1-7 TRIZ(萃思)的應用2:「花蓮馬太鞍溪堰塞湖溢流釀嚴重災情」的TRIZ分析

目錄

【深度解析】

本文以「花蓮馬太鞍溪堰塞湖溢流釀嚴重災情」為案例,先彙整事件演變與災情數據,呈現這場災害不僅造成重大傷亡與設施毀損,更帶來次生堰塞湖、淤積與通洪下降等長期風險。接著運用 TRIZ 的「因果鏈+功能分析」,把豪雨、堰塞體、監測、清疏、防護與撤離等要素放入同一系統視角,追溯關鍵原因與可介入的根因節點,並用矛盾描述指出:堰塞體既要穩固又要排水,必須靠多層方案解除衝突。閱讀本文的好處,是能把看似複雜的災害議題轉成可操作的決策框架:上游控源、中游削峰、下游韌性、社會系統回饋閉環,形成可落地的減災組合。實務運用上,讀者可依本文步驟套用到其他山區洪災或土砂災:先列系統元件與功能,再畫因果鏈找根因,最後用分割、預先作用、回饋與中介物等原理產生方案並比較優先順序。

「花蓮馬太鞍溪堰塞湖溢流」造成嚴重傷亡,許多專家已經提出各種專業見解,在這裡主要是用TRIZ的邏輯與分析方式來談這件事。

會寫本文除了這是重大社會災難事件之外,我是TRIZ國際認證專家,我還是台大土木所水利組博士、水利技師、曾經在水利署前身機構上班3年,我博士班同屆的同學為現任水利署副署長,這種水利議題,我總是覺得與我有許多關聯,因此而寫這篇文章。

本文先把這次「花蓮馬太鞍溪堰塞湖溢流釀嚴重災情」的關鍵整理出來,再用「因果鏈+功能分析」的方式,把問題講清楚,最後才談決策者可以怎麼做,比較有系統。

一、事件資訊整合(已先查網路資料)

1. 事件形成與演變

  • 堰塞湖形成原因:2025 年 7 月 21 日,強烈颱風薇帕(Wipha)誘發規模極大的山體崩塌(能量相當於 4.9 級地震),土石阻斷河道形成堰塞湖
  • 堰塞湖規模:壩體高約 200 公尺,最大蓄水量高達 9,100 萬立方公尺,相當於一座中型水庫。
  • 堰塞湖水位上升:其後遇到颱風/外圍環流帶來連續強降雨,堰塞湖水位上升,主管機關成立應變小組、空勘與航拍建模,並建立監測與預警機制。(行政院)
  • 堰塞湖溢流:2025/9/23 約 14:50 左右,堰塞湖發生壩頂溢流,1,540 萬立方公尺 的高能泥流快速下沖,下游在約 15:30 前後遭強烈衝擊,包含「馬太鞍溪橋」被沖斷等重大災損。(photo.ardswc.gov.tw)

2. 造成的災害(下游衝擊)

  • 大量設施受損:下游光復鄉等地出現大範圍泥水淹沒與設施受損;橋梁與堤防受損/沖毀的描述多篇報導一致。(维基百科)
  • 大量人員傷亡:傷亡數字在不同時點/統計口徑有差異:20 人死亡(含 1 名救災人員)、157 人受傷、5 人失蹤。
  • 決策與溝通產生許多爭議:「撤離與避難」本身也成為公共討論焦點:包含撤離範圍、垂直避難等決策與溝通爭議,顯示「工程風險」與「社會風險」同時存在。(台灣事實查核中心)

3.長期影響(不只一次洪峰)

堰塞湖型災害常見長期問題包括:

