溪水哪裡去?從地表消失的川流水 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

溪水哪裡去?從地表消失的川流水

2019年02月27日
文、圖:人禾環境倫理發展基金會
冬天明明是台灣東北部的雨季,卻有幾條溪乾一段濕一段。
冬天明明是台灣東北部的雨季,卻有幾條溪乾一段濕一段。

冬季是東北部的雨季,雖然這幾年有時候不太明顯,但去年十月以來有七八成的日子有下雨,上游測站累積超過1800mm讓宜蘭人悶荒了的雨量;到今年一月,23天累計下了350mm雨,加起來已經快逼近台灣年平均雨量了。但春節連假前夕,卻見附近幾條溪像斑馬一樣,一段有水一段沒水的,這是怎麼一回事?溪水去哪兒呢?

阻斷土石移動、改變溪床坡度,導致各種副作用

太多的土石被壩體擋在河道,不出幾年壩體就被填平了(左圖),同時導致海岸的堆積慢於海浪侵蝕的速度,只好又在岸邊投入消波塊(右圖)。
太多的土石被壩體擋在河道,不出幾年壩體就被填平了(左圖),同時導致海岸的堆積慢於海浪侵蝕的速度,只好又在岸邊投入消波塊(右圖)。

河床上橫過一道一道壩體滯留土砂,原本是為了防止土石被大水挾帶沖刷到人們的財產設施。但卻讓過量的土石不正常地保留在河道裡,無法循正常的大雨週期,逐步地往下游帶動。這問題不但導致海岸的砂源不足,導致海岸的堆積速度遠慢於海浪的侵蝕速度,使海岸線退縮的問題加劇,只好又投放許多水泥消波塊來保護,這是前幾年曾被關注的話題。但這同時在溪流造成問題卻少人聞問:就如從照片中看到的,壩體或固床工[註1]上方被填平了!溪水就從這些被卡住但又填不實的縫隙往下滲,從地表溪床消失了!有的還能從壩下再湧出來(溪流原本的路徑高程),就形成一段一段分隔的水域,魚群只能困在這裡苟活。如果河床被拓寬過,底部的破壞面增加,伏流加上蒸發散,問題就會更嚴重。尤其是在地質較年輕、崩積量較大的集水區。

溪水滲入這些被卡住但又填不實的縫隙,就這樣一段一段消失在河道裡。
溪水滲入這些被卡住但又填不實的縫隙,就這樣一段一段消失在河道裡。

我們到訪的這些中小型溪流,或是山間的上游支流山溝,原本水的流路都是一邊蝕切一邊堆積的組合,經過長久平衡形成時陡時緩的坡度。有的是百萬年來在堅硬的岩床上切割成溪流,底床沒有滲漏的空間;有的則經過長期大小水勢帶來的湍陡的急流有大石組成骨幹,底部被小砂石塞滿而彼此牽制不能動彈;平緩地方水勢減緩力量變小,連小石頭都載不動了,大小砂石在底床反覆擾動又層層沈澱,加上水的壓力,跟水田底部的「晶化層」類似,達到人稱「水密」的不滲漏狀態。因此,在鄰近同一區域、集水區雨量類似的溪流,只要沒有被工程擾動過溪床,只要沒有被壩體攔截過多的石塊粒料無法向下流,在多雨的冬半年或等不到梅雨颱風時,即使只剩涓涓細流,也都少見滲漏斷流。

鄰近自然沒有擾動的溪,即使集水區小、水量少,但在久旱的乾季,涓涓細流仍能持續地跌宕流動著,沒有見到伏流現象。
鄰近自然沒有擾動的溪,即使集水區小、水量少,但在久旱的乾季,涓涓細流仍能持續地跌宕流動著,沒有見到伏流現象。

但有挖土機擾動底床、做了壩體就不同了:一方面原本的水密結構被破壞,一方面水無法浮在壩上不正常的土石堆積上,還是會往下順著原本的坡度、或擾動後重新平衡的不透水層,在石礫的下方流動著。有的更因溪底整個做成混凝土結構,長久受到溪水從壩上跌落的力道,掏出一個大洞,就像浴缸拔掉拴塞讓溪水嘩啦嘩啦往下流失。

壩體設置可能造成伏流示意圖。
壩體設置可能造成伏流示意圖。

『我記得剛做好的時候,一池一池的,小朋友都跑來游泳泡水。現在連水都沒了…』年輕人說。

『水攏一定ㄟ降低落去,田水撿不到,風颱做大雨才有水。』

『哪做堤撂,叨位攏嘛冇水。(做了護岸[註2]的地方都沒水)』兩位六七旬阿伯說。

『夏天午後陣雨你來看這乾河床,水會從石頭下面湧出來,雨停之後又慢慢消失。』頭城農場的解說老師描述著。

這些在地人都觀察到的普遍現象,卻因為沒能用科學發表需要的方式驗證,所以一直還無法被握有工程設計權責的專業工程師接納或正視。於是,需要被改善的副作用,該精進的治理手法,仍一直重複在各地溪流進行著。

