臺北城市防洪管理 分析模擬面 國立臺灣大學生物環境系統工程學系教授兼主任天氣氣候災害研究中心特約研究員兼組長水工試驗所特約研究員張倉榮教授 國立臺灣大學生物環境系統工程學系 Department of Bioenvironmental Systems Engineering, NTU 1
大綱 臺北都會區水文 地文狀況 臺北都會區發展情況 臺北都會區淹水事件與防洪設施演進 都市區淹水模式發展與應用 結語 2
臺北都會區水文 地文狀況 3
臺灣特有易受災環境 Annual Rainfall mm/year Average Rainfall per person m 3 /person.year Taiwan USA 5.4 times 2.5 times Global Northern Central River Gradient Europe Annual Rainfall Southern Eastern Elevation (m) Taiwan Japan USA China Estuary Distance (km) 4
溫度變化 臺灣本世紀溫度已上升 1.3 C (1901-2008) 本世紀全球溫度上升 0.74 (IPCC, 2007) 一個世紀以來, 臺灣暖化的速度, 是全球平均的兩倍, 平均溫度增加了 1.3, 比鄰近的日本 中國更高 臺北市的夜間平均氣溫, 甚至增加將近 2 Liu et al., 2009 5
年降雨量與降雨日數改變 台北氣象站年總降雨量變化 ( 1898-2000 趨勢 : + 268 mm /103 年 ) 臺北站 Record period: 1898-2000 Annual rainfall amount increases 268 mm in 103 years. No. of rainy days decreases 27.8 days in 103 years 3500 3000 2500 2000 1500 1000 220 210 200 190 180 170 160 150 降雨量增加 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 台北氣象站年總降雨日變化 ( 1898-2000 趨勢 : -27.8 天 /103 年 ) 降雨日數減少 140 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 6
臺灣地區 降雨極端事件頻傳 年雨量 豪雨 乾旱兩極化的趨勢增加, 極端事件的發生增加 年雨量 年雨量變化直接影響水庫蓄水, 造成民生 工業等供水不足 7
臺灣地區 降雨極端事件頻傳 日雨量 1980~1989 年平均 115 次 1990~1999 年平均 118 次 2000~2010 年平均 200 次 500 450 400 日雨量大於等於 200mm 以上發生次數十年移動平均線十年平均線 日雨量 454 350 發生日數 300 250 200 150 100 50 0 41 249 64 55 68 141 156 143 121 116 234 106 86 16 252 37 96 102 176 78 117 215 32 73 249 193 253 252 235 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 121 日雨量變化直接影響河川水位 ( 外水 ), 造成河川溢堤風險 8
臺灣地區 降雨極端事件頻傳 時雨量 時雨量 降雨強度增加率 中央研究院的模式估計, 臺灣前 10% 強降雨在 1961~2005 年 45 年間則增加約 1 倍 IPCC 的氣候模式估計, 臺灣前 10% 強降雨在 2005~2030 年 25 年間會增加約 2 倍 時雨量變化直接影響都市排水 ( 內水 ), 造成都市淹水風險 9
