¶ 水利工程技術規範-河川治理篇(上冊)-第三章 歷年洪災及防洪保護對象調查(1/2)
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第三章歷年洪災及防洪保護對象調查
2.3.1 洪災調查準備
辦理歷年洪災及防洪保護對象調查須準備1/5000~ 1/25000 地形
圖,依河川水系分布情形,就下列項目蒐集、調查並作彙整分析:
【說明】
1. 歷年洪災資料為河川治理規劃目標、方針,治理對策、方案及措施
研擬、計畫規模與評價之重要參考依據。
2. 防洪保護對象調查資料除作為河川治理規劃時各項治水策略、方案
研擬及經濟效益評估之參考依據外,亦為工程設計時之重要考量資
料。
2.3.2 歷年洪災調查
歷年洪水災害資料須調查蒐集項目如下:
1. 洪水災害發生時間及其洪峰流量、洪流歷線、日雨量及時雨量資
料。
2. 各洪災時之洪水氾濫範圍、淹水面積、淹水深度、淹水延時及淹
水現象過程。
3. 洪水氾濫範圍之經濟、環境與土地利用狀況調查。
4. 洪災損失調查:各類損失皆須以金額表示,損失類別包括直接損
失及間接損失二項。
【說明】
1. 歷年洪災之河川水位紀錄、水位歷線、流量歷線、洪峰流量及河川
洪痕水位為水理演算、洪氾模擬之重要參考及驗證資料,亦為推求
流量損失關係線及洪災損失頻率曲線之重要資料。蒐集方式如下;
(1) 有水位流量站者:蒐集各洪災時之河川水位紀錄、水位歷線、
流量歷線及瞬時洪峰流量紀錄。
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(2) 未設水位流量站或有水位流量站但紀錄不全或缺乏者:依據各
次洪水災害紀錄時間,調查蒐集河川流域內及鄰近流域自記雨
量站之連續48 小時(二日)時雨量紀錄,計算流域平均時雨量,
再以降雨-逕流模式推估各次洪水災害時之洪流歷線及洪峰流
量。
(3) 蒐集歷年河川洪水痕跡調查資料。
2. 歷年洪災之洪水氾濫範圍、淹水面積、淹水深度、淹水延時等資料
為洪災損失估計及河川治理對策、措施及規模研擬與研判之重要參
考依據。上述資料應由各管理機關在事件發生之後即予蒐集建檔,
納入防洪記載表或河川基本資料庫,以利規劃時提供使用。
3. 洪災損失調查
(1) 歷年洪災損失資料對於河川治理措施、計畫規模及計畫之實施
常有決定性的因素,是否合乎經濟原則,常以防洪效益來衡量
其經濟價值,而此種效益價值之高低,則根據洪災調查,直接
與間接以及不可計值者的損失來評估。而經濟分析效益之大
小,除為決定投資額的主要標準外,亦為財務計畫之依據及提
供決策之參考。
(2) 洪災損失調查類別項目及內容如下:
A. 直接損失
(A) 一般資產損失:
a. 農業損失:包括農田、農作物、農家物品、器具、農
舍、廄舍、家畜家禽及其他農業用品等損失。
b. 漁業損失:包括魚塭類別、淹水面積及相關損失。
c. 牧業損失:包括受害牧場房屋、廄舍、家畜家禽、飼
料及其他器具用品等之損失。
d. 住宅損失:包括房屋、家俱、日常生活及電氣用品、
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服飾、食物、文物、交通工具及其他疏遷善後損失。
e. 商業損失:包括房屋(應與住宅房屋區分不得重複)、
家俱設備、貨品、裝潢裝飾、交通工具、停業損失、
延期售價損失及疏遷善後損失。
f. 工業損失:包括廠房、設備、原料、半製品、成品、
交通工具、減產損失、生產成本增加損失及其他疏遷
善後損失。
g. 土地損失:包括土地被洪水沖刷、流失或被砂石埋沒,
及復耕復原增加支出損失等。
(B) 公共設施損失:
a. 河、海堤工程損失:包括河川及海岸堤防、護岸、丁
壩、橫堤等之搶險、搶修、與維護支出及善後等損失。
b. 排水工程損失:包括排水渠道、水門、抽排水機場設
備損失,營運管理處所及其他善後損失。
c. 灌溉設施損失:包括灌溉水壩、攔河堰、水門、渠道、
抽水機站及營運設施損失。
d. 公路及橋樑損失:包括路基、路面、橋樑、涵洞、公
路中斷營運損失,公路中斷未修復時替代增加支出損
失及其他善後等損失。
e. 鐵路及橋樑損失:包括路基、道路設備、橋樑、安全
