一、前言
台北盆地本係大湖,約5,000年前因盆地淤積,湖水逐漸退去而形成今日的台北盆地,其碗狀之
地形,先天即不利於
排水及
防洪治理。
盆地內之主要大河即係
淡水河,它是由
大漢溪、
新店溪及
基隆河分別從三個方向流入盆地而在台北匯聚成
淡水河再流入台灣海峽。這三條
支流都發源於高山峻嶺間,每條
支流長度不過百里,
河川流短坡陡,每逢
颱風豪雨,山區
洪水不到半日即匯流入
淡水河,於
基隆河匯流口的關渡又有葫蘆型窄小隘口的瓶頸束縮,再加上海水漲潮的水位
頂托,自
上游而下的大股
洪水不易宣洩入海,導致
河川水位上升而向
河岸兩側漫溢,此時市區的低窪地區雨水又無法排入
河川,
內水外水夾攻,經常造成
下游河岸鄰近地區嚴重淹水,如三重、蘆洲、五股、新莊、樹林及板橋江子翠等地區,在早年每逢大
颱風豪雨即淹水,已是司空見慣,其中尤以民國52年的葛樂禮
颱風,造成大規模淹
水災情的重大損失,民眾苦不堪言,大台北
防洪計畫因應而生。
二、
淡水河流域綜合治水策略的過去
(一)大台北
防洪計畫
日本據台期間,於
淡水河亦曾有小規模局部的
防洪建設,如大稻埕、川端、馬場町、圓山等
堤防護岸,並未有全面性的治理。台灣光復後,台北成為政治經濟文化中心,為解決
淡水河防洪問題,台灣省政府曾提出
防洪治本計畫,陸續完成部份
防洪工程,惟因經費過巨籌措困難,仍未能完成全盤有效的治理,然已有了初步低度的保護。嗣後,再經多年的調查研究及
水工模型試驗,民國62年經濟部核定了「
台北地區防洪計畫建議方案」,以200年重現期
洪水為防禦保護標準,分三期施工,
淡水河防洪整體計畫於焉誕生,詳圖1。初期工程以10年重現期
洪水為防禦標準,再逐步進行二、三期工程提高保護程度,歷經20年的施工,終於民國88年完成
淡水河的各項
防洪治本建設,總經費約達1,114億元。
(二)
基隆河整體治理計畫
台北市轄的
基隆河段亦
因河道蜿蜒
坡度平緩,於
颱風期間經常漫溢兩岸,台北市政府亦以同樣的保護標準研擬規劃「
基隆河整治計畫」,經核定於民國80年開始實施,85年底完工,總投資金額達1,579億元。
由於都會區的居住人口逐漸往中
上游發展,而
基隆河中
上游的防禦標準不足,人口密集區的五堵、百福、汐止等地區遇雨即淹,如87年之瑞伯、巴比絲
颱風均造成淹水的重大損失,但要提高保護標準勢須拓寬河道,所需土地徵收費用龐大,並有相當多的
排水及橋樑
改善配合工程,故思以
分洪方式將
上游洪水分洩入海,不經本流往
下游,可降低
下游洪水位,維持原有河道寬度,輔以
堤防護岸及河道疏浚整理工程,大幅減少土地徵收及相關配合工程費用。於91年編列316億元推動
基隆河整治,其中
員山子分洪工程於94年完工,經費約75億元。
(三)
淡水河流域防洪計畫之特色
河川防洪治理的手段不外乎工程方法與非工程方法,工程方法有「攔
蓄洪水」、「分洩
洪水」「疏
導洪水」、及「範
束洪水」等四大手法,簡言之,即蓄、分、導、束四法。非工程方法則以「避開
洪水」為主軸有方式
洪水預警、
洪氾區管理及
洪災保險等。為因應台北盆地及
淡水河複雜的地文、水文、水理,
淡水河防洪治理即綜合採行了上述之各種工程與非工程方法,分別介紹說明如下。
1.攔
蓄洪水(
蓄洪)
淡水河上游之
大漢溪及
新店溪分別有
石門水庫及
翡翠水庫,
石門水庫屬多功能
水庫,
防洪亦為其標的之一,
翡翠水庫其主要標的為供水及發電,雖無
防洪標的,但是
翡翠水庫集水區長期以來受到保護,
集水區水源涵養功能高,其
蓄洪成效更大於
水庫本身。自
淡水河整體
防洪治理計畫完成後,