臺灣地區 降雨變化 2000 年之後出現 10 場 1970~2010 年颱風總降雨量 排序 年份颱風名稱 日期 測站 最大總雨量 1 2009 莫拉克 8/7~8/9 阿里山 2747.0 2 1996 賀伯 07/29~08/01 阿里山 1987.0 3 1987 琳恩 10/22~10/27 竹子湖 1941.4 4 2008 辛樂克 09/11~09/16 阿里山 1470.9 5 1978 婀拉 10/11~10/14 竹子湖 1434.1 6 2001 納莉 09/08~09/19 竹子湖 1315.0 7 2005 海棠 07/16~07/20 阿里山 1215.5 8 2004 敏督利 06/28~07/03 阿里山 1181.5 9 2010 梅姬 10/21~10/23 蘇澳站 1167.0 10 2010 凡那比 9/18~9/20 瑪家 1131.0 11 2007 柯羅莎 10/04~10/07 阿里山 1093.0 12 1973 娜拉 10/07~10/10 鞍部 1073.7 13 1974 貝絲 10/10~10/12 竹子湖 1044.3 14 2000 象神 10/30~11/01 鞍部 1022.1 15 1990 楊希 08/17~08/20 阿里山 985.6 16 1989 莎拉 09/08~09/13 阿里山 937.3 17 1998 瑞伯 10/13~10/17 竹子湖 921.3 18 2008 薔蜜 09/26~09/29 阿里山 885.6 19 1986 艾貝 09/16~09/20 鞍部 827.0 20 1985 尼爾森 08/20~08/24 阿里山 814.2 莫拉克颱風 3 日累積雨量 8/7-8/9 2 日累積雨量 8/8-8/9 日累積雨量 8/8 ( 阿里山氣象站 ) 10
臺灣地區 降雨變化 1970~2010 年颱風最大時雨量 2000 年之後出現 10 場 排序 年份 颱風名稱 日期 測站最大時雨量 1 2002 娜克莉 07/09~07/10 彭佳嶼 186 2 2010 梅姬 10/21~10/23 蘇澳站 181.5 3 2001 納莉 09/08~09/19 嘉義 144 4 1981 艾克 06/12~06/14 彭佳嶼 142 5 2009 莫拉克 8/7~8/9 阿里山 139.5 6 1977 愛美 08/18~08/22 嘉義 134 7 2010 凡那比 9/18~9/20 鳳雄 126.5 8 2005 丹瑞 09/21~09/23 恆春 125.5 9 2001 桃芝 07/28~07/31 阿里山 121 10 2008 卡玫基 07/16~07/18 臺中 120 11 2001 潭美 07/10~07/11 高雄 119.5 12 1979 歐敏 08/12~08/16 鞍部 119.5 13 1996 賀伯 07/29~08/01 阿里山 112.5 14 1994 凱特琳 08/03~08/04 臺南 112.5 15 1981 莫瑞 07/18~07/20 竹子湖 112 16 1990 歐菲莉 06/21~06/24 花蓮 106 17 2005 海棠 07/16~07/20 大武 103 18 1987 琳恩 10/22~10/27 竹子湖 102.4 19 1974 貝絲 10/10~10/12 臺東 99.6 20 1982 黛特 08/13~08/15 恆春 98 莫拉克颱風最大時雨量 2009 10/21-10/23 ( 內埔雨量站 ) 梅姬颱風最大時雨量 2010 10/21-10/23 ( 蘇澳雨量站 ) 11
