問題與目標

2021年9月27日，波特蘭市中心記錄到1.8英吋(457 毫米)的雨量，打破1955年以來的紀錄，顯示氣候變遷對波特蘭造成的顯著影響。更溫暖的冬季融雪及極端降水將會造成更多的地表逕流，可能使下水道系統超載，進而引起西部山區的崩塌事件及局部的洪水氾濫。除此之外，由於波特蘭市的下水道系統由CSO(Combined Sewer Overflow)組合式下水道系統及SSO(Sanitary Sewer Overflow)衛生下水道系統構成(圖1)，過載的水量若大量透過CSO系統排出也會造成環境衛生問題。

在2019年的CLIMATE CHANGE PREPARATION STRATEGY¹報告中引用了Dalton等人根據SRES-A2、SRES-B2、RCP4.5和RCP8.5模式交叉比對分析後給出的Climate Change in the Northwest²氣候報告，認為未來波特蘭市將會面臨更熱、更乾燥的夏季和更溫暖、更潮濕的冬季，並且風暴事件的發生也會日益頻繁。

圖1 波特蘭市下水道系統 (圖片來源：參考網址1)

採取的改善作為

• 過時資料處理
  研究小組在改善下水道系統因應風暴的基礎上，深入研究了過往的風暴資料。發現1945-1990年的資料極度過時且不精確，因此以這段期間的資料做為基礎可能無法準確反映當前和未來氣候變遷的影響。
• 建立因應城市地域變異性的降水氣候模型
  為了更有效地因應城市地域變異性，研究小組專注於近年的雨量資料，建立降水氣候模型。考慮過去的歷史降雨資料，並加入不同城市間的變異性參數，使其更貼近應用場景。
• 模擬降水時地表逕流流入方式
  研究小組進一步模擬了降水時地表逕流如何流入各地下水道。這種模擬有助於了解在不同氣候情境下，地表逕流對下水道系統的影響，並進行長期的使用狀況監測、分析及檢修。
• 增設降低降雨強度設施
  波特蘭的環境服務局增設路面設施，如增設乾井和雨水花園設施。這些設施的目的是減緩雨水的流入速度，以達到減輕下水道系統負擔的效果，圖2與圖3為工程實施結果。

圖2 乾井 (圖片來源：參考網址2)

圖3 雨水花園 (圖片來源：參考網址2)

成效

• 高強度降水的風險評估
  研究團隊進行風險評估後表示，波特蘭市下水道系統在高強度降水與高體積降水帶來的風險相比更高(圖4)。因此在極端氣候事件下，下水道系統更容易產生問題，引發洪水、地表逕流增加，甚至導致系統崩潰的風險。
• 施政及規劃的效益參考
  效益評估結果如圖5，結果顯示對老化或損壞基礎設施的修復、提高排水能力以及維護排水系統的投資，可減少的相關風險。
• 過時資料處理
  處理過時資料可提高水文和氣象模型的準確性，使其更準確地反映現實的氣候和水文狀況，修正預測和模擬結果，提高應對極端降雨事件的能力。
• 建立因應城市地域變異性的降水氣候模型
  地域變異性的降水氣候模型將有助於更精確地預測城市區域的氣候變化和極端天氣事件。可提供更具體的城市規劃和風險管理，以應對城市地域性的氣候變化。

圖4 不同情境下的風險 (圖片來源：參考網址2)

圖5 投資及管線維護造成的風險下降 (圖片來源：參考網址2)

參考文獻

• DALTON, Meghan M.; MOTE, Philip W.; SNOVER, Amy K. Climate change in the northwest: Implications for our Landscapes, Waters and Communities. IslandPress, 2013.
• Oregon, Bureau of Environmental Services. Annual CSO and CMOM Report FY2020, Report prepared for the Oregon Department of Environmental Quality Portland,  2020.

參考網址

1. https://toolkit.climate.gov/image/3494 
2. https://efiles.portlandoregon.gov/Record/13944126/