  • 上游壩體不穩定性:即使水位一度穩定,後續大雨仍可能再溢流、再沖刷。官方亦曾維持警戒並在後續宣布水位穩定後轉為常態警戒。(森林大學)
  • 河道淤積與通洪能力下降:土砂大量下移,若不持續清疏與治理,未來豪雨更易淹水。水利單位公開提到下游河道清疏、濬深濬寬與大量疏濬量,目標在提升通洪能力。(wra.gov.tw)
  • 社區風險溝通與撤離行為:資訊傳遞落差(尤其高齡者)與撤離執行力,會直接影響下一次事件的傷亡。(我們的島)

二、TRIZ 功能分析(Function Analysis

1. 系統元件

  • 自然端:山崩堆積體(土石壩)、堰塞湖水體、上游集水區降雨、河道與坡面土砂
  • 工程端:堤防、橋梁、便道、清疏工程、臨時土堤、太空包、鼎塊等防護措施(官方列為緊急處置工程)(wra.gov.tw)
  • 管理端:監測(雨量/水位/CCTV/智慧平台)、預警通報(簡訊/通訊群組)、撤離與交通管制、跨機關應變中心運作(wra.gov.tw)

2. 主要有用功能(希望更強)

  1. 監測系統(CCTV/衛星) →「掌握水位/壩體變化」→ 早期預警與決策(wra.gov.tw)。
  2. 清疏/疏濬 →「提升通洪能力」→ 降低下游淹水與沖刷(wra.gov.tw)
  3. 防護工法(太空包、臨時土堤、鼎塊等)→「保護堤防/關鍵設施」→ 降低立即性破壞(wra.gov.tw)
  4. 撤離/管制 →「減少人員暴露」→ 降低傷亡(但執行與溝通要到位)(台灣事實查核中心) ,成功觸發 6,843 人的大規模預防性撤離。
  5. 國軍部隊(鏟子超人):有用功能為「清除淤泥」與「防疫消毒」,累計動員達 5.7 萬人次

3. 主要有害功能(希望削弱)

  • 土石壩(堰塞體)→「攔水蓄積」但也→「潰壩時釋放高能泥流」
  • 豪雨 →「快速補水」→ 壩頂溢流、沖刷加劇(我們的島)
  • 大量土砂下移 → 河道抬高/淤積 → 通洪能力變差 → 未來淹水風險上升(wra.gov.tw)

表1 災情與衝擊數據表

項目數據內容
傷亡統計20 人死亡(含 1 名救災人員)、157 人受傷、5 人失蹤
設施損毀台 9 線馬太鞍溪橋(1,084公尺)斷裂、1,606 戶房屋受損
淹水情況光復鄉市區掩埋深度達「一層樓高」(約 3 公尺)
後續影響產生 600 萬公噸黑色淤泥;後續連鎖形成第 2、3 個次生堰塞湖

三、因果鏈分析(CECA

UDE(不良結果):下游重大淹水、沖刷、橋堤損壞與人員傷亡。(環境資訊中心)

關鍵因果鏈(精簡版)

豪雨/長延時降雨
→ 堰塞湖水位上升、壩體含水量增加
→ 壩頂溢流(9/23 約 14:50)(photo.ardswc.gov.tw)
→ 溢流沖刷壩體形成潰口、夾帶土砂
→ 高能泥水洪峰快速下沖
→ 橋梁/堤防受沖毀、洪水入侵聚落
→ 傷亡與重大財損、交通中斷、救援困難

可介入的「根因節點」(TRIZ重點)

  1. 讓「堰塞湖水位上升」不必然導致「溢流潰壩」(如何讓壩體「洩壓」而不「潰決」)。
  1. 讓「潰壩洪峰」不必然導致「下游關鍵設施失效」
  2. 讓「洪峰來臨」不必然造成「人員仍在高暴露區」

四、TRIZ 矛盾描述

1. 技術矛盾(Technical Contradiction

  • 想要 更高的安全性/可靠性(避免潰壩與傷亡)
  • 但要付出 更高成本、施工難度、對環境干擾(山區施工風險、保育限制、工期與經費)(行政院)

