集集攔河堰下游段河道沖淤與治理策略研究(節錄) Study on Channel Bed Variations and Related Regulation Strategies for the Reach Downstream of Chi-Chi Weir in Cho-Shui River —沖刷防治工法之生態環境考量— 主 辦 單位：經濟部水利署第四河川局執 行 單位：國立中興大學計畫主持人：林 呈協同主持人：褚炳麟顧 問：龔誠山 中華民國九十五年十二月 國內目前的防水建造物在生態治河的趨勢與潮流下，堤防的整建工作已從除了單純的防洪功能確保外，尚須加以考量河川土地空間利用、生態的保護、棲地環境的維護或復育、景觀休憩功能的提供及社區總體營造等多元性目標。 一、工法設計之生態考量原則根據經濟部水利署「生態工法分析模式及設計要點研究」(國立交通大學，2004)所述，對於防水建造物在考量生態之設計時，可注意下列各項原則： (一)滿足防洪及安全的需求河川生態工法施設之首要目標為滿足河防及構造物的安全，也只有在保全河川環境的前提下方能進行生態的考量，若是忽略了安全的考量，則生態環境將無法保全，所以安全的確保為生態工法的基本條件。以本計畫工作範圍內溪段之堤防來說，在颱洪、豪雨所帶來之洪流衝擊下，往往造成部分堤段的沖刷災害一再發生。在這種沖刷破壞情形一再產生的情況下，如純粹只用生態工法施工恐強度不足，於大洪水來臨時有遭沖毀之虞，故應採取以安全為基礎，生態為導向的工程方法。例如可於臨水側仍使用傳統之RC舖面(以鋼筋混凝土方式來設計，以防止洪水夾帶流木、土石造成撞擊破壞)，但於背水側仍可種植花草(如圖1)，達到綠美化的效果。 (二)就地取材、因地制宜的原則在工法材料選擇上儘量就地取材，利用工址附近既有之土材、石料及植物等，若現地石材無法滿足安定需求，則再考量外地輸入或以其他工法替代。工程之布置須考量河川平面型態及水流特性達到因地制宜的原則，亦即順應河相的變化，讓合適的工法出現在適當的地點。若處於河流彎道處，可於遭受水流正面衝擊的凹岸處，施做強度較強的鋼筋混凝土舖面與較深的基腳(甚或以其他相關工法配合保護，如相片7-3-2所示，以格框並回填塊石的方式施做於臨水側的基腳前端)以避免基腳淘刷破壞；於水流較為和緩的凸岸處，則可以現地石材或木樁等方式以達到符合生態之考量。 (三)滿足生態的需求河川生態工法的目標為高流量時可滿足河防及構造物安全，並提供各物種的避難空間作為生態上的考量；在低流量時滿足生態對棲地環境之需求，且於設計時儘量增加河域中之生物棲息地的多樣性。固床工及河岸保護工之施設應考量河流上、中、下游的生態連續性，避免因河川整治而導致生態環境的切割，造成棲地零碎化。於工法設計及施工上應儘量減少對生態環境的破壞，維持生態環境之多樣化。 二、生態考量之堤防工法介紹上文中所述為防水建造物於設計時之生態考量原則，而對於工法的選擇上來說，一般傳統之工法係以土或石為基本填料，其外圍再加以保護穩定。近年來河川整治則強調採用之親水及生態工法。所謂親水及生態之工法係指工程之興建採以近乎自然之方法以達到工程安全與景觀美化之目的。近年來工程之興建已儘量捨棄完全以混凝土施工之方式，取而代之者為較柔性與幾近自然之施工材料與方法。依據經濟部水利署「大安溪流域聯合整體治理規劃」(國立成功大學防災研究中心，2003)中所述，列舉下列各項堤防或護岸之防治工法。 (一)傳統堤防傳統的河川多以治水機能為主要考量，為了達到防洪治水兼顧維護簡易之目的，堅固堤防為設計的首要條件，於是水泥擁壁、鋼板等成了設計的主流。 (二)親水堤防(如相片7-3-3所示) 1.階梯護岸：具有增加親水性及利用性，可作為球場、競技場、運動場及賞景看台，亦可作泊船護岸。同時可強調護岸的材質及構造作為添景之用。 2.緩坡型護岸：低水護岸採取緩坡型護岸，可增加高水河岸到低水河岸的接近性，達到親水效應。 (三)生態系保全堤防在具有特殊河川生態棲息功能之地區，其河川護岸設計應兼顧水中動植物之生育空間，並於洪水時期提供該物種之避難空間。這些具特定目的生態系保全護岸設計方法有： 1.魚類保全護岸：保全水中生物棲息及避難空間，考量其移動性、餌食之流入及採光等。 2.螢火蟲保全護岸：在穩固安全具有活水防洪功能之護岸上，設置螢火蟲及其餌食河貝之生育生息環境。 3.自然植生保全護岸：運用河川適生之樹種，以扦插方法配合護坡固岸，同時為強化根系對水岸之保固功能。 4.野鳥保全護岸：於水岸或洪泛平原區在不影響水流之原則下，配植灌叢或小喬木，以提供水鳥棲息與覓食的環境。 (四)景觀保全護岸在河川流經景觀重點特殊區域配合河段以綠化方式或自然石材作為護岸(如自然岩石、卵石….等)，以強化河川護岸之自然美質。 三、堤防之植生復育方法上列所述的各種方法均應考量適當材質之應用，並融合生態工程與植生復育考量，在工程技術上有六種較具代表性的方法，包括復植原生植被、抗沖蝕網、岩石拋置砌基法、植岩互層法、植栽護岸及方格樑護岸等。各種型式之護岸由於土壤的固著方式與植被的生長，均會受到河岸不同坡度與水流的影響，規劃設計可參酌不同之坡度與水流狀況，考量適合的植生方法。 (一)復植原生植被簡單地種植固土性強的原生植物，如水柳、棟樹、赤楊、稜果榕、黃槿等，將有助於河岸的穩定。 (二)抗沖蝕網當簡單地種植原生植被，已無法處理持續遭受沖蝕的河岸時，運用施工方法穩固現有河岸是極必須的。抗沖蝕網係一種以自然或合成纖維製成的不織布，可用來保護河岸土壤避免被沖蝕，並使包覆在土壤中的植物種子能與土壤和水份接觸而持續生長，重新復育原有植被。 (三)岩石拋置(砌基)法岩石拋置(砌基)法是一種運用岩石置放於河岸及河川基部(stream toe)用以保護河岸的方法。此種方法與目前台灣所使用的蛇籠，在功能上極為相近，惟其基腳必須埋設至預期沖刷深度以防基腳淘空。 (四)箱籠(蛇籠)工法箱籠(蛇籠)工法是將箱籠排置於河岸或河川基部(stream toe)用以保護河岸的方法。此工法需注意基腳必須埋設至預期沖刷深度以防基腳淘空。 (五)植岩互層法植岩互層法係運用植栽活株、以間層方式插入岩石層，以固著岩石、並減少水流直接沖刷的河岸施工方法。此種方法的優點在於施工容易，施工後即可增添河岸綠意，而且長期而言，亦有助於恢復河岸整體生態，對於河岸視覺景觀自然度的提高極有助益，其基腳亦需加以保護預防淘空。 (六)植栽護岸植栽護岸是將灌叢或樹木種植於須受保護之河岸的一種施工方法。因植物的根部具有水土保持作用，可減少河岸的沖蝕，並可固著沉積河岸的泥沙，因此除可保護河岸外，對於河岸自然景觀的提昇亦頗有助益(如圖4所示之柳枝工護岸)。惟植栽護岸之灌叢係以種植方法施工，無法承受過強之沖刷，因此一般較為適用於流速小、沉積量較大的河岸。 (七)方格樑護岸(螢火蟲護岸) 主要是以剛性的水泥方格樑為基礎，讓容易受到衝擊的護岸有較好的保護效果，每一個方格之中填塞卵石和泥土，讓自然植被容易生長，同時也有許多的空隙提供給各種動物棲息。這樣的保護於一些受到水流衝擊力量較小的地方非常有實用價值，例如是河流轉彎部的內側，或是直流部位的兩岸都可以做這樣的佈置，如圖5所示。 綜觀上文中對於沖刷防治工法生態考量之介紹，可知目前國內對於生態環境保護的觀念的重視與技術的提升。諸如：大甲溪豐洲堤防、草湖溪草湖堤防、西螺大橋南岸之景觀堤防乃至於台東縣新武呂溪之柳枝護岸工法…等，均為應用生態概念以達到安全且又具親水效果的成功案例。對於生態工法之運用上，未來可在堤防構造物的前坡面、堤頂與後坡面處均加以考量，惟在臨水側的前坡面，除需對於基腳保護多加注意外，建議在Q200洪水位高度之上再考慮施做如格框或不織布…等能保護河岸土壤避免被沖蝕之生態工法(如圖6所示)。 謹將本節之設計考量原則、相關生態工法及施設材質概述列於表1中以利參閱。