林務局 集水區治理組

壹 . 前言

　　近年全球 在 極端氣候衝擊下，天然災害頻傳且帶來嚴重的傷害，台灣也遭受威脅，侵台颱風無論降雨強度與總量皆較過去大幅提升，山區災害型態也由常見的單一災害，演變為山崩、土石流、 堰塞湖潰決及 淹水等多樣組合之複合型災害。民國 98 年的莫拉克颱風，其高強度、長延時、廣域的降雨型態，引發多處大規模崩塌，崩塌土石阻塞河道並形成多處堰塞湖，依據災後現場調查及衛星影像判釋發現，該颱風期間生成之堰塞湖即多達 16 處，其中部分堰塞湖已於颱風期間潰決，颱風後仍留存於現地者共計 7 處，堰塞湖形成後除會造成上游土地因迴水效應而逐漸淹沒外，壩體潰決亦會造成下游發生嚴重之水砂災害，由於天然壩體之安定性與其影響範圍難以掌控與預測，如何在堰塞湖形成後做最妥善的緊急處置，也直接關係著災害防範的成功與否。因此，堰塞湖生成後，如何對其進行具體之監測、評估及防治對策研擬，實為相當重要且因應現狀需要之研究課題。

　　考量堰塞湖引致災害類型之複雜性與不確定性，為能有效監控現存堰塞湖之狀況與變化，本局於莫拉克颱風後即辦理「國有林堰塞湖監測與防災通報系統」建置計畫，期能藉由本系統之建立，作為各級防救災單位於災前整備、災中應變及災後復原的統一管理與通報之平台，提供完整堰塞湖現況資訊與即時水情資訊，同步監控堰塞湖現地變化徵兆，掌握災害前兆，預防災害於未然，並據以研判堰塞湖未來可能發展趨勢並擬定相關應變措施，提升防災預警與應變能力，保障國人生命財產之安全。

　　目前本系統已完成建置，亦已開始利用其進行全國堰塞湖之監控、警戒與通報作業，於災時提供各級防救災單位堰塞湖即時監控情資，若發現已達預先設定之警戒值時，系統可即時發布通報，通知相關人員緊急戒備，及早疏散保全對象，以保障人民生命財產之安全。系統同時提供災後調查資料維護等各項功能，作業人員可定期上傳調查結果，以追縱堰塞湖的各項變化。茲針對「國有林堰塞湖監測與防災通報系統」之建置成果進行說明。

貳 . 國有林現存堰塞湖概況

　　98 年莫拉克颱風後所進行的調查成果發現，包括 95 年 7 月因地震誘發之台東縣龍泉溪堰塞湖與 98 年 12 月因大規模地滑所形成之花蓮縣陶塞溪堰塞湖，全國林班地範圍內共計 9 處堰塞湖 （ 圖 1 ） ，湖址分布於南投縣 （ 和社溪 ） 、高雄縣 （ 荖濃溪、拉克斯溪、寶來溪及旗山溪 ） 、屏東縣 （ 士文溪 ） 、台東縣 （ 龍泉溪及太麻里溪 ） 及花蓮縣 （ 陶塞溪 ） 等集水區上游之國有林林班地範圍內。

　　國有林班地大都位於流域上游且交通不易到達，因此不易掌握堰塞湖之狀況，故堰塞湖初形成階段，均利用衛星影像或航空照片等遙測影像，或直升機空勘方式進行初步調查與判釋，以評估堰塞湖狀況，其後視現地交通狀況以車輛或人員徒步方式進行現場調查或及測量工作，取得堰塞湖之基本資料以進行堰塞湖天然壩體之安定性評估。

　　各堰塞湖之現況基本資料詳表 1 ，多數堰塞湖已於 99 年凡那比颱風後因溢流口遭水流大幅刷深，導致蓄水量減少或完全流出，對下游社區之影響已暫解除，目前持續監控中之國有林堰塞湖為高雄縣那瑪夏鄉之旗山溪堰塞湖，以及屏東縣春日鄉之士文溪堰塞湖。

參 . 堰塞湖應變標準作業程序之訂定

　　有鑑於堰塞湖天然壩體可能於後續豪雨或颱風事件期間發生沖刷破壞，影響下游保全社區安全，為使堰塞湖應變處置相關權責單位於應變期間 得依循一定之標準作業程序，進行警戒、監測、預警、撤離作業，於災害發生或有發生之虞時，採取必要應變措施 ，本局除辦理「國有林堰塞湖監測與防災通報系統建置」計畫外，並同時研擬「堰塞湖應變標準作業程序」，本系統之設計即依堰塞湖應變標準作業程序之理念進行設計。

