強化臺灣西北及東北地區因應氣候變遷海岸災害調適能力研究計畫（1/2）

近年來，隨著全球暖化效應及海洋氣候變遷的影響，全球海水位的 抬昇以及颱風頻繁的發生等問題已迫切攸關到我們所生存的環境，波浪 與暴潮對人類活動之影響也已引起各國政府和科學家的廣泛關注。臺灣 每年夏秋季遭受颱風侵襲，颱風暴潮所產生異常水位常對臺灣沿海造成 重大災害，造成臺灣海洋環境的發展產生了極大的衝擊。唯有準確地掌 握近岸區域之實際海氣象特性，才能使海象資訊進一步發揮功效，並且 提高防救災效率。為能審慎評估全球氣候變遷可能造成之衝擊及相關調 適策略，本計畫將進行強化臺灣西北及東北地區因應氣候變遷海岸災害 調適能力之研究工作。本計畫為兩年期計畫 (101年~102年)，第一年度 (101年) 計畫工作範圍為苗栗縣、新竹縣市、桃園縣海岸地區；第二年 度 (102年) 計畫工作範圍為新北市、基隆市、宜蘭縣海岸地區。 為達到上述目標，本計畫主要包含「調查及蒐集臺灣地區西北及東 北地區海岸防災現狀」、「建立氣候變遷下水環境因子情境分析模式」、 「評估氣候變遷對西北及東北沿海海岸災害之衝擊分析」、「臺灣西北及 東北沿海地區氣候變遷下海岸災害之脆弱度及風險評估」、「研擬因應氣 候變遷臺灣西北及東北沿海地區海岸災害調適策略及行動方案」等五項 工作項目。本(101)年度計畫將進行苗栗縣、新竹縣市、桃園縣沿海海岸 地區於氣候變遷下各假設目標年之海岸災害因子情境分析，進行沿海地 區海岸災害之衝擊模擬、脆弱度與風險評估及地圖製作，並研擬因應之 調適策略與提出行動方案之效益分析，以供決策機關參考。 根據計畫期程所進行之分析與研究成果，歸納以下之結論： 1. 本計畫實際進行苗栗縣、新竹縣市、桃園縣之海岸現地勘查，就目 前氣候條件下，評估苗栗縣、新竹縣市、桃園縣現有海岸防護設施 功能性，以瞭解防止潮、浪侵襲狀況，以作為後續海堤改善依據。 2. 為建立氣候變遷下苗栗縣、新竹縣市及桃園縣水環境因子情境分析 模式，本計畫蒐集了苗栗、新竹與桃園海岸的海、氣象基本資料進 行分析，並以數值模式或物理模型校驗，模擬現階段海域之波浪、 iv 暴潮偏差及海水位上升情形。為了能完整描述颱風侵襲之水位與波 浪變化，利用數值模式推算颱風波浪及暴潮，進一步以統計方式獲 得現階段不同重現期設計波浪與設計潮位。 3. 在海平面變遷趨勢估算方面，本計畫利用三種不同數值分析方法進 行臺灣西北海域海平面變遷分析，歸納出臺灣西北海域海平面均呈 現整體性的抬升，經綜合平均的推估分析得到臺灣西北海域(苗 栗、新竹、桃園海域)2020年至2039年海平面變遷量平均之變動範 圍約在4.02至11.82公分(平均為7.53公分)。另外，在分析基期為各 潮位站所有歷史記錄的條件下，以本計畫方法結果得到桃竹苗地區 海平面上升平均變動範圍約在4.92至5.56公分，此分析結果可提供 參考。 4. 本計畫進一步蒐集1992年至2009年衛星資料，利用三種不同數值分 析方法分析2020年至2039年海平面變遷趨勢，以本計畫方法結果得 到桃竹苗地區海平面上升平均變動範圍約在6.5至11.7公分，此分析 結果可提供參考。 5. 在颱風波浪與暴潮位變遷趨勢估算方面，本計畫利用WWM風浪模 式與颱風暴潮模式，模擬現階段(1980-1999)颱風以及目標情境年 (2020-2039)颱風侵襲時，新竹南寮漁港附近海域之最大波高與最大 潮位，經本計畫方法分析結果得到臺灣西北海域(苗栗、新竹、桃 園海域)2020年至2039年颱風波浪最大波高可能增加50.3%，颱風最 大潮位(暴潮＋天文潮)可能增加38%。 