臺灣豪雨洪水的古往今來

 
2003/06/10 蔡長泰 | 成功大學水利及海洋工程學系     23,840
 
地球在大約四十六億年前形成,原始地球為岩漿海所覆蓋,其上的原始大氣中約80%是水蒸氣。水蒸氣造成豪雨,降到地表,形成海洋與大陸地殼。然後在大約四十億年前,最早的生命誕生了。因此可以說,沒有豪雨洪水,地球就不會有生命。

豪雨洪水在大陸地殼上沖蝕開鑿,形成溪澗江河。河水挾運泥土砂石奔流入海,填土造地,於是滄海桑田,形成廣大肥沃的沖積平原,成為人類文明的發源地。因此也可以說,沒有豪雨洪水,就沒有人類文明。

臺灣的地理位置、氣候條件,及地形地勢所形成的自然環境本多豪雨洪水,滾滾黃流中的泥土砂石淤積形成臺北盆地,以及蘭陽、臺中、彰雲、嘉南、高雄、屏東等各平原。豐沛雨水所形成的這些無垠的沃野,正是原住民賴以獵食維生的大地,更是渡海拓荒墾殖的先祖們所面對的自然環境。先人歷經三、四百年的艱辛努力,才建立起今日的臺灣!因此也可以說,沒有豪雨洪水,就沒有富庶繁榮的臺灣。

雖然豪雨洪水促成臺灣的文明,但發生豪雨洪水時,水勢湍急,波濤洶湧,山崩土埋,溢流漫淹,均可造成生命財產的重大損失。

根據統計,民國五十年至八十年的30年間,臺灣平均每年因水災造成的直接損失達一百四十二億元(以民國八十年幣值計算),約為國民生產毛額的0.68%。為了能防洪避洪以減災安民,進而蓄洪用洪以興利裕民,就應研究臺灣的豪雨洪水現象,才能規劃適當有效的對策。

臺灣的豪雨洪水

遠在明天啟四年(一六二四年)荷蘭人占據臺灣之前,已有我國人民移居臺灣,但直至康熙二十二年(一六八三年)臺灣歸清,文獻上有關颱風豪雨的紀錄不多。

清代雖然還沒有近代的水文儀器測量豪雨洪水的大小,但由各種歷史文獻及奏章等,可以找到發生重大豪雨洪水的日期及災情,有些也記載淹水的深度。如果只計算臺灣屬於清代的時間,即從清康熙二十二年至光緒二十一年(一六八三年至一八九五年),在此213年間,共計有220次風災及水災,平均每年發生1.03次。

日本治理臺灣後,開始引入近代的氣象及水文觀測儀器,設立氣象觀測所、雨量站(雨量觀測所)、水位站、水文站等,而有了比較可靠的量化紀錄。根據統計,從民國前十五年至民國三十四年(一八九七年至一九四五年)的49年間,共有178次颱風侵襲臺灣,平均每年有3.63次。但並非每次颱風均會發生災害,根據資料,民國元年至三十年發生水災的頻率最高,平均每年2.2次,約與清朝末年相當。而在日本治理臺灣的50年中,只有八年沒有水災紀載。

臺灣光復後,不僅持續進行各項觀測,更推動水文觀測現代化,廣設雨量站及水文站,並購置先進水文儀器,以提升水文資料品質。根據氣象局統計,由民國三十四年至九十年的57年間,侵襲臺灣的颱風共有243場,平均每年4.26場。其中以民國八十年及九十年各有八場為最多,有七場颱風的有三年,有六場颱風的也有三年。

根據消防署統計,由民國四十七年至八十九年,臺灣共有146次因颱風豪雨而成災,平均每年3.39次;另有37次是因豪雨成災,例如民國四十八年的八七水災,合計共有183次水災,平均每年有4.25次。發生水災次數最多的是民國八十九年的九次,民國七十九年及八十三年各有八次,而每年發生七次的則有五年,都在民國七十年以後。