2物理矛盾(Physical Contradiction

  • 堰塞體「要穩固」:才能避免瞬間潰壩
  • 堰塞體「又要能排水」:否則水位一直上升終將溢流
    也就是:同一個土石壩既要擋水又要放水

五、選用發明原理(適用組合)

以下用「容易落地、符合水土保持/防災工程語境」的方式對應 TRIZ 發明原理(不必拘泥參數編號):

  1. 分割(Segmentation)/局部品質(Local Quality
    • 不把整條河道當一個問題,而是鎖定「潰口形成點」「下游瓶頸河段」「關鍵橋梁」分段治理。
  2. 預先作用(Preliminary Action
    • 在颱風前完成可快速啟用的排水/導流/防護配置;官方已做「預佈機具、太空包加高、便道預防性封閉」屬此路徑。(wra.gov.tw)
    • 當預測潰決不可避免時,提前於 9/21 撤離 6,800 餘人。這證明了「軟體韌性」能抵銷「硬體崩潰」的有害功能。
  3. 動態化(Dynamization
    • 可調整、可快速擴充的臨時工法(太空包、臨時土堤、移動抽水機具)。(wra.gov.tw)
  4. 回饋(Feedback
    • 監測→預警→撤離/管制→再監測的閉環;官方提到 CCTV、雨量水位監測、智慧平台與即時推播機制,正是回饋原理。(wra.gov.tw)
  5. 中介物(Intermediary
    • 用「導流渠/溢洪道」「虹吸/管線」作為中介,把水從不穩定堰塞體旁路輸送,降低壩頂溢流風險。

六、以發明原理產生解決方案(並比較)

我把方案分成「上游控源」「中游削峰」「下游減災」「社會系統」四層,避免只押單一措施。

1.方案 A:上游「可控排水」取代被動溢流(中介物+預先作用)

作法:在安全可行的條件下,建立臨時或半永久的排水通道(例如導流渠/溢洪道、或可部署的虹吸/管線排水),讓水位上升時能「先泄洪」。
優點:直接對準根因「水位升高→壩頂溢流」。
限制:山區施工風險高、環境與保育審查、工期較長;需要精密監測配合。
適用情境:警戒期長、堰塞體評估仍有持續風險時。

2.方案 B:中游「削峰+滯洪」與瓶頸河段清疏(分割+局部品質)

作法:在下游關鍵瓶頸河段加強清疏、擴挖通洪斷面;必要時設置臨時滯洪區或導引泥水走「不傷人的路徑」。
優點:對已下移的土砂風險有效;官方已採取大規模清疏、濬深濬寬以提升通洪能力,屬可行且可擴大的路徑。(wra.gov.tw)
限制:需要持續維護;若上游再次大量輸砂,效果會被吃掉。
適用情境:災後復原、下一個汛期前的「必做基礎工程」。

3.方案 C:下游關鍵設施「韌性加固」與可替代通行(預先作用+動態化)

作法:針對橋梁、堤防、重要道路節點,採取可快速施工的護岸、護腳、鼎塊/太空包、臨時土堤等;同時預先規劃替代道路與快速封閉機制。(wra.gov.tw)
優點:最貼近「立即保命、保交通」;可在短期內提高承受洪峰的能力。
限制:治標不治本;若洪峰超過設計或沖刷集中,仍可能失效。
適用情境:颱風季前的快速提升防護等級。

4.方案 D:撤離與風險溝通的「回饋閉環」升級(回饋+預先作用)

作法:把監測數據轉成「可理解的行動指令」,並針對高齡、弱勢與非網路族群設計多通道傳遞(里鄰廣播、到戶確認、學校—家庭傳遞、夜間巡守);撤離分級要和「最壞情境」一致,避免只用平均情境。相關報導指出撤離決策與溝通落差值得檢討與改善。(我們的島)
優點:成本相對低、效果極大(直接降低人員暴露)。
限制:需要跨機關協作與演練;平時容易鬆懈。
適用情境:任何時點都應做,尤其警戒期長的堰塞湖事件。

