廉潔、效能、便民
經濟部水利署水利規劃試驗所
地址：台中市霧峰區吉峰里中正路 1340 號 網址：http://www.wrap.gov.tw/
總機：(04)23304788 傳真：(04)23300282
ISBN：978-986-02-8138-5
GPN: 10010001211 定價：新臺幣 800 元
堰塞湖危險度、危害度評估方法與 堰塞湖處置資訊管理系統建置
Evaluation of Landslide dams Susceptibility and Hazard and Establishment of the
Information Management System
經濟部水利署水利規劃試驗所 中華民國 100 年 6 月
6
100
堰 塞湖 危險 度
、危 害度 評 估方 法與 堰 塞湖 處置 資 訊管 理 系統 建置
中華 民 國
年 月 經 濟部 水利 署 水利 規劃 試
MOEAWRA0990435
堰塞湖危險度、危害度評估方法與 堰塞湖處置資訊管理系統建置
Evaluation of Landslide dams Susceptibility and Hazard and Establishment of the
Information Management System
主辦機關：經 濟 部 水 利 署 水 利 規 劃 試 驗 所 執行機關：國立交通大學防災與水環境研究中心
中華民國 100 年 6 月
目 錄
目錄 ... 目-I 表目錄 ... 表-I 圖目錄 ... 圖-I 摘要 ... 摘-I ABSTRACT ... A-I 結論與建議 ... 結-I 第壹章 前言 ... 1-1 一、計畫緣起 ... 1-1 二、計畫目標 ... 1-1 三、工作項目 ... 1-2 四、工作範圍 ... 1-4 五、工作構想及流程 ... 1-5 六、前期計畫 ... 1-6 (一)堰塞湖基本特性 ... 1-7 (二)堰塞湖一般性處理及防治對策 ... 1-11 (三)堰塞湖調查... 1-14 (四)預警系統與監測、監視作業 ... 1-15 (五)工程處理 ... 1-16 第貳章 基本資料蒐集 ... 2-1 一、水利署 ... 2-1 二、內政部 ... 2-4 三、交通部 ... 2-4 第參章 堰塞湖形成後危險度評估方法建立 ... 3-1 一、天然壩穩定性評估地形因子定量分析方法 ... 3-1 (一)無因次阻塞指標 ... 3-2
(二)鑑別分析模式 ... 3-3 (三)邏輯斯迴歸模式 ... 3-4 (四)天然壩穩定性評估地形因子定量模型於台灣應用合宜性評估 ... 3-6 二、危險度模型參數評估流程 ... 3-9 三、危險度分級 ... 3-16 第肆章 堰塞湖危害度評估方法之建立 ... 4-1 一、危害度評估方法 ... 4-4 (一)危害度因子... 4-5 (二)淹水對居民與經濟損失之估算方法 ... 4-10 (三)淹水危害度的製訂 ... 4-11 (四)危害度之應用 ... 4-14 二、上游淹沒區範圍與危害影響評估 ... 4-15 (一)短時間分析處理 ... 4-15 (二)長時間危害影響分析 ... 4-20 三、天然壩潰決對下游危害度評估 ... 4-21 (一)快速評估法（危害定性評估）： ... 4-21 (二)詳細評估-潰壩分析(危害定量分析評估） ... 4-24 第伍章 監測數據處理分析系統研究 ... 5-1 一、監測數據分析方法回顧 ... 5-1 二、監測數據處理分析系統架構 ... 5-3 三、測量接收處理系統 ... 5-5 四、資料統計預報模式開發 ... 5-6 (一)傳統分析法... 5-7 (二)非線性分析方法 ... 5-8 (三)資料驗證 ... 5-11
第陸章 堰塞湖處置資訊管理系統建置 ... 6-1 一、資料庫管理 ... 6-1 二、基本資料查詢 ... 6-4 (一)新增資料匯入 ... 6-4 (二)GIS內建功能 ... 6-4 (三)圖徵選取 ... 6-4 (四)空間定位 ... 6-5 三、監測數據處理分析系統 ... 6-6 (一) 線上數據查詢 ... 6-7 (二)數據接收處理 ... 6-7 (三)匯入監測資料點 ... 6-8 (四) 監測點位統計與分析 ... 6-8 四、災害評價模型庫 ... 6-9 (一) 匯入DEM ... 6-10 (二)計算集水區範圍 ... 6-10 (三)上游淹沒區範圍 ... 6-11 (四)淹沒容積 ... 6-12 (五)災害評價分析 ... 6-13 五、知識庫及輔助決策研擬 ... 6-14 (一)潰口分析Breach ... 6-15 (二)危害度快速分析 ... 6-17 (三)Sobek資料產出 ... 6-17 (四)匯入現勘照片 ... 6-17 六、相關資料 ... 6-19 (一)相關網站 ... 6-19 (二)表單下載及資料上傳 ... 6-20
第柒章 模擬案例及技術轉移訓練 ... 7-1 一、案例資料建置及評估、模擬 ... 7-1 (一)小林村堰塞湖： ... 7-1 (二)那瑪夏堰塞湖 ... 7-29 二、堰塞湖處置資訊系統使用教育訓練 ... 7-47 參考文獻1
附錄一 審查意見及回覆7 附錄二 台灣堰塞湖資料庫1
附錄三 堰塞湖天然壩緊急調查與危害度初步評估野外手冊1 附錄四 野外手冊緊急現勘案例(桃源堰塞湖)41
附錄五 監測系統規劃12
附錄六 堰塞湖處置資訊管理系統使用者手冊1 附錄七 潰壩模式分析手冊53
附錄八 教育訓練教材54 附錄九 工作人員名單55
表 目 錄
表 2-1 資訊系統資料內容 ... 2-2 表 2-2 水文水資源管理供應系統圖資 ... 2-3 表 2-3 水利規劃試驗所蒐集之圖資 ... 2-4 表 3-1 台灣堰塞湖案例天然壩穩定性評估地形因子定量分析結果比較
表 ... 3-8 表 3-2 堰塞湖天然壩危險度分級表 ... 3-17 表 4-1 淹水危害因子考量 ... 4-5 表 4-2 淹水深度對生命因子影響分級表 ... 4-8 表 4-3 水流流速對生命因子影響分級表 ... 4-9 表 4-4 水位上升率對生命因子影響分級表 ... 4-10 表 4-5 土地利用類別淹水深度－損失關係表 ... 4-11 表 4-6 天然壩淹水危害度分級 ... 4-12 表 4-7 堰塞湖天然壩淹水程度分級 ... 4-12 表 4-8 堰塞湖潰決淹水危害度分級(快速評估) ... 4-13 表 4-9 堰塞湖潰決淹水危害度分級(詳細評估) ... 4-13 表 5-1 資料統計預報模式 ... 5-13 表 7-1 小林村堰塞湖上游淹沒危害度分析 ... 7-10 表 7-2 小林村堰塞湖下游危害度快速評估法分析 ... 7-15 表 7-3 小林村堰塞湖下游詳細資料分析 ... 7-19 表 7-4 小林堰塞湖潰決洪峰到達時間 ... 7-20 表 7-5 小林堰塞湖潰決危害度分析 ... 7-27 表 7-6 那瑪夏堰塞湖上游淹沒危害度分析 ... 7-37 表 7-7 那瑪夏堰塞湖潰決危害度分析 ... 7-46 表 7-8 堰塞湖處置資訊系統教育訓練第1 梯次課程表 ... 7-48 表 7-9 堰塞湖處置資訊系統教育訓練第2 梯次課程表 ... 7-48
圖 目 錄
圖 1-1 小林堰塞湖及那瑪夏堰塞湖位置圖 ... 1-4 圖 1-2 工作執行流程圖 ... 1-6 圖 1-3 天然壩破壞方式－壩頂溢流破壞示意圖(高橋‧匡，1988) .... 1-8 圖 1-4 天然壩破壞方式－邊坡破壞示意圖(高橋‧匡，1988) ... 1-9 圖 1-5 天然壩破壞方式－溯源沖刷破壞示意圖(高橋‧匡，1988) .... 1-9 圖 1-6 堰塞湖的壽命（SCHUSTER AND COSTA，1986） ... 1-11 圖 1-7 堰塞湖壽命分佈長條圖(水規所，93 年) ... 1-11 圖 1-8 堰塞湖形成後建議作業順序流程圖(水規所，93 年) ... 1-13 圖 1-9 初步調查作業流程圖(水規所，93 年) ... 1-14 圖 1-10 詳細調查作業流程圖(水規所，93 年) ... 1-15 圖 1-11 監測儀器量測項目與種類(水規所，93 年) ... 1-16 圖 1-12 工程處理方案決定流程圖(水規所，93 年) ... 1-18
