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堰塞湖潰決模擬技術是什麼?

堰塞湖潰決模擬技術,是指利用電腦程式與科學模型,重現當堰塞湖因潰決而引發的瞬間洪災,並預測其淹沒範圍、水流速度、衝擊深度等關鍵危害資訊的模擬分析方法。這項技術不僅能幫助我們理解潛在的災害情境,更能為預防與減災策略的制定提供科學依據。

堰塞湖潰決模擬技術之所以重要且必要,是因為台灣地處地震頻繁的板塊交界帶,且山岳地形多,颱風豪雨常造成大規模的土石崩塌,形成堰塞湖的機率相對較高。一旦堰塞湖意外潰決,其瞬間釋放的巨大水體能量,將對下游聚落、基礎設施造成毀滅性的衝擊,威脅人命安全與國家經濟發展。透過精確的模擬,我們能事先辨識高風險區域,預估可能的災情規模,從而規劃更有效的疏散避難路線、加固關鍵設施,並制定更完善的應變計畫,將潛在的災害損失降至最低。

文章目錄

堰塞湖潰決模擬技術原理與台灣關鍵資料需求:建立高解析度地形、土質與即時降雨資料庫

面對日益頻繁的極端天氣事件,台灣對於建立高解析度堰塞湖潰決模擬技術的需求日益迫切。有效的模擬技術不僅有助於預測潰決後的潛在影響範圍,更能為災害預防與應變爭取寶貴時間。為建構此一關鍵技術,我們需要整合多面向的台灣本土資料,包含:

  • 高解析度地形資料:精確的數位高程模型 (DEM) 是分析坡地穩定性、水流路徑與淹沒區域的基礎。
  • 土壤與地質特性資料:瞭解不同區域的土壤成分、滲透性、岩性及斷層分布,能大幅提升崩塌與潰決機制的模擬準確性。
  • 即時降雨與水文資料:整合氣象署的即時雨量監測站資料,以及河流流量站的即時數據,是觸發洪水與堰塞湖潰決的重要預警指標。
  • 歷史災害資料庫:回顧過往的堰塞湖事件,例如花蓮馬太鞍溪堰塞湖災害等,對於驗證模型、優化參數,以及理解不同成因(如天然山崩或人為工程誘發)下的潰決特性至關重要。

透過上述關鍵資料的系統性蒐集與整合,並結合先進的數值模擬軟體,我們將能更精確地預測堰塞湖潰決時的洪峰流量、蔓延速度及淹沒深度,進而提升台灣在面對此類災害時的整體防救災能力。

面對台灣複雜地形與極端降雨的模擬挑戰與在地驗證案例:運用歷史事件重建與多場景敏感度分析提升預測信賴度

面對台灣兩極化的地形,西部平原與東部崎嶇山地的差異,[[5]],以及歷史上多次因颱風、豪雨導致的水患事件,模擬與預測極端降雨的挑戰更加嚴峻。為提升預測的準確性與可靠度,本研究採用多面向的技術,首先透過歷史事件重建,深入分析過去潰堤、淹水等災情發生時的氣候條件、地理環境與人為因素,藉此校準與優化模擬模型。接著,進行多場景敏感度分析,系統性地探討不同降雨強度、持續時間、土地利用變化等參數對淹水範圍與深度的影響,並輔以在地驗證案例,將模擬結果與實際觀測數據(如水位站資料、衛星影像判釋)進行比對,確保模型的適應性與預測信賴度。透過這些綜合性的方法,我們期望能更精準地預警潛在災害,為台灣的永續發展防災減災提供更堅實的科學基礎。

將模擬結果轉化為可執行防災策略的具體建議:跨域整合預警系統、定期演練與避難路徑優化以強化社區韌性

為將模擬結果轉化為具體的防災策略,我們強調跨域整合預警系統的重要性。透過結合氣象、地質、水文等多方資料,建立更即時、精準的預警機制,並將資訊有效傳遞至社區各角落,確保居民能迅速掌握潛在風險1。此外,定期演練是提升社區應變能力的基石。結合不同年齡層共同參與的防災觀念教育與輔導2,例如模擬疏散逃生,能有效強化居民的危機意識,並使防災作為內化為習慣。同時,優化避難路徑亦是關鍵一環。根據模擬結果,識別潛在瓶頸與危險區域,並規劃多樣化、清晰易懂的避難路線,確保在緊急情況下,所有居民皆能順暢、安全地抵達避難場所,進一步凝聚社區防災力量,建構堅實的韌性社區1,2

常見問答

1) ⁤堰塞湖潰決模擬技術是什麼?在台灣通常利用哪些工具與方法?
– 答:通常以結合水文與水工模型的方式進行預測,常用工具包含 HEC-RAS 等水力模型進行潰壩模擬與流量、水位推估,並搭配多個經驗公式以呈現不同情境下的變化範圍;在台灣的實務案例如鹿谷小半天崩塌,就是以此類模擬比較不同公式的推估結果[[2]]。同時,學界也會進行事前的潰壩與受災範圍模擬分析,以支援風險評估與疏散規畫[[1]];此外,亦有以實驗性的溢流/潰壩模擬模型來增進對機制的了解與驗證[[4]]。[[2]] [[1]] [[4]]

2) 這些模擬技術如何支援疏散與風險評估,提升台灣的防災能力?
– 答:模擬技術可在多種潰壩比例情境下,提供流量與水位的變化預估,協助界定災情區域與決定疏散時機,較單一公式推估更為全面;這種事前模擬分析是政府與學界在風險評估與緊急應變中常用的工具,能提升疏散規畫的準確性與效率[[2]];同時,政府部門的緊急應變與監測作業也與學界的模擬研究並行,以加強實際防災能力[[1]];另一方面,透過實驗性質的溢流與潰壩模擬模型,亦有助於訓練與公眾理解,增強溝通與風險認知[[4]]。[[2]] [[1]] [[4]]

綜上所述

堰塞湖潰決模擬技術在台灣的意義,不僅是數據與演算,更是災害前瞻與資源配置的決策工具。透過與水利署、中央大學等單位的整合,能在颱風季與莫拉克風災等情境中,快速評估潰決機率、淹水範圍與救援時程,協助制定疏散路線與工兵動線。推動此技術,就是強化地方政府與民眾的韌性,提升我們對山區與沿海聚落的保護水平。

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