馬太鞍溪堰塞湖為何潰壩?監測團隊告訴你【訪問全記錄】
如何監測馬太鞍溪堰塞湖?
Q.何時發現馬太鞍溪堰塞湖?
林志平(以下簡稱林):這個區域過去就有很多崩塌的歷史,今年應該是7月21的薇帕颱風帶來的強降雨 ,導致整個林班地的大規模崩塌 ,農業部林業及自然保育署是在7月25號的衛星影像 ,看到馬太鞍溪支流的整個大型的崩塌地 形成了堰塞湖 ,第一時間就啟動緊急調查工作 。這個堰塞湖很特別 ,它的量體非常大,體積大概有兩億立方公尺 ,整個壩的長度大概兩公里,蓄水估計將近一億立方公尺,如果蓄滿的話,水量在國內外都是算是罕見非常大型的堰塞湖。
Q.陽明交大防災與水環境研究中心團隊如何監測?有預測到9/23就會溢流嗎?
林:林業署花蓮分署在0403地震之後,就有啟動一系列的調查工作,所以發現馬太安西堰塞湖的時候,就在這個工作框架底下,我們啟動了緊急調查評估工作,應該是在八月、九月的時候就已經完成,然後初步緊急調查工作之後,了解整個狀況,就是成立這個應變小組,我們陽明交大防災中心去協助調查工作,航測所也協助做遙測航測的建模。
初級監測的項目第一個是,早期很頻繁地做很多航測、詳細的調查,了解整個堰塞湖的幾何及坡地的狀況,根據這個資料去進行穩定性跟風險的評估。監測的項目包括每個禮拜無人機的壩體監測,看看這個壩體有沒有什麼變化、有沒有立即的危險;另外林業所也委託了成大用直升機,把人跟監測儀器(水位計)帶到現場,我們也在下游裝水位計跟濃度計,因為如果堰塞湖有潰壩,會帶來大量的泥沙。
這個堰塞湖已經引起很大的關注,即便沒有颱風,它也是一個風險,因為它的水量會蓄積越來越多,我們在光復林道,由高處往下也建置了網路攝影機,由這些監測儀器來監控壩體的安定性。原本是預測到十月底的時候會產生溢流 ,只是這一次颱風來、提前發生,而且因為颱風帶來的強降雨,才造成它的溢流跟潰壩的規模比較大一點。
李國維(以下簡稱李):我們因為已經有獲得中央氣象署的資料,加上我們有一些降雨逕流對於河川流量的影響,我們就知道只要超過400毫米的累積降雨,堰塞湖的水就可能會滿出來。
成大的防災中心裝的水位計可以量測水位上升的速度,以及水滿出去之後下降的速度,當我們看到水位一直在上升、到一個頂點的時候忽然下降,就知道堰塞湖水已經從它的缺口水走出來了。
其實我們滿水前48小時 ,就已經跟地方政府說 ,請一定要先把民眾疏散到安全的區域 ,這個範圍是透過堰塞湖溢滿會流出的情境,去計算出哪邊可能會淹水,可以預先把淹水影響範圍的民眾疏散。
堰塞湖先溢流再潰壩
Q.請還原9/23整個堰塞湖溢流的過程、以及為何會嚴重衝擊下游的光復鄉市區?
游景雲(以下簡稱游):其實大概下午12時多、1時的時候,它就已經超過我們預期的壩頂最低點,一直到2時多,水位還是在繼續上升,其實這時候應該就有些溢流了,只是這時候溢流可能水流量還很小,還沒有造成壩頂的破壞。
大概到2時半、2時40分之後 ,忽然發覺水位在十幾分鐘內快速下切,這就是因為水流流過壩頂 ,流速加快開始會有一個切口,切口會讓流速又更快、水量更多,所以這切口會開始擴大跟往下切,往下切之後就會造成整個壩頂、大量水流透過切口瞬間往下流,到了平緩地區之後它就可以漫延。
馬太鞍溪橋第一個就首當其衝,那因為它的土沙的重量非常重,把馬太鞍橋沖斷了,第二個是在光復這邊沿岸,或許哪個地方有溢堤或潰堤,造成整個水流沖進光復村內。
林:這個潰壩的水量,有可能會到將近8000、9000 CMS,我們河川的設計容忍一百年的洪水大概是2000多CMS,所以大量、突然的水進來,已經有做一些情境的模擬 ,不同單位模擬出來,需要的疏散範圍可能都不太一樣,我們的堤防的耐受度等等,可能都會面臨很大的考驗。
9/21建議撤離光復市區居民 計畫未被落實
Q.如果事前已經掌握9/23可能溢流,當時提出哪些疏散建議?
