2017 日本九州豪雨暨三號颱風災害事件

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2017年六月底日本九州地區受梅雨鋒面滯留及三號颱風南瑪都(Nanmadol)侵襲影響,連續多日降下大雨,降雨超過歷史紀錄,造成福岡縣山洪暴發,山國川、遠賀川和筑後川水位高漲超過歷史紀錄,原水濁度上升,多處淹水;另外維生管線中斷、道路中斷、JR久大線路基流失及大量漂流木滯留河道和堵塞港口船隻運行。本次事件總共造成38人死亡,5人失蹤,28人輕重傷。

一、前言

2017年六月日本九州北部地區發生多起山洪暴發、淹水事件,最嚴重的地區為福岡縣朝倉市和東峰村、大分縣日田市等地區。根據日本國土交通省災害情報(82115):總共造成38人死亡(朝倉市33人和東峰村3人及其他)5人失蹤(朝倉市)28人輕重傷,災害期間發布緊急避難警告約44萬人,共開設30處避難所,收留1,885(1)。另外,較嚴重的災區位處山區,尤其是福岡縣東峰村道路中斷,一度處於孤島情況。不僅造成生命財產損失,概估此次農業損失約931.6億日幣(260億台幣)

1 日本九州地區避難警告分布圖 (資料來源:Etnet經濟通;災防科技中心編製)

二、氣象分析

日本氣象廳表示:今年(2017)太平洋高壓較往年強(29年來),上升氣流相對也來的強,又處於冷暖空氣交會,梅雨鋒面滯留日本西側,與太平洋溫暖水氣會合,630日起陸續開始降雨,又加上74日上午8時三號颱風南瑪都(Nanmadol)在長崎市附近登陸(2),降雨集中於九州福岡縣、大分縣和熊本縣等(3、圖4和圖5),其中75日於九州福岡縣朝倉市降下最大時雨量129.5毫米,24小時累積雨量亦高達660毫米,福岡縣朝倉市是整場事件中降雨最大的地方。

2 74日天氣圖,鋒面與颱風同時影響九州地區 (資料來源:中央氣象局)

圖3 日本九州7月5日12時、18時和22時降雨分布圖(資料來源:日本氣象廳)

圖4-豪雨暨三號颱風雨量站最大時雨量分佈圖(資料來源:日本氣象廳)(6月30日0時~7月10日24時)

圖5-豪雨暨三號颱風24小時雷達累積降雨分佈圖(資料來源:日本氣象廳)(6月30日0時~7月10日24時)

三、線狀降水帶的現象

導致此次災害事件主要的原因,被日本官方歸納為「線狀降水帶」,臺灣稱「線狀對流」。所謂的線狀對流(線状降水帯)在日本氣象廳解釋:積雨雲呈現線狀(一條直線)可綿延50~300公里遠,移動的方向可能都在同一個位置或停滯不動,在線狀的積雨雲左右20~50公里成為降雨區域,降雨可持續好幾個小時,此現象發生可能導致暴雨,發生時間短暫且較難以預測。

線狀降水帶發生的條件有:1.整體大氣環境不穩定,2.冷風與山區交界帶形成上升氣流,3.溫暖和潮濕的空氣源源不斷,如梅雨季,4.固定同一方向的風,5.雲雨帶固定同一個位置或停滯不動,持續降雨(6)

圖6-線狀降水帶示意圖(資料來源:產經新聞)

因此次災害的降雨集中在九州北部地區,造成山洪暴發,氾濫的河川包括:山國川、遠賀川和筑後川(圖7)等。從日本九州地方整備局之筑後川河川水位紀錄看到7月5日14-15時水位開始上漲,約在4-5小時後已超過氾濫危險水位,並於20時至22時之間(圖8),水位陸續達到洪峰水位,造成河岸淘刷、潰堤和溢淹(圖9)。災害事件之降雨量,除打破歷史記錄外,河川水位也超越2012年豪雨事件的歷史最高水位記錄。

圖7-日本九州北部山國川、遠賀川和筑後川位置圖 (資料來源:國土交通省九州地方整備局)

圖8-筑後川上、中、下游降雨組體圖及水位歷線 (資料來源:國土交通省九州地方整備局)

 

圖9-福岡縣朝倉市民房受損嚴重、樹木倒塌、汽車翻覆 (資料來源:路透社)