下游的防禦
洪水能力已大大提高,而因人口成長及社會經濟發展,
需水量增加,
水庫所擔負的供水比重愈來愈大,故以
水庫蓄洪減洪的功能逐漸減小。
2.分洩
洪水(
分洪)
有些地區因人口密集,可用土地受限,致河道本流之通水斷面無法容納全部
設計洪水量時,為避免水位上漲而溢堤,可另開闢人工水道或調整其他天然水道,以繞道方式分散排洩本流無法容納的
洪水。
分洪的水道可繞過本流水道在
下游與本流會合,如
淡水河的
二重疏洪道;亦有直接穿越
分水嶺將
洪水分洩入海或鄰近的
河川,如員山子
分洪將
基隆河上游的部
分洪水分洩至東海。
二重疏洪道之設置,主要早在台北
防洪計畫初期即提出討論,主要係因
淡水河下游的台北橋段河幅較窄不利排洪,惟兩岸高度發展,既有人口房屋密集,拆遷不易,為避免台北橋段於大
洪水時溢堤,故在
上游採分洩
洪水設施。
二重疏洪道所在位置原本即為
淡水河在大
洪水時之天然溢洪流路,因此在
大漢溪與
新店溪合流處設
疏洪道入口,利用此一天然溢洪地區開闢
二重疏洪道,其分流
洪水於關渡一帶再匯入
下游淡水河本流,不僅可提高分水效果,並可減輕
淡水河在台北橋河段流量之負荷。
疏洪道入口設控制構造物,使小
洪水仍全部流經台北橋以維持
淡水河之
河性,避免淤積,至較大
洪水,台北橋段無法全部容納時,部分可由
疏洪道分疏
洪水,於200年重現期計畫
洪峰流量時可
分洪39%(係以當時規劃數據說明,目前通洪能力已有重新檢討)。
員山子
分洪在台北
防洪計畫初期亦納入考慮方案中,惟當時還是以
下游台北地區水位降低成效為主要考量,因效益不佳而作罷,隨著都市開始往
基隆河中
上游發展,歷次
颱風都造成汐止地區水患連連,故開始計畫整治。構想主要係考量
基隆河上游的火燒寮是北台灣的暴雨中心,大量
豪雨瞬間傾洩而下,經常在
下游造成災害,而為容納200年重現期
洪水,在已高度都市化的兩岸,徵收土地、拓寬河道、修築
堤防、整建市區
排水、抬高既有橋樑等工程,所需金額龐大且執行阻力大,易招致民怨。故
防洪工程的
分洪手法即在此派上用場。員山子
分洪的入口在瑞芳鎮瑞柑新村旁,該河段的設計
洪峰流量為1620cms,
分洪工程可將81%即1310cms的洪峰經2.8Km的隧道,穿越
分水嶺分洩到東海,剩餘洪峰310cms則再流往
基隆河下游以維持
河川的流量。經此分洩
洪水,瑞芳之水位可降低3.13m,
基隆河下游平均水位可降低1.5m。
分洪工程的採用,除達到防禦200年重現期
洪水的保護標準,並大幅縮減了辦理土地徵收所需耗費的時間及經費。
3.疏
導洪水(
導洪)
當河道過度蜿蜒,流速減緩,
河床淤積,或河寬突縮形成瓶頸,均不利於
洪水的宣洩而壅高水位漫溢
河岸,故需以清除障礙、河道浚深、
丁壩挑流、順
壩導流、截彎取直等整治
河槽方法,以增加流速,疏
導洪流使易於暢洩。
淡水河及各
支流大量違建的拆除,
大漢溪273.5萬m
3垃圾山的遷置造林,均係浩大艱困的河道障礙清理工程。此外,拓寬關渡之葫蘆型隘口;
基隆河中山橋之橋墩經
水工模型及歷次
颱風豪雨驗證,皆顯示有阻水效應形成瓶頸,而拆除改建;
基隆河金泰段與舊宗段彎曲河道的截彎取直等,均為疏
導洪水的
河槽整治方法。
4.範
束洪水(
束洪)
範
束洪水是根據計畫
洪水流量大小,規劃設計合宜的河道斷面,以構築
堤防的方式將
洪水拘束在一定的河道範圍內流動。通常所採用的
堤防形式有土堤及混凝土
防洪牆,土堤為梯形構造,所需用地面積大,在土地利用度較低的
河岸,可採用梯形斷面的土堤,例如
大漢溪之板橋、新莊、樹林、土城一帶,
