近年水患治理效益評估水利規劃試驗所

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  發刊期數:第0393期/ 發布日期:2020/07/24

圖1 工作架構與評估方法_pic

近年來已陸續完成「易淹水地區水患治理計畫」及「流域綜合治理計畫」,為深入了解治理之成效,水利規劃試驗所蒐集治理工程執行後之相關資料建立二維數值模型,並透過SOBEK淹水模式分析,以科學化方式評估其治理前後淹水改善情況,並結合淹水災損推估模式,以持續深化治水防洪成效之影響力,提供後續工程執行之參考,整體工作架構綜整圖如1所示。

  • 圖1 工作架構與評估方法圖1 工作架構與評估方法

(一)淹水改善情形分析

為了解各階段工程後之相關效益與剩餘之淹水面積,水利規劃試驗所透過二維淹水數值模型模擬,並整理「易淹水地區水患治理計畫」與「流域綜合治理計畫」之相關成效,以排水保護標準10年重現期為基準,統計經濟部主管易淹水地區水患治理計畫之適用範圍直轄市及縣(市)管河川35個水系、區域排水256個系統及事業性海堤4處,其中實際有進行易淹水治理工程規劃,並且有實際施工的區域分布在151個集水區(不含離島區域);另亦以相同有實際施工的標準統計流域綜合治理計畫施作範圍,共計有120個集水區(不含離島區域),說明各階段治理工程之改善面積,以及執行計畫內容概要,如圖2所示,其剩餘淹水區分布位置如圖3所示。

  • 圖2 各階段治理計畫概要與剩餘淹水面積圖2 各階段治理計畫概要與剩餘淹水面積
  • 圖3 各階段治理計畫剩餘淹水面積分布區位圖3 各階段治理計畫剩餘淹水面積分布區位

(二)災損評估分析

水利規劃試驗所利用自行開發之淹水災害損失推估模式,進行災損評估分析,該系統可進行洪水災害損失分析與規劃案效益評估,不僅提升過去以人工方式估算之損失評估效率,並可避免因人為參數或流程錯誤所導致之誤差。

其損失模型之建立,乃依據不同土地利用類別之淹水損失特性,將土地利用分為住宅、工商、農業與公共設施四大類。透過該系統,可分析不同情境淹水模擬圖之直接損失,快速推得現況及規劃案之年平均損失,其所減少淹水損失可視為其效益,有關災損評估系統之演算成果介面如圖4。

  • 圖4 治理工程後淹水損失減少效益評估圖4 治理工程後淹水損失減少效益評估

分析方法將SOBEK淹水模擬輸出成果之.asc格式檔案匯入,並搭配於系統內已建置完成之暴露量資料庫(農作物、家畜、家禽等),即時計算出該區位之災害損失情形。

經統計分析易淹水地區水患治理計畫前之10年重現期距淹水災害直接損失約375.51億元,易淹水地區水患治理計畫工程效益約240.57億元,而易淹水地區水患治理計畫流域綜合治理計畫累計工程效益約280.52億元。

為此,水利規劃試驗所結合二維淹水模擬成果與災損系統,計算出各縣市目前剩餘淹水面積與對應之災害損失金額,整理如圖5所示。

  • 圖5 現況各縣市剩餘淹水面積與災損金額圖5 現況各縣市剩餘淹水面積與災損金額

(三)治理成效案例說明

透過SOBEK模式於示範案例區域進行整治改善前後淹水模擬,以呈現示範區域治理工程整治前後淹水改善情形,可了解未來可能發生淹水位置,以進行調適改善對策或是說明目前現階段之治理工程成效。為使呈現效果能有效展示,並清楚說明治理工程效益,分別透過圖面方式進行呈現,其中示範案例的六個區域將以靜態圖面進行展示。

案例區域擇定以指標水系為主,擇定原則包含以下三點原則,分別為:(1)具代表性之重點治理工程;(2)各案例治水工程方式各具特色(如村落圍堤、抽水站疏洪道滯洪池等),且其效益良好;(3)易淹水與流綜計畫皆曾於該系統(流域),進行工程改善且該項工程已完工,以利建置不同時期之數值模型,方能比較不同階段之治理工程效益。

綜觀上述篩選方式,並依照地理區位進行劃分,北區為宜蘭縣冬山河排水;中區為雲林縣湳仔大排(虎尾區)排水;南區為嘉義縣六腳鰲鼓排水系統、臺南市港尾溝溪排水系統、高雄市典寶溪排水系統及屏東縣保力溪水系

以下將以雲林縣湳仔大排(虎尾區)排水系統集水區為例進行說明。

1、治理工程概述

湳仔大排(虎尾區)排水系統集水區,以北側與西側以濁幹線為界,南側由北港溪堤防保護不受外水入侵,東側則為高速公路路堤,由於地層下陷下游出口北港溪洪水位高漲,致使洪水堆積於出口處竹腳寮,加上水門關閉防止北港溪倒灌,使該地成逢雨必淹處。

  • 表1 湳仔大排(虎尾區)排水系統之易淹水及流綜各期治理工程列表表1 湳仔大排(虎尾區)排水系統之易淹水及流綜各期治理工程列表

此處具代表性流綜工程為平和抽水站滯洪池、湳仔第二抽水站及湳仔2號滯洪池抽水站前池等。湳仔2號滯洪池抽水站前池等工程佈置如圖6所示,改善竹腳寮聚落及湳仔大排出口段積淹水問題。平和滯洪池出口採背水堤與既有放水路過堤箱涵銜接虎尾溪,背水堤頂與虎尾溪堤頂齊高,並設置平和抽水站(容量6 cms)及出口閘門蓄洪量約50萬立方公尺,湳仔大排(虎尾區)排水系統易淹水地區水患治理及流域綜合治理之各期治理工程如表1,治理工程位置如圖7。

  • 圖6 湳仔2號滯洪池兼抽水站前池工程佈置示意圖圖6 湳仔2號滯洪池抽水站前池工程佈置示意圖
  • 圖7 湳仔大排(虎尾區)排水之易淹水治理及流綜治理工程分佈圖7 湳仔大排(虎尾區)排水之易淹水治理及流綜治理工程分佈

2、各階段治理工程模擬成果

以24小時10年重現期距設計降雨,模擬各階段治理工程之淹水狀況,其模擬成果如表2和圖8。積淹水深度各階段從0.49公尺降至0.36公尺再降至0.17公尺,平均淹水時間各階段從12.2小時降至10.3小時再降至4.9小時。

可以明顯看出湳仔大排、安慶圳大排及平和放水路(平和滯洪池)之治理工程分期改善之成效,積淹水範圍逐步縮小。由於安慶圳大排在易淹水治理階段辦理應急工程改善堤岸溢淹情形,使得下游湳仔排水洪水位較易淹水治理前高及竹腳寮社區淹水深度較深,而在流綜治理階段竹腳寮社區辦理村落防護設施、湳仔排水出口抽水站擴充及排水改善淹水範圍及深度明顯降低。

  • 圖8 湳仔大排(虎尾區)排水24小時10年情境各階段治理工程模擬圖8 湳仔大排(虎尾區)排水24小時10年情境各階段治理工程模擬

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