根據國土交通省災害情報,豪雨造成450件土砂災害(包括190件土石流、27地滑和233崩塌),發布26府縣、211市町土砂災害警戒情報,並且土砂災害造成道路、通訊與維生管線中斷。九州地方整備局事後針對大分縣日田市小野地區崩塌進行調查,崩塌規模長約300公尺,寬約200公尺(圖10),土砂堆積量約10萬立方公尺,並埋沒107縣道和造成小野川河道阻塞形成堰塞湖,堰塞湖壩體長約400公尺、寬100公尺、最高深度約6公尺,週邊民宅與農地因而淹沒。災後針對此坡體調查,發現坡體仍有多處裂縫,所以可能會有再次崩塌的可能。

此外,經調查結果分析,福岡縣朝倉市東峰村和大分縣日田市至少發生300處土砂災害,大多為表層崩塌(圖11),並非深層崩塌,而且產生大量漂流木。

圖10-大分縣日田市小野地區山坡地崩塌影像(資料來源:國土交通省九州地方整備局)

圖11-福岡縣朝倉市山林空照圖(資料來源:西日本新聞)

四、衝擊影響

(一)交通中斷

九州地方整備局表示,這場數十年一次的大豪雨,造成嚴重災情,橫跨(大分縣日田市)花月川的JR久大線鐵橋(圖12),橋墩整個被沖走。此外,受到豪雨影響,JR鹿兒島線、長崎線、佐世保線、日田彦山線、久大線等9線路,皆在災害發生期間暫停營運。

圖12-大分縣日田市JR久大線鐵橋路基流失80公尺(資料來源:西日本新聞)

(二)山區救援困難

福岡縣和大分縣山區為本次降雨集中地區,山區大量土砂和漂流木隨河水衝擊河川沿岸及山區道路,造成道路中斷,加上搶救災機具不易抵達,救援困難,故部分山區直至8月8日仍尚未搶通,屬於孤島狀態。圖13為福岡縣朝倉市東峰村7月10日道路中斷公告圖。

圖13-福岡縣朝倉市東峰村7月10日道路中斷公告(資料來源:國土交通省九州地方整備局)

(三)原水濁度高導致無法供應自來水

受到大雨的侵襲,山區多處的崩塌,使得河水混濁,而朝倉市杷木淨水廠所在地附近河川溢流,淨水廠聯絡道路和淨水廠本身都遭受波及(圖14),淨水廠許多設備沖壞,倖存的設備又無法負荷大量濁水,因而無法正常供應自來水。

圖14-朝倉市杷木浄水廠遭受破壞(資料來源:西日本新聞)

(四)漂流木處置與林業管理

此次災害事件創下漂流木數量約20萬噸為歷史新高紀錄,平均約800噸/公頃(1000立方公尺/公頃)。過去災害歷史事件中,以2011年紀伊半島的災害事件漂流木最多,平均低於1000立方公尺/公頃。整場事件中,因坡地崩塌造成大量漂流木之地點是朝倉市赤谷川內,約1600噸/公頃(2000立方公尺/公頃)。災後利用海洋環境整備船3艘和港務遊艇3艘將漂流物回收,共回收漂流木累積約20萬噸(圖15),漂流物788立方公尺(累積約6.5萬噸)。

由於朝倉市東峰村鄰近地區為花崗岩層,風化的花崗岩相當鬆軟,且主要種植雪松、柏樹和淺根的針葉樹。過去因應日本經濟成長,木材需求高,大量種植人工森林。但1980年代起,進口木材取代,伐木減少,導致該地區86%森林地經不起短時間內強降雨的侵襲。

圖15-大量漂流木照片(資料來源:西日本新聞)

五、結論

因「線狀降水帶」(線狀對流)造成的強降雨案例皆造成嚴重的傷亡,而這樣打破歷史紀錄的降雨情況,在臺灣也時常發生,往往一場午後雷陣雨,就可以造成多處的積、淹水情況,而這措手不及的降雨,一時間無法做任何的災害應變操作就結束了,反應出短延時強降雨應變操作的困難。

過去線狀降水帶災害案例共有14件(圖16),而災防科技中心深入探討的案例包括:2014年日本廣島土砂災害、2015年關東及東北豪雨事件,以及今年(2017)九州豪雨事件,皆是濕冷鋒面滯留,各降雨延時打破歷史紀錄。廣島事件中最大時雨量為121毫米,最大24小時雨量為287毫米;關東及東北豪雨事件中最大時雨量為75.5毫米,最大24小時雨量為551毫米;此次九州豪雨事件最大時雨量為129.5毫米,最大24小時雨量為660毫米(東峰村)。

另外,日本九州山區林相看似完整,但在強降雨的侵襲下,造成多處土砂災害和大批的漂流木,其災害背後還包含了:地質條件、種植樹種和林業管理等,災害致災原因和災後間接問題。這是林業管理相關單位需要重新檢討,避免類似災害再度發生。

圖16-線狀降水帶歷史案例(資料來源:產經新聞;災防科技中心編修)

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