿海城市的海岸韌性極為重要。圖2-1-2簡單說明海岸韌性城市的防災機 制，依序為計畫和建立韌性、災害發生後的應對、恢復原有的城市型態。
資料來源：NOAA
圖2-1-2 NOAA定義海岸韌性地區的防災機制圖
本專題則是以蒐集國外因應海岸韌性防災案例，並進行深入分析，研提在地化建 議為目的。於案例擇選之前，需先針對國外因應海岸任行提升之相關資料進行蒐集與 分析，俾利研提本年度專題所需探討之案例。目前蒐集日本、美國、紐西蘭及荷蘭等 四個國家之海岸韌性防災策略與執行案例相關資料，各國案例將於此節分述，簡述於 表2-1-1。2-2節將以「荷蘭」為案例進行背景說明，除先針對荷蘭治水之方式及轉變做 說明外，並進一步以「荷蘭鹿特丹」為例，說明一個韌性城市的發展及其特色。
表2-1-1 國外海岸韌性之發展概況
國家 韌性發展概況
日本 日本已擬訂海岸韌性防災相關策略，仙台市因往昔海嘯襲擊關係，對於海岸韌性防災執行較為
完整。
紐西蘭 紐西蘭政府於2006年提出未來20年的海岸策略，以策略為基礎，提出海岸地區的社區計畫。
美國 建立評估步驟，依據不同地區，擬訂個別的海岸韌性規劃。海岸韌性評估的內容包含:土地的
利用、海岸的利用狀況、評估區域的地形、海岸受波浪危害高低、房屋的建造型態等。
荷蘭
提出「三角洲計畫」防止荷蘭的海岸被侵略，減少洪水與海水倒灌的發生頻率，並推動氣候變 遷相關之水議題在調適及減緩的研究與規劃。近年來，治水策略從傳統上「與水爭地」的思維 轉成「還地於水」。
一、日本
日本的沿海地區集中了許多人口與產業，且被多樣化及高密度地使用，而逐漸 被視為國際轉運基地的角色。日本政府將海岸發展的方向分為三大類：沿岸區域的 區域活性與轉運基地設計、沿岸區域安全與防災、沿岸環境確保。以下為日本海岸 韌性相關策略：
1.增訂及修訂災害相關法律，例：國土強靱化法、首都直下地震對策法、地震對 策法、基本災害對策法、港口法等。
2.檢修沿海保護設施。
3.進行沿海暴潮及大浪的觀測。
4.港灣改建時，須將生態、環境以及防災納入規劃。
5.進行各港灣的生態再生計畫。
日本仙台市海岸約每40年會發生7級的地震，重要歷史事件包含1978年宮城縣 近海地震、2011年311東日本大地震，造成建築物破壞以及人員傷亡。因為過去的 歷 史 教 訓 ， 仙 台 市 政 府 將 其 都 市 發 展 訂 為 防 災 環 境 都 市(Disaster-resilient environment-friendly city)，三個主要的發展方向為低碳(Low carbon)、宜居(Ease of living)以及防災回復力(Disaster resilience)，其發展方向圖(如圖2-1-3所示)。
因2011年311東日本大地震引發海嘯，造成仙台市多人死亡及失蹤，故仙台市 的防災策略主要為海嘯防範，其防災策略斷面圖(如圖2-1-4所示)。仙台市的防災策 略如下：
1.提高道路高程(elevated road)
仙台市提高部分道路高程(如圖2-1-5所示)，使道路兼具堤防及交通往來功能。
2.種植防災林以及改善沿海公園
仙台市於沿海種植防災森林，並改善防災森林後的海濱公園。仙台市政府改善 海濱公園的休憩場所，並於每一休憩區域建造一高度約為10到15公尺的小山 坡，該小山坡可作為居民短時間疏散的區域，其示意圖(如圖2-1-6所示)。
3.建立疏散設施與疏散空間利用協議
仙台市於各處興建疏散設施，其中設施包含室內空間以提供物資存放使用，如：
海嘯疏散塔，如圖2-1-7所示。於中小學外建造室外疏散樓梯，提供居民疏散使 用，如圖2-1-8所示。仙台市亦與私人公司簽訂臨時海嘯疏散避難所使用協議。
4.建立避難地圖並改善道路
建立建議路線疏散路線，加寬主要疏散道路、並安裝疏散指標，其建議疏散路 線地圖(如圖2-1-9所示)。
5.房屋遷移
協助災害風險區居民搬遷至其他地區，提供房屋重建及搬遷補貼。