七、綜合比較後的「最可行組合」(建議採 3 套優先方案)

1.最優先(立刻做、效益最大):B+C+D 的組合

  • B(清疏/擴挖通洪):把下游通洪能力先拉起來(官方已在做,可加速與擴大瓶頸段治理)。(wra.gov.tw)
  • C(關鍵設施韌性):橋、堤、道路節點用可快速工法升級防護。(wra.gov.tw)
  • D(撤離回饋閉環):把「監測→通報→撤離→管制」做成可演練的閉環,尤其補上高齡者訊息落差。(我們的島)

這組合的優點是:不等上游才能開工,能立即降低下一波豪雨的風險

2.中期最關鍵(把根因拆掉):A+D

  • 若評估堰塞體仍可能在下一次豪雨再度溢流,**可控排水(A)**是最接近「解除物理矛盾」的做法:讓土石壩不必靠被動溢流來洩洪。
  • 同時 D 確保就算工程未完成,也能靠撤離把人員暴露降到最低。

八、最後總結:把災害變成「可設計、可管理、可預防的系統問題」

花蓮馬太鞍溪堰塞湖溢流事件造成
20 人死亡、157 人受傷、5 人失蹤、1,606 戶房屋受損、主要橋梁斷裂、市區 3 公尺深淹水
並形成 多次次生堰塞湖與長期淤積風險
這已不是單次天災,而是高風險複合型系統災害

從 TRIZ 視角看,這起事件的關鍵不在於「雨太大」或「山太陡」,
而在於:工程系統 + 管理系統 + 社會系統未被整合設計為一個「可控風險系統」

TRIZ 的核心價值在於:

不是接受災害,而是重新設計災害發生的條件。

本案透過
因果鏈 + 功能分析 + 矛盾分析 + 發明原理 + 多層解法架構
顯示:
災害不是命運,而是可以提前拆解、削弱、轉移與控制的工程問題。

九、如何把 TRIZ 思維真正用在「防災減災」

1. 從「災後搶救」轉為「災前系統設計」

防災不是單一工程,而是四層系統設計:

表2四層防災中TRIZ角色

層級TRIZ角色
上游控源消除根因
中游削峰分散能量
下游減災提升韌性
社會系統降低暴露

這正是 TRIZ 的系統層級思維

2. 用 TRIZ 發明原理取代經驗決策

表3問題對應的TRIZ工具

問題TRIZ 對應
壩體既要擋水又要洩水解除物理矛盾
工程與時間不足預先作用
洪峰太集中分割+局部品質
災害無法預測回饋閉環
壩體過度承壓中介物導流

這讓防災從「靠經驗」升級為「靠設計」。

十、可以立刻採取的行動清單(給決策者與工程系統)

1. 短期(0–6 個月)—立刻降風險

  • 立即擴大下游瓶頸河段清疏與通洪能力(B)
  • 強化橋梁、堤防、道路節點臨時防護(C)
  • 建立完整「監測 → 通報 → 撤離 → 管制」演練制度(D)
  • 建立高齡、弱勢、非網路族群多通道通報系統

■目標:把下一次豪雨的死亡風險降到最低

2. 中期(6–24 個月)—解除根因

  • 建立可控排水系統(導流渠、溢洪道、虹吸等)(A)
  • 形成堰塞湖專案監測與工程處置標準作業流程(SOP)
  • 建立堰塞湖風險分級與法律授權機制

■目標:不再被動等待潰壩

3. 長期(制度面)—把災害變成「可控工程」

  • 將 TRIZ 系統工程納入國家防災設計方法
  • 建立跨部會「災害系統設計中心」
  • 所有重大山區工程納入「物理矛盾+因果鏈評估」

■目標:讓天災不再等於人禍

十一、結語

馬太鞍溪事件真正教會我們的不是「颱風很可怕」,
而是:災害可以被設計、被削弱、被提前拆解

TRIZ 不是發明工具,
而是讓國家防災系統進化的工程哲學

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