圖3-1 DBI指標分析判斷全球 84 個天然壩體穩定性(三角形為穩定壩、
菱形為不穩定壩)之結果(ERMINI AND CASAGLI,2003) ... 3-2 圖 3-2 日本案例(TABATA ET AL.,2002)地形參數定義 ... 3-4 圖 3-3 天然壩危險度快速評估流程 ... 3-10 圖 3-4 那瑪夏鄉堰塞湖天然壩壩體幾何參數取得方法 ... 3-10 圖 3-5 那瑪夏鄉堰塞湖天然壩壩體推估等高線 ... 3-12 圖 3-6 那瑪夏鄉天然壩體地形實測剖面位置圖 ... 3-13 圖 3-7 重建納瑪夏鄉天然壩壩體剖面與實測剖面比較圖 ... 3-13 圖 3-8 集水區面積A為 1KM2，(A)壩高為 30M (B)壩高為 40M (C)壩高為
50M。 ... 3-18 圖 4-1 上游淹沒區危害度分析流程圖 ... 4-3 圖 4-2 潰壩對下游淹水危害度分析流程圖 ... 4-4 圖 4-3 水流流速-身長比圖 (利根川研究會，1995) ... 4-9
圖 4-4 堰塞湖水位監測、溢頂時間以及淹沒範圍推估方法示意圖。(A) 根據數值地形於GIS系統架構下分析獲得之水位-水體積圖；(B)水 位高程-時間預測圖 ... 4-18 圖 4-5 堰塞湖形成後上游淹沒範圍與溢頂時間分析流程 ... 4-19 圖 4-6 唐家山堰塞湖上游多期遙測正射影像圖（董家鈞等，2010）
... 4-20 圖 4-7 堰塞湖壩體形狀上游壩體坡度1:2、下游坡度 1:2 示意圖 ... 4-22 圖 4-8 堰塞湖壩體高度-蓄水體積-潰壩洪流量關係示意圖 ... 4-23 圖 4-9 堰塞湖形成後之淹水程度分級流程 ... 4-23 圖 4-10 堰塞湖潰壩分析流程 ... 4-25 圖 5-1 監測數據處理分析系統架構與流程 ... 5-14 圖 5-2 TDR感測平台資訊系統架構圖（戴子強，2010） ... 5-15 圖 5-3 測量接收處理系統流程 ... 5-15 圖 5-4(A)測量接收處理系統開發介面STEP1(B) 介面STEP2... 5-16 圖 5-5GIS資料查詢開發介面 ... 5-18 圖 5-6 分叉對控制空間之劃分（秦四清等人，1993） ... 5-18 圖 5-7 進階資料查詢開發介面(A)單一監測資料分析(B)兩組監測資料
比對分析 ... 5-19 圖 6-1 堰塞湖處置資訊管理系統介面 ... 6-2 圖 6-2 堰塞湖處置資訊管理系統介面 ... 6-2 圖 6-3 堰塞湖處置資訊管理系統工具地圖 ... 6-3 圖 6-4 基本資料查詢工具列內容 ... 6-4 圖 6-5 城市查詢定位視窗 ... 6-5 圖 6-6 地標查詢定位視窗 ... 6-6 圖 6-7 監測資料分析工具列 ... 6-6 圖 6-8 水資源資訊平台查詢界面 ... 6-7
圖 6-9 匯入監測資料點位視窗 ... 6-8 圖 6-10 監測點位統計與分析視窗 ... 6-9 圖 6-11 災害評價模型庫工具列 ... 6-10 圖 6-12 匯入DEM視窗 ... 6-10 圖 6-13 計算集水區範圍視窗 ... 6-11 圖 6-14 上游淹沒區範圍 ... 6-12 圖 6-15 上游計算之淹沒區與正射影像比對 ... 6-12 圖 6-16 淹沒容積視窗 ... 6-13 圖 6-17 災害評價分析視窗 ... 6-14 圖 6-18 災害評價分析查詢視窗 ... 6-14 圖 6-19 知識庫及輔助決策研擬工具列 ... 6-15 圖 6-20 潰口分析參數輸入表單 ... 6-16 圖 6-21 潰口分析成果展示 ... 6-16 圖 6-22 危害度快速分析視窗 ... 6-17 圖 6-23 編輯現勘照片點位圖資 ... 6-18 圖 6-24 編輯照片屬性資料 ... 6-18 圖 6-25 現勘照片點位圖資屬性資料 ... 6-19 圖 6-26 相關網站查詢視窗 ... 6-20 圖 6-27 表單上傳及下載視窗 ... 6-20 圖 6-28 上傳之表單查詢視窗 ... 6-21 圖 7-1 小林村崩塌後地質圖(李錫堤等，2009) ... 7-3 圖 7-2 旗山溪中殘存的天然壩(2009.09.09) ... 7-4 圖 7-3 小林村堰塞湖地籍與等高線圖與標高415 公尺等高線圖 ... 7-5 圖7-4 小林村堰塞湖發生位置周邊土地使用原始圖資與標高415、420M
等高線圖 ... 7-6 圖7-5 小林村堰塞湖發生位置周邊土地使用分類情況與標高415、420M
等高線圖 ... 7-7 圖 7-6 堰塞湖發生正射影像與標高 415、420M等高線圖... 7-8 圖 7-7 全省中央管河川河道斷面與位置 ... 7-11 圖 7-8 高屏溪SOBEK-1D之降雨逕流與水理模式範圍 ... 7-12 圖 7-9 小林堰塞湖上游淹沒區高程示意圖 ... 7-12 圖 7-10 降雨逕流模式結合淹水模式所得之上游淹沒區 ... 7-13 圖 7-11 主要壩體下游坡面坡面 1(H)：2(L) ... 7-15 圖 7-12 主要壩體上游坡面1(H)：2(L) ... 7-16 圖 7-13 旗山溪治理計畫流量示意圖 ... 7-16 圖 7-14 小林村堰塞湖潰口出流歷線 ... 7-17 圖 7-15 小林村堰塞湖不同時間之潰口形狀 ... 7-18 圖 7-16 小林村堰塞湖潰口底床與水位高程歷線 ... 7-18 圖 7-17 小林村堰塞湖水位高程圖 ... 7-19 圖 7-18 旗山溪出口下游邊界條件 ... 7-21 圖 7-19 小林村堰塞湖下游模擬結果（甲仙區小林里、關山里） ... 7-22 圖 7-20 小林村堰塞湖下游模擬結果（甲仙區） ... 7-23 圖 7-21 小林村堰塞湖下游模擬結果（杉林區月眉橋） ... 7-24 圖 7-22 小林村堰塞湖下游模擬結果（旗山區口隘溪匯入至美濃溪匯入 河段） ... 7-25 圖 7-23 小林村堰塞湖下游模擬結果（美濃溪匯入至旗山溪出口河段）
... 7-26 圖 7-24 旗山溪堰塞湖及崩塌區基本資料(林務局，2010) ... 7-30 圖 7-25 那瑪夏堰塞湖位置圖 ... 7-31 圖 7-26 那瑪夏堰塞湖(99/10/29 拍攝) ... 7-31 圖 7-27 那瑪夏堰塞湖溢流口(99/10/29 拍攝) ... 7-32 圖 7-28 那瑪夏堰塞湖災害評價分析結果 ... 7-33
圖7-29 那瑪夏堰塞湖地籍與等高線圖與標高795 與 800 公尺等高線圖 ... 7-34 圖 7-30 堰塞湖發生位置周邊土地使用分類情況與標高795、800M等高 線圖 ... 7-35 圖 7-31 堰塞湖發生正射影像與標高795、800M等高線圖 ... 7-36 圖 7-32 高屏溪SOBEK-1D之降雨逕流與水理模式範圍 ... 7-38 圖 7-33 降雨逕流模式結合淹水模式所得之上游淹沒區 ... 7-39 圖 7-34 壩體上游坡面1：4、壩體下游坡面 1：4，上游 2,000CMS入流 量堰塞湖溢頂沖刷可能之洪流量... 7-40 圖 7-35 那瑪夏堰塞湖主要壩體位置與上、下游坡降 ... 7-41 圖 7-36 那瑪夏堰塞湖潰口出流歷線 ... 7-42 圖 7-37 那瑪夏堰塞湖不同時間之潰口形狀 ... 7-42 圖 7-38 那瑪夏堰塞湖潰口底床與水位高程歷線 ... 7-43 圖 7-39 那瑪夏堰塞湖下游模擬結果（那瑪夏堰塞湖至至達卡努瓦里）
