工程技師:巴西水庫潰堤 台灣預防管理有哪些待補強?

出版時間:2019/01/26 20:13

賴明煌/工程技師、成功大學土木博士
     
巴西位於南美洲東北方的大國,人口2.1億人與國土面積851百萬公里均佔世界第5名,其東南部鑽石礦場產地米納斯吉拉斯州美景市(在舊首都里約熱內盧市北方3百公里)一處鐵礦區廢棄水壩今天發生潰堤,造成其下游約50人喪生150人以上失蹤之重大傷亡事件,水壩潰竄之廢水恐會永久汙染環境。
 
該州約有600座礦場,2015年11月5日薩馬科鐵礦水壩內含大量有毒廢棄污泥流入多希河中,造成環境浩劫,不僅威脅河流沿岸650公里動植物,在兩週後帶有毒污泥的水已經流入大西洋,隨著潮汐之作用,蔓延海岸9公里,也威脅鄰近寇伯苡司自然保留區珍貴革龜的產卵場。早在2012年里約熱內盧州北方的坎普斯戈伊塔卡濟斯一座水壩潰堤,造成逾150名人民死亡,自從該事件後,巴西政府正式確立水壩潰決預警系統,以利在當水庫發生潰壩事件前,能有效的疏散下游地區居住之民眾,但是這幾次水庫潰堤事件檢驗出足球與森巴舞王國的巴西政府,似乎口號比執行率更響亮。
   
無獨有偶,2016年6月20日中國江西省鄱陽縣濱田河段因為降雨量177.8公釐爆發65公尺的決堤,萬畝良田被淹沒與近萬人被迫遷移避災,那年中國因降雨造成各省淹水讓近4千萬人受災及近2百人死亡。
 
另一世界強國美國,該國最高壩230公尺高的加利福尼亞州奧羅維爾水庫,也因連日暴雨在2017年2月18日的主要洩洪道鋼筋混凝土的坡道上出現大缺口,一度面臨壩體管湧坍塌危險,大壩下游多郡約20萬居民被要求緊急疏散,這也是這大壩自1967年建竣啟用首次遇到如此嚴峻之情況。
   
看看各強國的一再潰壩決堤之窘境,隨著世界氣候變遷失序(不再只有CO2暖排放所肇暖化與溫室效應的嚴峻挑戰而已),強降雨水的事件越來越大與降雨延時急速縮短,讓早年原本規劃設計的防洪設施標準,已不符合現在驟雨的急促與大量之創紀錄天氣來侵襲考驗,再加上短視「殺雞取卵」之山坡地保育與水土保持及造林護山等的負面開放開發不當措施,如掘山剷平廣設露營區,及無照之民宿或旅館等與盲目不當設廟建寺之就地合法化便宜措施,均讓台灣山坡地的抗災天然條件更加脆弱。
 
台灣國土有七成屬於山嶺地,上游沒辦法攔住大量降水去導引滲流進入山丘土地來涵養萬物,放任人工開發物與道路等滿山遍野的佈設去阻斷漫滲轉成集中匯集順著道路快速衝下,自然「水往下流」所形成的土石流與洪峰暴潮就沖到下游的沿路各聚落,因此高山降水快速抵達下游,則低窪與臨海城鎮淹水必然成為常態。
 
連百年未曾淹水之地區也會破紀錄逐年淹水,這會不時發生不再是新聞了,因為原本應含水蓄養降水的山嶺地已被短視趨利商人與公權力的怠忽,讓青山綠地成為光禿禿的癩剃頭,下游城市淹水與洪積崩塌的無辜民眾居家之遭殃機率就必然提高。
    
位於太平洋地震帶島弧與海溝交匯區域,四面環海又人口稠密與都市發展更畸形的台灣,受菲律賓海板塊(南方則再加南中國海板塊)與歐亞大陸板塊等匯聚交擠隱沒形成台灣島五大山脈,全國各地明與隱的斷層無數,我們的國土自然條件比起上述的大陸型國家更加嚴峻,對於可能因暴雨外加地震等複合型災害侵襲水庫與堤防之預防補強,筆者建議:應該針對水庫堰壩與重要河川的堤防,及所在位置之地層結構與地質構造和過去地震破壞歷史資料等做重要等級分類比對,以利可以在短期間分區去初評其安全性與基本資料庫的建立,及定期的更新和災後的補正回饋。
 
同時,也可以對於已瀕臨危險的地區(如中部山區某著名兩大風景區)作適當的開發減壓與必要的疏散管制等,來防止可能大雨後的土石流與大地滑再次發生的可能性。
 
並再透過「非破壞的檢測」地球物理方法,來針對蓄水壩體與防洪堤防結構及基礎等作逐樁號逐斷面掃描,以了解其可能隱藏的弱面與空洞,確定後再作「插入性檢驗與取樣試驗」與建構各類監測試驗之措施,來了解結構物的物理與化學性及透水性和膨脹性等立即趨近正確數據。
 
就如同人體在體檢作的256切正子掃描與灌入切片取樣細胞化驗一般,來確認這些老舊壩堰堤防的抗災強度,再透過可能的最大降水量與地震震度規模等複加侵襲進行動態與3D數值分析得到三軸應力的結構安全係數,再進行結構體本身安全的補強與使用時的管理管制之策略,或是提前洩洪放水與導水引流分紅等的水工計畫措施(如員山子分洪計畫)。
 
並且也要建立水庫與重要提防的預警與廣播系統與告示設施,同時也進行下游地區的疏散與建築開發管理及限建管制,讓民眾莫在危險的下游地區居主與長時使用,來減少災害發生時的傷亡數與規模,並且要定期與不定期來確實辦理防災疏散演練與救災措施的補強,讓民眾要有公民權的義務與責任這樣正確觀念的教育與配合公權力之執行,以減少多災多變的氣候變遷來襲之傷害,與國家珍貴資源的事後救災敷災之浪費,讓台灣有限的國力能夠用在最必要的事前施政上,而非事後的彌補上。





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