設備、交通中斷營運損失,未修復時替代增加支出損
失,營運管理及其他善後等損失。
f. 都市下水道損失:包括排水管路、污水處理設備、抽水站
所、臨時支出損失及其他善後等損失。
g. 其他公共設施損失:未列於上述各項之其他公共設
施,如捷運等之相關損失。
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(C) 公共事業損失:
a. 發電損失:包括水利發電引放水設施、廠房及發電設
備、輸配電設施、變電設施、水害期間停止營運損失、
臨時增加支出,營運管理及其他善後等損失。
b. 電訊損失:包括線路設施損壞損失,線路中斷營運損
失,臨時增加支出,營運管理及其他善後等損失。
c. 自來水損失:包括攔河堰、引水設施、清潔處理設備、
輸配管網、輸水橋樑損壞及維護損失,臨時支出,水
害期間停止營運及賠償損失,營運管理及其他善後等
損失。
d. 煤氣損失:包括輸送設備,中斷營運損失,臨時增加
支出,營運管理及其他善後等損失。
e. 其他事業損失:如肥料、石油等事業中斷營運損失,
臨時支出,營運管理及其他善後等損失。
(D) 其他洪災損失:
a. 人口傷亡:包括死亡、失蹤、重傷、輕傷人數。
b. 臨時救濟費用:包括包救濟金、物資、急救醫療費用
(包括救生、救護、防疫、車輛、人力等)。
c. 教育及社會設施損失:包括學校、醫院、政府及社會
事業機構及遊樂場所之設備設施損失、修復費用及減
少營業收入損失費用等。
B. 間接損失
(A) 因洪災而致公私事業供應失調,增加臨時設備費用損失。
(B) 因洪災致工資提高等額外支出損失。
C. 洪災損失原因鑑定:調查洪災損失時須就下列各項予以分析
鑑定。
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(A) 須區別所發生的損失是否屬於洪水災害損失,亦或其他如
風害、內水災害等所造成。
(B) 應注意避免將同一損失,在不同項目內重複估計。
2.3.3 流域淹水潛勢調查分析
河川流域內地勢低窪地區之淹水潛勢須予調查分析,調查項目如下:
1. 流域淹水範圍、深度、時間調查
2. 流域淹水損失調查
【說明】
1. 河川流域內地勢較低窪地區遇雨即積水無法以漫地流流方式匯入
支溝、排水及河道或因人為開發改變地形阻礙地表積水匯入支溝、
排水及河道造成淹水災害,須予調查了解其淹水潛势,作為河川治
理對策與綜合治水措施、方案研擬之依據。
2. 流域淹水範圍、深度、時間調查與分析方法:
(1) 歷年淹水資料:準備1/5000 地形圖至各級政府相關單位或農、
漁、水利會等蒐集調查低窪地區範圍,歷年淹水發生時間、降
雨量及其淹水範圍、深度、時間,淹水原因。
(2) 各重現期距降雨之淹水分析
採用國內外常用之淹水模式包括一維定量流/變量流排水淹
水模式,擬二維核胞模式(如楊式、2002;蔡式、2002),二維
漫地流模式(如許式、2002),二維定量流/變量流淹水模式(如
市區排水淹水模式、SOBEK 模式及FLO-2D 模式),依功能需求
選擇模式,並經過模式檢定及驗證後採用分析各重現期距降雨淹
水狀況。各淹水模式之比較參考表2.3-1。
3. 流域淹水損失調查及估算:
(1) 調查流域內歷年低窪地區淹水損失,損失項目類別同2.3.2 節。
(2) 實施淹水損失詳細資料缺乏時,可依據現況淹水分析結果,配
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合現況及未來土地利用情形,推估各重現期之淹水損失。
(3) 欲精確估算淹水損失,需有產業別的淹水深度損失曲線做為依
據,但目前這方面的資料甚為缺乏,故一般以土地利用情形概
估淹水損失。
表2.3-1 各淹水模式比較表
一維定量或 擬二維淹水
市區排水淹 FLO-2D 淹 SOBEK 淹水
模式特性 變量流排水 模式(或核胞
水模式 水模式 模式
淹水模式 淹水模式)
定量流或變量 近似曼寧公式 變量流(動力波 變量流(動力波 變量流(動力波
一維渠道演算
流 或變量流模式 方程式) 方程式) 方程式)
無(淹水區以水 格區水流連續