資料來源：仙台市災害韌性及環境友善城市推廣辦公室
圖2-1-3 仙台市的防災環境都市政策發展方向圖
資料來源：仙台市災害韌性及環境友善城市推廣辦公室
圖2-1-4 仙台市岸邊到居民居住地之防災策略斷面圖
資料來源：仙台市災害韌性及環境友善城市推廣辦公室
圖2-1-5 仙台市提高道路高程路段圖
資料來源：仙台市災害韌性及環境友善城市推廣辦公室
圖2-1-6 海濱公園居民短期疏散區域示意圖
資料來源：仙台市災害韌性及環境友善城市推廣辦公室
圖2-1-7 海嘯疏散塔 圖2-1-8 國小室外疏散樓梯
資料來源：仙台市災害韌性及環境友善城市推廣辦公室
圖2-1-9 仙台市疏散設施及路線鳥瞰圖
二、紐西蘭
紐西蘭政府於2006年提出未來20年的海岸策略，其主旨：「New Plymouth District 的海岸-一個繁榮、穩定成長，且人與環境所需平衡的地區。」針對New Plymouth District的海岸的八個主要政策方向考慮人口成長、經濟發展、基礎建設、地方認同、
開放及娛樂空間、沿海災害、環境、土地所有權。
紐西蘭政府針對訂定出的海岸策略，提出奧克拉(Oakura)和烏雷努伊(Urenui)地 區的社區未來計畫，其計畫包含住宅擴建、沿海災害管理，以及娛樂計畫。以下針 對奧克拉和烏雷努伊地區沿岸政策說明：
1.奧克拉
奧克拉地區的沿海計劃圖(如圖2-2-10所示)。奧克拉的海岸策略分為以下幾點：
(1)於侵蝕較為嚴重的公路(Ahu Ahu RD～Wairau RD)做離岸暗礁結構物(off shore reef structure)，以增加海灘的自然砂丘區域，並回復近岸自然環境。
(2)針對近岸的土地作植栽及保護自然生長植物方針作調查，考慮是否可以由志 工或是土地所有者執行保護策略。
(3)對於近岸的私人土地區域，進行海岸侵蝕評估，並要求土地所有者要善盡海 岸的保護責任。
(4)評估民眾到海邊的路線對岸邊砂丘的影響性，並找出對環境影響較小的路 徑。
2.烏雷努伊
烏雷努伊地區的沿海計畫圖(如圖2-1-11所示)。烏雷努伊的海岸策略分為以下幾 點：
(1)工程層面來說，擬訂三種工程手段，分別為建造海堤、建造離岸潛堤及人工 養灘。海堤建造是為了短期間內能夠達到保護岸邊建物與人民的安全，惟經 常時間來說，亦可能加劇海岸侵蝕現象；離岸潛堤則可以囚固漂砂，再造沙 灘，增加海岸遊憩成效，惟成本較高；養灘工程可穩定灘岸，使之達動態平 衡效果。然，該政府考量經費與期程，最後決議先利用在地材料於西部海岸 建造砌石海堤(rock seawall)以短期提升海岸防護效果，另再延長改善對策研 究期程，研擬較適合之改善方式。而就韌性提升而言，加強海岸防護工法亦 為提升韌性的一環。
(2)細分烏雷努伊河從海岸到高地的河段以提供未來建設計畫的區域方針。
(3)針對沿海地區的採砂活動訂定法令。
(4)擬訂公路周圍建物或居民搬移之規劃，藉以降低沿岸災害。
三、美國
美國紐約市濱海區長達520英里且非常多樣化，每塊區域都有自己所面臨的狀 況以及嚴重程度，因此紐約市政府調查各區域的高程、海岸組成及型態、居住型態 等，再針對各個區域作客製化的海濱規劃。其規劃及評估步驟(如圖2-1-12所示)，以 下為各步驟介紹：
1.識別研究領域以及規劃之內容
此步驟的目標是確定分析的地理範圍，並在必要時將其劃分為更易於管理的子 區域。整個過程中，分析將涉及整個研究區域和各個子區域。子區域的邊界可 以由具有共同特徵和共同危險暴露的水體和地理特徵來界定。此外，在此步驟 有必要了解研究的計劃背景。這意味著需要通過公眾參與來確定利益相關者、
其他相關計劃或項目，並評估現有條件、趨勢和目標。
2.評估周圍危害、脆弱性以及風險
此步驟的目標是了解整個研究區域和各個子區域的脆弱性和風險。這些因地而 異，並且有可能隨時間而改變。
3.識別潛在策略
