災害防救科技：災害潛勢資料
96/02/05
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謝龍生｜
國家災害防救科技中心
陳聯光｜
國家災害防救科技中心
蘇昭郎｜
國家災害防救科技中心
葉森海｜
國家災害防救科技中心
臺灣位處西太平洋颱風路經區域及季風帶交會區，每年遭受颱風豪雨侵襲的機率相當大。加上地勢坡陡水急，又有921集集大地震的蹂躪，使得地質更加鬆軟脆弱，因此河川集水區上游常發生坡地崩塌土石流災情，中下游地區嚴重淹水災情也時有所聞。民國90年桃芝、納莉兩颱風，民國93年敏督利颱風的七二水災及94年0612豪雨災害等事件更是殷鑒不遠。根據聯合國資料，臺灣已被列為全世界最容易遭受天然災害侵襲的地區。
除了天然颱洪災害外，也由於臺灣工商業相當發達，人口密集，使得人為災害發生頻率提高，例如化學物質的使用愈來愈多樣化，環境中各類毒性化學物質的生產、儲存、運輸若有些微不當，將增加民眾受到危害的機率。災害除會造成人員傷亡外，也嚴重影響整體投資的競爭力，對國內經濟成長有相當程度的傷害。有鑑於此，如何使臺灣地區因颱風豪雨或人為災害所造成的損失降至最小，是政府持續努力的目標。
自從89年7月「災害防救法」通過後，每遇到重大災害發生時，政府都會成立中央災害應變中心，主要功能就是緊急措施的擬定及跨部會的協調。在應變中心成立初時，中心指揮官最想了解的就是哪些地方最可能發生災情？災害影響範圍有多大？哪些地方需要疏散撤離？這些資訊若能掌握，會有助於緊急應變措施的擬定。
例如當颱風侵襲臺灣時，指揮官若能掌握主要災害地區的可能位置，就可以在災害發生前調度救災資源，如移動式抽水機、防救災人員、救災物質等，以減少災害的損失。但是指揮官又如何研判哪些地區會有較高災害發生的機會呢？答案就是參考「災害潛勢資料」，例如淹水潛勢資料、土石流災害潛勢資料、人為毒化災害潛勢資料等。以下就是針對這些災害潛勢資料的製作歷程、應用方向及查詢方法的說明。
災害潛勢分析歷程
所謂「災害潛勢」，是指在氣象、水文等的外在條件下，分析模擬區域內各處發生災害的機率或規模，劃分成不同等級，如高、中、低潛勢等，再利用地理空間方式呈現模擬地區的潛勢分布。由於災害潛勢分析所需資料量與電腦運算都相當龐大，無法以即時線上（on-line）模擬分析，必須事先進行各種預設條件的模擬。
有鑑於災害潛勢資料的重要性，國科會自民國86年11月成立「防災國家型科技計畫辦公室」，主要任務之一就是完成淹水、土石流災害等潛勢分析工作，再把這些成果提供給相關單位應用。其後又體認人為災害的嚴重性，選取重要地區及災害種類進行人為災害潛勢分析。現在把這些災害潛勢的分析歷程簡述如下。
淹水潛勢資料 淹水潛勢分析主要在模擬市區因河川水位高漲或暴雨宣洩不及所造成的淹水情況，須先依地形資料分成上游山區逕流模擬區域及平地淹水模擬區域，再利用淹水模式模擬在某種降雨條件下的淹水潛勢。淹水模式則是由山區逕流模式、都市雨水下水道排水模式及二維漫地流淹水模式（含抽水站操作）等3個模式組成。
模式銜接的分析是以山區逕流模式先行演算山區逕流量，求得山區逕流歷線。其次以都市雨水下水道排水模式接納山區逕流量及市區降雨量，再演算雨水下水道管線的水流狀況及人孔溢流量。最後，以二維漫地流淹水模式計算下水道管線的人孔溢流，及部分山區逕流所引起的地表淹水情形。
