淺層崩塌數值模式

本研究以美國地質調查所（United States Geological Survey, USGS）發展之淺層崩塌數值模式TRIGRS^[7]，來評估坡地崩塌潛勢。TRIGRS主要以安全係數（Factor of Safety, FS）來呈現坡面穩定程度，FS小於1代表較具崩塌潛勢，FS>1則相對穩定。研究模式建置及校驗的流程可參考TCCIP電子報第059期，當中，透過3場歷史颱風事件調整參數，1場颱風事件作驗證，各事件之山崩正確率及非山崩正確率如圖2所示，正確率皆達70%，表示該組參數具有一定的崩塌潛勢評估能力，可用於評估其他降雨可能造成的崩塌潛勢情形。

圖2、各校驗事件的山崩正確率與非山崩正確率

評估指標-崩塌率

既有研究指出，崩塌率能反映集水區內崩塌程度的嚴重性，並作為判斷集水區是否容易發生土砂災害的有效指標^[8]。崩塌率的計算方式為崩塌面積除以集水區面積，崩塌率越大則代表特定區域內的崩塌面積越大，崩塌情況越嚴重。因此，本研究以崩塌率作為坡地崩塌衝擊的評估指標，以了解現況及未來GWL2°C下百年重現期降雨對高屏溪集水區可能造成的崩塌衝擊情形。

此外，過去極端降雨事件所造成的崩塌規模，亦可作為了解崩塌率變化情形的參考。Wu^[2]指出，當崩塌率大於1%時，可視為特定區域內發生嚴重崩塌情形。針對高屏溪集水區，吳俊毅等人^[9]指出2008年颱風事件造成的崩塌率為1.02%，2009年莫拉克颱風事件後，崩塌面積大幅增加至180.32平方公里，崩塌率提升至5.47%。吳俊鋐^[10]亦指出，2009年莫拉克颱風事件在部分子集水區所誘發的崩塌率超過 6.5%。此外，Chang^[11] 透過衛星影像製作的年度崩塌目錄，分析高屏溪在2004至2012年的崩塌率，在2009莫拉克颱風事件發生前，崩塌率約在2.5％至3.5％間，事件發生後，崩塌率則高達8.2%，隨著植被自然生長和工程修復，崩塌率在2012年回到約6.2%。相關研究結果顯示，高屏溪地質條件相較脆弱，極端降雨事件容易導致大範圍的崩塌情形，進而造成集水區大量土砂的運移與變動。

研究結果

本研究將現況1組百年重現期降雨，以及AR6統計降尺度GWL2°C系集99組百年重現期降雨帶入崩塌模式進行崩塌潛勢模擬，評估GWL2°C下百年重現期降雨相較於現況可能造成之崩塌衝擊變化。研究結果顯示，相較現況百年重現期降雨，未來GWL2°C下百年重現期降雨改變率的中位數呈增加趨勢^[6]。在降雨誘發崩塌方面，現況百年重現期降雨造成的崩塌潛勢分布情形如圖3，其崩塌率約為5%，而GWL2°C百年重現期降雨的崩塌率範圍落在4.92%至5.02%，中位數則為5.01%（圖4）。以崩塌率中位數來看，相較現況，雖然GWL2°C下崩塌率的中位數增幅相對有限，但這反映出降雨誘發的崩塌潛勢區域可能已趨近其物理反應上的極限，即在地形本就敏感、易崩塌的區域下，額外提升的降雨強度不一定會等比例增加新的崩塌面積。這代表高屏溪流域在現況下已屬於高崩塌衝擊，在未來氣候變遷的影響下，該流域仍將持續維持極高的坡地衝擊。此為針對高屏溪流域之分析結果，然而，臺灣各集水區之地質條件與降雨型態差異甚大，其他地區是否有類似的衝擊趨勢，仍有待進一步深入探討。

圖3、TCCIP現況百年重現期之崩塌潛勢

圖4、現況及GWL2°C百年重現期降雨的崩塌率

小結

本研究應用AR6統計降尺度資料及TRIGRS模式，模擬現況及GWL2°C下百年重現期降雨所造成的崩塌潛勢，並以崩塌率作為指標，評估高屏溪流域在GWL2°C情境下相較現況可能產生的崩塌衝擊變化趨勢。結果顯示，相較現況，GWL2°C下崩塌衝擊雖有增加趨勢，但幅度有限。然而，由於高屏溪流域在現況百年重現期降雨下已呈現高崩塌衝擊，因此在未來氣候變遷影響下，該流域仍將維持高度坡地崩塌衝擊狀態。本研究對AR6統計降尺度重現期降雨的應用方式，可提供相關單位作為氣候變遷下坡地崩塌衝擊評估及研究之參考。

