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Expertise：蓄水壩安全風險管理

一、關鍵挑戰Challenge

蓄水壩為龐大且構造複雜的人工建造物，其阻擋溪流構成水庫提供穩定的水資源運用，並緩衝洪水侵襲，為人類帶來便利與安全。惟水庫的龐大水體對於下游區域居民的安全，亦為一種潛在的安全威脅。鑒於極端氣候、地震災害及設計施工與管理之不確定性等因素，均可能影響蓄水建造物的安全，增加蓄水壩對下游區域居民的安全風險。因此，如何有效地提升蓄水壩安全風險的掌握，為蓄水壩管理者所需要面對的重要課題。

國內蓄水壩的安全管理始於民國70年代，目前已訂定蓄水壩檢查及安全評估的相關辦法、技術規範及蓄水庫分級管理制度規劃，其目標皆為完備國內水庫安全管理制度，以達永續經營之目的。然而，為達此目的，在公共工程預算經費有限下，水庫之維護管理除賴各既有設施之檢測、監測、安全評估與補強維護等工作外，其中安全評估工作應考慮風險因素，提升安全管理的效能，務實考慮安全需求，找出關鍵的安全問題，將預算經費做最有效率之運用，以符合經濟安全之原則。

有別於以往基於標準（Standard-based）的安全管理觀念，本核心技術之水庫風險管理係基於目前既有之水庫安全管理架構與營運模式下，從風險告知（Risk informed）的觀念切入，融入風險分析、風險評估與風險控制等概念與分析技術，建立適合於既有管理組織之水庫安全風險管理程序，以落實水庫安全管理及兼顧營運管理之經濟性。

二、流程Process

風險告知的安全管理觀念主要源自於核能電廠之安全研究，其基本概念為「在真實世界中並不存在絕對安全的設備或系統，人們所能做的只是如何合理的降低風險；所謂安全，正確的觀念應是了解風險的所在，依風險的大小，合理的分配所擁有的資源以降低風險」。適合應用於低發生率但一旦失敗將造成民眾生命財產嚴重損失之設施管理。

就執行面而言，係根據清楚且完整的安全風險訊息，透過適當的分析，做出有效降低風險的決策。應用在蓄水壩的安全管理，其整體管理架構如圖1所示。圖中各程序簡述如下：

圖1：蓄水壩安全風險管理架構

1. 蓄水壩安全管理導則：「蓄水壩安全管理導則（Dam Safety Guideline）係供確保水庫安全所需辦理事宜之原則，供蓄水壩主管機關及管理機關執行蓄水壩安全業務的依據。使所有蓄水壩之安全在一致與適當之方式下得以進行評估，降低蓄水壩營運上所造成負面衝擊，達成確保蓄水壩安全之目的。

2. 操作、維護及檢監測：（Operation, Maintenance, Surveillance簡稱OMS），為蓄水壩例行營運的主要安全程序。基於安全風險的觀念，OMS的主要內容及原則包括：程序皆予以文件化、各壩各有各的手冊、內容完整且簡單實用不包括設計分析、務實符合現況、合理且容易遵循、定期更新、人員培訓。

3. 破壞模式影響及關鍵性分析：（Failure modes, effects and criticality analysis, 簡稱FMECA）係用於找出蓄水壩較具關鍵的潛在破壞模式的分析方法，相關細節詳核心技術TG0202。

4. 緊急應變計畫：（Emergency Preperedness Plan，簡稱EPP），為蓄水壩發生事件時的緊急處置應變計畫。係將水庫可能發生的安全狀況，包括潰壩、污染、恐怖攻擊、洪水、地震、火災等，透過辨識、處置及應變等程序，於單一本緊急應變計畫冊中予以規定，以作為事件發生時的快速應變參考依據。基於安全風險的觀念，EPP的重點以權責分明、實用、簡單、快速有效及隨時更新為首要原則。

5. 群壩風險排序：（Portfolio Risk Management, 簡稱PRM）係透過分析求得多個壩的風險順序，以決定缺陷調查及改善工作之優先順序，有效降低蓄水壩群的整體風險，相關細節詳核心技術TG0204。