二維地表漫地流
收支平衡方程 方程式與流量 零慣性方程式 動力波方程式 動力波方程式
演算
式演算) 公式
雨水下水道演算 否 否 可 否 可
孔口、堰、涵 孔口、堰、涵 孔口、堰、涵洞、
橋樑、閘門、抽 洞、橋樑、閘 洞、橋樑、閘 橋樑、閘門、抽水
排水結構物演算 涵洞、橋樑
水機、滯洪池 門、抽水機、滯 門、抽水機、滯 機、滯洪池、虹吸
洪池 洪池 工、倒虹吸工
網狀水路演算 否 可 可 否 可
渠道超臨界流演
否 否 否 否 可
算
視窗操作介面 無 有 無 有 有
地理資訊系統整
無 有 有 無 有
合
淹水動態展示 無 有 有 有 有
1. 模式頗為完
1. 格區依地 1.模式完整,適
1. 資料建置較 整,操作視窗
形、地物劃 用於市區及
容易、演算時 化人性化,演
設,較符合實 非市區一般
模式之優點及適 間快速。 模式及操作介 算成果展示
際地貌。 之淹水情況。
用場合 2.國內研發,軟 面尚稱完善。 佳。
2.國內研發,軟 2.國內研發,軟
體取得及擴 2.模式含甚多水
體取得及擴 體取得及擴
充容易。 利模組,便於
充容易。 充容易。
連結應用。
1. 格區面積較
1. 排水構造物
大,格區交界 1. 缺乏整合性
不足。 1.國外研發,軟
常缺乏實測高 之視窗操作
需作人為之高 2.國外研發,模 體費用頗貴。
程資料,流量 介面。
低地劃分且無 式擴充不易。 2.資料建置慢,
模式之限制條件 公式之係數不 2.資料建置慢,
法考慮淹水區 3. 資料建置 演算時間較一
易決定。 演算時間較一
越域問題。 慢,演算時間 維及擬二維模
2. 資料建置稍 維及擬二維模
較一維及擬 式長。
慢,演算時間 式長。
二維模式長。
較一維長。
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2.3.4 洪災原因調查分析
洪災的發生常因天然因素、防洪設施不足或人為土地利用不當等因
素所致,應根據實際情況調查分析,必要時得佐以數學模式分析之。
【說明】
1. 洪災發生原因為河川治理方針、對策,計畫河寬、水道治理計畫線
研擬訂定,治理措施及工程布置、工程設計之重要參考依據,應詳
實調查了解。
2. 洪災發生原因大致如下列:
(1) 降雨量大、降雨延時長或降雨強度大、降雨集中等致洪水流量
大且延時長或洪水流量大且集中,洪峰流量高洪水漲退迅速。
(2) 山地集水區因暴雨發生山洪,導致河岸沖刷、土地流失。
(3) 山地或山坡地因暴雨發生崩塌、土石流或高含砂水流,掏刷邊
坡河岸,埋沒房屋、農田、公共設施及河床淤積。
(4) 河川因洪水流量過大,堤防沖毀或河川改道。
(5) 急流河川或水流主衝段,堤防或護岸遭受水流掏刷破壞造成災
害。
(6) 河川因洪水位過高氾濫兩岸成災或漫溢堤防成災。
(7) 河川因洪水位高漲致兩岸支流排水受到河川水位頂托阻滯無法
排出造成淹水災害。
(8) 河川因河床淤積,通水斷面不足造成洪水災害。
(9) 河川因兩岸土地開發利用,致河寬不足,通洪能力受限而氾濫
造成洪水災害。
(10) 河川因跨河或攔河構造物過多,縮窄河寬通水斷面不足形成瓶
頸,洪水位抬高氾濫成災。
(11) 河川由上游沖刷而下之樹木雜草或車輛、貨櫃、房屋、傢俱、
垃圾等人類文明產物受跨河或攔河構造物阻攔,致通洪斷面減
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少,抬高水位而氾濫成災。
(12) 河川受河口暴潮位阻滯,洪水無法順利排出造成災害。
(13) 海岸地區因高潮或波浪發生海水倒灌而成災。
(14) 其他原因
3. 堤防、護岸遭受破壞之因素如下列:
(1) 堤防、護岸基腳遭受水流淘空而破壞(約占80 ~ 90﹪)。
(2) 護岸側方受水流侵蝕鬆垮脫落致其他亦隨同掉落。
(3) 混凝土被水流吸出。
(4) 護岸邊坡較陡,被背後水土擠壓而掉落。
(5) 護岸頂因洪水浸沒淘空而破壞。
(6) 洪水挾帶之土石撞擊堤防邊坡護岸而破壞。
4. 洪災原因不易由現地勘查研判者,視實際需要得辦理水文水理模擬
分析及相關的探查分析工作。
2.3.5 防洪保護對象調查