在此步驟中，基於對第二步的分析以及該區域的地貌和土地利用特徵，確定了 各個子區域的潛在策略。在此步驟結束時，為整個研究領域開發了替代方案。
替代方案可以包括不同規模的不同策略的多種組合，協同作用以解決多種危害。
4.評估替代方案
評估這些替代方案的總體成本和效益，包括風險降低效益和財務成本，以及其 他考慮因素，如環境品質(environmental quality)、城市設計以及與其他社區目標 的一致性。評估應該要確定那些在潛在成本方面具有最大化潛在效益的策略，
包括現有資源的成本效益使用和氣候變化及其他趨勢的長期結果。這種評估應 該使人們了解哪些替代方案對於哪些領域以及短期，中期和長期而言最具成本 效益及符合現實。
5.開發適應途徑
適應途徑是如何將短期內可採取的一系列行動與長期定期決策點相結合的靈活
間框架對替代方案的成本效益進行評估，可以將它們縮小為一組對於給定子區 域具有成本效益的替代方案。這種途徑應包括那些滿足短期需求成本效益之手 段，且包括長期成本效益方法之步驟。途徑還應包括預先確定的步驟，以便重 新評估實施的進展以及氣候預測和其他風險因素的變化。
6.實行計畫
在大多數規模上，韌性策略不可能由個人或具有單個項目的實體實施。相反的，
它需要許多人和許多組織一起的協調行動。在每個規模上都涉及多個參與者，
所有參與者都發揮著重要作用。實施不僅包括確定需要做什麼，還包括需要在 各種行動範圍內做什麼。
海岸韌性評估的內容包含：土地利用、海岸利用狀況、評估區域的地形(如圖 2-1-13所示)、海岸受波浪危害高低、房屋建造型態(如圖2-1-14所示)等。評估海岸韌 性後，將可能增加海岸韌性且降低災害之項目再做評估，藉以確立執行工程的優先 順序(如圖2-1-15所示)。
資料來源：New Plymouth District Council
圖2-1-10 Oakura地區的沿海計畫圖
資料來源：New Plymouth District Council
圖2-1-11 Urenui地區的沿海計畫圖
資料來源：紐約城市規劃部
圖2-1-12 規劃及評估流程圖
圖2-1-13 美國紐約區海岸地形對應的危 害風險評估圖
圖2-1-14 美國紐約區房屋型態對應的危 害風險評估圖
資料來源：紐約城市規劃部
圖2-1-15 美國紐約區提高海岸韌性方法對應之災害防護成效評估圖
四、荷蘭
荷蘭有一大部分的土地在萊茵河(Rhine)、馬士河(Meuse)、斯海爾德河(Scheldt)沖積 而成的，且因國土大部分低於海平面，故荷蘭有最低的國家之稱。1937年荷蘭公共工程 部發表當海平面上升或暴潮時，荷蘭會有很多地區受到侵害，故荷蘭政府提出封閉河口 的解決方案，但其方案仍無法抵禦1953年的洪水，而該場洪水造成約15萬公頃的土地被 淹沒及2,000以上的死亡人數。因1953年洪水所帶來的重大破壞，荷蘭政府組織三角洲委 員會，考慮安全、經濟等因素，提出三角洲計畫。
在執行三角洲計畫的過程中，荷蘭政府意識到因工程忽略環境，而造成出海口生態 衝擊，且於1993、1995年萊茵河及馬士河河水位暴漲和溢堤造成市區淹水，使得荷蘭政 府的治水策略從傳統上與水爭地的思維轉成還地於水。除此之外，於2011年成立一非政 府間國際組織 - 三角洲國際聯盟(Foundation Delta Alliance International)，其宗旨乃強化 全球三角洲地區之「適應」及「復原」能力，以期降低天然災害造成的損失，進而建構 環境永續發展，目前共有15個會員，台灣亦為其中之一。本年度海岸韌性防災專題將以
「荷蘭」為案例進行說明，並挑選「荷蘭鹿特丹」海岸城市做為海岸韌性案例討論之主 要對象。
資料來源：三角洲國際聯盟
圖2-1-16 三角洲國際聯盟會員分布圖
2-2 案例背景說明-荷蘭
荷蘭是一個地勢平坦，全國超過一半以上土地低於海平面的國家，自古以來飽受 北海暴潮的海水倒灌，以及萊因河(Rhine)和馬士河(Mass)等河水暴漲之威脅。為了與