... 7-44 圖 7-40 那瑪夏堰塞湖下游模擬結果（甲仙區） ... 7-45 圖 7-41 第1 梯次教育訓練現場(I) ... 7-49 圖 7-42 第 1 梯次教育訓練現場(II) ... 7-49 圖 7-43 第 2 梯次教育訓練現場(I) ... 7-50 圖 7-44 第 2 梯次教育訓練現場(II) ... 7-50
摘要
一、計畫概述
災害的形成必須具備致災體和受災體 兩方面條件，前者是自 然動力作用所造成的災害活動；後者是人類勞動創造的物質財富 以及自然界提供給人類直接開發利用資源和環境，只有這兩方面 同時具備時，才能出現災害過程。這 兩方面條件不但決定災害是 否發生，而且決定了成災規模的大小。
堰塞湖所造成災害具有突發性災害（潰壩洪水）及緩慢性災 害（土砂、河道淤積問題）特性。其中突發性災害活動階段相當 短暫，這類災害的評估主要是天然壩形成後（災前）的危險度和 潰壩後的危害度，以防災減災工作角度，災前危險之危害度評估 尤為重要，乃為堰 塞湖防災的工作和研究重點。本計畫之目的旨 在建立堰塞湖危險度、危害度評估方法，並建置以 GIS 為平台之 堰塞湖處置資訊管理系統，用以提供堰塞湖防災緊急應變與決策 處置之參考。
二、基本資料蒐集
本計畫蒐集之資料分為兩類，第一類圖層範圍包含全台灣，
內容如下：城市界、基本資料(河道、河川、水庫壩堰、水門及堤 岸或護岸)、水文測站(河川水位站、河川流量站及雨量站)、敏感 地質(土石流潛勢溪流及崩塌地)；第二類圖層以模擬案例為主，
內容如下：兩萬五千分之一地形圖(三角點、山名、水準點、註記、
道路及等高線)、流域地質圖(斷層線、褶皺線、調查點及地層面) 及國土利用，摘表 1 為目前所蒐集之資訊系統資料內容。
摘表 1 資訊系統資料內容
資料大類 資料中類 資料小類 資料來源及範圍 地形 二萬五千
分之一地 形圖
三角點 內政部/模擬案例
山名 水準點 道路 等高線
註記 內政部/全省
地質 流域地質 圖
斷層線 中央地調所
褶皺線 調查點 地層面
敏感地質 土石流潛勢溪流 水土保持局/全省 崩塌地
土地利用 內 政 部國 土測 繪 中心/模擬案例
水文 基本資料 河道 水利署/全省
河川 水庫壩堰 水門
堤岸或護岸 水文測站 河川水位站 河川流量站 雨量站
三、堰塞湖形成後危險度評估方法建立
本計畫利用衛星影像以及數值地形模型，配合可快速進行空 間計算之 GIS 系統，運用於堰塞湖形成初期危險度快速分析與評 估。分析與評估工作包括：(1)及時取得足夠清晰之正射化遙測影 像，判釋堰塞湖位置；(2)配合數值地形模型獲得天然壩之幾何資
訊(壩頂高程、壩長、壩寬、壩高)以及上游集水區面積；(3)根據 數值地形資料繪製水位高程-湖水體積圖，並利用多期衛星影像搭 配數值地形模型進行堰塞湖水位高程監測；(4)估計淨入流流量、
溢流時間以及上游淹沒範圍與時間之關係；(5)利用地形指標或統 計模型以評估天然壩下游之危險度。
關於天然壩下游危險度評估方法，除了現行常用之主觀專家 判定方式以外，建議利用DBI 指數、鑑別分析與邏輯斯迴歸模型，
定量評估天然壩之危險度，以提供決策者主觀與客觀資訊。由於 其保守性，本計畫建議堰塞湖天然壩危險度分析可考慮使用邏輯 斯迴歸模型。本計畫以台灣堰塞湖案例確認統計模型之合宜性，
並根據天然壩破壞機率將危險度分為五個等級，包括：極高度危 險、高度危險、中度危險、低度危險、極低度危險。
四、堰塞湖危害度評估方法建立
堰塞湖的淹水危害度分析，分為快速、詳細評估兩種，並將 堰塞湖潛在危害分就上游與下游危害加以考量。
堰塞湖上游形成後，勢必會淹沒上游迴水河段，因此在快速 分析主要考量迴水範圍，並根據基本圖資將迴水範圍畫出。於詳 細評估除考量淹沒範圍外，並藉由一維水文、水理模式推估上游 多少降雨量時會發生壩頂溢流情況。
天然壩體潰決對下游危害度分析，於快速分析以上游可能入 流量，壩體形狀與蓄水量進行事先的演算與統計，根據實際天然 壩體進行潰口快速推估可能之出流量，再與計畫流量進行比較，
當出流量大於計畫流量則淹水程度分級高，反之，洪峰流量可行 於河道內，則淹水程度分級低。在詳細評估上，則利用二維淹水 模擬，將各村里可能之淹水情況進行統計與分析，並藉由淹水模
擬結果、經濟損失及脆弱人口推估、危險度等級，進行各村里之 淹水危害度分級。
關於天然壩下游危害度評估方法，本計畫建議根據危險度指 標(天然壩破壞可能性高低)以及潰壩洪峰之淹水影響(潰壩可能 洪峰流量除以河川治理計畫之流量)，以反應潰壩對下游河川之
“危害度”，本計畫建議堰塞湖對下游地區之淹水危害度可分為 七級，包括：極高危害度、高危害度、中-高危害度、中危害度、
中-低危害度、低危害度以及極低危害度。
另外，本計畫亦提出堰塞湖天然壩緊急調查與危害度初步評 估野外手冊(初稿)，手冊內容涵蓋作業流程、資料蒐集及室內作 業、現地勘查、危險度及潰壩洪峰之淹水程度分級。摘圖 1 為緊 急現勘作業流程圖。
五、監測數據處理分析系統研究
本計畫因應堰塞湖監測特性，已提出監測數據處理分析系統，
包含測量接收處理系統，以及資料統計預報模式。其中，本計畫 基於相關文獻回顧，提出四種資料統計預報模式，並配合現有監 測資料進行驗證，完成其演算方法測試與相關限制。為考量監測 數據處理分析系統實際應用與推廣，建議可嘗試由一般傳統壩體 監測應用開始，藉以回饋本系統在穩定性、介面使用親和性等校 正。
摘圖 1 緊急現勘作業流程圖
六、堰塞湖處置資訊管理系統建置
由於科技進步，對於監測、分析及圖形資料的增加速率相當 快速，亟需能夠有效率地處理這些海量數據，GIS 技術有能力提 供這方面的支援。當堰塞湖發生，管理單位必須彙整相當多資料，
快速分析出有用訊息提供決策者 參考，因此值得透過 GIS 以整合 圖資。此系統必須能具備提供訊息收集、儲存、管 理、檢索、分 析及編圖等全過程的電腦處理軟體工具系統。
堰塞湖處置資訊管理系統以堰塞湖個案建置，當有堰塞湖發 生時，可以地名或特殊地標定義，即可啟動系統。系統中預設載 入本計畫蒐集之基本資料，後續進行之調查、監測、及資料蒐集 等則獨立存在於該堰塞湖資料中，系統開發亦一個堰塞湖處置管 理系統工具列，內容包含基本資料查詢、監測數據處理分析系統、
災害評價模型庫、知識庫及輔助決策研擬及相關資料。
七、模擬案例及技術轉移訓練 (一)模擬案例
本計畫以旗山溪流域兩處堰塞湖為模擬案例，一處為已潰決 的小林村堰塞湖，另一處為未潰決的那瑪夏鄉(民生村上游)堰塞 湖。
小林村堰塞湖利用三種災害評價模式所計算之災害評價，除 DBI 顯示未能分類，鑑別分析模式及邏輯斯分析模式顯示該天然 壩為不穩定，其破壞機率為 85.72%。堰塞湖上游淹沒區長時間詳 細評估結果為上游淹沒區危害度為 1.0，具有極高淹水危害度。
潰決對下游危害度評估中，快速評估法結果為第 V 級，一定會發 生淹水，且具有極高危害度。
那瑪夏堰塞湖利用三種災害評價模式所計算之災害評價，均 顯示該天然壩為不穩定，其破壞機率為 90.1%。潰決對下游危害 度評估中，快速評估法結果為第 V 級，一定會發生淹水，且具有 極高危害度。
(二)教育訓練
堰塞湖處置資訊系統教育訓練考量未來使用者不同，分為兩 梯次辦理，第一梯次對象為水規所業務同仁，時間為民國 100 年 5 月 20 日，訓練內容為堰塞湖潰壩模擬及危害度詳細評估方法；
第二梯次對象為水規所及各河川局業務同仁，時間為民國 100 年 6 月 13 日，訓練內容為野外手冊操作及堰塞湖處置資訊系統應 用。
ABSTRACT
I. Introduction
The evaluation for the potential of a natural hazard should take into account both the probability of the hazard to occur (i.e., the susceptibility) and the impact on casualty/injury and economic losses. The former determines the chance of hazard, while the latter provide a measure of the scale of hazard damage (or vulnerability).