防災國家型科技計畫辦公室防洪研究群至90年度止，已完成全臺灣地區22縣市淹水潛勢圖的分析與製作。淹水潛勢資料已由計畫辦公室邀請學者專家、水利主管機關及地方政府代表完成初審，並通過中央災害防救會報專家諮詢委員會的複審後，送行政院中央災害防救會報備查。
土石流潛勢資料 土石流潛勢溪流是指溪床坡度大於10度，且上游的集水面積大於3公頃的，就視為土石流潛在地點。另如溪流下游出口或溢流點有住戶3戶以上或有重要橋梁、道路需保護的，則列為調查範圍。調查時依現地有效集水面積、集水區內岩體的岩性、通過集水區內的斷層長度及溪流上游的崩塌面積等4種因素，做為誘發土石流發生度的指標，同時配合對保全對象危害度，區分出土石流潛勢溪流的危險等級，危險度區分為「高」、「中」及「低」3個等級。
根據調查，土石流潛勢溪流分布在全臺19個縣市，159個鄉鎮，625個村里，共有1,420條，危險聚落則有515處。土石流發生原因主要與集水面積內崩積物厚度、地質成分、水文及地形特性等因子有關。簡言之，形成土石流的基本條件是豐富的堆積物、充分的水分及足夠的坡度。土石流的危險區域包含上游崩塌地滑區、危險溪流兩岸易崩塌區、以及危險溪流谷口扇狀地。
土石流的流動特性是前高後低，龍頭湧起，大石在上小石在下，最大流量可達清水流量的10倍，流速每秒達2～20公尺，平均流速比百米健將的速度還快。目前行政院農業委員會水土保持局已完成全臺1,420條土石流潛勢溪流影響範圍的調查，並針對重要保全住戶地區擬定土石流緊急避難路線的規劃，以提供居住在危險區內的民眾在土石流警報發布時疏散至安全避難處所的參考，並降低居民生命財產的威脅。
人為災害潛勢資料 國家災害防救科技中心為強化毒化災潛勢分析模組研究，已開發出3種分析模式：區域性毒化災潛勢分析，高速公路槽車災害潛勢分析，以及毒化物運輸路線選擇。在這3種潛勢分析中所使用的ALOHA（Areal Locations of Hazardous Atmospheres）擴散模組，是美國國家海洋及大氣管理局和美國環保署所開發的，再依據不同研究所彙集的基礎資料，而得到各項毒化物的災害潛勢。現在把近期所完成的人為災害潛勢分析成果說明如下。
對於區域性毒化災潛勢分析，由於高雄縣、市轄區內工廠林立，因此選定高雄縣、市為潛勢分析區域，研究人員在地理資訊系統上建置其毒化物運作工廠的相關資料，並對工廠所在地做定位，再利用ALOHA擴散模擬軟體以最嚴重狀況模擬毒化物的洩漏擴散情形。由初步潛勢分析結果可知，高雄縣內林園、大社及仁武相較於其他鄉鎮的災害潛勢較高，至於高雄市內則以前鎮、小港、旗津等行政區域為最。
由於高速公路是槽車運輸的主要路線之一，因此以中山高速公路為槽車災害潛勢分析對象，針對苯、丙烯、氯氣、環氧乙烷、1,3－丁二烯、氯乙烯等6種物質的洩漏擴散進行模擬。潛勢分析結果得知風險值以丙烯及氯乙烯較高，其中又以苗栗縣、臺中縣市、臺南縣市、高雄縣市等因為鄰近中山高速公路而風險最高。
此外，公路是毒性化學物質常用的運輸方式之一，而毒化物運輸的風險與其他物品所需考量的因素不同，因此建立其風險分析是一項重要的工作。
例如選定林園工業區附近兩條常用的路線進行毒化物運輸的風險評估，以提供毒化物運輸路線選擇的參考。結果顯示路線A整體的風險比路線B高出許多，主要原因是路線A的車流量、肇事率、平均人口密度都比路線B的高，再以路線A上實際曾發生的槽車事故，更可驗證這個模式的準確性。因此就這兩條路線選擇的權衡，以路線B的風險較低，較適合運輸毒性化學物質。
潛勢資料的用途
