2020 美國密西根州潰壩災害報告(5月)

美國中北部地區自2020年5月18日至5月19日之間受到一風暴系統影響，於密西根州造成大面積的降雨，由美國國家海洋暨大氣總署（National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA）的日雨量圖（圖1）可看出密西根州主要降雨集中於5月18日至19日兩天，密西根州北部多處於兩天內的降雨達4英吋（約為100毫米），在Tittabawassee River集水區的大範圍且高強度的降雨，匯集成為集水區內的Edenville與Sanford水壩難以承受的洪水，是本次兩個大壩潰壩的主要原因。

圖1、美國本土於2020年5月18日(上圖)與19日(下圖)之日雨量分布圖(單位：英吋，圖資來源：美國國家海洋暨大氣總署)

由日本全球降水監測系統（GSMaP）的資料中可看出5月18日密西根州的累積降雨分布情形（圖2），紅色三角形標示出Edenville與Sanford水壩的位置，藍色圓形為鄰近的三個雨量站，由圖可看出兩個水壩的集水區中有大範圍的日降雨量均超過100毫米，由三個雨量站（Midland、West Branch、Gladwin）的5月份降雨時序列（圖3），在5月14日~15日之間已開始有降雨的情形，累積5月13日至5月19日的一週期間降雨量，Midland雨量站達147.5毫米、West Branch雨量站達149毫米、Gladwin雨量站達128毫米。

圖2、日本全球降雨監測系統(GSMaP)於密西根州5月18日之日雨量分布，紅色三角形標示出Edenville與Sanford水壩的位置，藍色圓形為鄰近之雨量站

圖3、Midland(上)、West Branch(中)、Gladwin(下)等三個雨量站於2020年5月份之日雨量長條圖

密西根州的春季降雨是歷年常見的現象，但是今年的春季降雨卻演變成為一場500年一遇的洪水災害，密西根州的Midland County Central Dispatch於5月19日上午12點22分對Edenville鎮的居民發出警告，警告中說明Edenville水壩已達到可能潰壩的程度，要求民眾立即撤離至避難處所，Edenville水壩稍後於下午6點潰壩，大量洪水溢出水壩往下游地區宣洩，隨後也造成下游10公里處的Sanford水壩潰壩，造成整個下游地區嚴重的淹水，特別是Midland鎮、Saginaw鎮以及Bay City等下游主要城市。圖4為MODIS衛星分別於5月13日以及5月20日拍攝之影像，可以發現Edenville水庫以及Sanford水庫的蓄水已經消失，下游的Midland鎮、Saginaw鎮以及Bay City等城市則是出現大範圍的淹水。

圖4、MODIS衛星於5月13日(左圖)與5月20日(右圖)所拍攝的影像，可清楚看到Edenville與Sanford水壩的蓄水已經消失，Midland鎮、Saginaw鎮以及Bay City等城市則是出現大範圍的淹水

由Landsat 8衛星可更仔細的看出Midland鎮、Saginaw鎮以及Bay City等城市的淹水情形，圖5~圖7分別為Midland鎮、Saginaw鎮與Bay City等城市於2020年4月2日以及5月20日當天拍攝的Landsat 8影像，可清楚看出藍色的淹水範圍。

圖5、Midland鎮於2020年4月2日(上圖)與5月20日(下圖)之Landsat 8衛星影像

圖6、Saginaw鎮於2020年4月2日(上圖)與5月20日(下圖)之Landsat 8衛星影像

圖7、Bay City於2020年4月2日(上圖)與5月20日(下圖)之Landsat 8衛星影像

潰壩所宣洩的洪水造成Tittabawassee河的水位暴漲，並於5月20日上午11點30分達到歷史新高的35.05英呎，水位直到5月27日才退回至平常的水位（圖8）。高漲的洪水造成多處橋樑遭沖毀，例如：位於Edenville水壩西北方500尺遠的M-30橋（圖9）。密西根州環境、湖泊與能源部於5月26日對Edenville與Sanford水壩潰壩的位置進行空拍，水壩破壞的情形如圖10與圖11所示。

圖8、位於Midland鎮內的Tittabawassee River水位站自5月13日至5月27日的水位變化(資料來源：美國地質調查局)

圖9、M-30橋梁遭沖毀(照片來源：Floodlist)

圖10、Edenville水壩破壞前影像(上圖；影像來源：Google Map)與破壞情形（下圖；照片來源：密西根州環境、湖泊與能源部報告書）

圖11、Sanford水壩破壞前影像(上圖；影像來源：Google Map)與破壞的情形(下圖；照片來源：密西根州環境、湖泊與能源部報告書)

Edenville水壩自1925年建成至今已近百年，歷經無數次洪水侵襲，而本次潰壩的主要原因，係集水區內大範圍的強烈降雨所致，Edenville水壩內的洪水宣洩而下，使Sanford湖的水位瞬間上升，很快地也沖毀了Sanford水壩，使下游的Midland、Saginaw、Bay City等主要城市發生嚴重的淹水災情。所幸由於政府部門及時發出水壩潰壩警告，提醒下游居民疏散，因此並未造成人員傷亡，密西根州政府相關部門也立即展開水壩修復、道路橋樑修復等工作。本次潰壩事件再次喚醒美國民眾對於水壩安全的關注，事實上密西根州政府對於全州內的重要水壩定期進行檢查，並將檢查結果公布於網路上（如圖12），其中Edenville水壩於2018年的評估結果，水壩目前狀態為差（poor），由此可見，當面對快速變化的氣候環境，當水利設施面臨需要緊急維護時，應當果斷進行維護或升級，因為災害往往來得比想像中快。