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重點業務與回顧

經濟部水利署

水利規劃試驗所

Water Resources Planning Institute, Water Resources Agency, Ministry of Economic Affairs
水利規劃試驗所
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  1. 首頁
  2. 重點業務與回顧
  3. 河川類
  4. 現行重點業務

環境營造及復育技術研究

  1. 背景緣由

    為維護居民生命財產安全及經濟發展,面對河川,防災減災為過去最主要的考量,但隨著全球環境保育思維的崛起以及行政院公共工程委員會推動生態工法,河川管理的政策開始有了轉變,過去長期執行的「全省河海堤整建計畫」轉變為「重要河川環境營造計畫」與「海岸環境營造計畫」,河川部分以「恢復自然健康河川,建構永續之生活環境」為其計畫願景。這樣的轉變,有別於過去思維與執行方式,工程該如何考量生態?如何恢復自然河川?對傳傳統的水利單位極具挑戰的目標。因此本所從民國90年開始著手進行相關研究,試圖找出相關的技術方法與政策方向,期盼能達成恢復自然健康河川之目標。

  2. 主要工作項目

    為達成上述目標,本所將針對將就目前面臨的困境與需加強努力的幾個面向做為近年工作方向,主要分為以下四點:

    1. 河川環境生態調查

      要考量當地的生態環境,首先面臨到的是計畫區域有哪些生物?過去相關生物調查,多散落在不同生態領域的調查報告,但這些資料蒐集不易且多數僅針對局部河川區域進行調查,調查的生物種類、時間、方法也不盡相同,若要以河川系統來進行分析比較也有其困難。因此,首先應針對全國重要河川推動系統性且例行的普查工作以建立河川生態基本資料,以作為一般性河川治理、管理之參考。

    2. 相關技術引進與開發

      過去工程的規劃、設計方法鮮少告訴我們,如何考量生態或甚至恢復原有生態,因此無論是生態界或工程界,要弭平彼此的衝突並達到期望的功能往往不知從何著手,所幸多數先進國家,許多的策略、技術方法與經驗,可供臺灣借鏡學習,當然國外生態環境與生物種類與臺灣截然不同,因此從國外引進相關技術應著重在於他的精神,並建立屬於臺灣的本土化參數,此外也應針對臺灣特有的問題,研擬相關策略、方法或技術。

    3. 實際案例的推動

      許多引進或研發的成果,由於缺乏實做往往僅能停留在概念的階段,也失去修正與精進的機會。因此若要將之落實推廣,尚需要實際的計畫進行實做,將過去研究的策略、想法或技術方法,進行整合運用,加上長期觀測以檢視成果。有了案例,也才能告訴大家實務上怎麼用?用在那?才能將這些研究成果推廣出去,以達成「恢復自然健康河川,建構永續之生活環境」的目標。

    4. 教育宣導與跨領域合作

      除了技術層面的開發與運用外,相關觀念或成果的推廣也是極為重要,透過網路平台,讓關心環境的民眾可以提供相關的意見,亦可獲取本所辦理相關研究成果,進而產生連結,增加溝通以及資訊交流的機會。此外,本所人員組成以工程背景為大宗,實無法應付河川環境內包羅萬象的問題,尤其是生態環境議題,因此本所也將尋求跨機關(領域)的合作機會。

  3. 已完成工作及成果

    1. 河川情勢調查

      為掌握河川生態資料,本所於民國91年起著手規劃河川情勢調查工作,主要調查河川環境、空間利用及生物資源等三大面向,92年即編撰「河川情勢調查作業方法規範(草案)」、93年11月匯集臺灣北部及東部三條河川情勢調查工作經驗,修訂為「河川情勢調查作業要點(草案)」,97年12月再酌增臺灣西部12條緩坡河川中下游調查資料修訂「河川情勢調查作業要點(草案)」,在本所與各河川局的合作下至今已完成全國24條中央管河川與2條跨省市河川的調查,亦於104年正式頒布「河川情勢調查作業要點」並進入第二輪調查工作。

