防災與工程生命週期

(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)

國立臺灣大學氣候天氣災害研究中心博士後研究員 李孟學

人類的文明是對抗災害的歷程，台灣是全世界災害潛勢非常高的國家，同時面臨地震、風災、水災三種天然災害，其中 90% 的人口面對二種災害，73% 的人口面對三種災害 (The World Bank, 2005)，防災工程之執行成果直接影響人們的生命財產。

常見的防災工程如擋土牆、堤防、攔砂壩、攔河堰、水庫等工程構造物，然這些工程設施並非由魔術師經過一段咒語幻化而成，而是經過一群工程專業人員，藉由管理的手段在有限的預算金額、有限的執行期程與有效的工程品質，於工程生命週期各階段逐步執行之成果。
以擋土牆為例，若山坡道路的擋土牆因天災損壞，由於其主要功能是防止土石落下，保護行人、保護附近建築物的安全，因此短期之解決辦法是先由搶災搶險的工程快速復原，以達到安全通車的狀況。然而，長期之山坡地防護解決辦法，需要經由規劃階段、設計階段、招標發包階段、施工階段、營運維護階段等逐步執行，以下以擋土牆工程為例簡要說明工程生命週期各階段之內容。

• 規劃階段：考量該地的自然生態環境、地形、地質、排水、透水、特殊自然與人文景觀等，並概估擋土牆所需的範圍、執行方案及預算。
• 設計階段：依規劃階段產出之構造物功能與目的，設計不同之擋土牆構造形式，並分析該工程所需的施工方式與難易度、周邊既有構造物及管線設施之安全性、用地之限制、造價之經濟性及工期長短、周邊景觀及環境之衝擊及影響程度（內政部營建署，2001）。
• 招標發包階段：依工程招標之作業程序，由參與投標之施工廠商提出施工計畫書、品質管理計畫、預算金額、工期等計劃書，經由評選得標之施工廠商。
• 施工階段:由得標廠商依施工計劃於契約規定之期程、成本、品質執行擋土牆之施作。
• 營運維護階段：施工階段完工之擋土牆工程，完成驗收程序後移交給工程主辦機關進行擋土牆工程設施之營運維護。

工程生命週期的每個階段，像是接力賽跑般一棒接著一棒，每一棒都是關鍵，如果前面的棒次速度飛快，最後的棒次就可以依平時訓練的速度順利完成比賽；若前面的棒次速度不如預期，甚至出現掉棒的情況，後續棒次、甚至最後一棒既使比平時訓練的速度還快都事倍功半。

圖一、工程生命週期與天然災害平衡示意圖。（本文作者李孟學繪）

工程生命週期除了像接力賽跑外，由於工程面對的是天然災害，前一階段執行成果直接傳承到下一個階段，用蹺蹺板來形容工程生命週期與天然災害平衡之關係，更能突顯前段的重要性。如圖一所示，蹺蹺板的右側代表工程生命週期，面對天災是每一個階段共同的目的，若前期規劃、設計階段沒有考量周全，容易在施工階段遭遇到工程現地與設計圖說不符的困境，間接造成工程成本提升、工期延長，導致無法在雨季前如期完工，而遑論發揮擋土牆應有的作用，避免災害的發生。反之，前期階段若能多一份心力，後續越接近施工與營運維護階段就能省一份心力，有效發揮工程的預期效益。
對抗天然災害的案例從中國五千年前的大禹治水到現在面對的氣候變遷，無一不是反應人類文明的演進與工程技術的進步，然而，面對越大的天然災害，需要更多準備時間、更多的預算、更先進的技術，因此極需從工程生命週期的源頭找到根治的辦法，以降低未來面對災害的風險，減少天然災害對社會的損失。

參考文獻

1. 擋土牆，建築物基礎構造設計規範 (2001) -- 內政部營建署。http://w3.cpami.gov.tw/br/ref/chap7.htm
2. Dilley, M. (2005). Natural disaster hotspots: a global risk analysis (Vol. 1). World Bank Publications.