防砂壩對石門水庫淤積無效益論 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

防砂壩對石門水庫淤積無效益論

2007年12月13日
作者:黃修文 (台灣環境資訊協會/水患治理監督聯盟)

石門水庫面臨淤沙與集水區崩塌等問題,正處於關鍵時刻我們認為過去在石門水庫所建不計其數的防砂壩以及攔砂壩等等,對於石門水庫的淤積防治是沒有效益的。而這裏所稱的效益僅僅嚴格的指涉經濟上的效益,一點也不涉及興建防砂壩所需要付出的慘痛生態代價。我們的論述也不是糊模的宣稱防砂壩是零存整付(如蓋再多防砂壩水庫難活化所稱的),相反的是認為防砂壩什麼也沒有存到。

我們也不想去爭論在岩層脆弱的情況下,用一個有超大集水區面積,原本設計用來灌溉農田的水庫,將其水資源轉移用來大量供應民生以及工業用水的這種政策想法,是否需要做根本的改變。我們所宣稱的是防砂壩對於減緩石門水庫的淤積一點也沒有幫助,即使可能有一點點的助益,在經濟效益上遠不如直接在大漢溪下游接近庫區的地方進行疏濬。

過去淤積資料的回顧

相信稍微熟悉石門水庫歷年淤積資料的人,都會對這種宣稱不以為然。比方徐肇斌在2006年的碩士論文(台大生物環境系統工程學系,2006)就指出: 「1963-1972年石門水庫的年均淤砂量由402萬立方公尺,降到1973-1999 的78萬立方公尺」(1973年5月大漢溪三大壩之一的義興壩完工,通常將這一年開始視同石門水庫進入防砂壩時期,不過之前已有不少的小型壩興建了)。

但是這組數據明顯的忽略掉了一個重要事實,那就是颱風暴雨所帶來的淤砂,是防砂壩所束手無策的,這一點已經被四十幾年來,十幾次重大的颱風所一再證實。而且事實上,颱風所帶來的淤砂才是石門水庫淤積最主要的來源,根據交通大學防災工程研究中心所作的研究「石門水庫集水區崩塌與庫區淤積風險評估研究」(水利署,,2006.11)中所整理的資料,石門水庫自完成以來,至2005年年底,一共淤積了9,727萬立方公尺的淤砂(其中已經清淤了1,090萬立方公尺)主要來自17次颱風占了76.7%的淤積量。

防砂壩所可能有用的防砂量,就在剩下的不到四分之一的淤積量。因此在交大的較為嚴謹研究中,對於防砂壩的評估改成在建庫完工的1963年到1972年9年間扣掉了五次重大颱風的淤積再做年度平均,再和1974年至1995年21年間扣掉兩次颱風的淤積的年平均相比,其結果在前防砂壩期和防砂壩期平均分別是每年1,336,000立方公尺和586,000立方公尺,也就是兩者相差了約80萬立方公尺。我們有很堅強的理由相信這絕對是高估,但先不管這些,就假設每年淤積相差80萬立方公尺而論,在上游廣建防砂壩依然是毫無效益的行為。

去淤成本的比較

同樣是淤積的情況下,可以在水庫中抽泥清淤,也可以在上游到處建防砂壩阻擋。但是此時所謂從「源頭做起」不見得是理性的行為,因為在廣大的集水區中泥砂的產生,並不一定都會到水庫中,有時只是在集水區中重新分布而已。要在上游各處大建防砂壩防止淤積,顯然會過度防範,一定不符合經濟效益。就讓我們來算一算吧,依據逢甲大學的研究案《水庫清淤之檢討與評估(第二年)》中指出明德水庫在2005年清淤的成本是215元/立方公尺,而事實上石門水庫近年發展像水力排砂,沈澱池蓄砂等作為,其成本當比明德水庫那樣用船抽砂,再用車運送出去低很多,就算每立方公尺200元,80萬噸共需要1.6億元。 石門水庫上游攔砂壩整治工程

聽起來好像很多,但是沒有跟替代方案--也就是防砂壩--相比是沒有意義的。民國67年編列預算開始興建的榮華壩的經費是5億4千8百萬元(資料出自朱達仁等人所做的《石門水庫上游集水區防砂壩現況與管理分析》),如果依主計處的消費者物價指數,換算成現在的幣值要乘上2.35倍,大約是13億元,而上游集水區有120幾個壩。

以20年的折舊來算,不用去加就知道1.6億連折舊都不到,根本不用去加計利息再算效益來比較,更誇張的是,今年夏天為石門水庫集水區整治計畫所建的大大小小的壩,到現在許多已經淤滿,再也沒有防砂的功能,折舊要怎麼算呢?一年還是半年呢?結論是:建立防砂壩所耗費的經濟資源絕對比直接在庫區去淤的成本要高。更何況下文所要指出的,防砂壩所攔的這些砂,即使在沒有防砂壩的情形,還是大部分到不了庫區,最多就在大漢溪下游堆積。

這些堆積當然需要清運,可是正如對防砂壩的成份分析所得到的結果,這些成份中粒徑較粗,是可以成為建築材料的有價料,可以補償清運費用,成本會非常的低。但是目前的做法卻變成在民間缺乏砂石可用的情況下,為建防砂壩而運送大量砂石上山,結果竟是進一步將可以使用的砂石攔在深山之中,導致清淤成本太高,根本沒人會去清防砂壩,這種做法難道稱不上是「倒行逆施」嗎?