延伸閱讀

■ TCCIP電子報第62期：​降雨頻率分析如何應用於評估氣候變遷之衝擊
■ TCCIP電子報第59期：氣候變遷坡地衝擊評估-以曾文水庫集水區為例
■ TCCIP氣候專欄：評估劇烈降雨的不同視角，不同領域專家想得都不一樣?

參考文獻

[1] 楊松勳、劉俊志、劉子明、鄭克聲，2023：降雨頻率分析如何應用於評估氣候變遷之衝擊，TCCIP 電子報，第 062 期
[2] Wu, C.-H., S.-C. Chen, and H.-T. Chou, 2011: Geomorphologic characteristics of catastrophic landslides during Typhoon Morakot in the Kaoping Watershed, Taiwan. Engineering Geology, 123(1–2), 13–21, https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2011.04.018.
[3] 顏清連，2014：莫拉克颱風災後國土保育治理思維 — 水利／水害觀點，土木水利，41(4)。
[4] 李欣輯、吳亭燁、陳麒文、鄭兆尊、童裕翔，2018：暖化情境下極端颱洪災事件之坡地災害衝擊評估：以大漢溪及新店溪集水區為例，國家災害防救科技中心技術報告，NCDR 106-T09。
[5] Wei, S.-C., H.-C. Li, H.-J. Shih, and K.-F. Liu, 2018: Potential impact of climate change and extreme events on slope land hazard—A case study of Xindian watershed in Taiwan. Natural Hazards and Earth System Sciences, 18(12), 3283–3296, https://doi.org/10.5194/nhess-18-3283-2018.
[6] 劉俊志、童裕翔、曾宏偉，2025：AR6 氣候變遷降雨頻率分析，國家災害防救科技中心技術報告，NCDR 113-T15。
[7] Baum, R.L., W.Z. Savage, and J.W. Godt, 2008: TRIGRS—A Fortran program for transient rainfall infiltration and grid-based regional slope-stability analysis, Version 2.0. U.S. Geological Survey Open-File Report, 2008–1159, 75 pp.
[8] 李易諭、陳振宇、黃效禹、陳國威，2025：利用20年全臺崩塌地圖層探討流域內的崩塌地變遷。中華水土保持學報，56(2)，88-100。https://doi.org/10.29417/JCSWC.202506_56(2).0005.
[9] 吳俊毅、蔡喬文、陳樹群，2016：高屏溪流域崩塌地之地形特徵分析，中華水土保持學報，47(3)，156–164。
[10] 吳俊鋐，2014：以崩塌率依據建構邏輯式迴歸崩塌潛勢評估模式，中華水土保持學報，45(4)，257–265。
[11] Chang, C.-H., J.F. Harrison, and Y.-C. Huang, 2015: Modeling typhoon-induced alterations on river sediment transport and turbidity based on dynamic landslide inventories: Gaoping River Basin, Taiwan. Water, 7, 6910–6930, doi:10.3390/w7126666.

本教案設計的核心學習目標包括：

• 認知層面：理解造成淹水風險的三個因子—危害度、暴露度、脆弱度
• 技能層面：運用真實氣候資料進行量化分析，作為風險評估的依據
• 情意層面：感受氣候變遷的在地性與迫切性，培養「與水共存」的調適思維
• 行動層面：針對地方特性提出具體可行的防災與減災方案

課程架構：三階段打造氣候變遷防災素養

我們的課程建構在臺灣師範大學科教所的線上科學探究平台（CWISE）上，全部教學材料都放在雲端（課程網址），方便教師和學生使用，適用於實體課堂和遠距教學，以小組或個人線上學習等多元學習方式進行。