若以民國七十年為分界,比較三階段的豪雨洪災如下:
  • 民國四十七年至六十九年,平均每年有4.0場颱風,其中2.95場颱風造成水災,若加上只因豪雨而成災者,則平均每年有3.39次水災。
  • 民國七十年至七十九年,平均每年有4.4場颱風,其中3.5場颱風造成水災,若加上只因豪雨而成災者,則平均每年有4.8次水災。
  • 民國八十年至八十九年,平均每年有5.1場颱風,其中4.3場颱風造成水災,若加上只因豪雨而成災者,則平均每年有5.7次水災。

由於人口與開發利用面積的增加,因而豪雨造成水災的次數也增加。而民國七十年以後,十項建設次第完成,經濟發展快速,土地利用密集,且沿海平原有日益嚴重的地層下陷現象,都可能與平均每年發生水災次數的增加有關,而且也增加災害損失。

臺北九一七水災

民國九十年,氣象局曾發布颱風警報的颱風有八個,四個登陸臺灣。奇比颱風在澎湖造成損失總金額為臺幣四億五千萬元,及14人死亡,16人失蹤的災害。納莉颱風在臺北縣市及基隆造成極嚴重的水災,死亡88人,失蹤13人,農林漁牧損失近七億元,經濟損失超過十億元,北市捷運泡水損失超過百億元,粗估整體損失不輸九二一集集大地震,稱之為「九一七」水災。

基隆市、臺北市、及臺北縣的中和、永和、新店等地區的淹水面積共5,226公頃,許多地方的淹水時間達八小時,淹水深度超過七公尺,約為兩層樓高。這樣廣大範圍的淹水,主要是因為納莉颱風帶來的驚人雨量。

除臺灣外,近年來世界各地也發生過多次破紀錄的豪雨洪水。例如:二○○○年十月至十二月,英國的雨量達492公釐,不僅是一七七六年開始觀測以來最大的秋季豪雨,更在十一月出現英國50年來最嚴重的水災。

一九九九年七月美國愛荷華州發生大洪水,豪雨量更超過一百年一次的程度。

二○○○年九月,日本東海地方發生百年才一次的颱風豪雨,有11處河堤決口,名古屋市有三萬棟以上的房屋淹水,新幹線也停頓大約20小時,此一豪雨的二日總雨量為567公釐。

在非洲,從二○○○年二月至二○○一年一月,莫三比克及南非也都發生大洪水,災民在一百萬人以上。

即使澳洲,二○○○年二月也在昆士蘭州、新南威爾斯州及北部地區下起豪雨,引起範圍廣大的水災。

為什麼近年來豪雨洪水多

看來臺灣與世界各地一樣,近年來都有比較多的豪雨洪水現象。根據研究,原因如下:

破壞森林會使下雨時流出森林集水區的水量增加,因而加大洪水量。不過基本上,森林只明顯減少較小的豪雨的流出水量,但對會造成重大災害的大豪雨,並不能明顯地減少流出水量。

也有認為聖嬰現象及聖女現象的出現,可能引起氣象異常而導致集中發生豪雨。聖嬰洋流是在耶誕節之後,沿南美洲秘魯海岸發生的由北向南的暖洋流。一般而言,會使平時雨量少的熱帶東太平洋地區可能出現豪雨,而原本多雨的熱帶西太平洋地區雨量減少,甚至可能發生乾旱。聖女現象則為熱帶太平洋東部及中部海面溫度不尋常降低,且信風變強的現象。

但也有人認為聖嬰現象出現時,世界各地雖然常出現異常氣象,但沒有聖嬰現象的年份,一樣也有異常氣象出現,因此聖嬰現象的影響仍有待研究。國內也有研究認為聖嬰現象與臺灣豪雨無明顯關係。

全球氣候溫暖化的影響,是比較受重視的豪雨發生原因。已有研究指出,因全球氣候暖化,造成地球的平均水蒸氣量增加,強烈降雨現象及熱帶性低氣壓的降雨量也會增加,河流的流量也增加7%以上。