臺灣地區 降雨變化 100000 10000 1000 賀伯納莉卡玫基莫拉克世界最大降雨記錄凡那比世界最大降雨記錄包絡線 包絡線雨量值 賀伯 納莉 卡玫基 莫拉克 凡納比 降雨延時 (mm) 1996 年 2001 年 2008 年 2009 年 2010 年 1 小時 356 112.5 144 149 139.5 126.5 3 小時 711 311.5 347.5 389 325.5 321.5 6 小時 988 616.5 506.5 577.5 548.5 566.5 12 小時 1374 1157.5 956.5 764.5 968 824.5 24 小時 1909 1748.5 1185 1623.5 935 48 小時 2654 1986.5 1355 2361 72 小時 3218 1993.5 2747 Rainfall (mm) 100 10 近年來台灣極端降雨事件日益增長, 其降雨量已逼近世界最大降雨紀錄 1 臺大生工系 0.01 0.1 1 10 100 1000 NTU BSE 12 Duration (hours)
臺北地文 臺灣三大城市 : 臺北 臺中 高雄 臺北 : 盆地地形, 以淡水河系貫穿其中, 人口數為臺灣之冠, 都市排水 ( 內水 ) 多需依靠雨水下水道與抽水站排水 臺中 : 台中盆地與大肚台地為主要人口密集區, 以烏溪貫穿其中, 都市排水以明渠和雨水下水道為主 高雄 : 市區大多為沖積平原地形及港區潟湖, 境內多為獨流入海之小型河川, 以排水路及雨水下水道排水, 因此易受潮汐影響 臺北約 800 萬人 臺中約 300 萬人 高雄 300 萬人 13
Tamsui River Basin 1694 年 ( 康熙 33 年 ) 1747 年 ( 乾隆 8 年 ) 1850 年 ( 道光 30 年 ) 康熙台灣輿圖 1699 年
臺北地文 現在 臺北盆地位於臺灣島的北部, 盆底標高平均約 8 公尺, 由東南向西北平緩傾斜 20 公尺以下的面積約 243 平方公里, 居住於盆地內之人口淤 800 萬人 15
臺北地區都市發展情況 16
2010年臺北 人口近800萬 1945年臺北 人口約100萬 1921年臺北 人口約20萬 1980年臺北 人口近500萬 17
捷運 ( 地鐵 ) 的發展又與都市發展息息相關, 而捷運的淹水又會造成嚴重的損失 18
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臺北都會區淹水事件 與防洪設施演進 20
淡水河流域圖 21
1963年9月 1961年9月 1962年9月 1962年8月 受淹14582公頃 受淹12142公頃 受淹10712公頃 受淹7832公頃 1959年7月 直到1950~1960年代水患仍頻 凡發生 (致災原因多為外水溢淹) 22
1960~2001 年臺北都會區治理概況 1950~1973 年河川工程 執行 淡水河防洪治本畫 1. 拓寬關渡隘口 2. 士林河道截彎取直 3. 開通溫子川 ( 現今二重疏洪道 ) 1. 3. 1944 年地形圖 2. 1. 2010 年地形圖 2. 3. 23
1960~2001 年臺北都會區治理概況 1973~1996 年河川工程 執行 臺北地區防洪計畫 興建二重疏洪道興建堤防主要河川 (200 年重現期 ) : 淡水河 基隆河 新店溪 景美溪次要河川 (100 年重現期 ): 雙溪支流河川 (50 年重現期 ): 觀音坑溪 冷水坑溪 塔寮坑溪等興建抽水站 29 座興建水門 39 座 大漢溪 二重疏洪道 淡水河 新店溪 雙溪 基隆河 高約 8 米 24
1960~2001 年臺北都會區治理概況 1996~2001 年河川工程 執行 基隆河初期治理工程 興建基隆河沿岸堤防 ( 保護標準 10 年 ) 大坑溪 北港溪 內溝溪等興建多條區域排水水路 ( 保護標準 2~5 年 ) 25
