100年洪水有多大？—淺談重現期距在防災上的應用

(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)

張沄真 國立臺灣大學土木工程學系

      臺灣山多坡陡，河川短促，再加上颱風頻繁，降雨集中，水災、土石流等災害經常發生。為了針對洪災擬定防災、救災計畫，災害規模的預測評估十分重要。事前若能精準的預測災害的嚴重程度、影響範圍，災害發生時才能及早發布警報，並判斷究竟該引導民眾準備防災，或是直接撤離。在防災建設上，工程師可依據不同地區災害規模的歷史資料來判斷橋墩、堤防的建設強度，或是抽水機應架設的數量，由此可見災害規模評估的重要性。

      近年來由於全球氣候暖化，影響降雨型態，使得位於亞洲地區的臺灣暴雨發生頻率及強度增強；由於都市化現象，土壤大量被水泥覆蓋，使得降下的雨量無法滲入泥土中排出，下大雨時淹水的機率也會增高。輸入量（降雨量）增多，輸出量（排水量）卻減少，因此近年臺灣洪災的規模往往超乎尋常的大，在這樣的氣候趨勢下，我們更應掌握極端災害發生的規模與嚴重性。

      洪災的嚴重性該如何進行評估？相信大家常聽見「五十年一遇大雨」或「一百年一遇大雨」等說法，其中50年、100年指的就是降雨量的「重現期距」，用來表示發生大於或等於該降雨量所需要的平均年數，常以大寫字母T表示。重現期距越大則災害越嚴重，也就是說，一百年一遇大雨的雨量會比五十年一遇大雨要來得高。需要注意的是，一百年一遇大雨並不是指發生過後隔100年才會再發生下一次，而是指平均100年才會發生一次超過該雨量的情形。任一年發生降雨量X，超過特定重現期距雨量XT的機率P，和其重現期距成反比。可使用以下公式求得：

P (X≧XT) = 1/T

舉例而言，任一年內發生一次100年大雨的機率為1/100。

       然而，不同地區有不同的降雨模式以及強度，同樣是百年大雨，在澎湖可能只有200毫米的日降雨量，在阿里山卻會達到1000毫米以上的日降雨量（如圖一）。甚至同一地區也會因為氣候變遷而導致降雨量的變化，因此氣象專家除了收集大量過去的歷史資料外，也要預測未來降雨模式。若未來降雨量有明顯上升或下降趨勢，必須將分析方法加以修正，才能準確地模擬降雨量，並計算重現期距。

      重現期距可應用於那些地方？例如中央氣象局發布的豪大雨特報就是依據24小時內降雨量的重限期，若發生2年重現期的降雨量，即會發布「大豪雨特報」，若發生5年重現期的降雨量，則發布「超大豪雨特報」。而就工程建設上而言，工程師會依據風險評估和經費決定工程強度，例如橋梁的高度或橋墩的穩定程度等等。若沒有根據氣候來調整工程的規模，就可能釀成極大的災害。例如，2001年的納莉颱風造成臺北捷運地下淹水，停駛半年，其中主要原因即是因為臺北捷運局以200年重現期洪水量作為防洪標準，然而納莉颱風卻帶來了400年重現期洪水量，遠超過洪閘門以及抽水機的負荷量。因此，氣候越來越極端的未來，防災工程的建設勢必要更重視如重現期等數據模擬，才能有效進行防災。

參考文獻

1. Ven Te Chow, David R. Maidment, Larry W. Mays (1988). Applied Hydrology. Singapore. McGraw-Hill Book Co.
2. 林昀靜、盧孟平(2010)。2009年極端降雨事件監測與分析。http://photino.cwb.gov.tw/rdcweb/lib/cd/cd01conf/load/CLM_M-III-03.pdf