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2008.7.19

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  社論:從整治率看石門水庫上游集水區保育治理的成效

石門水庫提供北縣、桃縣400萬人飲用水。
圖片來源:我們的島

作者:黃修文(台灣環境資訊協會、水患治理監督聯盟)

在這一次的石門水庫整治計畫中, 所要達成的目的主要有兩個:其一為降低颱洪時水庫的濁度,以免影響供水。其次則是減少淤積以延長水庫壽命。在降低濁度方面,過去數十年來上游集水區一直在進行保育整治,但正如1996年賀伯颱風以來所顯示的狀況,只要遇到極大雨量,濁度還是會上升。

因此在這次整治中,對於濁度問題的處理方針主要以水庫上層取水和下層排砂來解決。而集水區保育治理的目的便集中於降低淤積,在這方面,通常使用整治率來代表其成效…精彩內文

 
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  社論:從整治率看石門水庫上游集水區保育治理的成效
作者:黃修文(台灣環境資訊協會、水患治理監督聯盟)

在這一次的石門水庫整治計畫中, 所要達成的目的主要有兩個:其一為降低颱洪時水庫的濁度,以免影響供水。其次則是減少淤積以延長水庫壽命。在降低濁度方面,過去數十年來上游集水區一直在進行保育整治,但正如1996年賀伯颱風以來所顯示的狀況,只要遇到極大雨量,濁度還是會上升。因此在這次整治中,對於濁度問題的處理方針主要以水庫上層取水和下層排砂來解決。而集水區保育治理的目的便集中於降低淤積,在這方面,通常使用整治率來代表其成效。

整治率是由日本早期提出來的觀念,其計算的方式為先設定出一個理想狀況下的最小土砂下移量(Qsp),再以歷史資料推算出在沒有進行整治時會下移的土砂量(Qso),這兩個量的差值就是整治所能減少的最大土砂量。接著再算出前述沒有進行整治的平均下移量(Qso)和整治後實際上測到的歷年平均淤積(Qs)的差值,以表示整治行動實際所減少的土砂量。這兩個差值的比值就是所謂的整治率(=(Qso-Qs)/(Qso-Qsp)),代表著經過整治後所減少的土砂量與理想上最大可能減少的土砂量的比值,一般而言其值達到60%才可稱為良好的整治。

無論在農委會水土保持局關於石門水庫整治的專屬網站,或者其提交給行政院的執行計畫中,整治率都是相當重要的指標。然而任何人看了其網站中的"保育原則/預期效益"中的圖一後,恐怕都會不由自主的覺得,馬莎颱風後的整治率好像和1974年時的差不了多少。而整治率原地打轉其實就等於幾十年來投入大量經費整治的結果和沒有進行整治是一樣的,因為整治率就是歷年平均淤積量是否下降的指標。如果整治前整治後年平均的淤積率一模一樣--即使當中有幾年整治率有所提升--但在巨大颱風後,所有的成果都被淹滅,也就表示整治的效果回到原點。此即林昭遠教授所提的「零存整付」的概念,在石門水庫集水區的整治中大概是最好的範例了。

不過如果繼續閱讀這個預期效益的網頁,一直看到圖二時,就會發現水土保持局對於上游整治的目的已經不是要提高整治率(因為實際上並沒有提高),反而是要提高整治率的上升率,在圖二中把整治經費和整治率的上升率的關係做圖出來。然而並非兩個變數同向就表示兩者有因果關係,因為像是艾利和馬莎這樣的大颱風,會為石門水庫帶入數千萬立方公尺的淤積,一下子就把歷年平均淤積量(Qs)從136萬立方公尺提高至205萬立方公尺,因而整治率也下降非常的多。之後幾年的淤積並不會那麼大,所以平均淤積量會下降,整治率也就跟著上升,和整治不一定有關。就以實際整治狀況而言,2006年6月30日特別條例才通過,9月30 日才在工作小組第三次會議中通過31件緊急搶修工程,當年能完成的工程一定是十分有限,但是2006年的整治率上升率和2007年在大量施工後的上升率其實是差不多的。更何況艾利帶來有史以來最大的淤積,這些淤積在水庫中隨著時間增加會被壓實而減少體積(所謂的密實作用)的量也是有史以來最大的,再加上 2007年以做了大規模的水力排砂。考量這些因素,近年來整治率的上升,和集水區治理的關係,恐怕不如水保局所宣稱的那般的明確。然而更重要的是水土保持局所展示的整治率曲線,並沒有考量庫區直接疏濬和抽泥以及歷年來水力排砂所去除的淤積,反而將其視為集水區治理成效的一部分,這樣做相當的誇大了集水區整治成效,可能誤導整個政策的資源配置。