防洪保護對象調查,應分段分區調查洪氾濫區內土地利用情形、人
文社經活動、環境狀況等,研判防洪保護需要性與優先性,提供做
為防洪保護計畫的依據。
【說明】
1. 防洪保護之規劃須依據防洪保護對象調查成果,綜合分析評估各河
段各標的對象,做為各河段之防洪保護規模、工程與非工程措施、
配合管理措施及保護優先順序判斷之依據。
2. 生態維護及河川環境營造也是河川治理的重要目標,在研擬防洪工
程布置、工程設計與施工計畫時,需予重視考量。
3. 河川水資源利用相關設施及各標的跨河構造物常與民生有密切關
係,需否列為防洪保護對象,或如何與各目的事業管理單位分工合
作保護,應列為調查研究事項。
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附錄二河床質採樣及粒徑分析方法
138 河床質採樣及粒徑分析方法
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一、 河床質採樣
(一) 採樣位置
1. 配合施測之河道大斷面位置,於每個斷面或間隔數個斷面
(視河床縱斷粒徑分佈情況)且能於低水時涉行河床選取
一孔至三孔樣坑採樣。砂質與砂礫質河床變換點應再增加
採樣一孔。
2. 樣孔在大斷面上之位置,參考歷年流路變化,選定在較穩
定之低水河槽,若不能採樣時,則略於移動其位置,務須
有洪水淹過之灘地,能代表該斷面河床質之實際情形為原
則。樣孔選定後,表層有留積砂層或滾石等,則予以剷除。
3. 樣孔之定位由兩岸埋設之斷面樁測定,繪製成位置平面圖
及橫斷位置圖,參見圖1 及圖2。
(二) 採樣方法
1. 砂礫質河床
樣孔尺寸為1×1×1 公尺,以人工或機械挖掘,挖掘前
先將表面層滾石或淤積層鏟除。
2. 沙質河床
(1) 使用直徑二吋圓形不銹鋼管,採樣器長約1.2 公尺。
(2) 於適當位置,用木槌打入土中約1.0 公尺深,取出土樣(河
床質)。
(3) 取得的土樣,倒在塑膠袋上,均勻攪拌。
(4) 採四分法,取回約1~2 公斤左右之樣品,供顆粒分析之用。
二、 河床質粒徑分析
(一) 砂礫質河床粒徑分析
1. 野外顆粒分析
″
(1) 將挖掘之全部土樣,凡大於 3 以上之礫石部分,於野外 8
139 河床質採樣及粒徑分析方法
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現場就地篩分。
″ ″ ″ 3 3 1 1
(2) 使用 8 、 4 、 2 、3 種方形篩子直接篩出,並將各篩
上留置之土樣分別秤重記錄。
(3) 大於3 "以上之礫石(6 "、8 "、12 "、18 "、24 "等),直接使
用鋼捲尺量其短徑分別秤重記錄,石塊粒徑過大無法過磅
者則逐塊使用尺丈量其三徑,再乘以改正係數及比重(約
2400 公斤/立方公尺)求其塊石的重量,並記錄最大石徑,
俾供繪製顆粒級配累積曲線之參考。
(4) 另將通過3/8 "之細顆粒土樣秤重紀錄,並採四分法檢取約
2~3 公斤樣品(視顆粒大小而定)裝入塑膠袋取回。
(5) 將野外帶回之細顆粒樣品,經晒乾後採美國標準篩予以篩
分析。
2. 細顆粒分析
(1) 將上述野外帶回之細顆粒樣品,經晒乾後於室內以美國標
準篩4 #、8 #、16 #、30 #、50 #、100 #、200 # 等予以篩分析,
將各篩上留置之土樣分別秤重記錄,並依其所佔之比例換
算重量併入野外顆粒分析成果。
(2) 通過200 # 之細沙在試驗室內以比重計法分析,以明瞭200
號以下粒徑分布情形。
將上述篩分析之各粒徑別停留重量成果,分別統計其累積重
量,個別停留百分率,累積停留百分率及通過百分率並予記錄,
如表1 之砂礫河床質粒徑調查分析記錄表,供繪製顆粒級配累積
曲線。
(二) 砂質河床粒徑分析
將使用二吋圓鋼管採樣器採得並取回之土樣樣品,經晒乾後
140 河床質採樣及粒徑分析方法
第 146 頁
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在室內分析,分析方式與上節細顆粒分析同。將篩分析之各粒徑
別停留重量成果,再分別統計其累積重量,個別停留百分率,累