淡水河左岸之三重、蘆洲及
二重疏洪道兩岸即多採用土堤。但是在臨台北市一側及中和、永和,則因高度都市化發展,土地寸土寸金而取得不易,不得不採取用地面積最小的
防洪牆。
河川興建
堤防就同時要考量可能會妨礙
堤內地區之
排水,需有相關的
排水設施配合,例如
排水門、
抽水站等抽
排水設施,
淡水河沿岸興建了數十座
排水門、
抽水站,擔負著
堤內排水的重責大任。
5.避開
洪水(避洪)
(1)
洪氾區管制
台北地區防洪計畫中指出其中五股疏左地區因地勢低漥,且有多條山溪會流其間,
排水問題難以解決,於擬訂
台北地區防洪計畫建議方案時,政府接受聯合國
防洪專家之建議,
疏洪道左岸高速公路以北暫緩建堤,視將來該區實際發展狀況再行處理,該區域與社子島等地區相同,採非工程方法進行管制,降低
洪災損失。因此自民國57年起公告
淡水河洪水平原管制區,其後陸續因為土地開發、
排水改善而有劃出管制區或由一級管制區改為二級管制區,詳圖3,另未求法源依據政府亦於88年6月30日經濟部經(88)水字第88461618號令發布
淡水河洪水平原管制辦法。
(2)
洪水預警
洪水預警報即是輔助
防洪工程設施的一種非工程方法,
洪水來臨前以科學方法預先提供防救災單位及民眾各種可能的
洪水情報,並適時發出預警,供民眾做防災避災的準備,減少洪
水災害所遭致的生命財產損失。
早在民國66年台灣省水利局即設立「
淡水河洪水預報隊」,即目前設於板橋浮洲橋頭
水利署第十河川局內的「
淡水河流域防洪指揮中心」之前身,主要任務為辦理
淡水河洪水預警報,藉雨量、水位之
遙測系統及無線電、微波通訊系統架構,監測全
流域即時降雨及
河川水位狀況,並應用
預報模式
預測淡水河集水區之降雨及洪流量,預先對可能發生淹水的地區發出預警報,讓該河段周邊的民眾能及時做防災、避災、救災之準備及動員。
三、
淡水河防洪面臨的挑戰
(一)
石門水庫分洪排
砂道增設
一般而言,
水庫設計係以PMF(最大可能
洪水)進行排洪量的設計,
石門水庫排洪設施原僅規劃建置有
溢洪道,民國52年由於葛樂禮
颱風引發超大
洪水,經重新檢討後於民國68年在大
壩右岸山脊增設排洪隧道,排洪能力由原設計之每秒11,400cms提升到每秒13,800cms,反觀
下游大漢溪到
三峽河匯流前河段以100年重現期規畫,計畫流量僅9,600cms,
三峽河匯流口至
大漢溪口(與
新店溪匯流前)以200年重現期規畫,計畫流量為13,200cms,均低於
石門水庫之排洪能力,未來
石門水庫計畫著手進行防淤措施,將新闢兩條
分洪排
砂隧道,計畫出流量為2,200cms(尚未定案),總計
石門水庫可排出
洪水量將達到16,000cms,如此的流量不光是
大漢溪,恐怕連
下游淡水河也無法承受。
(二) 五股疏左地區高保護及社子島開發
行政院99年5月10日核定「臺北地區(社子島地區及五股地區)
防洪計畫修正」報告(含兩政府所報計畫),其中社子島開發地區約240公頃,將其保護程度由行政院76年11月14日核定「社子島築堤保護案」20年重現期距
洪水保護標準(
堤防標高6.0公尺)提高至200年重現期距
洪水保護標準(
堤防標高9.65公尺);為符合水理需求,
基隆河及
淡水河兩岸
堤防以原公告堤線不變原則下,採緩坡方式設置空間,另為利全區採用重力式
排水,開發區計畫以填土方式辦理,並將住宅區等人居地填土至標高8.15公尺以上;環島
防洪設施則以加設矮牆或其他適當方式,使其標高達9.65公尺,以符合200年
洪水重現期之計畫堤頂
高程。另新北市五股疏左既有村落,將五股地區採
