水保局臺南分局 黃振全．洪政義．劉文賢

　　莫拉克颱風為近年來極端水文事件代表案例，在高強度、長延時與大範圍降雨作用下，複合型土砂災害是未來集水區保育治理所面對的問題，過去農委會水土保持局於「臺灣地區治山防災第四期調查規劃總報告」曾提出採用 7 項指標，作為保育治理等級評估依據，但流域發生土砂災害後，由於災損層面廣，災前的評估級序將不適用。因此，本文將透過分析歷史降雨特性，以 3 種降雨模擬型態，進行土砂運移模擬演算，以未來掌握研究區土砂生產、積存與運移趨勢。並以保全對象、崩塌率與河床變動量要素，分析各模擬境況下之潛勢危險等級，最後將潛勢危險等級進行分類，將坡地聚落區分為高、中與低風險，供相關單位因應極端降雨事件參考。

一、莫拉克颱風改變颱風災害形態

　　依據經濟部水利署資料顯示，莫拉克颱風侵臺全臺共有15個雨量站之累積雨量超過2,000mm ，以阿里山站累積降雨量2,884mm 為最高，其48小時及24小時降雨量更高達 2,361mm 及 1,623mm，打破臺灣降雨記錄。導致集水區發生崩塌及土石流複合型災害；根據中央地質調查所莫拉克颱風前、後福衛二號影像判釋結果，全臺崩塌地面積約由災前194km ²增加至564km ²。大量土砂進入河道後，提高水流含砂濃度，對坡地聚落安全形成潛在威脅。

　　因此，針對流域內水文特性變化，及分析降雨與崩塌變異關聯性，結合歷年觀測資料與野溪沖淤模式，推求坡面變異及野溪河道沖淤可能變化趨勢；綜合不同降雨潛勢危險等級模擬結果，本文另提出總體受災風險評估指標，將各模擬境況危險等級轉化為風險程度，最終將坡地聚落區分為高、中與低風險地區，易於後續治理對策研擬。

二、高屏溪及林邊溪土砂變遷調查計畫推動

　　以高屏溪流域位於臺灣西南部地區，由主流高屏溪及支流荖濃溪、旗山溪、隘寮溪匯集而成，其流域面積為臺灣最大，約 3,257km ²，集水區地形落差大，地形由東北向西南遞減。自東北端的玉山、秀姑巒山、關山，向西南陡降。而流域高程 100 公尺以下平原僅占集水區 21.7%，高程在 100 ～ 1,000 公尺間占 31.3%，而將近一半（46.8%）面積在 1,000 公尺以上；因此，集水區除西南部地區與主流河道兩側地勢較平緩外，其餘地勢陡峭險峻流域（如圖 1a、 b）。

　　林邊溪流域由瓦魯斯溪、來社溪及力里溪 3 條主要支流組成，流域面積 314.7km ² ，地勢東高西低起伏大，坡度多五級坡與六級坡（如圖 1c 、 d ）；由於上游地區地勢陡峭，聚落分布於 3 條支流進入平原區鄰近地勢較平坦處，僅來義部落、大後部落、佳興部落與泰武部落位於中游地區。

三、高屏溪及林邊溪土砂變遷調查計畫執行

　　本文第一部分為集水區土砂生產運移變遷分析，第二部分為潛勢危險等級分析，並依據潛勢危險等級分析結果，評估集水區各聚落總體受災風險，分析方法詳述如下：

（一）集水區土砂生產運移變遷分析

　　依據降雨特性分析結果進行模擬境況設定，作為未來 5 年集水區土砂災害趨勢模擬之用；另依颱風豪雨事件前後崩塌判釋圖層疊合，即崩塌地範圍及分布的情形，並依其變化區分為新增、復育與不變三大類，配合歷史降雨觀測資料，可進行誘發新增崩塌率的臨界降雨量推估，同時建立崩塌復育率與降雨特性迴歸方程式，釐清新增崩塌臨界降雨條件與崩塌復育趨勢迴歸關係，推測集水區坡面土砂生產變化趨勢；最後，結合流域野溪沖蝕與堆積模式，探討試驗區內河道淤積堆積之空間分布情況。

（二）集水區潛勢危險等級分析

　　依據坡面崩塌變異趨勢分析結果，推估集水區未來 5 年崩塌情況，並獲得未來 5 年河床可能沖淤深度；而為評估集水區潛勢危險等級，本次保全對象以及致災環境因素（崩塌率與河床變動量）的評估方法進行量化，評估方法與步驟如下：

1. 將高屏溪及林邊溪劃分為 486 個及 157 個子集水區進行計算。
2. 將部落分布、崩塌地變異趨勢估算成果及河床變動量數值模擬圖層套繪各集水區。
3. 將支流集水區部落分布及受災類別、崩塌異趨勢估算成果及河床變動量進行致災序數分類，分類標準如表 1 所示。
4. 依據致災序數分類，共可區分為 27 類的組合；並參考規劃報告之分級方式，將 27 類序數組合，依據聚落災情嚴重程度，分為 1 ～ 5 等級進行評估，等級越高（如等級 1）代表的聚落發生災害的潛勢程度越高，需優先進行處理或進行避難疏散規劃；相反的，等級越低（如等級 5），表示聚落相對於安全，在治理上可由一般常態性治理原則。
5. 變更降雨模擬，重複步驟 1 ～ 4，至所有模擬境況完成。