The threats from to a landslide dam can either be abrupt (e.g., flooding due to breaching of dam) or long-term (e.g., increase in sediment yield). For the purpose of hazard mitigation, the evaluation of abrupt type threats should include the assessment of failure probability of the landslide dam and the potential damage once the dam does breach. This project aims to establish methods for the assessments of landslide-dam failure probability as well as the scale of flooding damage and vulnerability after dam breaching. The landslide-dam hazard then can be assessed by the combination the level of landslide-dam failure probability and the level of flooding vulnerability. This project also design a geographic information system (GIS) for the management of landslide dam cases. It is anticipated that the GIS system will serve as a platform for necessary risk management and help to provide useful information for disaster prevention and hazard mitigation.
II. Data Collection
Two categories of information were collected in this project.
Category 1 data is regional data containing city boundary, basic data (rivers, dams, water gates, levees, etc.), hydrological stations, sensitive geology (potential debris flow and landslides), etc. Category 2 data contains data
of individual landslide-dam case including DEM, geology map, land-use information, etc.
III. Assessment of Landslide-dam Failure Probability (Susceptibility) This project suggests using satellite image and DEM, together with GIS capable of space calculation, for the preliminary assessment of the breaching potential of landslide dam. The steps of analyses may include the following: (1) to obtain orthomaps clear enough to locate the landslide dam. (2) to estimate the geometric parameters of the landslide dam (crest elevation, length, width and height) and the upstream catchment area by using DEM; (3) to estimate the relation between water level and lake storage volume from DEM, and to monitor the change of water level using multi-stage satellite images if available; (4) to estimate the net inflow, the time for overflow to occur, and the relation between the flooded zone and time; (5) to quantitative assess the failure probability of the landslide dam with the geometric parameters using the published logistic regression model. This model was also examined with many landslide-dam cases in Taiwan. The probability (susceptibility) of landslide-dam failure is classified into five levels according to the range of failure probability.
IV. Assessment of Hazard of Landslide Dam
The hazard assessments for landslide dam can be carried out either as a quick assessment in an early stage or as a detail assessment when information becomes sufficient. The flooding vulnerability due to a landslide dam should consider the threats from the dam both to the upstream areas (before dam breach) and to the downstream regions (after
dam breach).
For the upstream vulnerability, the assessment is to estimate the flooded zone due to water-level rise in the natural lake dammed by the landslide dam. In quick assessment, the flooded zone can be estimated form DEM and the rising water level. The detail assessment, on the other hand, can make use of hydrological model and hydraulic model to calculate the rainfall amount required to cause dam-crest overflow.
For the downstream vulnerability, the assessment is to estimate the downstream flooded zone due to the breach of the landslide dam. To perform quick assessment, a series of graphs were prepared for the peak outflow from a breached dam for various combined conditions of inflow, dam height, dam slopes, and lake storage. These graphs enable quick estimation of peak outflow from a breached dam. The peak outflow Qdb
is then compared with the designed flow of the downstream river Qdf; the level of flooding vulnerability then can be classified by the ratio of (Qdb / Qdf). For detail assessment of downstream flooding vulnerability, 2-D flooding numerical simulation is used to find the flooded zone, flooding depth, flow velocity, and water-level rising rate. The level of vulnerability for each downstream flooded region is assessed by considering factors including economic loss and vulnerable residences.
The downstream flooding vulnerability is classified into five levels.
Finally, the landslide-dam hazard can be assessed by combining the level of landslide-dam failure probability and the level of flooding vulnerability. The landslide-dam hazard is classified into seven levels in total.
V. Management and Analysis of Monitoring Data
A system of management and analysis of monitoring data for landslide-dam cases is established in this project. This system includes data acquisition, data statistics, and prediction model. Four kinds of prediction models are incorporated in the system. The project also used a variety of monitoring data from a well instrumented case to demonstrate and verify the effectiveness of the system.
VI. Geographic Information System for Landslide-dam Management This project established a geographic information system (GIS) for the management of landslide-dam cases. This GIS system enables the acquisition, management, storage, inquiry, analysis, and graphical output of information. It is anticipated that the GIS will serve as a platform for necessary risk management and help to provide useful information for disaster prevention and hazard mitigation.
The GIS enables the setup of individual landslide-dam case.
Pre-loaded data can be retrieved according to the location of the landslide dam. Data and information from following site investigation, instrumentation, and data collection can also be added into the system.
This system includes four sub-modules: (1) inquiry of basic information; (2) system of management and analysis of monitoring data; (3) hazard assessment and model library; (4) knowledge base, risk-management auxiliary and related information.
VII. Case Studies and Technology Transfer
(i) Two landslide-dam cases formed in 2009 were used to demonstrate the
effectiveness of the proposed methods in this project. The first case is the Shau-Lin case; the second case is the Na-Ma-Sha case.
(ii) Two training workshops were held to transfer the technology developed in this project.