　　堰塞湖應變標準作業流程主要分成三階段，分別為初期階段、緊急應變階段及中長期處理階段 （ 詳圖 2 ） ，說明如下：

一 . 初期階段 （ 第 1 階段，步驟 1 ～ 3 ）

　　接獲形成堰塞湖之通報後，立即進行查證作業，確認通報情資之正確性，若非屬實，則應依循現行災害緊急通報體系主動澄清；若屬實，則啟動緊急應變機制，並將查證結果通知堰塞湖權責處理機關。

二 . 緊急應變階段 （ 第 2 階段，步驟 4 ～ 7 ）

　　啟動堰塞湖緊急應變機制後，將嚴密監控堰塞湖之變化並與各級防救災機關 （ 單位 ） 密切連繫，並組成專案小組進行緊急調查及評估作業，同時邀集學者專家共同針對堰塞湖之緊急處理研擬具體可行之對策。

三 . 中長期處理階段 （ 第 3 階段，步驟 8 ～ 12 ）

　　堰塞湖緊急應變處理作業實施之同時，並應視個案之急迫性決定實施詳細調查及評估之方法及時機，其後依據細部評估結果提出處理對策檢討及強化之建議。

肆 . 國有林堰塞湖監測及防災通報系統建置

　　堰塞湖形成後對其上、下游保全對象之影響程度，依堰塞湖之規模（壩高、蓄水量）、潰壩機制、集水區降雨量、河川流量、保全對象與河道的高差、下游防災設施等而異；相關堰塞湖防災警戒、監測、預警及撤離疏散作業實施之完善與否，除於災前必須完成相關評估作業以掌握堰塞湖之危險程度、訂定適當之防災警戒基準值與疏散撤離計畫外，防災應變期間是否能夠提供足夠之情資研判供各級防災單位在堰塞湖有災害徵兆前提前進行預防性措施或疏散撤離作業，以及相關情資之傳遞與通報管道是否暢通等，均為影響災害防救成效之關鍵性問題。

　　「國有林堰塞湖監測防災通報系統」即考量防救災各階段之需求進行功能開發，旨在可供本局與各級防救災單位於災前整備、災中應變及災後復原的統一管理平台。透過各項自動化蒐集設備，蒐集上游集水區的即時降雨量、即時河川水位、堰塞湖現場的即時影像、堰塞湖壩體的穩定程度、航遙測影像判釋等資訊，並提供各級防救災單位全時監控堰塞湖最新狀況及變化情資，若發現已達預先設定之警戒值時，系統並能即時發布通報，通知相關人員警戒及疏散撤離，以保障人民生命財產之安全。本系統於災害防救各階段可提供必要的服務，說明如下：

一 . 災前整備階段

　　「國有林堰塞湖監測與防災通報系統」將各外部資源（如中央氣象局、水利署或自設之現地監測設備以及各堰塞湖處理單位）提供之即時監測資訊與堰塞湖基本資料即時回傳至監控中心，包含即時雨量、水位資訊、事件發生後（災後）之堰塞湖基本資料、現勘照片及航遙測影像、中央氣象局介接的颱風動態資訊（颱風路徑、警報單、可見光、彩色、黑白、色調強化雲圖）及劇烈天氣監測系統所提供之資訊（ QPESUMS ）。

二 . 災中應變階段

　　除提供堰塞湖即時監測資訊外，並能應用各類傳訊方式主動提供各級防救災單位各類應變情資（如災情通報單，雨量及水位即時監控資訊），若堰塞湖已達警戒狀況時，並自動由監控中心將訊息對外發布。

三 . 災後復原階段

　　透過資料管理平台，整合各類圖資並研判堰塞湖之變化以及是否有新生堰塞湖出現（如災害前、後之航遙測影像），以進行緊急處置，若發現有新生堰塞湖時，可於系統建立新生堰塞湖基本資料，包含警戒參考之觀測雨量站、水位站、現場影像、保全對象及衛星影像、航空照片、空拍照片、現地照片等，並持續監控堰塞湖之變化。

■ 系統架構及功能說明

　　目前僅於台東縣龍泉溪堰塞湖建置防災監測系統，需依靠外部資源提供即時監測資訊。圖 3 為系統之硬體架構圖，由成功大學防災研究中心之資料庫提供必要的氣象局點對點服務之雨量資料、颱風動態資訊及劇烈天氣監測系統之降雨監測資料（ QPESUMS ）；河川水位資料則由水利署網路服務（ Web Service ）提供。至現場監測設備及人員現地勘查之資料，可透過各種傳訊工具，回傳至本系統，提供各級單位瀏覽。

　　軟體架構規劃包括 1. 地理資訊整合查詢子系統； 2. 監測資料歷史資料查詢子系統； 3. 通報管理子系統； 4. 資料管理； 5. 系統管理子系統等（詳圖 4 ）。