游:台大團隊大概是在兩三個禮拜前,接到內政部希望對於撤離面積更精確的了解 ,所以我們開始對整個可能造成的影響,做比較完整的分析,大概也是在9月21日的防災會議,做比較完整地提出,建議內政部做大規模的疏散。
基本上9月23日這個颱風,根據氣象署的降雨預報,降雨量會超過300、500毫米,超過整個堰塞湖既有負重的上限 ,所以預測它就是會溢流,只是溢流時間還是要看它什麼時候滿,所以剛剛提到水位計就是一個很重要的參考,本來就是認為應該是23日會溢流 ,只是一開始是認為早上,因為降雨的時間稍有延後 ,直到下午2時才溢流。
那時候我們做的建議是,我們覺得它跟一般的水流不一樣,所以它整個高含沙水流可能會造成一些損壞,所以那時候就認為馬太鞍橋本來就有一定的風險;另外一個光復村,我們覺得是非常危險的區域 ,所以原來規劃只是撤離兩岸大概1公里左右的人群,經過分析之後也建議撤離大部分光復村市區的所有居民,所以在22日之後,我們看到內政部很快地開始做撤離,整個撤離的建議大概8千多人 ,大部分的居民都有照我們的建議撤離。
當初也是覺得一樓的一些車輛可能會有一些損壞 ,基本上可能在一天的時間內也可能有限,目前的災情看來,就是沒有完成撤離的人,都在我們當初提醒的熱點裡面 ,那至於為什麼沒有撤離?可能有很多種原因,我這邊就不去細究了,還是有些讓人遺憾的事情發生。以當初預估的狀況來講,如果沒有撤離的話,災情遠遠會不止於此。
馬太鞍溪堰塞湖位處偏遠 難以工程預防災害
Q.既然八月展開調查監測,難道不能以其他工程手段先引流嗎?
李:它在一個人沒有辦法到的地方,機具也沒有辦法到達,最明顯的一個例子就是,當初在裝水位計的時候,林業保育署找空勤總隊載著工作人員,到壩的頂端降落,在降落過程中其實非常危險,反覆降落了好幾次都降不下去,因為這樣一降下去黑鷹直升機的輪胎就會陷下去,所以他去找了很多角度,最後終於降在一個地方。然後當他們人下去、邁出第一步的時候,腳也是陷下去的,所以那個地方根本機具就上不去,因為它是很濕很鬆軟的,就是只能等它自然溢流,我們要做的是疏散、避難的規劃。
游:其實一開始農業部就做一些初期可能改善的評估。第一、馬太鞍堰塞湖在很深山、沒有一般的車輛可以到達的道路,所以重型機具要進去是非常困難的。第二、這個堰塞湖的條件、土體的強度其實都不知道,那你用引流的方式可能會造成一個坡植的破壞,要引流的鋼管可能也會非常大,所以初步評估,都覺得幾個可能的工程方案不太可行,所以大部分的山區或其他地方的堰塞湖,大概都還是以監測為主,唯一可能做的是減緩它潰壩的時間。不過以這個案例來講也都是非常困難, 所以能做的就是盡快撤離可能傷亡的區域。
第一個就是我們需要掌握 ,它什麼時候發生潰壩,因為你也不可能叫人家撤十天半個月,掌握發生的時間、掌握撤離的區域,然後事前能補強的就補強,包括河川分署也做了蠻多的疏浚,其實在減緩災情上也有一定的效果,一些堤防補強都有一定的效果 ,如果沒有做這些的話,可能影響會更大 。