結論與建議
一、結論
(一)若能整合衛星影像以及數值地形模型，配合可快速進行空間計 算之GIS系統，即可運用於堰塞湖形成初期之快速分析與評估。
重要工作包括：(1)及時取得足夠清晰之正射化遙測影像，判釋 堰塞湖位置；(2)配合數值地形模型獲得天然壩之幾何資訊(壩頂 高程、壩長、壩寬、壩高)以及上游集水區面積；(3)根據數值地 形資料繪製水位高程-湖水體積圖，並利用多期衛星影像搭配數 值地形模型進行堰塞湖水位高程監測；(4)估計淨入流流量、溢 流時間以及上游淹沒範圍與時間之關係；(5)利用地形指標或統 計模型以評估天然壩之危險度。
(二)關於天然壩下游危險度評估方法，除了現行常用之主觀專家判 定方式以外，建議利用DBI指數、鑑別分與邏輯斯迴歸模型，定 量評估天然壩之危險度，以提供決策者主觀與客觀資訊。源於 其保守性，因此，本計畫建議堰塞湖天然壩危險度分析可考慮 使用邏輯斯迴歸模型。本計畫以台灣案例確認統計模型之合宜 性，並根據天然壩破壞機率將危險度分為五個等級，包括：極 高度危險、高度危險、中度危險、低度危險、極低度危險。
(三)本計畫建議根據危險度指標(天然壩破壞可能性高低)以及潰壩 洪峰之淹水影響(潰壩可能洪峰流量除以河川治理計畫之流量)，
以反應潰壩對下游河川之“危害度”，本計畫建議堰塞湖對下游地 區之淹水危害度可分為七級，包括：極高危害度、高危害度、
中-高危害度、中危害度、中-低危害度、低危害度以及極低危害 度。
(四)防災作業手冊(緊急應變版)中將堰塞湖之危險程度劃分為三種
等級（有立即危險、有潛在危險以及無危險），再依其等級建議 處置方式。就本計畫所提出之危害度等級，極高、高及中-高等 級之危害度宜對應原「有立即危險」，中危害度對應原「有潛在 危險」，而低及中-低危害度則對應原「無危險」（或將「無危險」
改為「低度危險」）。
(五)根據堰塞湖行形成後的淹水危害度分析結果顯示，可用於未來 發生堰塞湖時，作為評估堰塞湖淹水危害度與壩體處置之參考 使用。
(六)在上游淹沒區短時間快速評估方法所提的四種資料，根據不同 的資料取得，均可對上游淹沒區進行快速評估，提供給防救災 單位作緊急疏散處置之參考。
(七)在上游淹沒區之長時間詳細評估方法，根據水位監測、水文-水 理模式演算與堰塞湖上游淹沒區的淹水演算，均可對上游淹沒 區迴水區域提供較準確之淹水水位，同樣亦可提供給防救災單 位作緊急疏散處置之參考。
(八)堰塞湖潰決對在下游淹水危害度分析，根據所建置的快速評估 方法與詳細的潰壩分析方法，均可得到下游淹水危害等級所對 應的危害度等級。
(九)因道路為居民疏散撤離之可能行經路線，故淹水危害度訂定係 以道路淹水情況為主要考量。
(十)本計畫基於相關文獻回顧，提出四種資料統計預報模式，並配 合現有監測資料進行驗證，完成其演算方法測試與相關限制，
藉以提供後續資訊系統模組建置之參考修訂使用。
二、建議
(一)地震與暴雨造成之堰塞湖天然壩行為可能有所不同，岩塊滑動
與土石流造成之堰塞湖天然壩行為亦可能有所不同。過去曾將 地震與豪雨誘發天然壩案例分開統計以獲得不同統計模型，然 而因完整案例太少，分開統計正確率偏低，未來待堰塞湖案例 增加，應該分開統計以建立不同誘發機制以及不同山崩種類之 危險度模型。
(二)類似小林村於極端降雨事件其間形成之天然壩，若潰決時間過 短，如數小時，以目前科技能力，快速評估方法對防災作為而 言時效上仍有其侷限性。現有技術恐仍力有未逮。然而，壩體 潰決後洪峰到達重要影響區仍有一些延遲，雖然現有技術對於 此類災害預警恐仍力有未逮，然而，值得後續研究深入探討預 警方法與預警機準。
(三)現行堰塞湖防災作業手冊(緊急應變版)於堰塞湖發生時，依據緊 急現勘所填寫之調查表將堰塞湖危害度區分為無危險、有潛在 危險及有立即危險三個等級，建議將「無危險」等級改定為「低 度危險」等級。
(四)現行堰塞湖防災作業手冊(緊急應變版) 判定危害度僅依據壩體 容量、高度、體積及有無保全對象，其實並未考量淹水危害度。
建議根據本計畫建議之“危害度”。
(五)現行程序（緊急應變版）對判定「無危險」等級採無後續處置 措施。然考量任一評估難免有其潛在之不確定性，且堰塞湖一 旦潰決未必能完全排除其致災性，因此，建議改為持續監視，
以隨時掌握堰塞湖現況。
(六)堰塞湖天然壩穩定性快速評估方法屬經驗法，預測模式之準確 程度與資料庫之代表性息息相關，遙測影像之快速發展與普及，
於可預見的將來，有機會協助快速擴充堰塞湖資料庫，此一工 作應是不論堰塞湖有無危害性都應該加以建置。台灣堰塞湖發
生頻率相當高，因此，未來應該投注資源，利用遙測技術有效 率地進行我國堰塞湖資料庫之建置。包括壩體幾何形狀與堰塞 湖水文參數等，同時，亦應盡量蒐集山崩機制、顆粒組構、壩 體形態、堆置環境等等重要資訊。
(七)有關潰堤及高含砂水流情境、堰塞湖溢頂之雨量警戒值等，對 堰塞湖形成可能造成之危害度亦甚為重要，因受限於本計畫時 程短，建議於下一階段進行考量。
(八)為考量監測數據處理分析系統實際應用與推廣，建議可嘗試由 一般傳統壩體監測應用開始，藉以回饋本系統穩定性、介面使 用親和性等校正。
(九)堰塞湖發生後，地形及土地利用資料之取得甚為重要，惟內政 部5 公尺數值高程模型屬於機密文件，建議使用單位事先取得 轄管範圍之40 公尺數值高程圖及土地利用圖資。另外，各河段 之計畫洪水量及各頻率年之尖峰流量亦應事先彙整成表格，以 供緊急時查詢。
(十)為考量堰塞湖處置資訊系統實際應用與推廣，因其應用之軟體 為付費軟體，建議相關單位後續可陸續購置及使用，藉以回饋 本系統穩定性、介面使用親和性等校正。
第壹章 前言
一、計畫緣起
災害的形成必須具備致災體和受災體 兩方面條件，前者是自 然動力作用所造成的災害活動；後者是人類勞動創造的物質財富 以及自然界提供給人類直接開發利用資源和環境，只有這兩方面 同時具備時，才能出現災害過程。這 兩方面條件不但決定災害是 否發生，而且決定了成災規模的大小。
堰塞湖所造成災害具有突發性災害（潰壩洪水）及緩慢性災 害（土砂、河道淤積問題）特性。其中突發性災害活動階段相當 短暫，這類災害的評估主要是天然壩形成後（災前）的危險度和 潰壩後的危害度，以防災減災工作角度，災前危險之危害度評估 尤為重要，乃為堰塞湖防災的工作和研究重點。
由於科技進步，對於監測、分析及圖形資 料的增加速率相當 快速，亟需能夠有效率地處理這些海量數據，GIS 技術有能力提 供這方面的支援。當堰 塞湖發生，管理單位必須彙整相當多資料，
快速分析出有用訊息提供決策者 參考，因此值得透過 GIS 以整合 圖資。此系統必須能具備提供訊息收集、儲存、管 理、檢索、分 析及編圖等全過程的電腦處理軟體工具系統。
堰塞湖形成後緊急應變往往十分急迫，若能有可供判斷的危 險、危害度模型，及可供決策參考的資訊管理系統，對堰塞湖防 災及處置將有極大助益。
二、計畫目標
緣由本計畫名稱，本計畫之目的在於建立堰塞湖危險度、危 害度評估方法，並建置堰塞湖處置資訊管理系統，用以提供堰塞
湖防災緊急應變與決策處置之參考。上述「危險度」於本計畫中 所指為天然壩潰決之可能性或潛勢(susceptibility)；而「危害度」