防砂壩攔得到淤砂嗎?

我們為什麼會宣稱有沒有防砂壩有80萬立方公尺的淤砂差距一定是高估呢?讓我們回頭看看數據產生的背景,自1959年的八七水災和1964年的葛洛禮颱風以來十幾年的時間,可以說是臺灣水患的高峰期,也奠定了臺灣水患治理的性格,甚至穩固了威權統治。以9年5次水患之間的淤砂平均值去和21年2次水患之間的淤砂相比,然後把差異歸給防砂壩是有問題的。

石門水庫的前十年,也就是在防砂壩還不多的時期,在多次颱風水患的情況下,崩塌的情況一定很多,即使在沒有颱風的年份,只要有大雨,就會帶走很多細砂,而這些細砂在有沒有防砂壩的情形下都一樣會被帶走,正如這幾年在艾利颱風過後的情形。之所以這樣認定還有更堅強的物理性質上的理由,那就是近年來對於石門水庫以及大漢溪下游的淤砂所做的粒徑分布的結果。一樣根據交大研究的整理,石門水庫中淤積的泥砂中徑粒超過0.3mm 的僅占全部重量的0.65%,也就是說粒徑較大的砂很少。相反的在大漢溪接近石門水庫的區域的泥砂徑粒分析中小於0.3mm 只佔4%左右(第42-45斷面),像是水庫淤泥那樣粒徑較小者的只占很少數。這兩者的成分幾乎沒有重疊,而攔砂壩的泥砂分析粒徑也是和河床接近幾乎沒細砂。

由此可見,會被較大的水量所帶入水庫的淤砂,不管是不是颱風時期,防砂壩都攔不到。唯一可以替防砂壩辯護的說法是:那麼,如果沒有攔砂壩,那些粒徑較粗的砂石會不會就進入庫區了呢?實際上是不會,有歷史資料可以驗證,在前防砂壩時期那9年就進入石門水庫淤積可是占了目前總淤積量的39.7%,如果防砂壩所攔到那些徑粒較粗的砂石原本會進入庫區,那麼應該會被測量到才對,這更證明了上段所言,徑粒較粗而有經濟價值的砂石只會堆積在大漢溪下游,直接疏濬就可以了。

巴陵地區的開墾是否為導致石門水庫上游土石崩塌的主因仍待觀察;照片提供:林務局今年被韋帕颱風沖跨的巴陵壩更是提供了清楚的現場說明,巴陵壩原本攔下了1千萬立方公尺的砂石,可是在柯羅莎颱風後,原本被巴陵壩所攔下的那些砂石大部分還是堆在河床中,榮華壩剩下未被淤滿120萬立方公尺的空間都還沒有被淤滿,可見這些粒徑較大的砂石往下沖刷的速度不快。總之,防砂壩真得有攔到任何屬於水庫的淤積都是令人懷疑的事情,然而為了興建防砂壩所建的施工便道,所砍伐的植栽,使更多的土地裸露,可能引發崩塌,而這些崩塌中會被帶至水庫的細砂防砂壩攔不到,而不會被帶至水庫的砂石則填滿了防砂壩。真相很可能是防砂壩不僅沒有降低水庫的淤積,還增加了它的淤積。

結論

正如學術界普遍承認的,石門水庫的淤積主要來自崩塌所產生的泥砂,而這些崩塌主因是颱風時雨量太大超過土地負荷導致,而且崩塌地大多是天然林地。我們必需承認,要降低這些天然崩塌率非常的困難,至今也還沒有人想出真正的良策。但是如目前石門水庫集水區整治計畫中廣建各式防砂壩的作法只是在逃避問題,甚至惡化問題。把解決問題所需要的資源轉移到沒有意義的工程,這些工程製造了安心的假象,最終只是拖延了解決問題的時間。

因此我們主張:在第一期整治工程中尚未規劃完成,以及第二期整治工程中以減少淤積為目的的防砂壩工程立刻停止,而以道路保全或者防止土石流為目的的防砂壩必需通過環境影響評估的程序。而將這些資源轉移到更有生態性的做法,即使不能完全解決崩塌的問題,至少照顧到了環境。