淹水潛勢資料 淹水潛勢資料的應用，最主要是落實於災害周期減災、整備及災中應變等3個階段。包括協助地方政府及人民了解淹水潛勢與提高防救災意識，並提供淹水潛勢資料做為地方政府研擬地區災害防救計畫的參考。淹水潛勢資料配合地區經濟發展的程度，則可推估洪水發生時可能造成的經濟損失，並做為洪水危害度評估的參考。
此外，淹水潛勢圖可做為檢討河川防洪及改善地區排水工程時的參考，淹水潛勢資料也可做為國土開發、地區綜合發展計畫及都市計畫的參考，以期減少淹水風險，另可考慮在高淹水潛勢區中限制土地利用。模擬不同暴雨條件下各地區淹水潛勢情況，則可做為制訂洪災保險費率的參考。
淹水潛勢資料最大功用是在颱洪侵襲期間做為淹水預警研判的參考，利用中央氣象局即時雨量傳輸資料，研判可能的淹水地區，指揮應變中心便可依據淹水預警資料擬定因應的緊急措施。
土石流潛勢資料 現代防災的工作重點，已由以往被動消極的災中應變、災後重建，轉化為積極主動的平時減災及災前整備。土石流並不等於土石流災害，而是流域土石趨於穩定的自然現象，因此沒有必要阻擋其發生。土石流災害潛勢資料最主要可運用於：
防災對策的規劃：土石流的研究目前尚未能精確預測其何時發生，因此當前土石流災害的防災對策主要是疏通排水系統、隔離致災土石、攔阻土石與避開土石流危險區。除相關軟硬體措施外，並應用最具前瞻性的高科技於全臺13處重大土石流災害地區進行土石流災害觀測，以做為災害防治、政策研擬及防災管理決策的參考。
推動社區防災：在推動社區自主防災上，以土石流防災疏散避難的規劃與對地方政府防災疏散避難演練的輔導，減少土石流對居民生命財產的損害。
提供緊急預警的參考資訊：透過災害警戒基準值的訂定、土石流觀測示範站的研究、以及研發土石流行動觀測車，就不同方式進行資料蒐集與評估，並應用遙測系統、地理資訊系統及全球定位系統，快速取得衛星影像與航空照片等資訊，以進行山坡地土地利用、崩塌、土石流等的監測，以及坡地災害發生的預防。
人為災害潛勢資料 毒化災害潛勢分析資料最主要可應用於減災及整備兩階段。
減災階段：可事先評估目標區域或路線的危險度，對於危險度較高地區預先進行減災措施，並調配現有的救災資源，以降低災害發生時可能的損失。
整備階段：事先擬定疏散避難計畫及場所，平時應進行相關應變的實兵演練，未來更應建置毒化物資訊共同平臺，整合毒化災害潛勢分析模組，以利救災經驗與資訊交流，事故發生時也可提供緊急應變決策的分析，避免災情擴大。
查詢方法
災害潛勢資料對於政府在災害防治業務上既然如此重要，民眾若要了解自己居家周遭有哪些潛在危險該如何查詢呢？對於淹水潛勢資料，民眾可上網連結至國家災害防救科技中心網站（http://ncdr.nat.gov.tw/chinese/DLinu/index.htm）查詢，或是連結至各地方政府的防災網站查詢。
對於土石流災害潛勢資料，可連結至行政院農業委員會水土保持局土石流防災應變系統網站（http://fema.swcb.gov.tw/main/index_01.asp）或土石流防災資訊網 （http://246.swcb.gov.tw/）查詢。至於人為災害潛勢資料，由於審核作業程序尚未完備，暫時無法對外提供查詢服務。
近年來，由於政府有效地運用了災害潛勢分析的科技成果，使災害防救業務有了長足的進步，無論是財產損失或是民眾傷亡，都已有實質的減災效果。但災害潛勢資料並非永遠固定不變，會因防洪工程改善、地震災害或工業發展型態改變而有所變易，因此災害潛勢資料應定期更新，以掌握最新的災害潛勢狀況。