■ 地理資訊整合查詢子系統

　　建立本子系統之主要目的，讓使用者可透過視覺化之電子地圖，整合防災應變所需之資訊（包含行政區界、林班界、道路、水系、堰塞湖基本資料、即時雨量、水位及影像資訊、警戒狀況、保全對象、潰壩影響範圍、航遙測圖資），透過全方位的資訊整合，即時監測堰塞湖資訊，以便協助決策者做出最正確的判斷。

　　颱風或豪雨來襲時，可透過系統監控堰塞湖最新狀況，包括各堰塞湖及保全對象基本資料，各監測站之即時監測資料（雨量、水位、影像），使用電子地圖中的颱風資訊查詢，即可將颱風軌跡及衛星雲圖套疊並顯示於地圖上，若所觀測之堰塞湖警戒參考雨量站及水位站超出警戒值，則地圖中觀測站、堰塞湖及保全對象即以紅色閃爍燈號提醒需要做通報準備。系統左下方提供圖例說明，使用者可用來識別標註於系統中的圖案，協助瞭解其含義，圖例上方為標誌說明，下方則為警戒說明，綠色表示目前屬於安全範圍，黃色為二級警戒，紅色則為一級警戒，而灰色表示目前無法取得該位置之資訊。

　　本系統亦提供歷史颱風資訊查詢功能，只要使用颱風資訊設定工具點選颱風事件，即可動態顯示歷史颱風事件之軌跡資訊及所在位置。此功能可搭配雲圖中的套疊功能，合併衛星雲圖資訊，於系統中與颱風軌跡同時撥放。

■ 歷史及即時監測資料查詢

　　堰塞湖警戒所參考之監測站，除中央氣象局與水利署所建置之雨量站與水位站外，若堰塞湖已裝設現地防災監測設備，亦可將現地監測設備所收錄之即時雨量、水位與影像資料同步展示於本系統，各測站資料每日定時蒐集，可做為即時監控及歷史查詢的依據。

　　「雨量及水位資訊」之查詢，提供系統使用者查詢即時雨量及水位資訊。並依所選定的事件及時間區間將資訊圖表化（歷線），雨量資訊查詢結果，紅色條狀顯示當天降雨量；綠色曲線則用來表示區間所累積雨量。水位資訊查詢結果，圖中紅色線條是表示當天的水位高度隨時間之變化。

　　「航拍比對」部分，可將不同類型的影像（衛星影像、航空照片、無人載具空拍），透過航拍比對功能研判是否有新生堰塞湖或是監控堰塞湖之變化。使用者可以透過 2 分割或 4 分割視窗，選取時間軸的任 2 張或 4 張影像拖曳至左右視窗進行比對堰塞湖前後期的差異。

■ 通報管理功能

　　通報管理子系統提供傳真、 E-mail 及簡訊等 3 種傳訊方式進行情資傳遞，利用通報管理子系統提供各級防救災單位於應變期間傳遞重要情資，包括災情通報單、堰塞湖警戒參考監測站之即時雨量及水位資訊等，若達警戒狀況時，本系統可利用各種傳訊方式主動通報權責機關，進行必要之預防性措施。

■ 資料管理功能

　　堰塞湖防災監控期間所需之相關文件、重要圖資（堰塞湖影像資料）均可透過本系統將各類資料及文件上傳至本系統之資料管理平台，作為各級防救災單位資料交換之作業平台，另應變作業期間之堰塞湖應變標準作業程序、各式通報、傳真、 Email 及簡訊之範本或表單亦可於範本管理選項中建立。

■ 系統管理

　　系統管理包括帳號管理（使用者權限設定）、警戒值設定與修訂、堰塞湖重大事誌增修、堰塞湖基本資料增修、保全對象基本資料增修、颱風事件啟動、通報服務名單增修、座標轉換以及壩體安定性初步評估試算等功能。

　　前述功能所提供之資料編修或瀏覽權限可由帳號管理功能選項設定使用人員之權限，以確認通報資料之正確性。另可設定各堰塞湖之警戒方式（選擇雨量、水位）、採用站別與警戒值，若超過警戒時，系統即可依通報服務名單發送簡訊通知。

■ 後續推廣應用及發展

　　透過國有林堰塞湖防災監控系統之建立，可有效掌握堰塞湖災害資訊，縮短應變時間。後續將考量擴充本系統之功能，納入不同災害類型之管理及應變，提升本局整體防災應變效率。

圖 1 國有林班地內堰塞湖湖址分布圖

表 1 國有林堰塞湖現況基本資料表 (99 年凡那比颱風後整理 )

※ 註：距離係以河道河心線為基準，計算保全部落與堰塞湖之距離。

圖 2 堰塞湖應變標準作業程序

圖 3 國有林堰塞湖監測及防災通報系統之硬體架構圖

圖 4 國有林堰塞湖監測及防災通報系統之軟體架構圖