氣候變遷坡地災害風險評估

歷史災害事件反映極端降雨的條件下,崩塌、土砂量有增加的趨勢

        國家災害防救科技中心回顧臺灣許多學者進行氣候變遷坡地災害風險評估之研究,這些研究通常依據災害特性區分為崩塌災害與土石流災害等兩類:

  • 崩塌災害研究:  主要是分析集水區上游崩塌可能產生的土砂量對下游的衝擊影響,故最主要的評估項目為河川土砂量的增減;
  • 土石流災害研究: 評估在氣候變遷衝擊下可能增加的土石流條數量。

       如同淹水災害衝擊評估研究一樣,坡地災害評估方法早期也都使用歷史氣象觀測資料(降雨指標)演算模擬山坡地的山崩統計機率,以及崩塌與土石流產生的土砂量。[3.3.14]

       主要引發坡地災害的降雨指標包括:100年重現期下的連續三天累積雨量、降雨延時24小時之200年頻率年的雨量、100年重現期最大48小時降雨等。結果發現氣候變遷衝擊下降雨強度的增加使得臺灣許多河川上游集水區崩塌面積增加,亦產生巨量土砂及土石流流出量,這些土砂在主河段造成河段淤積、拓寬及擺盪,並堆積在支流匯入溪處,衝擊河川原本型態。[3.3.14]

 

氣候變遷情境推估資料評估未來坡地風險有增加的趨勢

        科技部「臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台計畫(TCCIP)」提供較細緻化的臺灣本土氣候資料(觀測與推估),國內各部會及學者們也開始使用全球氣候模式進行未來坡地災害衝擊與風險之評估,這些研究包含坡地災害的不同指標與面向,一為崩塌量推估,另一個為土石流災害衝擊評估。

 (1)崩塌量衝擊

在崩塌量推估研究方面,主要分為崩塌地產砂量與土壤沖蝕量,以淡水河、大漢溪、濁水溪、曾文溪與高屏溪等流域,來分析氣候變遷衝擊下流域內可能產生之土砂量。研究結果發現在氣候變遷情境下,這些流域的崩塌災害頻率、崩塌面積皆增加 [3.3.15] [3.3.16] [3.3.17] [3.3.18] [3.3.19]

(2)土石流衝擊

在土石流衝擊影響研究方面,水保局進行高屏溪、陳有蘭溪與大漢溪流域的土石流災害發生潛勢之分析,結果發現這些流域除了崩塌災害頻率增加之外,土石流發生頻率在10 年以下的潛勢溪流數量亦增加(極高土石流潛勢溪流增加2.5倍)。

         因此,根據過去氣候變遷對坡地災害的研究成果,可知氣候變遷會造成崩塌災害機率增加、土石流潛勢溪流數量明顯增加的情形。[3.3.20] [3.3.21] [3.3.22]

 

未來坡地災害風險之熱點空間資訊

        因目前多數氣候變遷坡地災害風險研究多針對「小範圍的研究區域(單一流域、單一地區)」、並多使用「數值模擬法」呈現極端降雨、河川土砂量及土石流數量之變化,較少全臺灣較整體的風險資訊。為了呈現較全面的資訊,國家災害防救科技中心使用「指標法」,針對不同災害問題,選擇適用的關鍵因子指標,並計算綜合風險值及其風險等級,並以圖資方式呈現臺灣氣候變遷風險熱點區域。

       此圖資主要是以人可能會遭受的自然災害之衝擊對象,不同衝擊的對象,需再另行評估,此風險圖為2016年的版本,後續將依據氣候變遷情境資料與災害潛勢資料,進行更新。 危害度作為主要氣候變遷變動指標,而脆弱度及暴露度兩指標因受很多因素影響,較難推估世紀末的情形,故假設維持現況固定不變的情形,藉此方法分別基期及21世紀末臺灣178個鄉鎮中氣候變遷坡地災害風險之熱點區域。[3.3.23],目前各項圖資採用的資料來源如下表所示,各項資料說明如下: 

 

1、氣候變遷坡地災害風險指標

 綜合風險

危害度

脆弱度

暴露度

坡地災害風險

24 小時延時年最大降雨量超過350mm發生機率

 

資料來源:MRI-AGCM(2014)

歷史崩塌率 

坡度

地質災害指標

資料來源:林務局、災防科技中心、地調所

 

人口密度

 

資料來源:內政部(2015)

 

 氣候模式推估資料:

        氣候變遷推估資料是以日本氣象廳氣象研究所之全球大氣環流模式(Meteorological Research Institute, Atmosphere General Circulation Model,簡稱MRI-AGCM),模擬IPCC於2014年公布的AR5報告中的RCP8.5推估情境資料,再經過科技部「臺灣氣候變遷推估平台計畫」(簡稱TCCIP)利用動力降尺度技術降至臺灣5km網格之氣候資料,加以應用於評估危害度指標,此氣候資料將隨著國際間公布的新的推估資料進行版本更新。

 危害度指標:

  危害度計算是利用模式模擬基期(1979~2003年)與未來推估期(2075~2099年)兩個時期的氣候模式模擬的氣候資料,計算各鄉鎮可能發生極端降雨機率。坡地災害的門檻值則是以『24 小時延時年最大降雨量超過350mm』之發生機率,量化後進行等級的比較。

                     

1、氣候變遷坡地災害危害度分佈圖-極端降雨指標:a)基期;b)世紀末

 

 脆弱度指標:

坡地災害脆弱度指標,則是由三項資料量化而得,分別是:

(1)林務局2004~2013年的歷史崩塌面積計算歷史崩塌指標;

(2)災防科技中心利用數值高程資料計算坡度超過55%以上的陡坡面積範圍所計算的坡度指標;

(3)地調所2014年公告的岩屑崩滑、岩體滑動、落石及順向坡等4類地質資料,以分析地質災害潛勢的範圍,該指標未來會依據部會最新調查資料進行更新。

2、氣候變遷坡地災害脆弱度分佈圖_坡地環境指標(歷史崩塌率、坡度、地質災害面積)

 

 

 暴露度指標:

坡地災害之暴露度指標,考量人口可能遭受的衝擊,故以利用鄉鎮人口密度計算,採用是內政部2015年之人口資料。

3、氣候變遷坡地災害暴露度分布圖_人口密度指標

 

     

        各指標及綜合風險分佈圖如圖1至圖4所示。由圖可見,基期以中央、雪山、玉山、阿里山山脈範圍為相對高風險區,而於21世紀末,中央、雪山、玉山、阿里山山脈仍為坡地災害高風險的地區,但北部及東部海岸山脈的坡地災害風險等級則有較為降低的趨勢。

               

4、氣候變遷坡地災害風險分佈圖:a)基期;b)世紀末