本教案分成三個階段：

圖一、「淹水災嘸？」教案架構

第一階段：議題導入與案例討論

這一階段主要是帶入議題，先以經驗交流引發學生學習興趣，再進一步以歷史案例釐清該水災發生的脈絡。造成淹水災害的原因常是複雜交錯的，我們檢視選定案例地區既有的工程與非工程水災防災措施，讓學生爬梳各種可能因素，以體會與學習整理這種複雜性。網路上的資訊除提供災情報導外，通常還有媒體及各界人士針對該事件發表的意見，以及許多公部門等機構提供的相關數據資料。學生可由網路收集，從政府政策、居民想法及因應、聚落分佈、基礎設施、產業、地形、地質與天氣降雨到水利工程設施等，以不同角度來分析致災的原因及影響。

為引導學生理解議題，我們先選定了一個單純小型的淹水事件示範討論架構，之後再由學生選擇一個重大淹水歷史案例，進行較深入的探究。本教案上羅列了近年淹水報導的影片連結，這些影片主要是「公視-我們的島」在臺灣各地發生重大淹水事件後製作的專題報導，可在YouTube平台上觀賞^[6]。學生選擇其中一部，就可看到該事件發生經過，當地環境及設施介紹，相關人士發表的言論等。公視製作的節目立場中立且內容較深入，很適合做為課堂議題討論的素材。除案例影片連結外，本教案也提供了可以查詢人口密度、地形、歷年水災事件分析網站的連結，鼓勵學生多方蒐尋資料，驗證採訪者陳述並對事件建立多元觀點以避免報導偏誤。這個階段的活動，是希望引導學生面對議題的複雜情境，透過解讀各方對議題相關訊息與小組討論活動，建構出自己的想法。

第二階段：氣候數據解析與模式理解

這一階段由教師引導學生使用臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台計畫（TCCIP）及氣候變遷災害風險調適平台（Dr.A）的數據資料。這兩個由國家災害防救科技中心主導的平台提供了多元化及具公信力的臺灣在地資料，包含歷史氣候資料、網格資料、多元推估之未來氣候資料及歷史極端天氣事件分析報告等。此二平台負有對民眾宣導推廣的任務，會盡量將艱深繁雜的數據紀錄以圖表等視覺媒體友善地呈現，當教師想進行氣候變遷相關教學時，可在此獲得豐富且適用的數值資訊。

近年水災頻仍，部分民眾認為是人為不當行為造成的，但也有人認為是在氣候變遷影響下，侵臺颱風數、年降雨量、暴雨出現機率等逐年增加導致的結果。這些氣候方面的紀錄都可在Dr.A平台上找到，甚至有專文說明^[7]。我們引導學生檢視近數十年的重大淹水事件，也將過往數年的年降雨量、年豪雨日數、年平均最大日降雨量等數據導入試算表，引導學生計算其隨時間變化的趨勢，討論資料分析結果，思考採用資料類型的適切性，並檢視各方觀點及自我觀點的合理性。

本教案希望學生認識TCCIP平台提供的未來氣候變遷推估資訊，做為未來有探究需求時的查詢管道。TCCIP的圖台呈現了眾多氣候模式推估的成果，使用者可選取不同指標、不同地點、不同情境的推估資料，平台還可依使用者需求，以不同方式呈現。正因為圖台的資料豐富且多元，不熟悉相關內容或介面的人可能會花太多時間了解圖台架構才能查到所需資料。因上課時間有限，本教案在查詢資料這一階段時，會直接引導學生進入TCCIP > 資料服務>互動圖表>氣候圖集>AR6統計降尺度版>單一網格（SSPs）>降雨指標的互動網頁，以「豪雨日R200mm」為查詢標的，選定「SSP5-8.5」為情境設定、「逐年變化」為分析方式、「ACCESS-CM2」為氣候模式，即可得出該關注地區自2015年至2100年的資料^[8]。讓學生能夠聚焦於議題相關的數據資料查詢，留給學生多點時間運用資料，進行以證據導向的科學推理解讀活動。

圖二、從TCCIP平台上查到某氣候模式推估選定地區未來年豪雨日數（R200mm）的可能變化

針對TCCIP平台查詢氣候圖集時可參考以下例子的說明：在查詢豪雨日R200mm時，模式會對給出的結果提出不確定性評估，參考IPCC定義的可能性來量化不確定性的評估方法，使用第25–75百分位數代表有可能的範圍；使用第5–95百分位數代表非常有可能範圍。我們引導學生注意這些數值，注意在使用氣候模式進行未來推估時有不確定性，要對模式推估結果保留存疑的態度，謹慎應用在適當的條件情境來進行推論。

