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。
圖1 台北地區防洪計畫(建議方案)實施程序
(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1620 cms,分洪工程可將81%即1310 cms的洪峰經2.8 Km 的隧道,穿越分水嶺分洩到東海,剩餘洪峰310 cms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3.13 m ,基隆河下游平均水位可降低1.5 m。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。
圖2員山子分洪入口及出口照片
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m3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。
圖3基隆河截彎取直工程範圍圖
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、堤防興建而有劃出管制區或由一級管制區改為二級管制區,詳圖3,另為求法源依據政府亦於88年6月30日經濟部經(八八)水字第八八四六一六一八號令發布淡水河洪水平原管制辦法。
圖4淡水河洪水平原管制區範圍圖
(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。