1960~2001 年臺北都會區治理概況 1960~2001 年雨水下水道工程 執行 臺北市 ( 原市區 ) 雨水下水道系統 分為 16 個排水分區城中 延平 雙園 古亭四分區, 由東向西流迪化 圓山二分區幹線, 由西南向東北流松山 濱江 松山 濱江 中山 大直 劍潭等五分區, 就近流入基隆河大同 中山 士林排水分區接承德路幹線及建國排水幹線, 由南向北流埔心 大安 城東 松山 民生五分區接新生排水溝, 由南向北貫穿市區並另外興建 6 條排水幹線 4 座抽水站 建國抽水站 中山抽水站 圓山抽水站 26
2001 年納莉颱風 納莉颱風從登陸到出海一共花了 49 個小時 臺北市捷運及臺鐵臺北車站淹水 ; 近 165 萬戶停電 ; 逾 175 萬戶停水 共有 94 人死亡,10 人失蹤 全臺有 408 所學校遭到重創, 總損失約 100 億元 27
2001 年納莉颱風 Broken levee 造成 5 個抽水站故障 28
2001 年納莉颱風
2001 年納莉颱風 30
納莉颱風前 後捷運入口防洪標準捷運增設防洪設施臺北都會區治理概 31
捷運入口防洪標準 2001 年納莉颱風前 Floodgates 設置防洪閘門至 200 年洪水位加 50 公分高度 Ground level 60-120cm 出入口平台高度為 100 年洪水位加 15 公分, 且高出相鄰路面 60~120 公分 32
捷運入口防洪標準 2001 年納莉颱風後 Floodgates 設置防洪閘門至 200 年洪水位加公分高度 Ground level 60-120cm 出入口平台高度為 100 年洪水位加 15 公分, 且高出相鄰路面 60~120 公分 33
捷運增設防洪設施 2001 年納莉颱風後 地下交接處設置水密門 重要機電設備室以水密性材料填塞或封堵 隧道內之適當地點設置全斷面防水隔艙閘門 全面再增設至少 50 公分高之活動式防洪擋板 34
臺北都會區治理概況 2001~2012 年河川工程 執行 基隆河整體治理計畫 1. 將基隆河堤防保護標準提高至 200 年 ( 南港至瑞芳 ) 2. 興建員山子分洪 3. 建置洪水預警及淹水預警系統 2 1 執行 易淹水地區水患治理計畫 將多條支流河川及區域排水堤防提高至 10 年設計標準並增設水門與抽水站 29 座興建引水幹線工程 ( 採高低分離排水 ) 35
臺北都會區治理概況 2001~2012 年河川工程 執行 基隆河整體治理計畫 1. 將基隆河堤防保護標準提高至 200 年 ( 南港至瑞芳 ) 2. 興建員山子分洪 3. 建置洪水預警及淹水預警系統 3 執行 易淹水地區水患治理計畫 將多條支流河川及區域排水堤防提高至 10 年設計標準並增設水門與抽水站 29 座 興建引水幹線工程 ( 採高低分離排水 ) 水位站 雨量站 36
臺北都會區治理概況 2001~2012 年雨水下水道工程 臺北市將排水分區擴增至 64 分區, 各區均設置永久抽水站並增設 21 座臨時雨水抽水站, 總計共 85 座雨水抽水站,402 抽水機組選取公園 綠地 學校 空地等興建調洪設施建置雨水下水道資訊平台與預警系統至 2011 年, 臺北市雨水下水道共興建約 522 公里, 實施率為 96.73% 64 個分區 調洪設施 雨水下水道 37 資訊平台
臺北都會區淹水保護標準 淡水河流域堤防保護標準,24 小時設計降雨強度,200 年重現期距洪水位, 並以 500 年重現期距洪水不溢堤為標的, 總長度 109 公里 臺北都會區雨水下水道設計標準, 1 小時設計降雨強度,5 年重現期距雨量約 78mm/hr, 永久抽水站 64 座, 臨時抽水站 21 座, 雨水下水道已興建約 522 公里, 實施率為 96.73% 但近年的氣候異常與氣候變遷, 造成短延時暴雨增強, 臺北都會區內水積淹再度發生 ( 澇災 ) 38