6. 本計畫建立溯升與越波水環境因子情境分析模式，分析臺灣在未來 2020-2039年遭受全球氣候變遷影響，颱風波浪入侵臺灣西北沿海 各海堤所造成的波浪溯升與越波變化，考慮西北海岸地區海平面上 升最大值配合現階段不同重現期暴潮位與颱風波浪入侵之海象結 果。分析結果顯示，桃園縣北港海堤考慮海平面上升因素後，大於 50年重現期波浪最大溯升高度皆大於堤頂高度，發生越波現象；苗 栗縣通霄灣海堤大於150年重現期波浪最大溯升高度皆略大於堤頂 高度，發生小規模越波情形；新竹市港南海堤小於250年重現期波 浪最大溯升高度皆未超過堤頂高度。 v 7. 在海堤安全性現況分析方面，桃園地區之海堤以現階段而言，在5 年、10年、20年重現期下皆可滿足溢流量標準而不致產生危害，大 於50年之重現期颱風波浪對桃園地區海堤已會產生大於規範之溢 流量；新竹地區之海堤以現階段而言，海堤高度達+6.2m，可符合 200年重現期下溢流量標準，其餘部份海堤僅能滿足50年重現期下 溢流量標準；苗栗地區之海堤以現階段而言，大部份海堤達+6m以 上，可符合250年重現期下溢流量標準，其餘部份海堤亦能滿足100 年重現期下溢流量標準。 8. 在考慮未來情境(2020~2039)下，桃園縣、新竹縣與苗栗縣的海堤 均無法滿足50年重現期颱風波浪及潮位作用下之溢流量安全，顯示 在未來氣候變遷之假設條件下，桃園縣、新竹縣與苗栗縣地區之海 堤均面臨海堤高度嚴重不足之情況。為減輕對堤後民眾生命財產安 全之影響，除可視民眾居住密度較高之區域適度予以將海堤高度加 高外，或將居民遷移至離海堤後側較遠處以預留緩留空間亦是一可 行之解決之道。 9. 在氣候變遷下海岸災害之脆弱度評估方面，本計畫根據人為設施、 環境地理及社會經濟三個構面之指標因子，運用等權重與AHP加 權模式進行分析，現階段海岸災害脆弱度較高的地區(5級)為桃園 縣的蘆竹鄉、新竹市的北區；考慮氣候變遷未來情境之海岸災害脆 弱度較高的地區，則以桃園縣的蘆竹鄉、大園鄉(部分地區)、新竹 縣的竹北市及新竹市的北區脆弱度較高。 10. 在氣候變遷下海岸災害之風險評估方面，災害潛勢危險因子之各指 標權重上以洪氾溢淹範圍較重要，洪氾溢淹深度次之，而影響海岸 災害風險構面上，則以脆弱度權重較高於災害潛勢。本計畫將海岸 災害脆弱度分析結果與災害潛勢之分析結果套疊得出海岸災害風 險圖，得知現階段海岸災害風險度較高的區域位於桃園縣蘆竹鄉及 新竹縣竹北市；考慮氣候變遷未來情境海岸災害風險度較高的區域 位於桃園縣蘆竹鄉、大園鄉(部分地區)、新竹縣竹北市及新竹市北 區(部分地區)。 11. 為進一步分析氣候變遷之影響，將情境模擬與現況進行海岸災害風 vi 險差異分析，結果顯示研究區域內等級4之面積佔84.66%(現況 &AHP權重) ， 而( 情境&AHP) 位於等級4 之面積則減少為佔 79.14%，風險增加的區域面積約有44.12平方公里，分佈在桃園縣 大園鄉、新竹縣竹北市及新竹市北區等鄉鎮，在未來氣候變遷下發 生災害風險增高，未來必須多加注意該區域之發展。 12. 在調適策略上，模擬將原先高度不足6公尺的海堤加至6公尺，分析 對海岸脆弱度及風險度的影響，在現況中苗栗縣因海堤平均高度在 6公尺左右，因此脆弱度最低為1級，其餘鄉鎮則為2、3、及5級， 其中桃園縣蘆竹鄉及新竹市北區因為無海堤，海堤高度為0所以風 險最高。在調適策略調整將海堤平均高度皆加至6公尺後，研究範 圍內海堤高度相對比的脆弱度皆下降至最低的1級。 13. 