根據北水局所提供的歷年實測的水庫淤積資料,可以算出歷年的平均淤積, 但是這個淤積量已經事先扣除了浚渫,抽泥以及水力排砂所排出的淤積量,要將其加回去才是集水區整治後真正的淤積量(Qs)。因此我們畫出歷年的總整治率(包含浚渫,抽泥等)和集水區整治率如下圖,原始資料如附檔。和水保局的結果相比,我們的總整治率略低於水保局的值,因為水保局沒有附原始資料而無從猜測,也許他們採用的未整治淤積量(Qso)並不像我們採用固定值之故。不過最重要的是,水保局所示的整治率曲線,明顯得並未考量庫區整治所清淤的淤積,只是展示"整體整治率",並非上游集水區的整治率。

圖中所用的 Qso 依據陳樹群教授的研究採 315萬立方公尺,當成無治理時的年平均土砂下移量(Qso),而最小土砂下移量Qsp則採用水土保持局所用的40萬立方公尺(陳樹群教授則是採用24萬立方公尺)。 圖中兩條曲線的不同在於實線為整體的整治率,整治後的平均淤積量Qs ,直接取自北水局所提供的歷年淤積的測量資料,累計並除於所經過的年數。而虛線才是集水區治理真實的整治率,,其 Qs 為實測淤積量再加上歷年清淤以及水力排砂的量(2005年之前採用平均值歷年為75萬立方公尺)。 不過2005年以後水力排砂的規模較大,資料也較完整,因此就採用實際的資料以計算歷年的平均數。

上圖的結果其實是很驚人的,與過去一貫宣稱石門水庫上游整治有良好的成果相反,上游整治所得到的整治率一貫的不佳。在艾利颱風後,甚至掉到10%左右。這個結果與我們之前一直呼籲上游防砂和攔砂設施對於整體淤積減少的效益極低的看法完全一致 (見「防砂壩對石門水庫淤積無效益論」,以及「期待一個保守的集水區治理」),攔砂的作法毫無用處很容易理解, 由於在深山之中清淤成本太高,因此只能阻砂於一時,等到這些設備慢慢損毀,所攔的砂石就全部回歸水庫。另一方面,水保局一再宣稱可以穩定河床,減少沖蝕,降低坡度的防砂壩對於整體淤積助益也很小的原因,其實也不是那麼深奧。首先是這些防砂壩本來就不可能興建在地質太不穩定的區域,大部分都建在崩塌地的下方,主要的功能其實還是一樣在阻擋土砂。以蘇樂橋附近的壩體為例:因其正好在公路旁而可將其挖出(這只是把土砂放在旁邊,不能叫做清淤,只要有大雨這些土石仍然會下移)。然而近來只要一場大雨,上方崩塌地所帶下來的土石就可將其淤滿。因此所號稱的穩定基腳,其實對於大型崩塌的效果並不顯著。這些壩體當然可能防止溪床刷深,和縱橫向的侵蝕,但是這些所造成的淤積量和大型的崩塌相比不過是九牛一毛。再考慮興建防砂壩時對於環境所造成的侵擾,興建的施工便道所產生的土石。總體而言,就是目前所看到的現象:集水區充滿各式壩體,溪河嚴重的階梯化,而整治率回到原點。

在石門水庫整治第二階段計畫即將實施之前,再次的呼籲集水區的治理不要再以溪流整治和防砂工程為中心。過去數十年的經驗已經一再證明其成效不彰,集水區的治理應以恢復山林生態為主要目的,才能符合所有人甚至是其他的生物的長遠利益。甚至於在植生復育方面也不一定要過分仰賴工程化的掛網植生或者型框植生等,在一些自然復育緩慢的大型崩塌地,仍可考量以較為自然的方式進行人工復育。在過去水庫浚渫及抽泥的量能有限,上游攔砂或許還有其必要性,但將來在水力排砂設備改善後,整個水庫的排淤能力大增,集水區治理的方向已經到了改弦易轍的時候了。

※ 整治率曲線原始資料下載
※ 本文轉載自水患治理監督聯盟

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