2009 年 0812 暴雨事件 臺北都會區於 2009 年 8 月 12 日之午後暴雨, 就造成板橋 中和及永和等地區發生積淹水, 最大 60 分鐘累積雨量分別為 100 97 及 101mm 之超大短延時暴雨 10 10 分中鐘累累積積雨雨量 (mm) 量 (mm) 25 20 15 10 5 0 20.5 板橋 13:30 13:40 13:50 14:00 14:10 14:20 14:30 14:40 14:50 15:00 15:10 15:20 15:30 15:40 15:50 16:00 16:10 16:20 16:30 16:40 16:50 17:00 10 10 分鐘中累積雨雨量 (mm) 量 (mm) 25 20 15 10 5 0 24.5 中和 13:30 13:40 13:50 14:00 14:10 14:20 14:30 14:40 14:50 15:00 15:10 15:20 15:30 15:40 15:50 16:00 16:10 16:20 16:30 16:40 16:50 17:00 10 10 分中鐘累雨積量雨 (mm) 量 (mm) 25 20 15 10 5 0 22.5 永和 13:30 13:40 13:50 14:00 14:10 14:20 14:30 14:40 14:50 15:00 15:10 15:20 15:30 15:40 15:50 16:00 16:10 16:20 16:30 16:40 16:50 17:00
2009 年 0812 暴雨事件 永和市 地下停車場淹水 中和市 板橋市 40
2012 0610 水災 - 降雨情勢 受鋒面與西南氣流雙重影響,6 月 10 日降雨集中於中南部山區與南部沿海地區,6 月 11 12 日降雨集中於中南部山區與北部 ( 臺北 新北 桃園及新竹 ) 地區, 造成崩塌 土石流 道路及淹水等災情 6 月 14~16 日, 西南氣流強度減弱, 但受鋒面北抬之影響, 雨區由南往北移動, 但雨勢不若 11 12 日嚴重, 故無造成其它災情 臺北都會區傳出淹水災情 臺大生工系 NTU BSE 41
2012 0610 水災 - 降雨情勢 站名 地址 最大累積 ( 毫米 ) 1 小時 12 小時 24 小時 三峽 新北市三峽鎮 86 460.5 477 鶯歌 新北市鶯歌鎮 84.5 452 466 山佳 新北市樹林區 84.5 433.5 445.5 文山 臺北市文山區 81.5 386 400.5 永和 新北市永和區 80 420.5 439 中和 新北市中和區 79 448.5 464.5 林口 新北市林口區 79 333.5 349 福州 臺北市大安區 78.5 402 420 水保 臺北市文山區 77.5 407.5 425.5 博嘉國小 臺北市文山區 77 369 378 三峽 新北市三峽鎮 77 439 453 板橋 新北市板橋區 77 414.5 430.5 土城 新北市土城區 75 458.5 474 雨水下水道 78.8mm 42
2012 0610 水災 - 災情 主要積淹水地區以桃園 新北市 新竹縣 類型縣市積淹水臺北市 20 積淹水新北市 166 43
610 水災 - 應變與災情 44 開設狀況經濟部二級開設中央二級開設豪雨特報發布中央一級開設災情狀況 0 站 0 站 24 站 32 站 200mm/24hr 雨量站發生 06/10 07:00 350mm/24hr 雨量站發生 06/10 12:00 林 土城區及新北市三峽 發生積淹水士林 大安區臺北市文山 92 站 66 站 14 站 5 站
近年的短延時強降雨, 造成雨水下水道系統不能負擔, 並有人孔溢流之可能性, 造成都會區淹水 工程方法有一定的保護標準, 須配合非工程方法來減少災害 45
