第六章 風災介紹

台灣因地處西太平洋颱風區，風災頻繁，往往對人類生命財產、經濟建設、農作物等造成巨大的破壞。 根據中央氣象局1961年至1985年之資料，台灣地區平均颱風所造成生命財產的損失約為六十億元，居台灣所有天然災害的首位。

國內經濟的快速成長和營建技術水準的大幅提高，高層建築大多使用質量輕、強度高的建築材料，風力作用成為地震之外，在設計階段時所蔽需考慮之重要因素。 譬如高雄市許多超過三十層樓高的大樓，其側向力的設計皆取決在風力的作用，而非地震力，由此可見風力效應在台灣地區高樓設計考量的重要性。對風場行為的瞭解，將可降低風災的危害及提高人類居住環境之品質。 (圖6-1 風速剖面與地表粗糙度之關係)

一般而言，大氣穩定度對風場中的大氣擴散、空氣污染的影響較大，對建築物所受的風載影響較小，故研究結構物與風場之交互作用時往往忽略穩定度的影響，一般在氣象上，常以高出空曠地面十公尺處之平均風速將地面風力分級，此種分類稱為蒲福（Beaufort）風級。

七級風之風力已經造成災害，行政院人事行政停止上班上課的標準為「瞬間陣風十級以上，平均陣風六級以上」，當風速超過25m/s（陣風十級以上）時，鐵路局的列車會停止行駛，可見風力對一般民眾日常生活的影響。

台灣的風災 可能為台灣帶來風災的有颱風（typhoon）、龍捲風（tor-nado）及強勁的東北季風，其中又以颱風為最主要的風災，在氣象學上將颱風定義為一種劇烈的熱帶氣旋（cyclone）。 颱風名字的來源，是從廣東話「大風」閩南語「風蒒」演變而來，颱風形成的原因為在赤道附近的海洋上，因海面受太陽直射而使海水溫度升高，海水蒸發成水汽散佈在空中，產生對流作用，形成「熱帶低壓」。

使得四周空氣象漩渦中心流，流入越快時，其風速就越大；當近地面最大風速到達或超過15m/s時，我們就稱它為颱風。 (表6-5 颱風強度標準劃分表)

根據一百年來的紀錄，可將颱風侵襲台灣的路徑分成以下七類： （1）通過台灣北部及北部海面。 （2）通過中部向西或西北。 （3）通過南部及南部海上向西或西北。 （4）沿東岸或東部海面北上。 （5）沿西岸或台灣海峽北上。 （6）通過中南部再向東北出海。 （7）路徑特殊不能併入以上六類。

在台灣北部、東北部地區，任何路徑的颱風均能出現相當大的風力，花蓮與台東地區首當颱風的要衝，中部地區因有中央山脈屏障，南部地區也是因為中央山脈的屏障，颱風由於挾有狂風和暴雨，可能造成災害有： 狂風：可以吹倒建築、拔起大樹。 巨浪：可高達一、二十公尺，造成船隻翻覆淹沒，沖壞堤岸或逐漸侵蝕海岸。 暴潮：颱風的中心為低氣壓，容易致使海面升高，海面傾斜，發生海水倒灌。

鹽風：海風含有多量鹽分吹至陸上，使農作物枯死，亦可導致電路漏電等災害。 焚風：當颱風遇山脈阻擋，常在背山面發生焚風。使得農作物因溫度升高而發生枯萎現象。 洪水：颱風往往帶來豪雨，短時期內傾盆下降，台灣山脈高峻，河流短小坡度甚大，沖毀房屋、道路、沖刷山石。 疾病：水災後常發生傳染病。 風吹沙：在狂風之下飛沙走石，可以改變地形，掩蓋道路。

颱風是種大自然的現象，目前人力尚無法消除，人類唯有以精確的氣象預報和完善的工程設施，來降低台封鎖帶來的災害，例如高山造林及涵蓄雨水，使雨水流下速度減慢，山石泥沙不致阻塞河道。

第三節 風力對結構物的效應 颱風的最大風速常有40m/s左右，也就是在每平方公尺的面積上，約有一百公斤的壓力，簡陋的木造房屋會被吹倒。風力對結構物的影響，大致可以區分三種效應。 6.3-1 靜態效應 靜態效應僅考慮平均風力風載，不考慮結構物的位移或振動。結構物迎風面承受空氣的直接衝擊效應，為正向壓力，結構物背風面，為負壓力，即結構物受到吸力效應是造成房舍被掀翻的原因。

6.3-2 動氣效應 考慮動態風壓引起結構物的位移或振動，結構物的質量、勁度及阻尼都需要考慮。高雄市四十層的國泰霖園大樓，其側向力的設計取決在強風作用下舒適性的考量，並非以地震作用下安全性作為控制因素。 6.3-3 氣彈效應 當風力所引起位移或振動足以影響風場時，必須要考慮結構物和風場的互制。結構物的側向振動發生共振之現象，會造成結構物的破壞材料疲勞之危險。超高層建築、鋼索、吊橋需考慮氣彈效應。美國華盛頓州的塔可馬吊橋因為風所引起變形，導致橋樑破壞。

環境風場的特性 結構物週遭接近地面處之風場環境會影響到行人的舒適性。 行人風場一般是指離地面1.5~2.0公尺高度的風場，是許多因素交互影響而造成的複雜氣流運動。

風洞實驗 利用風洞來研究風場與建築物的互制現象，已有將近四十多年的歷史。 中央大學的環境風洞是台灣目前少數的大型邊界層風洞，可適用於研究中性大氣邊界層中之風場現象及風力工程問題，亦可用於提供國內風力工程技術的諮詢與服務，並期望風災研究能在台灣迅速生根及發展。

台灣颱風降雨特性 在台灣颱風系統中 降雨強度受制於： (1)水汽來源多少， (2)大氣垂直運動大小及 (3)大氣的穩定度。

台灣最顯著颱風所造成豪大雨「颱風雨」之因素 (一)地形雨──地形雨完全受制於颱風路徑。「迎風面」之「地形雨」係在中央山脈西側，台灣的精華地帶。石門水庫在葛樂禮與賀伯兩颱風所造成淤積就達2814萬立方公尺，佔歷年總淤積量32.6%　　

台灣「土石流」災害，首次就是由銅門村事件所造成。 (二)小颱風(熱帶氣旋)釀生大降雨──民國48年8月7日發生在台灣中部的「87水災」。一個晚上就下了700多毫米降雨，澈夜都看到閃電。土地房屋都經流失，單是人員死亡就有1046人。 (三)颱風中心眼牆所造成之豪雨──颱風眼牆區可產生最強之對流(即垂直運動)。颱風最顯著之眼牆(eye wall)所造成降雨是1990年之歐菲莉颱風，花蓮2小時之雨則達210毫米。 花蓮銅門村完全被土石流所掩埋，共死39人。 台灣「土石流」災害，首次就是由銅門村事件所造成。

　　 (四)颱風後部所造成之西南氣流豪雨 最顯著者為2004年敏督利颱風所造成 「72水災」之例。該颱風曾造成曾文水庫1800萬立方公尺之淤積，並使曾文大壩前，底層產生渾水團，影響下游之供水達6天之久 。

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