Dr.A和TCCIP蒐集了臺灣地區很多關於氣候變遷相關的數據資料，但要驗證「臺灣地區發生豪雨的機率增加，因此淹水致災機率增加」的假說，需要使用哪些資料？這兩個平台是否有提供？本教案透過以下的探究活動引導學生學習驗證以上的假說：

• 能根據探究問題尋找適用資料
• 確認所選取的數據與模式推估資料能驗證假說
• 能以試算表分析數據隨時間變化的趨勢
• 能理解數據的價值與限制
• 能理解用模式推估未來，須考慮模式的侷限性及數據的不確定性
• 提出驗證假說可信性的結論

透過Dr.A和TCCIP平台，學生能搜尋和解讀觀測資料及模式推估的氣候資料，思考模式提供資料的可信度與不確定性，理解氣候推估的價值與侷限。這樣的學習經驗，有助於建立公民在資訊過載時代的數據選擇、數據判讀與決策能力。

第三階段：風險評估與行動方案設計

在受氣候變遷影響，豪雨出現機率增加的情況下，未來發生水災的風險也在提升。本教案將重點放在因應風險升高應具備的調適作為，希望學生知道，透過調整和改進現有的系統與作為，可以減少氣候變遷衝擊。

圖三、在線上科學探究平台（CWISE）上，以配合題型式讓學生進行淹水致災原因的分類，並給予即時回饋

風險評估對於調適作為的選用很關鍵，以水災為例，風險評估幫助我們識別風險源，辨識有哪些區域可能發生淹水災害的潛勢；量化並管理因極端降雨可能導致的災害後果。學生也可透過評估的過程，了解氣候變遷的危害度、暴露度及脆弱度，進而提出相應的策略。

特別值得一提的是，Dr.A平台蒐集了氣候變遷風險評估所需的相關資料，計算各地目前及未來的風險值，再以風險地圖呈現每個地區的風險等級，供公眾查詢^[9]。以往想對某地進行風險評估時，必須造訪很多網站和研讀很多文件，但此平台彙整的資料所提供的風險值可讓學生作為風險評估的參考。為讓學生熟悉此平台資料的使用，本教案以水災風險評估為例，以先讓學生進行淹水致災原因的分類（圖三），讓學生瞭解評估危害度、暴露度、脆弱度三個因子須考量的內容，再試著蒐集選定地區的危害度、暴露度、脆弱度相關資料來評估當地風險大小後，以此和Dr.A公布的資料做對比。不過，Dr.A的風險查詢介面有些複雜，我們在教案中放入平台介面網頁的截圖，簡介平台內容資訊，並以文字逐步引導，協助學生找到需要查詢的資料（圖四）。

圖四、以文字及圖片帶領學生使用「Dr.A氣候變遷風險圖臺」示例

我們希望學習的成果能回歸應用到學生的生活環境。所以教案最後要求學生針對自己生活所在地區進行風險評估，調查該區已有的防災措施，思考中央、地方政府、社區與個人層級的防災與調適策略，找出未來可改善的地方並提出建議。此活動需要歸納和應用第一及第二階段所學，相當於總結性評量，做為檢視學生在議題情境的學習成效。教案採小組討論方式，鼓勵學生分享彼此想法，希望能從知識學習、數據分析，到提出具體可行的行動方案，並採取實際行動。

這個階段的重點不在於找到「正確答案」，而是要能理解科學研究如何轉化為公共決策依據，並讓學生關懷在地環境，理解每個決策背後的科學依據與社會考量，啟發創意思考，提出問題解決方案，最後能促發學生起而行的行動力。

教案實施：可靈活客製教學活動，並依學生回饋滾動式修改

本教案於2025年9月設計完成，全程實施需六節課。目前已在臺北市麗山高中一年級專題課程中實施部分課程。因該課程目標在培養學生專題研究能力，且上課時間預估僅三節課，所以實施老師將本教案數據分析部分拆解出來使用，著重在研究方法的訓練。這表示本教案是可以根據需求來客製化，靈活運用（圖五）。

