防汛打破攔砂思維 北港溪「鋼構壩」棄百分百攔截 找回自然與安全的平衡點 | 環境資訊中心

防汛打破攔砂思維 北港溪「鋼構壩」棄百分百攔截 找回自然與安全的平衡點

2020年05月15日
環境資訊中心 特約記者廖靜蕙 南投報導

今年第一號颱風「黃蜂」由輕颱轉為中颱,極可能近日擦過台灣東南部往北前進,宣告汛期腳步已近,身為地質年輕的台灣島民,防汛與防疫同樣不能懈怠。

過去防汛,為了保全河川流域周邊的房舍、田產或道路、橋梁,而興建巨大混凝土攔沙壩,期待百分百擋住豪雨從上游一路夾帶宣洩而下的土石流。只是這樣的工程思維,不一定能與自然的力量抗衡,更阻斷了河川生態原有的樣貌。那麼當向大自然學習的近自然工法,漸漸融入公共工程中時,攔沙壩的功能與任務該如何華麗轉身?

當舊壩體遇到新思維 可拆可調「近自然」鋼構壩報到

南投仁愛鄉,惠蓀林場停車場處不遠的「蘭島溪梳子壩」,位於蘭島溪與北港溪匯流,距離惠蓀2號橋約200公尺距離,因壩體老舊、進行復舊工程,只是這次工程設計,不再沿襲傳統工法,改以融入生態思維,以易於調降拆卸的鋼構壩取代。如此一來,壩體功能只需攔住可能致災的量體,其他的,就任其順流而下吧,達成自然力量賦予的任務!

過去以混凝土壩(上圖)阻擋從上而下的土石流、漂流木,不但無法如預期完全擋住,更影響自然運作;具穿透性的鋼構壩(下圖),則與自然共處,擋住致災的量體、可拆可調,與自然和諧共存。圖片來源:上圖南投林管處提供;下圖廖靜蕙攝影。

由於距離惠蓀林場連外道路如此接近,防汛工作左右著連外道路的安危。過去大雨就曾將上游的漂流木往下帶,甚至越過封閉型壩體,一路淤積到與橋墩等高。雖於事後清淤,但防範的功能顯然必須攻克。

農委會林務局南投林區管理處治山課長許文奕說,傳統的壩為了阻隔從上而下沖刷的水流、土砂,設計成堅固無比、一整面完全封閉的混凝土壩,卻無法如預期的完全阻擋土石流,幾次大雨沖刷,只是讓上游淤滿逐次累積的土砂,動彈不得。

工程則保留兩側舊壩體,新裝置的梳子壩,改為穿透式的鋼構壩,在不妨礙生態系運作的情況下,達到避災減災的目的。「降雨將上游的土砂往下游帶,達到補充海岸泥沙,原是自然運作的法則。」許文奕說,而穿透式的壩體,就可讓顆粒較小、沖刷力道相對小的砂石往下游帶。

去(2019)年,南投林管處安裝新壩體,材質是鋼構壩,中間保留可調控間隙大小的橫槓,並降低壩體高度;目標以攔阻50%水流土砂量體為主,其餘就任其自流,若土石淤積造成兩邊危害,就進行清疏。

「50%以上任其順勢而流,會比傳統百分百阻攔土石對生態好。」從這裡往下是接北港溪、烏溪,出海口在台中大肚與彰化伸港之間,一般俗稱大肚溪口,順流而下的砂石,成了挹注大肚溪沿岸的沙源。許文奕說,鋼構壩的目的是解決致災點,而非攔阻土石。

這一整座壩全都可拆解,當初怎麼裝,未來就循序拆解;也就是,這支壩不見得得一直存在當地,若歷經十幾、二十幾年長期監測,確認土石災害不嚴重、呈現穩定狀況,或保全對象不存在,就可考慮拆除;即使拆解,也不須如以往花費很大的人力、機具拆解,不但便於拆解壩體,甚至材料都可以回收再利用。將來回收也都有價值。

除了可拆解,這座壩也可調整橫桿間距。監測5~10年後,若發現上面土石粒徑大小有改變,「想攔多一點,就密一點,想攔大一點的,就放寬一點。」

最小量體、壩體獨立 抵禦土石流有撇步

另一座遠看像Youbike停車格的巨大鋼構壩,帶著微笑曲線,就定著在楊岸溪與北港溪匯流口、袋口處,它的功能當然不是停放巨大腳踏車,而是擔任豪雨時,擋住從上游沖刷下來的水流土石;而微笑曲線設計,是削減衝擊力道的法寶。

