降水與洪災
水文循環中降水可能與洪水災害具有最直接的關係，降雨的特性包括降雨總
量（或降雨強度）、降雨範圍（面積）、降雨延時與降雨規模（發生頻率）等。
不幸的是，降雨的發生是那麼捉摸不定，年與年之間的降雨關係具有明顯隨機
變動的特性。就以高雄市50年來年最大一日降雨量為例，我們很難從紀錄圖中
找出規則性，以預測明年最大單日降雨量是多少。
目前普遍的處理方法是，利用觀測雨量紀錄，經由統計分析模型，來推論某
一出現機率的降雨，做為設計暴雨的參考。比如重現期距為一百年的降雨，又
稱為百年一遇降雨，即長期平均而言，每一百年會發生一次的降雨，但它不意
味發生一百年降雨之後，不會馬上再發生同一規模的降雨，在統計上的解釋是，
每年大於或等於此一降雨的機率是百分之一。
從統計觀點而言，一百年降雨的估計值本身為一隨機值，同時具有一個描述
此隨機值變動特性的變異數，它可能遵循著某一統計分布。工程上我們採用一
百年降雨的估計值只是該統計分布在大於或等於 1％ 機率的平均值，它有時괊埸|比平均值大，也有可能比平均值小，假如利用其變異數做進一步的分析，
就可以估算出在某一信賴水準區間的結果，以提供工程設計較多的資訊。
用統計方法來分析、設計暴雨的基本假設條件是，未來降雨的統計特性與歷
史觀測雨量紀錄的統計特性相似，但假如未來年最大降雨具有明顯的上升或下
降的變動趨勢時，傳統工程統計分析方法就必須加以修正。
http://big5.yuanming.info/articles/200206/8882p.html
二○○二年六月中國西部的陝西省出現豪雨，造成大面積洪
水和泥石流災害，很多房屋倒塌道路被衝垮。
窪蓄與洪災
窪蓄是流域儲存逕流的現象。低窪地區、農田、洪水平原、及河岸、陸地與
下游的河口濕地等，都是自然界提供水文循環中窪蓄現象的空間，在上游興建
水庫則是人工創造的大範圍窪蓄，具有攔蓄洪水的功能。當降雨發生時，低窪
地、洪水平原與濕地具有蓄存部分洪水體積的功能，可以減少洪水對下游地區
可能造成的災害，由此可見低窪地與洪水平原，本身就是洪水期間容易淹水的
區域。
當人口增加，經濟文明發達，對土地需求日益迫切時，人類開始開發原為洪
水停留空間的低窪地與洪水平原。與水爭地的結果，使人類面臨更多洪水威脅，
投入更多的防洪經費，崗山嘉興里、台南科學園區與基隆河汐止地區都是明顯
的例子。從水平衡方程式而言，增加流域的窪蓄能力應有減少洪水的效果，比
如規劃洪水平原低窪地為蓄滯洪區、濕地維護或復育與利用休耕農地作為蓄洪
池，都是非工程減洪的措施。其中河岸、陸地與河口溼地除提供生態活動空間
外，在滯洪與蓄洪上也有一定的效果。
入滲現象與洪災
入滲是流域中土壤吸收部分的降雨而蓄存在土壤中，具有減少與延遲逕流形
成的功能。因此如能設法讓更多的雨量入滲，為地面所吸收，理論上可減少逕
流體積。通常經由正確的土地經營，對中、小規模的降雨可以收到一定的成效，
包括廣泛造林，改善農藝方法與加強水土保持。然而當特大暴雨發生時，再好
的土地經營，也可能無法防止洪水的發生。
森林是水文循環的重要一環，深植於土壤中的植物根部，將深層土壤的水分
抽至莖葉，再蒸發散至大氣中；科學家研究發現，砍伐森林之後，蒸散量減少，
而逕流量增加，亦即土地涵養水分的功能減少了。
都市化造成新的水文環境，人工鋪面如瀝青和混凝土取代自然植被，建築物
取代了樹木，雨水下水道取代了自然水域的河川，這些土地利用性質的改變，
造成不透水面積增加及排水管網密集，改變了降雨－逕流的水文過程，以致產
生下述兩種變化。
http://www.dsns.csie.nctu.edu.tw/~ctlin/photo/其他/pages/010917納莉颱風-2.htm
納莉颱風造成大面積洪水災害。
水文循環過程的變化
天然流域地表具有良好的透水性，雨水降落地面之後，一部分下滲到地下補
給地下水，一部分涵養在地下水位以上的土壤孔隙內，一部分窪蓄和蒸發，其
餘部分則產生地表逕流。據北美洲安大略環境部資料顯示，都市化前，天然流
域的蒸發量占降水量的 40％，地表逕流部分占 10％，入滲地下水量占 50％。
然而都市化後，由於人類活動的影響，天然流域被開發，植被受破壞，土地
利用狀況改變，自然景觀受到大幅度的改造，不透水地面大量增加，使城市的
水文循環狀況發生了變化，降水滲入地下的部分減少，產生地面逕流的部分增
加。隨著城市化的發展，不透水面積的百分比愈大，其儲存水量愈小，地面逕
流則愈大。由統計資料顯示，都市化前後，逕流量可由 10％ 增加到 43％。
Ministry of the Environment, Evaluation of the Magnitude and
Significance of Pollution Loadings from Urban Stormwater Run-off
in Ontario, Research Report no. 81, Onta-rio, 1978.°^
都市化前後水文循環的變化在都市化前的地區逕流由10％（上圖）提升到
都市化後下水道逕流43％（下圖）；由於森林的砍伐，以及不透水面積的
增加，使得都市化後蒸發散作用與入滲地下水均顯著減少。
河流水文性質的變化
都市化的結果造成入滲量、蒸發量減少，增加了有效雨量，使地表逕流增加。
同時在都市化的過程中，對天然河道進行整治與疏浚，道路兩側設置邊溝，雨
水下水道系統的興建，在在都增加了河道的水力學效應，雨水迅速變為逕流，
使河流流量增大，集流時間加快，逕流過程所需的時間縮短。所以當地區都市
化後，必然使得該區域洪水逕流增加，洪峰出現時間提前。
http://www.epochtimes.com/b5/2/8/16/n208827.htm
二○○二年八月香港七星崗的錦田河上的水泥橋被洪水沖斷。
維持水文循環的平衡
近年來自然氣候變遷與人為土地開發，對水文循環系統的平衡已造成顯著影
響，尤其人類活動行為所造成的衝擊，已長期違反水文循環的自然平衡。例如
砍伐森林與都市化的結果，造成水文平衡方程式中的儲存量減少，河川流域的
水源涵養能力降低，使水土災害程度日益嚴重。為減少洪水與相關災害所帶來
的損失，人類在發展大地活動過程中，應顧及水文循環的平衡，任一水文過程
受到干擾，均可能影響水文循環系統的平衡，進而改變洪水發生的模式。
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資料來源： 《科學發展》2004年 2月，374期，6～13頁
http://www.nsc.gov.tw/files/popsc/2004_13/9302-6-13.pdf
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