都市區淹水模式發展與應用 46
淹水分析與模擬 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 傷亡人數 ( 人 )-1958~2008 年 1960 年工程方法 其他 ( 地震 山崩 風災 ) 颱洪 ( 颱風 洪水 ) 2000 年後 88 年 9 月 21 日大地震死亡 :2,415 人失蹤 :29 人受傷 :11,305 人 臺灣天然災害損失統計 500-1960 年 1970 年 1980 年 1990 年 2000 年 颱洪及洪水 17,493 (52.84%) 921 大地震 13,749 (41.53%) 其他 ( 地震 山崩等 ) 1,863 (5.63%) 工程方法有所限制需結合非工程方法 ( 淹水分析 ) 資料來源 : 內政部消防署網站 (2009.03.25) 本研究彙整 47
式 ) 淹水模式 模式發展時間研發者研發內容 顏清連教授 以二維變量流理論為基礎, 建立地表二維水流模式 臺大第一代淹水模式 市區排水淹水模 ( 1990 年 1990 年 今 許銘熙教授賴進松博士許銘熙教授張倉榮教授賴進松博士陳宣宏博士 透過有限差分法, 求解二維零慣性方程式 模擬暴雨發生時, 研究地區水流動態及淹水深度 改善淹水模式之求解功能 加入重力流邊界條件式 可考慮抽水站 非均勻降雨之模擬 銜接雨水下水道模式 結合一維河川變量流模式 加入建物效應率 可進行超 亞臨界流演算 48
式 ) 淹水模式 模式發展時間研發者研發內容 臺大第二代淹水模式 無網格淹水模 ( 2010 年 今 張倉榮教授許銘熙教授高宏名博士張高華博士 以粒子取代網格, 離散計算區域, 增進淹水模式之求解彈性 可處理亞臨界流及超臨界流混合之天然河道模擬 利用不同尺度粒子配置表示真實地形, 求解地表漫地流淹水問題 在模擬區域邊界處, 可加入開放及閉合邊界之條件 可模擬乾溼床水體運動情況 49
淹水模式案例分析 納莉颱風淹水案例分析 50
淹水模式案例分析 無網格平滑粒子淹水模式案例分析 51
淹水模式之應用 目前應用與發展 1. 淹水潛勢圖製作與應用 2. 水災風險地圖製作與應用 3. 外水溢淹情境之分析與模擬 4. 都市地區熱島效應導致淹水之模擬與分析未來應用於研發 1. 淹水應變預警系統之應用 2. 都市地區洪災耐受度研究計畫 52
淹水模式之應用 目前應用與發展 53
1. 淹水潛勢圖製作與應用 年分 1999 年 ~2005 年 2006 年 ~2010 年 主管機關國家科學委員會 執行單位防災國家型科技計畫辦公室 執行情況第一代淹水潛勢圖資製作 設計雨量 DTM 數值地形資料 數值模擬網格精度 各河川流域採單站降雨資料作為分析的依據, 並將雨量值分成定量及重現期降雨 農林航空測量所於 1981 年 -1989 年量測資料 ( 精度為 1 公尺 ) 經濟部水利署 臺大氣候天氣災害研究中心 第二代淹水潛勢圖資製作 採用 1897 年 ~2008 年所有雨量站降雨資料作為分析的依據, 並將雨量值分成定量及重現期降雨 內政部地政司於 2006 年 ~2007 年量測資料 ( 精度為 0.1 公尺 ) 120 公尺 120 公尺數值模擬網格 20 公尺 20 公尺數值模擬網格 54
1. 淹水潛勢圖製作與應用 一日降雨量 350mm 50 年重現期距 一日降雨量 600mm 200 年重現期距 55
2. 水災風險地圖製作與應用 年分 主管機關 執行單位 執行情況 設計雨量 DTM 數值地形資料 分析尺度 2009 年 ~2013 年 經濟部水利署 臺大氣候天氣災害研究中心 水災風險地圖製作規範與應用 採用 1897 年 ~2008 年所有雨量站降雨資料作為分析的依據, 並將雨量值分成定量及重現期降雨 內政部地政司於 2006 年 ~2007 年量測資料 ( 精度為 0.1 公尺 ) 鄉鎮市區或村里之行政單位 56