      此外為妥善管理這些調查資料,本所也建置了管理資料庫,目前已有9萬多筆生物資料,並上傳至臺灣生物多樣性資訊入口網及配合OPEN DATA政策開放。

      河川情勢調查演進歷史

      圖1 河川情勢調查演進歷史

    2. 相關技術開發與引進

      1. 河川復育與保育策略

        這部分的研究成果,多著重在觀念上的導入,主要分為兩大方向,其一在於思考如何系統性的回復河川健康,進而達到河川復育之目的,另一則是考量預備佈設工程時,要思考如何降低對現況環境的衝擊。

        1. 河川復育技術之探討
          1. 河川廊道棲地改善復育技術及對策之研擬

            引進「美國河川廊道復育手冊」,其復育概念係從不同尺度、河相、水文、水力輸砂等進行探討,再進一步考量廊道與棲地。此外河川復育,應著重在河性的復原調整,透過自然營力自我恢復,棲地營造目的只是加速生態復原而非主要目的或措施。

          2. 橫向水工結構物移除、改善與河川復育效益評估

            堰壩往往是河川環境中最重要的干擾因子,國外許多復育案例,則是將除役的堰壩拆除,恢復原有河川型態,本所也辦理過相關研究,思考拆除堰壩時所應考量的面向,並擬訂技術手冊以供參考。

          3. 集水區防砂壩及橫向水利建造物除役對水環境復育先期研究

            延續上期計畫,針對國內拆壩或潰壩之環境(七家灣溪一號防砂壩、大漢溪巴陵防砂壩)做進一步分析比對,發覺泥沙下移造成細顆粒填縫及棲地改變,初期來看棲地有劣化的情形,因此拆壩評估應將構造物對河道、棲地穩定功能納入考量,有時候拆除未必是對整體環境最佳的方案。

        2. 河川結構物設置對河川棲地影響
          1. 河川結構物設置對河川特性棲地影響之調查與研究

            提供不同尺度、不同情境下,新興工程對生態環境影響的面向,而生態考量手法的「迴避」、「縮小」、「減輕」、「補償」必須依序思考,因應工程生命週期的「規劃」、「設計」、「施工」考量重點也將有所不同。

          2. 棲地生態資訊整合應用於水利工程生態檢核與河川棲地保育措施

            透過生態檢核表,以表單的方式,引導工程人員,尋求並瞭解當地的生態特性,進而透過生態考量的手法達到減輕工程影響之目的。

      2. 環境評估技術

        1. 臺灣地區河川棲地評估技術之研究

          為了妥善管理河川掌握河川的自然狀態或規劃整治時都必須有一套適合的棲地評估指標,因此本所蒐集引進或發展相關棲地評估指標。其中部分評估方式係以物種特性來進行評分(如IBI),也將之本土化,彙編本土魚種的屬性表。

        2. 河川原生魚類及棲地適合度曲線調查

          本所引進魚類棲地適合度曲線(Habitat Suitability Curve,HSC)的相關技術,以流速、水深及底床粒徑等工程人員熟悉的參數,透過調查、統計建立魚類適合度(喜好)的關係曲線,過去已完成5條中央管河川進行調查,建立11種魚類適合度曲線資料,未來將會再選擇中部(106年)及南部(107年)各一條河川進行調查,並辦理魚類適合度曲線的座談會或工作會議,針對曲線繪製的合理性凝聚共識。

          • 卑南溪大吻鰕虎水深與流速適合度曲線(1)
          • 卑南溪大吻鰕虎水深與流速適合度曲線(2)

          圖2 卑南溪大吻鰕虎水深與流速適合度曲線

        3. 景觀生態學應用於河川境規劃之研究

          景觀生態學主要探討的對象乃是針對整個河川地景的樣式、排列與變化所造成的生態影響,一般來說都是使用在大尺度空間,本所正嘗試將之應用在河川環境,結合河相及景觀等相關知識技術,進而研擬屬於河川環境的景觀分析方法。

      3. 環境管理技術

        1. 淡水河系紅樹林溼地疏伐可行性評估研究

          紅樹林過去一直重要的保護對象,但因為過度擴張或人為強制栽種,開始衍生出許多問題,除造成水位抬昇影響防洪安全外,也造成濕地陸域化。本所為此選擇一塊紅樹林進行試驗,發現疏伐後不僅底棲藻類與螃蟹族群皆有增加的趨勢,尤其是鷸鴴科候鳥數量增加最為明顯。另外透過數值模擬,部分疏伐度也降低洪氾風險。