鋼構壩阻擋從上游沖刷下來的土石,減少河岸沖刷掏空。攝影:廖靜蕙

這是「北港溪集水區國有林地整治工程」其中一期新建工程。許文奕說,莫拉克颱風後,工程上方因溪流不斷帶出土砂,形成大面積的沖積扇,這些量體導致投80縣道路面沖擠退縮。未施工前,上游土石順著沖積扇不斷往河川下切,攻擊道路坡腳,而過去曾施作的護岸,早已沖刷消失。

南投林管處評估後,選擇此地進行抑制工程,以最小的工程量體、對環境不造成過大擾動為原則,將壩體矮化、通透,在上游的袋口與河川之間,建立八支基樁打到岩盤、壩高4公尺的鋼構壩。平時當土石往下沖時,可於此處緩慢沉澱,並藉由水流帶動,慢慢將此處土砂往下帶,讓水流順暢;當流路通暢,就不會掏空道路致災。

由於壩體各自獨立,除了便於維護及更換構件,壩體之間的通水空間,使其上下游生態通透性更加提升,符合生態友善原則。

「鋼構壩不是新的做法,只是加入生態功能的思維,在豪大雨期間,減緩沖刷力道,不要一次就宣洩致災。平常流水就任其自然的排沙。」許文奕說。

工程平面圖示意圖。圖片來源:南投林管處提供

砌石邊坡、稻草蓆無違和 環境維護軟性工法跟進

除了硬體構造物外,砌石邊坡、稻草蓆的工法,和當地環境竟無違和感。「工程施作過程,雖說無法對生態完全沒有傷害,但我們認為已經盡可能降低影響。」許文奕說。

從楊岸溪沖刷過來的淤石,透過清疏就地取材,慢慢往兩岸堆砌成邊坡護岸,等於資源再利用;許文奕解釋,邊坡考慮的不是高度,而是在水高之上,形成自然的緩坡漸升,溪水任其自然行走,只要楊岸溪大量土砂沖刷、擠壓左側坡趾,連帶上方的土地也會安全。砌石終點刻意選擇接到岩盤處;後方則加強植生經營,逐步恢復自然樣貌。

現地遺留著稻草蓆,是為施工時抑制揚塵所鋪設,之後則加快植生速度。完工後幾場雨水逐漸打散,就任其留在原地自然分解。現場的草本植物是從土裡冒出來的,至於喬木,則是南投處選擇的原生樹種。

河岸環境的營造,從河中自然形成的深槽,到讓水流自然溢淹的第一層河階地,接著是鋪稻草蓆的第二層河階地,順應大自然有一層一層經營,如此一來,也增加野生物棲地。

砌石邊坡、抑制揚塵、加快植生的稻草蓆,以及清疏時逐次將沖刷下來的土石往兩邊靠,形成緩升、層次分明的河岸風情。攝影:廖靜蕙

「工程是不得已的選項」 魚類、哺乳動物與部落都受惠

南投處持續工程現場的照相機監測,陸續記錄到小型哺乳類動物活動跡象;另外也顧及不影響上下游魚類基因交流,委託生態顧問公司在鋼構壩下游進行魚類標誌試驗,確認上溯、下游都沒問題。這項工程連帶受惠的包括惠蓀林場、眉原、中原及清流部落。

自動攝影機監測到台灣獼猴、台灣野山羊、鼬獾、白鼻心等野生動物出沒活動,圖為食蟹獴。圖片來源:南投林管處提供

「早期想到溪流整治,在經費充裕的情況下,就是沿著溪岸,採最大量體的攔截土石所進行的水泥工程,現在則是盡可能縮小工程量體,並且軟硬兼施,將整體環境的維護納入工程思考。」許文奕為工程總結。工程是不得已的選項,在沒有保全對象考量下,大自然界是不該有人工鑿痕。

這項工程花了近兩年的時間,召開專家會議、與民間團體溝通,一開始與會者質疑工程的必要性,經過南投處現場縮時攝影紀錄,證明大量土砂沖蝕的現象,一些專家、民間代表,同意在不過度擾動下施工;但仍有民間團體認為應尊重自然營力、等問題發生再處理。只是身為工程單位,無法明知有風險卻不作為。

南投林管處種種的努力,也使得這項工程獲得2019年「第19屆公共工程金質奬」以及「優良農建工程獎」治山防災類優等獎的殊榮。

施工後現場空拍圖。圖片來源:南投林管處提供

作者

廖靜蕙

環境記者/自由撰稿人,致力於生物多樣性主流化。從事社工10餘年,認知到再弱勢的人都可以為自己發言,決定轉投生態保育,為無法以人類語言發聲的生命與土地寫報導。現居台北市,有貓、有龜,以及一些過客。個人粉專「小麻通訊」。