於本計畫中所指為由於天然壩上游之迴水、天然壩潰決後形成之 洪水，因而造成對天然壩上、下游地區所造成之危害程度。
三、工作項目
本計畫應參酌水利署「堰塞湖防災作業手冊（緊急應變版）」 規定。以下為各工作項目及內容之說明：
(一)基本資料收集
1、基本資料蒐集（地形、地質、河川、土地利用、道路系統、
橋樑、水利設施…等圖資以用於建置於堰塞湖處置管理資訊 系統），(以模擬案例地區為主)。
2、相關天然災害潛勢資料收集。
(二)堰塞湖形成後危險度評估方法建立
應進行危險度指標分析，並考量資料的可及性，建立堰塞 湖形成後危險度評估法。本危險度評估方法應具防災實務之可 行性。
(三)堰塞湖危害度評估方法建立
應進行危害度因子探討，並藉由潰壩分析結果及危害度因 子，建立堰塞湖形成後之危害度評估方法。本危害度評估方法 應具防災實務之可行性。
(四)監測數據處理分析系統研究
1、由於堰塞湖構造複雜，預測其穩定性時所涉及之不確定性甚 高，因此常利用監測數據進行分析，輔助穩定性判釋。本項 目針對堰塞湖相關監測資料，進行監測資料分析與預報模式 評估，藉以支援對災害預測之修正。
2、基於堰塞湖監測資料，本項目得對應建置一資料庫系統，本 系統需包含各項監測資料數據庫以及預測模式模組（為前項 研究成果），其主要功能含 數據管理、專題圖分析以及統計分 析。
(五)堰塞湖處置資訊管理系統建置
依據前幾項工作基本資料蒐集及研究，以處置堰塞湖流程 為架構，建置資訊管理系統，系統包含：
1、基本資料查詢：堰塞湖形成後初步瞭解地質、地形、災害等 概況。
2、監測數據處理分析系統：動態輸入相關監測數據以進行統計 或相關分析。
3、災害評價模型庫：利用相關資訊套入定量或定性資料整合分 析進行前項研究天然壩危險度評估。
4、知識庫及輔助決策研擬：整合潰壩分析所採用之相關數值模 擬，以視窗化進行數值模擬並以圖形化呈現運算成果、相關 背景資料及圖像(如照片、影片)，以期能夠輔助防治決策之研 擬。
(六)堰塞湖處置資訊系統手冊編撰 (七)模擬案例及技術轉移訓練
1、擇國內一適宜案例進行資料建置及評估、模擬。
2、堰塞湖處置資訊系統使用教育訓練。
(八)工作簡報及報告編撰
1、期初、期中、期末及不定期工作會報
2、「堰塞湖危險度、危害度評估方法與堰塞湖處置資訊管理系統 建置」專題報告書之編撰。
四、工作範圍
本計畫採用小林堰塞湖(已潰)與那瑪夏堰塞湖(未潰，但已溢 流)為案例進行，因此以旗山溪上游為主要工作範圍，小林及那瑪 夏堰塞湖位置如圖 1-1 所示。
圖 1-1 小林堰塞湖及那瑪夏堰塞湖位置圖
五、工作構想及流程
本計畫將藉由基本資料蒐集等七大工作項目的執行，來達成 本計畫之主要工作目標，包含建立堰塞湖危險度評估方法、堰塞 湖危害度評估方法、以及輔助資料分析及輔助決策研擬之堰塞湖 處置資訊管理系統。
圖 1-2 為本計畫工作執行流程圖，工作執行上將由基本資料 蒐集開始，研擬堰塞湖潰壩危險度及上下游危害度評估方法、以 及研究監測數據處理分析系統等工作將同步進行展開，各工作項 目將回饋至堰塞湖處置資訊管理系統工作進行系統建置，待系統 初步建立完成後，開始進行系統使用手冊編撰，並於計畫執行後 期進行教育訓練。
本計畫選擇小林堰塞湖與那瑪夏堰塞湖做為模擬之示範案 例，用來展示如何藉由本計畫研擬之方式進行危險度、危害度評 估。兩處案例之各項模擬成果建置於資訊管理系統中，用以作為 教育訓練應用以及未來其他堰塞湖資料建置分析之藍本。
計畫開始
基本資料 蒐集
堰塞湖危害度評估方法 建立
(1)上游災害 (2)下游災害
監測數據處理分析系 統研究
堰塞湖處置資訊管理系統建置
堰塞湖處置資訊系統 手冊編撰
模擬案例及技術轉移 訓練
計畫成果 堰塞湖危險度評估方
法建立 潰壩危險
圖 1-2 工作執行流程圖
六、前期計畫
水利規劃試驗所於民國 91 至 93 年完成「堰塞湖引致災害防 治對策之研究」之計畫，係由交通大學防災與水環境研究中心所 執行。該研究以堰 塞湖形成機制與類型出發，分析天然壩穩定性，
並考慮破壞機制形成對主河道下游之土石 流、洪水等二次災害之 研究；研擬堰 塞湖處理可能引致災害防制對策及救災避難具體作
業模式。此研究乃是在臺灣對堰 塞湖處置程序研究之始。該項研 究成果為堰塞湖現況成因、潰決模式及災害評估模式初步探討、
堰塞湖與河川型態相互影響作用、堰塞湖監測系統研究以及建立 堰塞湖形成時處置流程等等。
以下摘錄「堰塞湖引致災害防治對策之研究」計畫關於處理 及防制摘要內容。
(一)堰塞湖基本特性 1、堰塞湖之形成
堰塞湖係指原有水系被阻塞物阻斷溪流因而造成上游淹 沒成湖。阻塞物的來源可能因豪雨或地震造成的崩塌堆積物，
或是因火山的熔岩流或冰河的冰積物等堆積而形成。台灣近 期的堰塞湖中，主要係因豪雨或地震所引致，其中以草嶺潭 堰塞湖最具代表性。該地區於民國 31 年、68 年與 88 年均有 因地震或豪雨引致山崩阻塞河道而形成堰塞湖之紀錄，而其 中民國 31 年形成之草嶺潭堰塞湖，在民國 40 年潰決時造成 了重大人命財產損失。
台灣早期亦有因火山活動而形成堰塞湖之紀錄，如更新 世時期大屯山區因火山噴出的熔岩堵塞溪流所形成之竹子湖
（後因人為因素將湖水放流而乾涸）。甚至經地質學家研究發 現，大屯山區在 20 萬年前的最後一波火山噴發活動中，不但 形成了觀音山，而且火山噴發物在關渡附近堵塞了古淡水河 的出口，使得台北盆地氾濫成一個大型堰塞湖。
堰塞湖之發生誘因包括降雨、地震、火山爆發、降雪、
河道沖刷、冰河崩解等；根據世界各地 429 個堰塞湖案例，
其誘因統計結果，以降雨形成堰塞湖之數量最多，約佔所有 統計案例數量 46%，其次為地震所引致，約佔 36%，其他誘
因為溶雪、火山、人為活動或由以上兩項誘因所引致 2、破壞機制
堰塞湖破壞係由溢流、壩體邊坡不穩定或溯源沖刷所引 致。以下介紹不同破壞機制下天然壩潰決過程。
(1)壩頂溢流破壞
依據Schuster(1995)統計，在 202 個天然壩破壞案例中，
有 197 個係因壩頂溢流而破壞，約佔破壞總數之 97%，故 壩頂溢流破壞是堰塞湖天然壩破壞之最主要因素。當壩體 入流量大於滲流量時，湖水位將不斷昇高，終致水位超過 壩頂而溢流。溢流之洪水將沖刷壩頂與壩體下游邊坡，使 得壩體不斷變薄、變低，壩體形狀演進過程如圖 1-3。
圖 1-3 天然壩破壞方式－壩頂溢流破壞示意圖(高橋‧匡，1988) (2)邊坡失穩破壞
壩體有較高透水性、較低強度時，雖水位上昇快速，
然，流水亦隨之往下游及上方發展，當水位達一臨界值，
壩體自身將產生一滑動面，於是驟然滑動潰決。此種破壞 通常發生在壩體上、下游面陡峭之狀況，且在破壞過程中，
滑動塊體滑出而導致壩高降低，湖水翻越壩頂而破壞(柴賀 軍等，2001)。然而，堰塞湖天然壩在形成過程中由於崩落 土石滑動撞擊河床表面而堆積成壩，壩體上、下游面邊坡 通常小於崩落材料安息角甚多，故此種潰壩機制發生之機 率並不高。邊坡失穩破壞示意如圖 1-4。
圖 1-4 天然壩破壞方式－邊坡破壞示意圖(高橋‧匡，1988) (3)溯源沖刷破壞
