馬太鞍溪沖積扇地形環境初步分析

轉自牧笛臉書

 馬太鞍溪沖積扇地形環境初步分析

與避難疏散情境發布問題
(全文共3篇,第2篇,理性勿情緒性發言)
承上篇[1],我們提到其實堰塞湖被發現後,至災害發生前,政府及相關防災單位採取的策略,其實是合理、經濟、執行可能性最高的情境三:#減少承災體在事件影響範圍的暴露量,也就是事前避災。但即便我們已經選擇了最佳方案,為何最終仍出現18人死亡的悲劇呢?此處我們暫且不提財產損失,尤其是不動產損失的部分,就先談「避災」這件事。
在進行避災工作前,必須要先對整個孕災環境有明確的了解。自從莫拉克颱風過後,台灣已經逐年建置高解析度數值地形模型,且不斷的精進當中,對於數值模擬事件影響已經有長足的進步。不過我們仍然可以從歷史中找到一些值得參考的蛛絲馬跡。


以本篇配圖來說,這裡參考了3幅不同時代的地圖進行套疊、資訊數化,以疊圖分析的方式進行視覺化呈現。第一套圖是1898-1904年監測繪、出版的二萬分之一台灣堡圖,這套地圖的基礎是地籍,能有效呈現清末到日治初期的台灣地表狀態;不過可惜的是,當時東台灣的開墾仍然非常少,因此東台灣(尤其山區)的精度頗低,圖面上的圖例繪製也相對簡略,只能作為環境趨勢參考。第二套圖是1924年地形圖,平面精度已經相對好了很多,但可惜的是比例尺是較小的五萬分之一,要展現馬太鞍溪沖積扇上的細節,算是勉強可用。第三套圖是1962年的臺東至花蓮河川地帶土地資源地形圖[2],是套一萬分之一的地圖,這個比例尺就能清晰地分辨馬太鞍一帶的地形。另外還有更大比例尺的馬太鞍溪地形圖[3],這次先沒有參考。
很多人在參考這些歷史資料的時候,就會發現馬太鞍老部落在一個比較高的地方,現在的光復市區的相對較低漥。而日治時期則有明顯的河道或經河流影響的形成的帶狀砂礫地,自馬太鞍部落西北方向光復延伸。在沖積扇地形上,河流改道是天經地義,在馬太鞍溪北岸,由於花蓮溪整體地勢向北緩降,因此可看到萬榮東方在早期受馬太鞍溪影響的範圍更大。
馬太鞍部落其實疑似位於一條活動構造附近,根據楊貴三、沈淑敏(2010)的紀錄,取名為「光復線形」。線形的概念是指地表受到構造作用(如斷層錯動)影響,於地表上呈現的線狀分布地形。光復線形因為位於沖積而成的未膠結地層上,其概念代表形成時間比較晚近,可能代表其錯動時間並不久遠(萬年以內),故推測為活動構造,只是可能因為還沒有槽溝開挖或鑽探等地質調查實證,故經濟部地礦中心暫未將此處列為斷層。實際上,斷層出現在此處也挺合理,可能屬於中央山脈斷層系統的一部份。
話說回馬太鞍溪流往光復的舊河道,至少在1924年地形圖上就已經看到一道石堤,企圖區隔馬太鞍溪主流跟這條舊河道了。1962年的地圖則已經是不連續堤的狀態(明確建造年代待查,但不連續堤,或稱霞堤,是日本時代在台灣常見的工程,可自行上網搜尋)。有趣的是,這不連續堤的回水區,並沒有用更長的堤防加以保護下游不受侵擾,而是在位置上直接對應到光復線形,應是考量天然地勢有機會攔阻洪水。然而,此次自不連續堤侵入的高含沙洪水過大,才繞過了天然地勢,流入往光復的舊河道範圍。
事實上,至少在災前台大團隊做出的災害影響範圍分析,以及最終發布紅色警戒強制撤離的範圍,都大於歷史地圖上所呈現的河流影響範圍。意思代表的可能是,這次的堰塞湖溢流事件造成的洪水,可能遠大於尋常豪雨造成的洪水,加上溪北並未明顯溢堤,大片當年的沖積扇分洪範圍並未發生作用,才造成大量洪水向南灌注。
