土石流風險評估與災害管理
一、關鍵挑戰Challenge
- 以臺灣所處之特殊天然環境，可能面對的天然災害包括颱風、洪水、山崩、地震、海嘯、土石流、地層下陷等。
- 根據聯合國於2009年針對全球災害風險所整理之資料得知(ISDR, 2009)，在所統計之颱風、洪水、山崩、地震、乾旱、海嘯等天然災害中，台灣於颱風、洪水、山崩、地震等災害皆屬於高風險群。
- 隨著人口增加及經濟發展，未來各類的人為開發以及經濟活動受到各種天然災害的衝擊愈大。
- 依據行政院災害防救法，各類災害之主管機關應辦理本局應辦理「災害潛勢、危險度、境況模擬與風險評估之調查分析，並適時公布其結果」，因此有關天然災害之課題分析未來將成為重要議題。
- 中興顧問社自2005年以來積極投入臺灣地區土石流災害、山崩災害、地震災害之研究，從遙測影像判釋、數值模擬、災害風險分析、疏散避難規劃等，已建立了完整的技術與經驗。
二、流程Process
1、研究流程
在1970年代以前，天然災害風險之定義並未有較統一之整理，因此聯合國於1979年7月於瑞士日內瓦召開國際專家學者會議，並針對各項名詞進行定義，聯合國救難協調員辦事處(Office of the UN Disaster Relief Co-Ordinator, UNDRO)於該會議中將風險定義為「在某事件下預估將導致的生命損失、人員受傷、財產毀損或經濟活動干擾」，並將風險定義成三部份之組合：危害潛勢(hazard)、暴露量(exposure)、易損性(vulnerability)，爾後專家學者們並將該定義整理成公式(1)之通式(圖1)：
Risk = Hazard × Exposure × Vulnerability (1)
風險= 危害潛勢 × 暴露量 × 易損性
公式(1)中UNDRO對各項之原始定義如下：
危害潛勢(Hazard)：於某特定區域與特定時間內發生潛在危害自然事件的可能性。
暴露量(Exposure)：暴露在風險下的物件，包括人口、建築物、工程設施、基礎建設與管線、公共設施以及經濟活動等。
易損性(Vulnerability)：暴露在風險下物件於自然災害強度下所受到的損失程度，其程度介於0(無損失)和1(全部損失)之間。
風險(Risk)：針對某事件所預期的人命傷亡、財產損失、經濟活動干擾。
迄今各國學者或國際組織在研究山崩、土石流、洪水、地震、海嘯、火山等天然災害風險時仍多參照公式(1)，或依其通式予以修改應用，惟其精神仍不脫UNDRO之原始定義。
以土石流災害風險分析流程為例(圖2)，現地調查所取得之危害潛勢資訊(Hazard)與暴露量(Exposure)經圖層套疊後，套用易損性曲線(Vulnerability)予以計算可能之損失，即得土石流災害之風險值(Risk)。
以坡地社區災害為例，坡地社區環境地質災害半定量風險評估流程如圖3所示，潛在因子包括坡地環境地質因子、坡地環境地質災害敏感區及環境地質災害三類，考量的潛在因子皆以遙測方法容易取得及實際可行為主。根據潛在危害及水文誘發條件，搭配環境地質災害敏感區與實際發生區位影響，使用多變量統計與條件機率方法建立各坡地社區發生機率。
圖1 天然災害風險三要素示意圖
圖2 土石流災害風險管理流程圖
圖3 土石流災害風險分析流程圖
2、研究流程關鍵技術
- 集水區遙測影像判釋分析
- 地質災害現地調查
- 現地調查資料倉儲
- 土石流數值模擬
- 山崩數值模擬
- 資料探採與統計分析
三、成果Result
1、研究流程計畫成果
圖4 土石流風險地圖-危害度與風險暴露
圖5 土石流風險地圖
圖6 臺灣地區土石流歷史事件之F-N曲線圖
2、研究流程工程應用價值
- 天然災害災前防災整備應用
- 天然災害災後工程整治參考
- 天然災害風險排序與管理
四、與其他核心技術關連性
「天然災害風險評估技術」與其它核心技術相關性如下：
- DM0201–豪雨誘發山崩潛勢評估技術
- DE0101 -集水區土砂監測與分析評估技術
- DE0301 -遙測影像分析與判釋技術
- DM0301 –大規模崩塌地調查與數值模擬技術
- DM0101 –坡地災害調查與防災疏散避難規劃
- DU0303 –坡地社區地質災害風險評估
五、重要發表文獻
- Ting-Chi Tsao, Wen-Ko Hsu, Chin-Tung Cheng, Wen-Chun Lo, Chen-Yu Chen, Yu-Lin Chang, Jiun-Ping Ju (2010), “A Preliminary Study of Debris Flow Risk Estimation and Management in Taiwan”, INTERPRAEVENT 2010 -International Symposium in Pacific Rim, Taipei, Taiwan, pp.930-939.
- Ting-Chi Tsao, Wen-Chun Lo, Chen-Yu Chen, Ching-Tung Cheng, and Shu-Yeong Chi (2011), “The Evaluation of Debris Flow Risk Management Effectiveness in Taiwan - Using F-N Curve as a Tool”, EGU General Assembly 2011, Geophysical Research Abstracts, Vol. 13, EGU-2011-5538, Vienna, Austria.
- 曹鼎志、許文科、賴承農、鄭錦桐、張玉粦、陳振宇、羅文俊 (2010)，「土石流風險分析之建構與應用」，中興工程季刊第109期，第41-52頁。
- 陳振宇、羅文俊、楊永祺、曹鼎志 (2011)，「台灣地區土石流風險管理成效評估」，地工技術 第129期，第25至34頁。