2. 水災風險地圖製作與應用 目前 實際應變需求 淹水潛勢圖僅標明淹水深度及範圍, 未考慮社會經濟發展 1. 淹水潛勢圖上之淹水區域是否即為災害發生之區域 2. 災害發生時亦會受到洪水流速 水上升率之影響 3. 災害發生時必須緊急撤離疏散有生命傷亡及財產損失之處, 淹水潛勢圖僅提供淹水位置 分析原則 災害應變是以人民生命與財產為主, 因此利用危險度 脆弱度來分析及生命與財產之風險圖 57
2. 水災風險地圖製作與應用 重點一 風險計算方式 : 風險 (Risk) = 危險 (Hazard) 包含曝露量 (Exposure) 脆弱度 (Vulnerability) 重點二危險度 脆弱度應分生命跟財產兩部分, 因其性質不同, 宜分開討論, 且不同之脆弱度應對應於不同之危險度 重點三 數字正規化, 再以程度分級, 用風險矩陣表示 重點四 重點五 目標明確化, 應用於災前之防災預警, 於災中, 規劃疏散避難路線 順序以及救災資源之分配 分析尺度精確至村里或鄉鎮 58
2. 水災風險地圖製作與應用 生命風險度分析 = x 財產風險度分析 = x 59
2. 水災風險地圖製作與應用 危險度地圖 風險度地圖 脆弱度地圖 60
2. 水災風險地圖製作與應用 61
3. 外水溢淹情境之分析與模擬 年分 主管機關 執行單位 執行情況 設計雨量 DTM 數值地形資料 分析尺度 2006 年 ~2008 年 國家科學委員會 臺大生物環境系統工程學系 都會區堤防溢堤之地表淹水模擬與分析 以世界氣象組織 (WMO) 統計法與可能最大降雨量法 (probable maximum precipitation, PMP) 所推估之降雨量為最大 內政部地政司於 2006~2007 年量測資料 ( 精度為 0.1 公尺 ) 20 公尺 20 公尺數值模擬網格 62
3. 外水溢淹情境之分析與模擬 因地勢為東南高西北低, 加上臺北市雨水下水道系統及道路走向為由南向北流之影響, 當溢堤水流方向為東西走向時, 臺北市會形成大範圍淹水 63
3. 外水溢淹情境之分析與模擬 溢流位置為模擬區西北角與南區, 造成西北角大面積淹水 基隆河淡水河 新店溪 景美溪 64
3. 外水溢淹情境之分析與模擬 溢流位置為西南區與南區時, 溢流水流會延著地勢流向萬華一帶 基隆河淡水河 新店溪 景美溪 65
4. 都市地區熱島效應 導致淹水之模擬與分析 年分 期刊名稱 撰寫單位 研究情況 設計雨量 土地利用空間資料 分析尺度 2010 年 農業工程學報 臺大生物環境系統工程學系 都市地區熱島效應導致淹水之模擬與分析 以世界氣象組織 (WMO) 統計法與可能最大降雨量法 (probable maximum precipitation, PMP) 所推估之降雨量為最大 內政部地政司於 2007~2009 年量測資料 1 公里 1 公里數值模擬網格 66
4. 都市地區熱島效應 導致淹水之模擬與分析 降雨之水氣主要來至盆地型三個缺口氣流互動, 此三個缺口分別為 : 1 2 1 2 3 西北方的淡水河口 東北方的基隆河河畔 西南方的大漢溪河畔 3 67
4. 都市地區熱島效應 導致淹水之模擬與分析 臺北地區水氣主要由淡水河口 (1) 基隆河畔進入 (2) 以及大漢溪河畔 (3) 進入, 經由盤旋 熱力作用以及地型抬升作用, 會在新店 石碇 文山 南港 汐止 (A 區 ), 以及北投 士林 內湖 (B 區 ) 形成午後短延時降雨 3 1 B A 2 68
4. 都市地區熱島效應 導致淹水之模擬與分析 增加人為熱源排放後, 風由西南方大漢溪河畔以及東北方基隆河河畔進入進入臺北都會區, 並受到大屯火山群的阻擋轉而迴轉, 使得氣流在都會區內輻合 因加入人為熱源排放條件, 風場以及熱力變化改變了臺北都會區局部環流 3 2 69