值得一提的是,光復市區作為舊河道存在這件事情,或許在馬太鞍溪南岸的光復一號堤、二號堤完工之後,便已經淡出了人們記憶視野了。長期以來,光復一直都不是個自然災害好發熱點,即便在歷史資料上,此處會受到河流的影響,但隨著現代化工程不斷的投入,人們也只會離災害記憶愈來愈遙遠,對於災害的警覺程度愈來愈低。
其實科學家與技術官僚,早就瞭解了此地環境,同時也有大約兩個月的時間進行策略精進。再加上,很容易就可以從第一篇中的減災避災策略中,選到了「減少承災體暴露量」這個策略,那災害怎麼形成的呢?或許可以從被大家推崇的「馬太鞍溪堰塞湖監測紀實」[4]網頁一窺究竟。
在該網頁中,其實有兩個版本的「堰塞湖災害影響範圍」公告。圖中右上為9/3公告的第一個版本疏散避難圖(光復鄉大馬村為例),根據此網頁中所載,此避難疏散版本的假設情境為「極端情境下避難疏散方案」,雖然並未言明極端情境是什麼,但從堰塞湖可能造成的災害推論,這個情境就是以9/3前堰塞湖當下狀態發生「瞬間潰壩」造成的影響,這是非常嚴重的,當時甚至有消息指出,壩體中段可能有局部失穩的可能。
隨著時間過去,大家對壩體的穩定度信心提高,從發生潰壩的擔憂,變成認為會以溢流的方式影響下游,有了9/19第二版本的疏散避難圖。根據網頁記載,第二版本為「常態情境」,相當於是無豪雨狀態下的自然溢流,因此影響範圍變小、疏散戶數也變少。這時,可能給了基層公務員甚至民眾「這個堰塞湖現在還算安全吧」的錯覺。
但沒過多久,樺加沙颱風外圍環流在花東地區中央山脈東翼,出現降雨熱點,短時強降雨對堰塞湖水位造成了極大挑戰。儘管沒有出現自堰塞湖中段直接潰決的事件(若有,真的不得了),但溢流影響範圍仍然遠超9/19第二版本「常態情境」。這對基層工作者而言,其實是難以理解的,因為他們並不是真正的防災科研人員,他們只是被動接收指令的執行者。
還有一個可能需要注意的地方,是當我們大量仰賴數值模擬的狀況下,可能也需要更理解這些數值資料製作的歷程與精神。以台灣建置的高精度水利數值高程模型(水利DEM)來說,為了模擬洪水,所以堤防、路堤等都會保留在模型上,但其他的建物、橋梁等可能局部影響的設施會去除。這都可能造成模擬上的局部失準,雖然失準範圍可能很有限,但對「個人體感」來說,就不是這麼回事了。
最後,台大團隊在災前模擬的影響範圍,以及最後公告的紅色警戒避難疏散範圍,顯然是最準確的。或許事後也可以有更多針對「堰塞湖極端情境」參數該如何設定的討論。總而言之,對於災害的「從嚴模擬」、「不同情境設定公告的技巧」等,都將是未來台灣防災工作可以不斷精進的地方。我其實並不清楚發佈這些情境的工作規則是什麼,但顯然有可以改良的地方!
好的,即便最後台大團隊做出了不錯的預估,政府也發布了紅色警戒要求強制撤離,但顯然成效不夠徹底。所謂的「垂直疏散」變成了輿論戰場,究竟「強制疏散」到底強制力能到什麼程度?基層公務員、執行者、民眾到底理解到什麼程度,才能做出相應的避災行動?這是下一篇要談的。
[1]馬太鞍溪堰塞湖事件的災害系統觀點分析與策略
[2]臺東至花蓮河川地帶土地資源地形圖

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