防洪高保護施設(高速公路以北【
下游】之
二重疏洪道左岸
堤防加高至200年重現期距
洪水保護標準),以期能解除
洪水平原之管制。
如此一來,原本應該保留的
蓄洪空間都因為都市的開發而築堤
束洪,台北
防洪設施的又少了一道防線。
(三)
計畫洪水量面臨調升
因前述兩計畫報院核定過程中曾要求,為因應全球變遷對
淡水河水系之影響,故
水利署委由
水利規劃試驗所辦理「
淡水河系水文檢討」計畫,後續將依據計畫水文分析結果,研擬適當防災
減災策略因應之。依據最新分析成果顯示,
淡水河河口之計畫流量將從25,000cms增加至28,200cms,臺北橋之計畫流量將從14,300cms增加至20,000cms,
大漢溪出口之流量由13,200cms增加為15,300cms,
基隆河出口之流量由4,180cms增加為5,020cms,
新店溪則維持不變。以目前大台北
防洪工程之型態多以
防洪強為主,且部分更是配合都會環河道路構築,絕無法以加高改建方式通過上述所增加之
洪水量,一旦
洪水量提升,大台北
防洪200年頻率保護標準之神話將馬上破碎。
四、
淡水河流域綜合治水策略的未來
未來
淡水河之治水對策應以整體
流域做為考量,
防洪方案應跳脫以往以河道為主的思維,已施築完成的
防洪設施現有通洪能力已為繼成之事實,應該改以其他思維方式進行
綜合治水,首先應將理論之計畫
洪峰流量分為兩部分,一部分為河道通洪量當作河道之計畫流量,另一部分則應由
流域內採
綜合治水策略採取相關減洪、滯洪等延遲
洪水之措施,輔以
洪水預警方式減低洪災,策略分述如下:
(一)
河川分擔
以原公告計畫流量當作
河川分攤量,治理、管理單位應維持現有
防洪構造物之功能,除定期辦理台北地區
防洪設施水利構造物之安全評估、檢查等工作外,針對
高灘地使用、跨河橋梁之申請都應該嚴格把關,避免阻礙水流。另外未來
石門水庫防淤工作一旦展開,配合蓄清排混之策略以及排
砂隧道之設置後,
淡水河砂源將大幅增加,是否會造成淤積影響通洪,則應每年進行大斷面測量進行比對分析,以確保河道通洪量。
疏洪道原設計
分洪量為9,200cms,藉以降低
淡水河臺北橋段的
洪水位,然而如今已被上述不同的內部與外部因素影響,導致
分洪量下降,
第十河川局已針對
二重疏洪道之
分洪與通洪能力以
水工模型試驗以及數值模擬進行重新檢討,以期提出有效提升
分洪能力之方案。
(二)
流域分擔
以重新檢討後新增的水文量作為
流域應分擔量,經查增加流量主要在
大漢溪流域,
大漢溪到
三峽河匯流前河段200年重現期流量達到13,000cms已相當接近
石門水庫的PMF,因此相關
流域分單策略應以
石門水庫上游集水區為主,承擔較多流量,中
下游都市為輔承擔剩餘流量,策略分述如下:
1.石門
水庫防洪操作
目前
中庄調整池刻正緊鑼密鼓執行中,其功能係為配合
石門水庫排
砂操作,於颱洪來臨前預先將清水排入
調整池中,以強化水源備援能力,避免
原水濁度影響桃園及板新地區
自來水供水穩定度,其規劃有效
蓄水量約為690萬立方公尺。因此未來
中庄調整池興建後,等於
石門水庫庫容增加690萬立方公尺,若以
三峽河匯流前河段200年重現期流量13,000cms扣除河道計畫流量9,600cms計算,粗估約可蓄存約5.5小時,
防洪既為
石門水庫標的之一,在目前台灣出生人口逐年下降之趨勢下,未來
水庫操作
規線應於
防洪與水資源重新取得平衡點。此外,高台
水庫目前雖定位為遠程防淤策略之調水調
砂水庫,若於規劃時能一併考量
下游防洪需求,與
石門水庫串連操作,將能大幅提升
防洪空間。
2.