將調適策略模擬與現況進行差異分析，結果顯示等級4之面積佔 84.66%(現況&AHP權重)，而(調適&AHP)位於等級4之面積則佔 100%，風險減少的區域面積約有122平方公里，分佈在桃園縣蘆竹 鄉級新竹縣竹北市。結果顯示原災害風險較高區域，在調適策略的 情況下災害風險降低。 14. 在現階段西北沿海地區之各項防護設施與海洋環境條件下，依據本 計畫分析結果，在未來氣候變遷下研究區域主要受到的衝擊，評估 立即性對策如下建議： (1) 因應海水位上升衝擊立即性因應對策： (a) 提升監測技術與資料精度。 (b) 增設海岸防護設施以減少高潮位對海岸線的危害。 (c) 評估是否須撤離沿海居民、產業及基礎設施。 (2) 因應海堤安全性衝擊立即性因應對策： (a) 目前桃園海堤在大於50年之重現期颱風波浪對桃園地區海 堤已會產生大於規範之溢流量，建議可增加抛石使得坡度變 緩或增加堤高，方能減低溢流量之影響。 (b) 為減輕對堤後民眾生命財產安全之影響，除可視民眾居住 vii 密度較高之區域適度予以將海堤高度加高外，或將居民遷移 至離海堤後側較遠處以預留緩留空間亦是一可行之解決之 道。但由於遷移居民往往是耗費甚久且所費不貲，針對現階 段海堤安全予以加強是現階段較為可行之解決方案。 (3) 因應淹水災害衝擊立即性因應對策： (a) 強化「易淹水地區水患治理計畫」執行成效。 (b) 改善沿海低窪地區排水系統及河道清淤作業。 (c) 落實河道區域的疏濬清淤作業。 (d) 針對淹水災害衝擊影響較明顯之區域規劃布設緊急抽水設 備。 (4) 因應沿海脆弱度衝擊立即性因應對策： (a) 強化「易淹水地區水患治理計畫」執行成效。 (b) 檢討河堤設計標準並考慮堤岸加高之可行性。 (c) 健全災害應變體系，降低災害生命財產損失。 (d) 針對高脆弱度之區域規劃布設緊急抽水設備。 15. 本計畫彙整國內外因應氣候變遷之海岸災害調適策略相關資料，作 為擬定本計畫調適策略及行動方案之參考。根據西南沿海地區(高 雄、屏東海岸)氣候變遷衝擊分析及風險評估結果，為有效減緩未 來氣候變遷的影響下的衝擊，本計畫擬定中、長期調適策略如下建 議： (1) 持續性的監測海水位變動與紀錄更新 持續監測海平面的變化，並定期將新觀測紀錄與歷史紀錄 分析比對，檢驗是否近年來海平面上升速率確實有增加的趨 勢，並根據新測海平面變動資料推估未來海平面的上升。 (2) 海岸防護設施防護能力的加強與提升 根據現況分析，大於50年之重現期颱風波浪對桃園地區海 堤會產生大於規範之溢流量。根據未來(2020~2039年)階段之模 viii 擬結果，10年以上重現期之颱風波浪及潮位情境會對現有多數 的西北海岸海堤產生相當大之溢流量，海堤大多面臨海堤高度 不足之情況。在海水位及暴潮位增加速率不斷上升的情況下， 海岸設施防護能力及耐災能力的提升是應當優先因應的問題。 另外定期性的檢測既有防護設施的結構強度與維持其防護能 力，也是未來必須執行的排程工作項目之一。 (3) 改善沿海地區排水系統 依據本報告第五章對於研究區域海岸災害資料的蒐集，並 綜整臺灣西北沿海鄉鎮淹水災害的致災原因可發現，在颱風或 大潮事件影響下，苗栗沿海地區地處低窪，曾經因為有河段未 設置堤防，又適逢大潮期間，排水宣洩困難而造成淹水；桃園 沿海地區則因為河川斷面不足，曾因為雨量過大橋樑為垃圾所 阻以致洪水流四溢；新竹沿海鄉鎮則曾因為颱風洪水暴漲，原 颱風受損堤防遭洪水沖衝毀，或是溪水暴增導致溢堤。因此在 未來桃竹苗沿海地區河川、海水溢堤風險增加的狀況下，提升 排水能力是刻不容緩的工作。