若天然壩壩體有較高之滲透性，在水位顯著上昇即有 滲流水出現在壩體下游坡面。如土體強度不足，則滲流水 出現時將發生部份壩體滑動流失。隨著時間進行，滑動面 將朝向上游發展，直至壩頂而潰決。溯源沖刷破壞示意如 圖 1-5。
對於人工土石壩而言，美國破壞之人工土石壩有近四 成是由於壩基土體或壩體土體滲透變形成引致，而中國大 陸 由 於 壩 體 滲 漏 引 致 管 湧 土 壤 流 失 而 破 壞 之 比 例 約 佔 23%(秦榮昱等，1996)。然，根據統計世界上堰塞湖天然壩 發生溯源沖刷破壞之案例僅佔不到 3%(Schuster，1995)，可 能係由於堰塞湖天然壩其組成土體所含之大型塊石較多，
不易被滲流水所帶走，且壩體組成物質可能砂質土與粘土 交雜，較不具備管湧的條件。
圖 1-5 天然壩破壞方式－溯源沖刷破壞示意圖(高橋‧匡，1988) 3、存在時間
在堰塞湖之壽命方面，世界上發生堰塞湖多只存在數分
鐘至數天之久。根據 Schuster and Costa(1986)針對 83 個已知 破壞時間的堰塞湖，結果如圖 1-6，由圖中可了解堰塞湖壽命 之分布，44%的堰塞湖只維持了一個禮拜或更少時間即潰決，
能維持超過一年之堰塞湖不到 9%。而根據 Schuster(1995)之 研究，已將案例數量由 83 個增加為 187 個，統計結果發現有 35%在一天內潰決；55%在一星期內潰決；68%在一個月內潰 決；83%在六個月潰決及 89%在一年內潰決。
而根據蒐集結果統計 285 個案例，歸納出堰塞湖壽命分 佈如圖1-7 所示。由分佈情形可知約有 20%之堰塞湖形成後，
緊急處理時間不到 1 天，約有 30%之堰塞湖緊處理時間不到 1 星期，約有 41%之堰塞湖處理時間不到 1 個月，約有 54%
處理時間不到 1 年。
由此可知，天然壩因結構不佳，故存在時間大多不長，
較少自然留存下來。堰塞湖的壽命，與其天然壩體組成的材 料種類其抗沖蝕性有很大的關係。Schuster(1993,1995)指出若 壩身係由巨大岩塊或凝聚性土壤所組成，相較於高透水性或 未壓密土岩屑所組成，會比較不容易破壞。
圖 1-6 堰塞湖的壽命（Schuster and Costa，1986）
圖 1-7 堰塞湖壽命分佈長條圖(水規所，93 年) (二)堰塞湖一般性處理及防治對策
由於堰塞湖一般存在時間較短、發生破壞影響範圍大，因 此堰塞湖之工程處理對策於堰塞湖形成後常必須於非常短時間 內完成決策，並進行施作。堰塞湖形成後之處置主要分為初步 調查與處置階段(緊急應變階段)、細部調查與處置階段以及長
y = 0.0648Ln(x) + 0.1818 R2 = 0.9911 0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
1 10 100 1000 10000 100000 1000000
堰塞湖壽命(天)
壽命低於標示之百分比 一天 一星期 一個月 一年 十年
期監測階段，各階段均有對應之處置內容。建議之處置流程如 圖 1-8。
綜覽以上所述及整個作業流程，大致上可區分為：(1)調查、
(2)分析與評估、(3)監測、(4)工程處理、與(5)救災（應變）計 畫等五個部份。以下之說明，將集中於(1)調查、(2)監測以及(3) 工程處理三方面，
圖 1-8 堰塞湖形成後建議作業順序流程圖(水規所，93 年)
堰塞湖形成
初步調查
長期監測
防災工程 檢討與改善 監測分析
(預警之第三階段) 穩定
緊急處理措施 決定與施作
詳細調查 與監測系統施設
是否 破壞
輕度
是
穩定性與潰壩 危險度分析與評估
(預警之第二階段) 可利用性檢討
緊急處理措施檢討 與防災工程規劃設 計與施工(含避難)
有條件穩定
是否 破壞 否
是
不穩定 穩定
中、重度
否
終止
終止
處置時間
4~7天
1~3個月
1~2年 初
步 調 查 評 估 與 處 置 階 段
細 部 調 查 評 估 與 處 置 階 段
長 期 監 測 階 段
︵ 緊 急 應 變 階 段
︶
快速評估破壞時間 與評估可能之影響範圍
(預警之第一階段)
快速 研判危害度
等級
終止
是否已不 造成危害 否
是 終止
終止
(三)堰塞湖調查
堰塞湖之調查工作可分初步調查與詳細調查等不同階段。
所謂初步調查係指堰塞湖災害現場之初步勘查與資料蒐集。在 得知堰塞湖災害可能發生位置之情報後，即應立即展開基本資 料蒐集與現場勘查之相關工作，並將蒐集與勘查所得資料加以 彙整，以提供下一步分析時引用，其調查時間應在一週內完成。
在經初步調查與評估分析後認為有需要更進一步了解壩體與殘 坡之特性時，即進入詳細調查階段。所謂的詳細調查是以初步 調查所蒐集之資料為基礎，利用較客觀準確的方式得到比初步 調查更高精度且更廣泛的調查資料，同時藉由更完整之資料蒐 集與大比例尺之地形測量等作為進一步分析之依據。
初步調查之內容詳圖 1-9，包括基本資料蒐集、現場勘查 與遙測影像利用；並彙整上述工作所得資料，建構堰塞湖災害 基本資料庫，以利快速評估破壞時間與可能影響範圍時引用。
基本資料匯整包括匯整地形資料、地質資料、水文水理資料、
土地利用資料（含交通設施）及受災狀況資料等。
圖 1-9 初步調查作業流程圖(水規所，93 年)
初步調查
基本資料蒐集
水 文
遙測影像利用 現場勘查
地 質 地 形
交 通 土 地 利 用
遙 控 飛 機 衛 星
輕 航 機
基本資料彙整與資料庫建置 保 全 對 象
避 難 動 線 地
形 調 查
地 表 地 質 調 查
地 表 水 文 調 查
詳細調查係以初步調查所建置之資料為基礎，以更詳細且 客觀之方式進行包括現場或航空測量、地質調查、水文與水理 調查等，以利後續之詳細分析與評估作業，其包括內容詳圖 1-10。
圖 1-10 詳細調查作業流程圖(水規所，93 年) (四)預警系統與監測、監視作業
預警第一階段在於事先了解堰塞湖可能區域之資訊，第二 階段配合調查工作之項目，最後第三階段配合長期監測結果進 行預警，而監測資料的分析，包含根據經驗及現象模擬與預測 兩大類。崩塌預警基準制定之模式一般可分為根據經驗及現象 模擬與預測兩大類。兩類均可利用直接或間接壩體崩塌徵兆物 理量作為預警項目，然其現象模擬模式則有所不同，可區分為 直接位移預測模式及間接崩壞預測模式。
監測工作分為調查階段以及長期監測兩階段，前一階段配 合調查項目進行監測，一方面提供額外的反算參考資料，同時
現地或航空測量
下游兩岸地形
水文 水理調查 地質調查
下游河道縱橫斷面
堰塞湖區地形 以往降雨記錄
壩體 殘坡與下游 河道幾何特徵
壩體崩塌材料與殘坡地層之 一般物理性質與強度 變形
性與滲透性等工程性質
詳細調查綜合資料記錄 現 地 試 驗
地 表 地 質 調 查
鑽探 開挖調查
地 球 物 理 探 測
室 內 試 驗
以往洪水觀測結果 災害期間水文觀測資料 天然壩上游蓄水量 堰塞湖水位變化情形
詳細調查
建立安全預警措施；長期監測資料主要提供參考分析，以建立 長期預警階段發佈原則。監測系統之量測項目與儀器種類詳圖 1-11。
圖 1-11 監測儀器量測項目與種類(水規所，93 年) (五)工程處理
考量緊急工程措施的狀況，如何將可能發生災害之危害程 度在有限的時間內降至最低為十分重要的課題。依據統計堰塞 湖天然壩絕大多數之破壞原因係由壩頂溢流而引致。由此可見，