積停留百分率及通過百分率,供繪製顆粒級配累積曲線。
三、 顆粒級配累積曲線之繪製
(一) 使用單對數格紙,橫座標為對數格以表示粒徑(公釐),
縱座標為普通格表示通過百分數。
(二) 在圖上,依篩分析試驗中所求得之某篩號相應之通過百
分數,繪製各點,再以光滑曲線連結或平均通過至最大石
徑即成,如圖3。
(三) 粗顆粒與沙質分別採用不同格式繪製,如圖4。
四、 平均粒徑(dm)與代表粒徑求法
(一) 平均粒徑計算
平均粒徑之定義可以下式表示
100 100
dΔ p Δ p dm=∑=p 0 /∑=p 0
dm:平均粒徑(mm)
d:各篩號間平均粒徑(以相鄰兩個篩號粒徑相乘再開平方得之,
單位:(mm)
Δ p :各篩號停留百分率(%)
為計算便利起見,可製表計算,參見表2。
(二) 代表粒徑
代表粒徑係指依重量比其粒徑小於該尺寸(mm)之沉滓百
分率,為規劃上應用便利起見,目前常用之代表粒徑有d10、d20、
d30、d35、d40、d50、d65、d75、d90 等,各代表粒徑可直接由顆粒級
配累積曲線檢出。例如由圖3,其縱坐標之通過百分數90 之相
對應橫坐標(下標)之粒徑即為d90 之代表粒徑,成果參見表3。
141 河床質採樣及粒徑分析方法
第 147 頁
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第二篇
河床質採樣及粒徑分析方法
142 烏溪主流河床質調查採樣位置平面圖
圖1
水利工程技術規範-河川治理篇(上冊)
第 148 頁
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第二篇 河床質採樣及粒徑分析方法
143 烏溪主流河床質調查採樣橫斷面位置圖
圖2
水利工程技術規範-河川治理篇(上冊)
第 149 頁
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表1 砂礫河床質粒徑調查分析記錄表
砂礫河床質粒徑調查分析記錄表
溪名:曾文溪走馬瀨橋下游約400 公尺處
斷面:曾斷123 孔號: 採樣日期:94.7.14
樣品種重量: 最大石徑:375.00mm
個別停 累計停
粒徑別 個別停 累計重 通過百
篩號 留百分 留百分 備註
mm 留重量 量 分率%
率% 率%
24" 610
18" 457 0 100.00
12" 305 160.00 160.00 7.43 7.43 92.57
8" 203 348.00 508.00 16.17 23.60 76.40
6" 152 379.80 887.80 17.64 41.24 58.76
3" 76.2 468.00 1,355.80 21.74 62.98 37.02
1½" 38.1 288.00 1,643.80 13.38 76.36 23.64
¾" 19.1 164.00 1,807.80 7.61 83.97 16.03
⅜" 9.52 88.00 1,895.80 4.09 88.06 11.94
No.4 4.76 34.00 1,929.80 1.58 89.64 10.36
No.8 2.38 38.60 1,968.40 1.79 91.43 8.57
No.16 1.19 48.00 2,016.40 2.23 93.66 6.34
No.30 0.59 40.70 2,057.10 1.89 95.55 4.45
No.50 0.297 24.20 2,081.30 1.13 96.68 3.32
No.100 0.149 29.10 2,110.40 1.35 98.03 1.97
No.200 0.074 24.80 2,135.20 1.15 99.18 0.83
底盤 17.60 2,152.80 0.82 100.00 0
2,152.80 100.00
144 河床質採樣及粒徑分析方法
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第二篇
河床質採樣及粒徑分析方法
145 曾文溪河床質顆粒累積曲線圖
圖3
水利工程技術規範-河川治理篇(上冊)