颱風季節之回顧與省思

陳純森技師

前言

每年七、八月間是颱風肆虐的季節，強烈颱風除了會造成嚴重的風災外，所夾帶之豪雨有時會造成毀滅性之水患，甚至在九月間所發生的「九月颱」，亦不例外。目前適逢颱風季，令人勾起八八勘災的回憶與省思。

莫拉克颱風與水患

回顧六年前的8月8日，莫拉克颱風在台灣中南部持續降下超大豪雨，在短短三~五天內之降雨量，居然高達約2,500公釐，幾乎將整年之雨量一次下光，除了造成平地之洪水氾濫外，台灣中南部斷橋無數，主要斷橋包括台21線南投水里壽山橋、新安橋、台3線高雄旗山新旗尾橋、台17線高雄林園雙園大橋、台21線高雄那瑪夏民族橋、台27線高雄六龜大津橋、台27甲線高雄六龜大橋、台28線高雄旗山旗尾橋、台24線屏東霧台一號橋、台鐵屏東林邊溪橋、台鐵南迴太麻里三號橋、太麻里四號橋、台鐵花東鹿野溪橋等，災情十分慘重。

8月10日上班時，高雄與屏東之間的八座橋梁，僅剩高屏大橋與斜張橋可通行，其他橋梁水勢凶猛，岌岌可危，雙園大橋更是攔腰折斷。照片1為沖毀後之林邊溪鐵路橋，照片2為沖毀之六龜大橋。南台灣包括244所國中小、93所高中職及9所大專院校等，嚴重受創，成為史上有名之「八八水災」。

照片1  八八水災沖毀之鐵路橋		照片2   八八水災沖毀之六龜大橋
照片3  大地震後之光禿山頭

就人員傷亡而言，災情最殘酷者，莫過於「小林村」之毀滅。台灣之地震頻繁，地殼振動不停。整個中央山脈，經過九二一地震之肆虐後，地質更是嚴重鬆動，許多山區呈現光禿禿的一片，山頭綠油油之樹木卻寸草不留，見照片3，地震之威力可見一斑。在鬆動的山區，降下豪大雨時，如果降雨延時甚久，山頭水量又未及時宣洩，則大量之雨水滲入山頭，儼然成為水柱，雨勢愈大水柱愈深，其所衍生之側向水壓力亦愈大。若山頭之土質無法抵擋側向水壓，勢必造成土石流或邊坡滑動，甚至於山崩，居住於山腳下之村落容易遭致掩埋，如圖1。

圖1 豪大雨與山崩

圖1之示意可用簡易之土壤力學說明，假設山頭之水柱高度為h，水柱之最大水壓力為γ_w‧h，總水頭作用力為P =0.5γ_w‧h²，即總水頭作用力與水柱高度之2次方成比例。換言之，若水頭高度增加2倍時，總水頭作用力將迅速增加至4倍，水頭作用力之增加十分神速。按照土坡穩定原理，土坡之滑動面為圓弧面(sliding circle)，造成滑動的動力包括滑動面上方之土壤自重W與水柱側向推力P，抵抗滑動之阻力則為滑動面之土壤抗剪強度s(假設為定數)，若滑動面之弧形半徑為r，其圓心與夾角分別為o與α，則外力力矩M_e與抵抗力矩M_r之大小分別為：

式中e與g分別為土壤重力與水柱推力距離o點之距離，S.F.(safety factor)為邊坡穩定之安全係數。當M_e >M_r 時，山頭即會滑動坍塌或崩壞而造成嚴重損害。一般之安全係數至少應為1.25以上。

期盼與建議

俗言道，天有不測風雲，人有旦夕福禍。而上天有好生之德，天然的涼風雨水，都是人們賴以生存的必需品，人們如果善加利用，可藉以發電充實能源。但過量之「風」、「水」，則必須防範其所造成之災害。民國66年7月25日賽洛瑪颱風行經高雄港時，港區8部貨櫃起重機全部遭殃，也重創了許多工業廠房，改變了台灣的工業生態，石棉瓦浪板建材因而沒落，彩色鋼浪板成為新興行業。最近台南曾發現罕見且令人難以捉摸的颶風(hurricane or tornado)，造成了不少的損害。無論颱風或颶風，其威力與性質瞬息萬變，均令人難以捉摸，值得工程人員探討防範。

其實，正常之雨水會帶給人們許多貢獻，善加儲存與引導，非但可以發電、灌溉，尚能治理洪水，台灣優良的地形，應確實作好水庫與河川之整治與疏浚工作，如果讓珍貴的雨水平白流失，實暴殄天物；相對於缺水時期忍痛採取限水措施，不啻是一大諷刺。目前為颱風之高峰期，殷盼平地與山區之居民，均能確實做好防颱與防洪措施；如果風險較高之山麓地區，遇有超大豪雨警報時，應作必要之疏散與遷徙，以防災害發生。

【參考文獻】

1.游啟亨（1966）。土壤力學與基礎工程學，大明印刷局。

2.陳純森（2009年）。八八水災鋼橋重建探討，中華民國鋼結構協會研討會。