雖然有上述各種說法解釋近年發生異常豪雨洪水的原因,但事實上歷史上也曾發生很大的豪雨。例如一九一○年,法國巴黎發生的豪雨洪水,使整個巴黎盆地與臺北在九一七水災中一樣,變成汪洋澤國,也使一九○○年才通車的巴黎第一條地下鐵全浸泡在水中,經七個多月才修復通車。

因此,豪雨洪水基本上應是一自然現象,其出現的時、地、及大小迄今仍難正確預測,而有較科學紀錄的時間也僅一、二百年。很大的豪雨本不常發生,打破紀錄的也僅是這一、二百年間記錄到的豪雨。而一、二百年以前可能也發生過更大的豪雨,只是沒有科學紀錄而難以比較。當然,未來仍可能發生更大的豪雨,只是不能確定何時發生而已。也因此臺北九一七水災未必真的是空前大水災,更未必會是絕後的大水災。因而我們應認真思考的是,如何面對任何可能發生的豪雨洪水。

如何面對豪雨洪水

豪雨洪水常會造成災害損失,減少水災的損失可分成預防、應變、救災、復建等四個階段。

就預防而言,可分成防洪排水工程,平時預警,即時預警系統,及淹水影響評估四方面。傳統上,預防水災損失以工程方法為主,包括建設堤防、疏洪道、排水系統、滯洪池、防洪水庫、抽水站等等,尤其應確實維護管理,務使能發揮預期功能。

其次,平時預警主要依據曾發生過的水災的淹水範圍及根據各種豪雨事件演算的淹水範圍而劃出淹水潛勢區,提醒民眾注意,進而規劃避難路線及地點。國科會的防災國家型科技計畫辦公室也正進行類似的研究,分析臺灣平原地區的淹水潛勢圖。

即時預警則依據即時接收的雨量及其他氣象資料,以預報未來若干小時的雨量,並應用降雨─逕流數學模式、洪流演算模式、淹水─排水模式、颱風暴潮模式等,演算降雨區在未來若干小時的河流洪水位、流量及平原地區的積水現象,再經由各種通訊及通報系統告知相關單位及民眾,及時採取適當的應變措施。

至於淹水影響評估,則是就任何改變地形地貌的新建設,評估其對鄰近地區洪氾淹水的影響程度。洪水在地面的流動會受到建築物及道路路堤的阻礙而改變流向,也會在街道上奔流,如同河中洪水。因此,必須對任何新的公私建設進行淹水影響評估,以免改變原有防洪排水設施的功能。

就應變而言,可分成平時應變準備及險情應變。平時應變準備指購置及儲存搶險器材、救災物質、及醫療衛生消毒藥品等,且必須定期檢查、維護、更新。另外,也應從事汛期前的防汛及救災演習,以及建立資訊系統保護制度等。

現代社會的運作已十分可能因資訊系統受災而癱瘓。故災難發生時,必須使網路服務繼續有效運作,以提供必要的維生資訊,並使高度依賴資訊系統的政府機構及公私企業均可迅速復原。因此,平時便必須建立資訊系統保護制度,包括資訊系統災難應變與備援計畫,以及資訊系統緊急復原計畫,並定期演練。

險情應變是經由即時預警系統或民眾通報,使災情發生時,能立即反應而進行疏散避災及搶險行動,以消除災情或使損失減至最低。成功的險情應變必定是依賴平時的定期演練,才能在災害發生時發揮功效。

就救災而言,救災不僅是迅速遷移災民至安全地方,而且必須救濟災民的食衣住行,醫治傷病災民,妥善處理罹難者。同時,必須於災後立即進行災區的垃圾清理、環境清潔整理及衛生消毒,以防止災區疫病發生,確保民眾健康。

就復建而言,復建不是復舊,而是應該先對發生的水災,儘速檢討各公私建設受災的原因,以便在進行復建工程時能力求改善,避免重蹈覆轍。

歷經長久的考驗,人們面對自然的豪雨洪水的態度,古今幾乎相同,但借助日益進步的科技,可明顯提升防災、救災的效果與效率。