為防止與減輕堰塞湖導致之災害，首要任務為抑止堰塞湖水位 上升或降低溢頂時之水位，使溢頂無從發生；或者是降低堰塞 壩因溢頂致使下游急速淘刷之趨勢，使潰壩產生之災害減至最 低。為抑止堰塞湖水位上升或降低溢頂時之水位，最常用之工 程措施為直接於壩體上方挖設溢洪道；若壩體體積不大，可考 慮將壩體局部或完全移除。此外，在湖水量不多的情形下，亦
監測系統施設
崩塌土體與殘坡 地表與地中位移監測
、 水位 水壓與
滲流量監測
、 雨量 流量等
水文監測
詳細分析與評估階段 ＴＤＲ邊坡滑動監測計 光纖傾斜計
ＴＤＲ伸縮儀 ＩＰＩ電子測傾儀 ３Ｄ全測站觀測系統 ＴＤＲ水位水壓監測 電子水壓計 ＴＤＲ雨量計 流量計
傾斗式雨量計
可考量設置抽水幫浦或虹吸管排水。而降低堰塞壩因溢頂致使 下游急速淘刷之趨勢，除可延長潰壩延時，降低潰壩所產之洪 峰流量與淹沒區淹水深度，亦可收減緩壩體管湧之效。緊急之 工程手段可考慮在下游面鋪設岩塊、混凝土塊、蛇籠或地工合 成材的工法以減緩沖蝕。
針對分析與評估之結果，若壩體為有條件穩定，仍有潰壩 帶來災害之可能，應規劃防災工程設施，並對之前採用之緊急 處理措施，依分析結果充分檢討，避免有不宜或不足之處。對 於防災工程規劃而言，對於堰塞湖形成後所實施之緊急工程處 理措施，應配合穩定性與潰壩危險性分析評估結果檢討是否有 需補強或進行永久性防災工程規劃設計與施工之必要性。對於 堰塞湖防災工程，可分為堰塞湖上游區、堰塞湖區與堰塞湖下 游區等區域，決定流程與方案選擇如圖 1-12。
圖 1-12 工程處理方案決定流程圖(水規所，93 年)
水利署另於民國 99 年參考上述研究成果，研擬提出「堰塞 湖防災作業手冊(緊急應變版)」，內容主要針對堰塞湖應變汛期前 整備、堰塞湖緊急應變編組及緊急調查與危險判定等。
工程處理方法
堰塞湖上游區 堰塞湖區
避 免 崩 塌 地 土 石 沖 刷 至 河 道
檢討緊急工程措施 決定防災工程措施
移除崩塌 土體 減
少 上 游 來 砂 對 下 游 影 響
崩 塌 地 治 理
興 建 攔 砂 壩
完 全 挖 除
部 份 挖 除
以土方回 填湖區
完 全 回 填
部 份 回 填 逐步降低
溢流道
自 然
人 為
保護天然 壩下游
邊坡
下 游 面 鋪 設 防 蝕 材
設 置 止 水 壁 體
降低湖水
， 位 避免
溢流
天然壩 堰塞湖
堰塞湖下游區
避 免 潰 壩 危 及 重 要 保 全 對 象
減 輕 潰 壩 土 石 對 下 游 影 響
檢 討 下 游 堤 防 高 程
清 理 下 游 攔 砂 壩 避免殘坡
再次滑動 引致湧浪
崩 塌 地 治 理 抽
水 系 統
虹 吸 管 系 統
第貳章 基本資料蒐集
針對資料蒐集，本計畫配合堰塞湖災害防治之需求研訂資料庫架 構，並參考水利署水利地理資訊系統整體規劃的理念，規劃資料庫的 建置方案。
蒐集相關資料之方式，首先進行調查，調查的方法以資料蒐集及 相關人員訪談為主，配合水利規劃試驗所人員與各相關單位的業務往 來，掌握各相關的資料，另輔以各單位的網頁公告資訊為參考，確認 可以運用及流通之資料。資料庫類別的歸類方式分為基本資料及相關 相關天然災害潛勢資料收集，蒐集範圍以模擬案例地區為主，基本資 料包含地形、地質、河川、土地利用、道路系統、橋樑、水利設施等，
相關天然災害潛勢資料收集包括水災、坡地災害、土石流災害等。
本計畫蒐集之資料分為兩類，第一類圖層範圍包含全台灣；第二 類圖層以模擬案例為主，系統資料內容如表 2-1。以下簡介各資料之來 源。相關資料之申請方法及相關表格詳附錄六第四節。
一、水利署
1、經濟部水利署
水利署水文水資源管理供應系統網站流通分享之圖資包 含河道(主流)、河川(支流)、河川流域範圍圖、河川流量測站 位置圖、河川水位測站位置圖、雨量站(水利署) 、水門位置、
水庫壩堰位置圖等圖資。資訊系統納入之圖資基本資料如表 2-2。其他水文水資源系統可至經濟部水利署水資源資料管理 供應系統申請下載，網址為 http://gweb.wra.gov.tw/wrweb/。
表 2-1 資訊系統資料內容
資料大類 資料中類 資料小類 資料來源及範圍 地形 二萬五千
分之一地 形圖
三角點 內政部/模擬案例
山名 水準點 道路 等高線
註記 內政部/全省
地質 流域地質 圖
斷層線 中央地調所/詳表
褶皺線 2-3 調查點 地層面
敏感地質 土石流潛勢溪流 水土保持局/全省 崩塌地
土地利用 內 政 部 國 土 測 繪 中心/模擬案例
水文 基本資料 河道 水利署/全省
河川 水庫壩堰 水門
堤岸或護岸 水文測站 河川水位站 河川流量站 雨量站 2、水利規劃試驗所
水利規劃試驗所於民國 93 至 99 年陸續建置全省主要河 川流域地質資料系統，系統包含之地質基本資料如下：經濟 部水利署(河川基本資料及水文測站)、經濟部中央地質調查所 (數值地質圖、環境地質、流域地質圖及 GEO2010)、行政院 農委會水土保持局(土壤圖、土地利用現況圖、土石流潛勢溪
流圖及崩塌地圖)、行政院農委會林務局(土地利用圖及土壤 圖)、工業技術研究院綠能與環境研究所(環境地質)及內政部 二萬五千分之一地形圖。
考量本計畫所需之基本資料，納入經濟部中央地質調查 所(以下簡稱地調所)流域地質圖、行政院農委會水土保持局 (以下簡稱水保局)土石流潛勢溪流及崩塌地及內政部兩萬五 千分之一地形圖，資訊系統納入之圖資基本資料如表 2-3。未 匯入本計畫之圖資，可洽該計畫網站申請，待水規所同意後，
將所需圖資寄出，申請網址為http://140.113.136.24/web/。
表 2-2 水文水資源管理供應系統圖資
圖資 圖層涵蓋範圍 建立日期
河道(主流) 全台灣 89/7
河川(支流) 全台灣 89/7
河川流域範圍圖 全台灣 89
河川流量測站位置圖 全台灣 97/4 河川水位測站位置圖 全台灣 97/4 雨量站(水利署) 全台灣 97/4
水門位置 全台灣 90
水庫壩堰位置圖 全台灣 90
堤防或護岸位置 全台灣 90
表 2-3 水利規劃試驗所蒐集之圖資
圖資 圖層涵蓋範圍 建 立
日期 資料來源
流域地質圖
大甲溪、大漢溪、朴 仔溪、虎尾溪、濁水 溪、後龍溪、烏溪、
鳳山溪、頭前溪、東 港溪、知本溪及高屏 溪
96~98 地調所
土石流潛勢溪流
全台灣 99/12 水保局 崩塌地
兩萬五千分之一地形
圖 全台灣 83 內政部
3、河川局
本計畫蒐集旗山溪流域內民國 98 年莫拉克前後之斷面 測量及民國 98 年莫拉克颱風後所拍攝之正射影像。
二、內政部
內政部統籌資源測製全台灣高精度及高解析度之5 公尺數值 地形模型，本資料屬於機密文件。
內政部國土測繪中心於民國93~95 年製作土地使用分類圖資，
該圖資整體為層級式樹狀結構，共分為 3 級。第一級共分為 9 類，
第二級就第一級之劃分再細分 41 類，第三級則就第二級之架構 再分為稻作等 103 類。本計畫蒐集旗山區集水區內之土地利用圖 資。
三、交通部
本計畫蒐集交通部運輸研究所於民國 99 年 8 月底發行之
「1/5000 路網數值圖 99 年版」圖資。