圖五、麗山高中依學習目標改變而客製化後的教材綱要

本次上課人數有18人，課後以Google問卷收取學生回饋，本文僅討論和課程內容較相關的兩題。對於「解讀氣候變遷資料最困難的部分」題目，有14名同學選取「瞭解不同情境版本」（圖六），表示在說明「模式推估時的不同情境」時，需要再多一些設計引導，降低學習難度。

圖六、學生回饋-解讀氣候變遷資料最困難的部分

圖七、學生回饋-有興趣自學，以得到更多氣候變遷資訊

至於「上完課後，有興趣進一步自學，以了解和氣候變遷有關的資訊」這一題，以1-5等級表示有興趣的強度，僅7人表示有興趣（圖七），這表示教案應加強導引出學生對氣候變遷議題和資訊解讀的好奇心，多增加教材的趣味性，才能進一步引發其自學的興趣。

教育與社會效益：培養未來公民的氣候韌性

本教案對教育及社會有以下效益，包括：讓學生意會到氣候變遷不只是全球議題，而是發生在我們生活周遭的日常挑戰。本教案讓學生探索在地的淹水風險，提出具體可行的解決方案，讓科學學習回應社會實際問題情境。讓學生能關心周遭環境，未來能進一步起而行動，發揮影響力。

對於教育者而言，這是一套兼具跨領域與數據應用的教材。課程架設在臺灣師範大學線上科學探究平台（CWISE）上，教材在淹水風險評估議題上有一系列活動，具有相當完整性。教師可依課程時數與學習目標來選取所需活動進行客製化，靈活運用於課堂之中。

對於科學數據平台如 TCCIP 與 Dr.A而言，這套教案則扮演了科學傳播的橋樑，此教材例子配合課程，以日常情境建構「在地氣候敘事」，培養未來能以科學證據為論述依據的公民倡議者。

「與水共存」不僅是城市治理的新哲學，也是公民學習的新思惟。這套以淹水風險為主題的教案，讓學生從議題及資料出發，以行動實踐為主軸，就是要培養學生面對不確定未來所需的思考力與韌性，可以說，教育本身就是最長遠的防災工程。

延伸閱讀

■  公視 我們的島 對於強降雨的減災思維，我們可以怎麼做？ ft.成大防災研究中心主任 王筱雯
■  公視 我們的島 自主防災怎麼做｜看高雄永安新港里，如何找出在地化的防災方法
■  環境資訊中心 改變中的水患管理哲學——向歐洲學習，廖桂賢
■ TCCIP氣候專欄：王筱雯：以社區為本的氣候調適如何可能？談反思與行動的必要性

參考文獻

[1] 許晃雄等（2025）。暖化趨勢下的台灣劇烈降雨與衝擊。2025臺灣氣候變遷分析系列報告。臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台（TCCIP）。 https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/upload/book/20250909143440.pdf
[2] 張文馨、許瑛玿、何玉婷、劉承珏（2023）。社會性科學議題決策教學模組的成效。教育科學研究期刊，68（1），167-198。https://doi.org/10.6209/ JORIES.202301_68（1）.0006
[3] 張文馨、吳建源、許瑛玿（2025）。探討高中生在探究取向的社會性科學議題學習中之探究表現。教科書研究，第十八卷 第一期，45-78。doi: 10.6481/JTR.202504_18（1）.02
[4] 林昇邦、許瑛玿（2017）。高中學生決策能力與氣候變遷調適素養改變之教學研究。科學教育學刊，第二十五卷特刊, 413-437 doi: 10.6173/CJSE.2017.25S.01
[5] 淹水災嘸？，線上科學探究平台（CWISE），國立臺灣師範大學。From :  http://cwise.gise.ntnu.edu.tw/project/4787#/vle/node13
[6] 公視，我們的島，影音中心。From : https://www.youtube.com/user/ourislandTAIWAN
[7]氣候變遷災害風險調適平台 Dr.A。From : https://dra.ncdr.nat.gov.tw
[8]氣候資料未來推估，臺灣氣候變遷推估資訊與調適知識平台網站。From : https://tccip.ncdr.nat.gov.tw/ds_02_01_ar6.aspx
[9]災害風險概念介紹，氣候變遷災害風險調適平台 Dr.A。From : https://dra.ncdr.nat.gov.tw/Frontend/Disaster/DisasterDetail/Menu000031