大自然抗衡，增加可用的土地面積以及抵擋水患，荷蘭人建造堤防阻擋海水，利用風 車將低地的水排出。西方諺語：「上帝創造了大地，但荷蘭人創造了荷蘭(God created the earth, but the Dutch created the Netherlands.)」這句話充分反應荷蘭在排洪造地方面的 成就。
20世紀的荷蘭完成了兩個非常重大的計畫(Hoeksema, 2006)：西北部大規模的填海 造陸，以及西南部的三角洲防洪工程。兩者有著許多相似之處：1. 非急迫的解決問 題，而是進行一個長遠的規劃；2. 計畫執行由簡入繁，透過經驗以及技術的積累，進 而提升高難度工程的品質；3. 計畫花費的時間超出原規劃的期程；4. 計畫完成後，需 求面也已改變，導致了新的方法、結構及發展的研發。
荷蘭西南部的三角洲主要是由萊因河(Rhine)、馬士河(Maas)和須耳德河(Schelde)沖 積而成，如圖2-2-1所示。1953年1月31日至2月1日，北海的大潮(high spring tide)和暴潮 (storm surge)沖毀了合計800 km的堤防、形成67個開口(flow gap, 使海水於低潮位時仍 不斷流入內陸區域)、淹水面積達2,000 km2、3,000棟房屋被破壞(43,000棟受損)、造成 1,835人死亡、以及72,000被迫撤離(Hoeksema, 2006)。圖2-2-2及圖2-2-3分別為此事件的 淹水分布及堤防損壞情形。
為此，荷蘭的運輸及公共工程部(Ministry of Transport and Public Works)於1953年2 月21日，成立一個以工程師為主體的三角洲委員會(Delta Commission)，主要的任務是 避免再次發生如此嚴重的淹水事件。當時的委員會提出了兩個選擇(Hoeksema, 2006)：
1. 提高總長達700 km的海堤(sea wall)和堤防(dike)；2. 封閉大部分的入潮口 (tidal inlet)，並提高海岸及航道上的堤防高度。由於，在此之前的研究指出後者具有將「侵入 式建築侷限於海岸線之外(limit intrusive construction to the outer coastline)」以及「顯著的 縮短北海海岸長度(siginificantly reduce the length of North Sea coast)」的優點。縮短海岸 線能減少未來海堤的維護及升級費用，並且此方法已非常成功的運用在西北部須德海 (Zuiderzee)的填海造陸工程。
因 此 ， 荷 蘭 展 開 了 世 界 知 名 的 三 角 洲 計 畫 (Delta Works, Delta Project, Dutch Deltawerken)。計畫於1953年開始，1997年結束，共花費45年的時間，斥資50億美元興 建「水壩(dam)」、「暴潮屏障(storm surge barrier)」、「水閘(locks)用以阻隔鹽水與淡 水」和「更高的海堤(sea dike)」。三角洲計畫對當時的荷蘭水利工程師而言依然是個巨 大的挑戰，因此為了能順利完成各項工程，三角洲委員會依「需求」和「工程難易度」
制訂了施工的優先順序。首先進行的是受水患威脅最大的區域，接著從難度較低的工 程開始，透過這些過程經驗的積累，最終完成了許多高難度的水利設施，例如：
Oosterschelde Barrier和Maeslant Barrier，如圖2-2-4所示。
資料來源：Hoeksema (2006)
圖2-2-1 荷蘭及其鄰近的國家
資料來源：Hoeksema (2006)
圖2-2-2 荷蘭1953年淹水事件導致的西南部淹水區域
資料來源：Hoeksema (2006)
圖2-2-3 荷蘭1953年的洪水造成堤防毀損