根據上述各風險管理程序的執行，透過風險控管的程序（如圖2），即可清楚且合理地執行蓄水壩的安全風險管理，有效降低蓄水壩發生事故導致嚴重後果的風險。

圖2：壩安全風險控管執行架構

三、成果Result

目前蓄水壩安全管理各程序已完成的工作成果如下：

1. 建立蓄水壩安全管理導則（稿），其章節內容參照現行法規如表1所示。

2. 操作、維護及檢監測手冊（範本）

3. 破壞模式影響及關鍵性分析：成果詳核心技術TG0202

4. 緊急應變計畫（範本）

5. 群壩風險排序：成果詳核心技術TG0204

表1：「蓄水壩安全管理導則」之章節內容

導則章節	概要	法規現況參照
一、通則
1.1目的	說明導則訂定之目的與定位	「水利法」第49條
1.2適用對象	說明導則之適用對象
1.3適用範圍	說明導則之適用範圍
1.4名詞定義	對於導則中提及或引用之名詞做詳細定義	相關法規對部分主要名詞有定義
1.5 壩安全之基本要求	說明壩及附屬設施之安全基本原則
1.6 壩安全之責任	說明壩安全之責任歸屬與分工
二、壩之安全要求
2.1 壩體結構	說明壩體型式，結構安定、強度、變形、滲漏及排水等安全要求，及設計條件決定原則等	水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水、引水篇，水利建造物設計基準
2.2 附屬結構	說明附屬結構之安定、強度、變形、滲漏及排水等安全原則	水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水、引水篇，水利建造物設計基準
2.3 基礎與邊坡	說明壩體及附屬結構基礎與邊坡之穩定、承載能力、位移及滲流要求及可能之基礎處理方式	水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水、引水篇
2.4 水工機械	說明水工機械及其機電設備之安全基本要求、運轉操作應注意事項等	水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水、引水篇
2.5 地震危害	說明壩地震危害度分析方式與時機、設計地震標準與地震參數之決定方式	水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水、引水篇，水利建造物設計基準
2.6 洪水危害	說明壩洪水危害分析方式與時機、設計洪水標準與設計水位決定	水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水、引水篇，水利建造物設計基準
2.7 排洪能力與緊急洩降能力	說明壩體排洪能力及緊急洩降之要求	水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水、引水篇
2.8 壩體出水高	說明壩體於各種情況下均避免溢頂之出水高度要求及允許溢頂之相關措施	水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水、引水篇，水利建造物設計基準
2.9 監測系統	說明監測儀器之功用與種類、規劃設置基本原則、監測資料分析相關要求	水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水、引水篇
2.10 相關課題	說明影響壩安全及功能之各項因素，如淤積、浮木、環境危害、生態等	水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水、引水篇
三、壩之安全管理
3.1安全管理組織與計畫	說明安全管理組織之建立原則與要求，及安全管理計畫之目的、內容與相關流程
3.2 運轉、維護與檢監測(OMS)	說明壩之運轉、維護、檢查與監測工作之執行原則、各項工作內容與執行要求，以及運轉、維護與檢監測手冊之訂定	「水利法施行細則」第50條，「水利建造物檢查及安全評估辦法」第8、9條，水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水、引水篇，水庫運用維護要點
3.3 安全評估	針對壩不同階段應進行之安全評估工作進行說明，其中包括安全評估之重點及執行原則	「水利建造物檢查及安全評估辦法」第四章，水利建造物檢查及安全評估技術規範－蓄水、引水篇
3.4 缺陷調查	針對壩缺陷調查之目的、時機與執行原則進行說明
3.5 未達安全需求之處置	說明進行壩未達安全處置之處置原則及可以採行之措施
3.6 安全改善	說明進行壩安全改善之時機、原則及改善計畫內容、方式與執行要求	「水利建造物檢查及安全評估辦法」第25條
四、壩之緊急應變
4.1 緊急應變組織	說明壩發生緊急事件之應變處置編組要求與原則
4.2 緊急狀況處置	說明壩發生緊急狀況之模擬、處理原則與演練事項	「水利建造物檢查及安全評估辦法」第10條
4.3 潰壩緊急應變	說明壩潰決前後之應變原則、分工與緊急應變計畫訂定要求與演練事項	「水利建造物檢查及安全評估辦法」第12、13條

四、與其他核心技術關連性

與「蓄水壩安全風險管理」相關之其他核心技術包括：

1. 蓄水壩安全監測評析（TG0203）。

2. 蓄水壩破壞模式影響及關鍵性分析（TG0202）。

3. 群壩安全風險排序（TG0204）。

五、重要發表文獻

1. 經濟部水利署，「水庫安全風險管理之研究(1/2)成果報告」，財團法人中興工程顧問社，（2007）。

2. 經濟部水利署，「水庫安全風險管理之研究(2/2)成果報告」，中興工程顧問股份有限公司，（2008）。

3. 冀樹勇，蔡明欣，高憲彰，邱士恩，趙昌虎，樓漸逵，（2009），”蓄水壩風險管理-土石壩風險分析案例”，地工技術，第119期，pp.41-52。