4. 都市地區熱島效應 導致淹水之模擬與分析 近年來因為熱島效應的影響, 使得熱力作用大為加強, 讓原本鄰近山區的午後短延時降雨強度不只增強, 更讓降雨區域向都會區延伸, 在都會區造成短延時暴雨 3 1 B A 2 70
淹水模式之應用 未來應用於研發 71
1. 淹水應變預警系統之應用 災害預警系統必須提供足夠的時間才能發揮抗災能力 由近年重大洪泛災害事件, 亦明顯地看出災前爭取足夠反應時間, 採行必要之防患措施, 應可有效地減少財物損失及人員傷亡 要爭取反應時間, 必須能妥為利用相關科技, 及早掌握颱風與降雨之動態, 配合適切之通告 警報發布 72
1. 淹水應變預警系統之應用 73
1. 淹水應變預警系統之應用 利用長延時雨量預報資料 ( 系集模式 12hr 24hr 48hr) 與短延時雨量預報資料 (QPESUM) 進行下水道模擬與淹水模擬 利用模擬結果, 展示人孔冒水位置 淹水區域與深度, 並分析預警與警戒位置 連接轄內河川及區域排水水情監測設備資訊 ( 如水位站與雨量站資料 ), 同時整合水利署與中央災防部會署警戒資訊 ( 氣象與淹水災害等 ), 並規劃可擴充介接整合監視影像畫面, 並期能整合水情 水文 抽水機即時監控設備影像功能 74
1. 淹水應變預警系統之應用 長延時雨量預報資料 ( 系及模式 ) 雨量預報資料 短延時雨量預報資料 (QPESUM) 淹水預警系統 二維淹水模式 雨水下水道系統 淹水區域警戒 淹水道路查詢 溢流人孔位置 溢流查詢 75
1. 淹水應變預警系統之應用 76 長延時雨量預報資料 ( 系及模式 ) 雨量預報資料短延時雨量預報資料 (QPESUM) 淹水預警系統二維淹水模式雨水下水道系統簡報輸出雨量站資料查詢降雨雷達回波河川水位查詢災情管理與查詢即時監測畫面溢流查詢溢流人孔位置淹水道路查詢淹水區域警戒
1. 淹水應變預警系統之應用 系統功能設計 - 淹水警戒
1. 淹水應變預警系統之應用 系統功能設計 -QPESUMS 雨量套疊 78
1. 淹水應變預警系統之應用 系統功能設計 - 災情查詢展示 79
2. 都市地區洪災耐受度研究計畫 80
2. 都市地區洪災耐受度研究計畫 都市地區洪災耐受度合作研究計畫 屬於歐盟第七期科研架構計畫 (FP7) 環境與氣候變遷 (Theme 6 Environment including Climate Change) 優先研究主題, 計畫自 2010 年 ~2014 年總經費 349 萬歐元, 建立適合於都會區之洪災風險評估模式, 以提昇都會區對於洪災之耐受度 (Resilience) 並減緩洪災所造成之衝擊 CORFU 計畫分成七個不同的 Work packages, 每個工作小組負責不同的領域研究及管理層面 81
2. 淹水模式應用 都市地區洪災耐受度合作研究計畫 - 研究案例 巴塞隆納北京達卡 都市更新 漢堡孟買尼斯 台北 漢城 82
結語 83
結語 臺灣防洪工程與防洪經驗大致分為 3 部曲 : 1. 人定勝天 : 束洪, 建立大規模防洪系統, 約束洪水防止氾濫 2. 防洪預警 : 減災, 配合工程與非工程方法, 減少災害 3. 與水共生 與災共存 : 耐災, 災害不可避免, 增加災害耐受度並快速復原 84
結語 對於過去 10 年 ~20 年才發生的極端事件, 近年來幾乎年年發生, 極端事件可能帶來的衝擊要有所認知, 並制定減災方法 其工程方法效果直接, 但有所極限, 並且提高一個層級之保護標準所需成本常常是以倍數成長, 再加上未來極端事件之規模難以評估 因此, 以工程方法與非工程方法並行, 以達到 零傷亡 低災損 之目標 在非工程方法, 應積極推動災害風險評估 預警系統建立及防災風險管理, 以降低損傷, 並引進耐災之觀念, 與水共生 與災共存 85
謝謝聆聽 敬請指教 臺大生工系 NTU BSE 86