（三）總體受災風險評估

　　為綜合評量不同降雨境況潛勢危險等級模擬結果，本計畫依據表 2 整體受災風險評估矩陣表進行評估，其評估流程與標準如下：

1. 將模擬降雨境況呈現的潛勢危險等級分為 2 類；第 1 類為高與中高潛勢危險等級；第 2 類為中、中低與低潛勢危險等級。
2. 查詢整體受災風險評估矩陣表，將各類集水區潛勢危險模擬結果，劃分為高風險、中風險及低風險等 3 類，透過潛勢危險等級轉化為風險程度，並檢討是否需整治依據。

四、流域土砂變遷趨勢分析

　　根據集水區土砂生產運移變遷分析，推估未來 5 年研究區土砂災害變遷趨勢，並將各類趨勢變異，考量保全對象、崩塌率與河床變動量等 3 要素，進行潛勢危險評估，綜合討論整體可能遭遇風險程度，分析結果如下：

（一）崩塌地變異趨勢

　　運用降雨特性影響坡面崩塌變異關係式，推估未來 5 年崩塌地變遷趨勢，分析結果，在常態降雨下，集水區坡面崩塌情況並無變化，中、上游部分地區甚可能有復育情形；若集水區發生超過 100 年以上降雨事件，如極端降雨趨勢 I 型及 II 型模擬情況，坡面崩塌將產生惡化，顯示莫拉克後集水區受創坡面，在未來 5 年內仍易受降雨影響而有擴大趨勢。

（二）野溪河道沖淤趨勢分析

　　考量崩塌料源進入河道造成河道沖淤變化，如變異量過大可能會危及水工構造物或鄰近聚落安全；因此，河道沖淤探討為評估土砂災害趨勢課題，本研究透過野溪沖蝕堆積模式，配合各降雨境況的設計雨量，進行河道沖淤趨勢的模擬，以瞭解研究區域野溪河道沖淤變化趨勢。圖中為莫拉克災後河道未來 5 年期間沖淤情形。觀察發現，在常態降雨趨勢下，主流兩側整體呈現下刷趨勢，此現象越往山區越明顯，莫拉克災後堆積上游河道土砂，在料源減少的情況下，部分鬆散土方，在數次降雨事件後，將持續往下游輸出；這現象同時說明，上游大量輸出土方，在進入主流或支流河道時，由於坡度減緩及河寬增加，造成主、支流河道的土砂淤積情況。但在極端降雨情勢下，由於上游地區再度發生大面積崩塌，土砂進入河道將加劇河床變動。

五、集水區危險潛勢分析及評估

（一）各類降雨境況下之潛勢危險等級

　　依據部落分布、受災情況、崩塌變異趨勢及河床變動量，進行集水區潛勢危險等級推估。在常態降雨趨勢下，中、上游地區地勢陡峭及地質條件不佳，加上山區降雨量大，大面積崩塌及高河床變動量，使部分聚落持續受到洪水及崩塌地滑災害威脅。隨模擬降雨條件越嚴峻，部分中潛勢地區受高強度降雨的影響，致使崩塌及河道淤積增加，提升至中高危險潛勢。

（二）總體受災風險

1. 高屏溪流域
   　　藉由風險評估表，將潛勢危險等級轉化風險程度後，發現荖濃溪有 18 處屬高受災風險區，分布在復興里上游及拉庫斯溪河段，中游竹林聚落、新開部落、新發部落與寶山里等地區；而旗山溪有 8 處高受災風險聚落，分布那瑪夏區瑪雅里與南沙魯里，中游甲仙區北勢坑溪、油礦溪與和南巷；而隘寮溪雖僅 3 處，但涵蓋阿禮、吉霧、佳暮、德文與大武部落。高受災風險區域詳圖 2a。
2. 林邊溪流域
   　　林邊溪流域受災風險評估，結果如圖 2b 所示。未來 5 年內屬高風險區域有 2 處，座落瓦魯斯溪與來社溪，受影響聚落為泰武及來義部落，其中泰武部落構成要素主要為高崩塌率，來義部落在各模擬降雨境況均有較高河床變動量所致。

六、結語

　　本文依前述集水區土砂生產運移變遷分析，以推估未來 5 年區內土砂災害變遷趨勢分析（包含崩塌地變遷趨勢及野溪河道沖淤變化），並將各類趨勢變異結果，考量保全對象、崩塌率與河床變動量等三要素，進行潛勢危險等級評估，同時整體量化討論可能遭遇之風險程度，以提供 相關單位權責單位於整治參考依據。

表1 集水區潛勢危險等級評估分類序數對應表 PDF

表 2 整體受災風險評估矩陣表 PDF

a. 高程分布圖                                                                    b. 坡度分布圖                      

      c 高程分布圖                                                                  d坡度分布圖

圖 1 高屏溪（ a 、 b ）及林邊溪（ c 、 d ）流域高程與坡度分布圖

　　　　a. 高屏溪流域  　　　　　　　　　　　　　          b. 林邊溪流域

圖 2 總體受災風險評估結果