建議的工作項目有：抽水機(站) 的增加、排水路線的規劃、排洪渠道的清淤、滯洪池的規劃以 及現有堤防的強化等。現階段經濟部水利署致力於「易淹水地 區水患治理」的計畫工作項目，而此部分也需要地方政府或相 關機關的協助配合，以減少沿海地區居民因淹水災害而導致的 生命財產損失。 (4) 海岸侵蝕的控制與海灘養護 根據水利署網頁所提供資料，臺灣西北之桃竹苗海岸屬於 侵淤互現之情形。海岸侵蝕速率的增加使得海岸災害發生的風 險提高且災害影響的範圍與程度也會增加，因此海岸侵蝕的控 制也就能保護自然海岸線，配合各項海灘養護的措施，讓自然 海岸逐漸恢復既有的防護能力，以降低海岸災害的發生機率及 災害影響程度，並減少對於大型硬體防護結構物的依賴。而未 來在因應氣候變遷的海岸衝擊，可運用海灘養護為基礎作法， 配合海堤或其它結構性措施的海岸防護能力，建立多層次的海 岸保護防線。 (5) 自然海岸生態環境的維護 ix 臺灣西北海岸地區有許多海岸風景區以及多處國家級(如 新竹香山濕地)與地方級的海岸濕地，多樣化的海岸環境生態是 重要自然資產。因此在現階段氣候變遷的影響衝擊下，為了達 到「永續海岸整體發展」的策略目標，應有目標性地執行各項 海岸生態環境保育計畫，對於海岸自然保護區的治理，可階段 性地評估各期對於自然海岸生態環境的保護成果；並透過地方 民眾的聯合力量，監督並檢舉自然保護區內的不法人為活動， 使美麗且豐富的自然海岸資產能夠永續經營、發展。 (6) 持續監控地層變遷情況 依據「嚴重地層下陷地區劃設作業規範」(民國94年10月 12日)所公告者，桃園縣、新竹縣、新竹市及桃園縣轄區內之沿 海鄉鎮無嚴重地層下陷區域劃設地段，但仍需持續監控，藉以 防範於未然。因此目前仍應做好地層下陷的防治工作，管制每 年之地下水使用量低於容許出水量，達到地下水減量使用的目 標。 (7) 計畫性地管制海岸地區開發活動 本計畫研究範圍區域內有大園工業區(桃園縣大園鄉)及觀 音工業區(桃園縣觀音鄉)以及竹南工業區(苗栗縣竹南鎮)等經 濟活動頻繁區預。根據本計畫前述之桃竹苗沿海地區之脆弱度 分析結果(基期&等權重、現況&等權重、基期＆AHP加權、現 況＆AHP加權、情境&等權重)可發現，桃園縣大園鄉、觀音鄉 以及苗栗縣竹南鎮屬於普通到脆弱之等級。而根據情境＆AHP 加權的脆弱度分析結果，則發現上述三個鄉鎮屬於脆弱到非常 脆弱之等級。未來在經濟發展建設與海岸環境保護兼顧的狀況 下，中央主管機關及地方政府在審核開發計畫書時應當有計畫 性地限制開發，並於施工過程之中監督開發單位是否有完善地 執行海岸保護措施，並要求未來營運單位確實執行海岸地區防 護工作，且定期呈報各項觀測報告以利後續各階段的評估作業。 (8) 規劃洪災救難計畫及落實防洪教育 x 應重新檢視現階段之洪災救難計畫是否可因應未來氣候 變遷條件的衝擊，並進一步根據氣候變遷影響的程度而調整防 救災應變計畫內容，確保計畫行動的適用性及執行力。 除了防洪救難計畫的完善之外，地區性防洪教育的推廣也 是重要的工作項目之一，整理過往沿海淹水災害案例的調查報 告可發現，某些災害在人為因素影響的層面較大，如民眾並無 事先災害預防作為、閘門開啟時機不當或無法貫徹災害應變計 畫等因素。因此對於沿海地區高風險海岸災害的居民，應推廣 宣導淹水防治教育，結合社區組織或地方行政單位(鄉鎮市公 所、村里辦公室等)，對於地方單位主管進行防洪教育訓練以及 洪水緊急應變計畫的演練，對於沿海居民以文宣品或廣告宣導 防洪器材的準備與防洪觀念的養成；此外可定期性的舉辦洪水 應變計畫演練，讓地方政府與民眾確實掌握行動流程，確保在 未來洪災發生時能發揮應變計畫的成效，並使沿海地區民眾及 早準備、及早因應。 (9) 擬定整合性海岸地區管理計畫 整合性海岸帶管理的目標是為能解決海岸帶使用目的複 雜而產生的衝突。因此應以多方面去思考如生態保育、教育研 究、漁業資源或海岸帶開發等因素，以不破壞環境自然資源為 前提條件下，進而滿足人類活動及開發需求。整合性海岸帶管 理需要長期的監控與持續有效的管理作業方式，參與的專家學 者或海洋事務管理機關除理論上的研究分析之外，也應尋求實 務上的變通，如參考世界各國各項整合性海岸帶管理案例，師 法其他各國海岸治理的優點，且依據目標治理海岸地區的特 性，歸納整合適合治理區的管理計畫，以期在不損害生態資源 環境的情況下且與海岸地區開發並重的發展下，達到永續海洋 發展的目標。 (10) 海岸溢淹預警能力的強化 海岸地區的淹水預警可說是前述相關防護方法之外的另 一條防線。透過有效的預警機制，搭配後端移動式抽水設備的 調配，降低海岸地區的淹水災情。這對於海岸保護與重要經濟 發展地區的管理與策略擬定，有其重要性。 xi 16. 本計畫研擬現階段臺灣西北海岸之苗栗縣、新竹縣市、桃園縣沿海 地區對於未來氣候變遷影響衝擊下，為減緩海岸災害發生而應採取 的行動方案建議如下： (1) 近程行動方案 (A) 保護性技術 (a) 提升高風險防護設施之防護強度。 (b) 建造防護設施以減緩海岸侵蝕速率。 (c) 檢討現行海岸地區治理相關法規。 (B) 適應性技術 (a) 提升易淹水地區治理計畫執行成效。 (b) 編定沿海地區脆弱度與風險地圖製作手冊。 (c) 劃定應受嚴格保護的沿海地區。 (d) 規劃替代設施或補強措施。 (e) 定期監測地層下陷速率。 (f) 檢討現行工程技術與設施運作。 (g) 持續收集資料，並提升觀測技術及資料分析方法。 (C) 後撤性技術 (a) 提高開發計畫審核標準。 (b) 落實地方防災教育並定期演練災害應變流程。 (c) 劃定海岸緩衝區與災害防護區。 (2) 中程行動方案 (A) 保護性技術 (a) 全面檢討現有防護設施並定期維護。 (b) 海灘養護或種植海岸植物以穩固砂源。 (c) 擬訂新制海岸法規且考慮氣候變遷影響衝擊。 (B) 適應性技術 xii (a) 檢討排水系統設計標準。 (b) 依據脆弱度與風險地圖分析結果執行海岸保護治理。 (c) 推動永續海岸環境發展計畫。 (d) 減少設施破壞風險並延長使用年限。 (e) 輔導地方產業轉型以降低地下水抽用量。 (f) 編定工程技術手冊並完善規範。 (g) 推估臺灣西北海域可能海平面上升。 (C) 後撤性技術 (a) 擬定海岸地區開發限制規範。 (b) 檢討並改善現行緊急災害撤離路線與應變計畫。 (c) 撤離緩衝區內居民及產業。 (3) 遠程行動方案 (A) 保護性技術 (a) 建立氣候變遷下之海岸防護設施設計標準手冊。 (b) 提升海岸環境自然容忍能力。 (c) 持續檢討並修訂海岸法規。 (B) 適應性技術 (a) 鼓勵低窪地區住宅採用高耐洪性設計建材。 (b) 持續檢討規範手冊及地圖的可利用性。 (c) 發展整合性海岸地區管理計畫。 (d) 建造新式高強度防護設施。 (e) 實行地下水補注措施。 (f) 積極國際合作以學習國外海岸治理經驗。 (g) 建置海水位與暴潮即時預警系統。 (C) 後撤性技術 (a) 人為開發與海岸環境保護並存。 xiii (b) 中央與地方協力健全海岸災害應變體系。 (c) 配合海岸防護政策調整緩衝區範圍。