上游流域保水
近年來
石門水庫飽受淤
砂問題及
原水濁度問題所苦,主要係因
上游地質條件不佳,使得土
砂產出量無法獲得有效控制,反觀
翡翠水庫,除了
北勢溪集水區地質條件較佳外,配合水源特定區的劃定讓
翡翠水庫管理局及台北水源特定區管理局得已妥善管理
集水區內土地利用情形,因此未來建議
石門水庫仍應加強
集水區保育工作,除了減少
砂原產出外,更能提高
水源涵養能力。
3.中
下游都市保水
隨著
氣候變遷之議題發燒,政府機關、專家學者及NGO團體都在大聲疾呼都市應該要有對應調適的
防洪策略,泛指都市內設置
滯洪池(游水地)或
蓄洪池,調
蓄洪水降低洪峰,在公園綠地、校園、廣場、機關、停車場及住宅之地面或地下設置
雨水貯留系統,增加地表
透水性鋪面等措施,但總是只聞樓梯響不見人下來,綜觀其原因主要還是因為法令並沒有配合修改,且目前台北地區人口稠密,已少有大型閒置土地或開發案,因此從未有成功之案例。
解鈴還須繫鈴人,五股疏左地區高保護及社子島開發將
淡水河流域原本做為
洪氾區土地拿來開發,理應創造出對應的
蓄洪空間,以降低
上游地區洪災之風險,因此建議未來兩處開發區開發時,於土地規劃及各項建築規範都應考量基地保水與滯
蓄洪水之問題,所有公園、綠地遊憩設施最好能仿照日本游水地之規劃,住宅底下設置
蓄洪池,除了開發地區於颱洪期間能將觀音坑溪、五股坑溪及大窠坑溪逕流蓄存,達到
零排放以減經
淡水河壓力外,必要時還能將
淡水河洪水導入,延遲排出,方符合原規劃
洪氾區之用意,在
防洪觀點上達到無感開發。
(三)預警防災
目前
淡水河流域洪水預報模式可配合氣象局
降雨預報或利用慣性法推估未來1~6小時之
河川水位,對於
防洪預警有相當大的助益,配合未來氣象局區域降雨雷達之設置後,
降雨預報的準確性以及時效性將大幅提升,將有助於
洪水預報模式之正確性。此外,目前針對
流域內多處重要保全區域設有水位站,未來應每年檢討訂定各級
警戒水位,以達預警之需。
針對低窪地區住宅則可考慮全額補助裝設防水閘,減少淹水損失,其經費比投資在
堤防加高、設置
抽水站還低,但是對於都市型短延時強降雨有更大保護作用,甚至可以考慮配合
水利署淹水警戒訊息統一操作,以達保護之效。未來台灣社會即將步入老年化,相關防救災工作必須更為提早部署,台北地區高樓林立,面對洪災應以垂直避難為首要方式,政府則應備妥相關物資,並且於災後快速的將水、電、通信等維生系統恢復。