        2. 環境流量研訂之研究

          過去因應生態考量,往往僅訂出單一生態基流量,但越來越多研究發現,不同時期的流量變化、洪氾,對於水質、生態皆有很重要的意義,因此參考國外先進國家環境流量的推動過程,研擬一套臺灣地區河川環境流量研定之作業流程標準機制。

    3. 實際案例推動

      1. 鱉溪棲地復育規劃

        經過10年生態工程的技術開發研究,本所也嘗試辦理實際的河川復育規劃,並選擇秀姑巒溪支流鱉溪為規劃對象,經探討發現,鱉溪因為河道下刷在加上兩岸農田溝渠水泥化,鱉缺乏產卵場所,魚也缺乏避難空間易受洪水影響而流失,此外大量灌溉取水,造成河川流量偏低,不利喜好高流速的原生魚種,因此提出將部分過大的構造物營造出魚類避難空間;兩岸農田略做調整,作為鱉和菊池氏細鯽的復育場所;針對灌溉用水,應在進一步檢討等復育策略。

        • 鱉溪復育概念規劃圖
        • 鱉溪復育概念示意圖

        圖3 鱉溪復育概念示意圖

      2. 河川治理規劃之生態考量

        本所過去主要工作在於河川治理規劃,但在治理規劃階段,如何考量生態並減輕衝擊,雖然過去相關研究已有提出相關概念或工具,但似乎未能真正落實,因此未來(106、107年)本所將藉由一實際規劃案例之操作,以作為後續案件之參考。

    4. 教育宣導與跨領域合作

      1. 臺灣河川復育網

        本所於民國97年成立的「台灣河川復育網站(TRRN)」,逐年建構河川復育知識體系,將國內河川復育資訊、技術與案例彙集在此平台上,並整合國內學術單位、政府機構與民間組織的智慧與經驗,推廣給一般民眾;此外此網站亦有加入亞洲河川復育網之組織,進而與世界其他各國分享我國的經驗。目前基於系統整合之便,自民國104年開始已由水利署接手管理並進行網頁改版。

      2. 推動跨機關合作

        本所主要專業能力為水利工程,許多涉及生態專業之工作仍是力有未逮,目前也正與行政院農委會特有生物保育研究中心,洽談合作方式。

  4. 執行過程相關影音照片

    1. 河川原生魚類及棲地適合度曲線調查

      魚類適合度曲線的調查方式主要是透過電格方式進行,佈設後將靜置一段時間,以降低人為操作上的干擾,取得更為客觀的魚類棲地偏好資料。

      • 魚類適合度曲線矩形電格調查規劃圖
      • 魚類適合度曲線矩形電格調查示意圖

      照片1 魚類適合度曲線矩形電格調查示意圖

    2. 淡水河系紅樹林溼地疏伐可行性評估研究

      以下照片為本所進行紅樹林疏伐試驗之過程,將部分紅樹林區域,疏伐後以恢復原有灘地之景象,並營造潮溝以增加棲地多樣性。

      • 疏伐區試驗樣區在疏伐前棲地樣貌疏伐區試驗樣區在疏伐前棲地樣貌
      • 開始疏伐之棲地樣貌(2007.1.29)開始疏伐之棲地樣貌(2007.1.29)
      • 疏伐中之棲地樣貌(2007.2.5)疏伐中之棲地樣貌(2007.2.5)
      • 疏伐後之棲地樣貌(2007.3.5)疏伐後之棲地樣貌(2007.3.5)
      社子島紅樹林疏伐試驗過程

      照片2 社子島紅樹林疏伐試驗過程

    3. 臺灣河川復育網

      臺灣河川復育網在本所經營期間,配合進行中鱉溪復育計畫,拍攝影片,透過一虛擬角色,表達出在地民眾的心聲,與本所復育規劃之理念。

    4. 鱉溪復育規劃

      河川復育規劃,最主要的工作在於重新調整人為利用河川的方式,因此透過與當地民眾的訪談、座談,增加對當地環境特性與生活方式的理解並傳達復育理念,以獲取當地民眾的認同與支持,由當地民眾為主角,將復育融合為當地生活與生產的一部分。

      • 鱉溪復育規劃過程與民眾座談-照片(1)
      • 鱉溪復育規劃過程與民眾座談-照片(2)

      照片3 鱉溪復育規劃過程與民眾座談