 

壩體上方卡滿了砂石變成乾河床,下滲的溪水有時能從壩下掏深的溪床出流成潭,但再往下又又繼續伏流。倖存的魚群只能在這孤立水潭中等待大雨解除死亡危機。
壩體上方卡滿了砂石變成乾河床,下滲的溪水有時能從壩下掏深的溪床出流成潭,但再往下又又繼續伏流。倖存的魚群只能在這孤立水潭中等待大雨解除死亡危機。

除了增加伏流斷流的機會之外,生物的棲地也隨之單調化。原本在沒有這些壩體阻礙時,因為石礫本身大小重量的不同,隨著不同雨量大小而在不同水勢中被搬運,淘選出有大石塊區、小砂礫區的分明區域,不同生物各取所需。而細砂小石經過平時較小水量的沈積下,在溪床底層排列出填實縫隙的緊密結構,即使涓涓細流也不易向下滲漏。壩體設置常導致伏流斷流之外,連帶也使這樣的棲地條件變了樣:水流對石礫的搬運淘選被阻礙,不再有水潭急瀨的交錯分佈,生物也失去了能在大小石縫間各取所需、覓食、產卵的環境;有時還因為壩體間的水流靜止,累積過多的細沙覆蓋石上,讓該長滿矽藻的石頭猶如蒙塵,無法提供豐富的生產力。

沒有壩體的自然溪底,大小石頭的排列多元,還保有許多大小孔隙(左圖),而往下50公尺受壩上淤積影響單調許多,大小石礫及土砂堆在一起,大孔隙都被塞滿了。(右圖)
沒有壩體的自然溪底,大小石頭的排列多元,還保有許多大小孔隙(左圖),而往下50公尺受壩上淤積影響單調許多,大小石礫及土砂堆在一起,大孔隙都被塞滿了。(右圖)

水量少的小溪若沒有連續壩體,常變這樣單調死寂:西爽表面被土砂填平,稍不下雨一段時間就成乾溝。
水量少的小溪若沒有連續壩體,常變這樣單調死寂:溪床表面被土砂填平,稍不下雨一段時間就成乾溝。

考量自然營力因地制宜,避免大幅改變是上策

當然每個地區因為氣候條件及地質條件的不同,會有不同的狀況。我們今天在東北部地區看到的成因及影響,在西南部不必然有相同的表現。有些地方在自然情況下就有季節性的伏流:像水量大而自然河床寬闊、從陡峭山區突然進入平坦平原的蘭陽溪,陡降變平的這一段也有自然的伏流現象[註3]。但工程改變的水文規律,經常在一年五年內就發生;棲息的生物們還來不及演化調適,但對整個族群生命數量的影響,往往延續好幾代;若是同一地區洄游物種能繁殖的淡水溪流有一定程度的改變,更會衝擊到相鄰溪流的種源來源。年復一年,可能連適應的機會都沒有就滅絕在這地區了。

因此,我們對待暴雨洪水壓力的治理方式,需要工程師投入更多因地制宜的專業,才能在解決豪大雨對人們產生的威脅時,不造成太多的副作用或後遺症,阻礙了我們所依賴的大自然營力,而加劇缺水問題、生物資源滅絕的衝擊、甚至是海岸國土流失的窘境。水土保持及水利工程都是自然環境中的應用科技,因此對環境科學的瞭解,是評估技術如何應用的基本。工程單位應得到更多時間和資源評估研究,有更多仿自然的設計,瞭解在地的地質水文對症下藥,因為這同時也伴隨著整體環境功能保全的責任。

而更根本的,還是好好思考我們的空間利用模式,在越來越極端的氣候條件下,是否真能趨吉避凶。太過依賴工程方式,不一定是最好的解決方案。頭痛醫頭腳痛醫腳,眼看就弄壞了大地自我療癒的體質,壞了我們能調適發展的機會。

溪流整治過後,我們有立碑、潛壩、步道,但就常常沒有水……
溪流整治過後,我們有立碑、潛壩、步道,但就常常沒有水……

※ 註1:河流裡的橫向構造物,因設置目的及形式有不同名稱,但不一定有絕對的定義。一般而言:「防砂壩」或「潛壩」可達數公尺高,為減緩水流搬運能力,通成連續多道一層層攔蓄砂石。固床工則通常只不超過1公尺高的橫向阻水構造,為調整溪床坡度、引導水流及減緩沖刷。我們在本文統稱「壩體」及「橫向構造物」。

※ 註2:做護岸的地方通常都會施作橫越溪床的固床工,避免溪床下切改變影響護岸基礎,使剛性且連續的結構出現缺損而崩壞。

※ 註3:伏流原因也類似:蘭陽平原原本是板塊張裂作用下的海槽,逐步被山區沖下來的土石墊高露出海平面,這作用目前仍持續,乾季伏流是河床被低度淘選的石礫墊高的結果。

※ 本文原載於2019年2月13日人禾基金會「從河說起」部落格