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土木工程與環境(中)

2009年02月20日
作者:洪如江(台灣大學土木系名譽教授、中國土木水利工程學會會士)

橋樑與河川洪水、土石流的交會

河道,原是洪水或土石流的主要通道。以目前土木工程的技術,橋樑的一個跨度,已近2公里,實在沒有必要在河道中建立許多橋墩。在汐止下游的基隆河狹窄河道中,橋墩密集(圖17),其迴水,對上游河段及其兩側陸地的排水,不無影響。

新中橫公路水里玉山線,在跨越筆石溪之前,降低高程,致所建誇溪之筆石橋橋面太低,而且在狹窄之河道中,再加建橋墩(圖18),其橋孔面積實在無法讓颱風豪雨所產生的土石流通過。在桃芝颱風豪雨之時,土石流被筆石橋阻擋而湧昇,將大部分筆石社區的與整座筆石橋沖失無蹤(圖19)。因為橋孔面積太小而致橋樑沖失、堤防被沖毀,而致廣大平地氾濫成災的案例,曾經在台灣一再的重演。

北橫公路的復興吊橋(圖20)與陽明山國家公園內的馬槽橋(圖21),皆採用大跨度之設計,從未受到洪水或土石流之破壞。

圖17 汐止下游的基隆狹窄河道塞入許多橋墩(洪如江攝)

圖18 筆石橋成為筆石溪的瓶頸(林呈教授攝)

圖19 筆石社區及筆石橋被土石流沖失(林呈教授攝)

圖20 北部橫貫公路復興吊橋,跨度及高度皆足以讓洪水與土石流通過(洪如江攝)

圖21 馬槽橋之橋孔夠高夠寬不妨礙土石流通過(圖片來源:中華顧問工程司提供)

水庫的泥沙淤積

水庫,若缺少有效的排沙道,必然有淤積問題;而且,水庫扣留大量泥沙,下游河床必然被刷深,造成橋墩與堤防基礎的裸露,也常造成河口與河口附近海岸線的後退。

在大水庫挖走淤泥,完全不切實際。首先,挖掘一立方公尺的淤泥,成本多少?其次,搬運淤泥需要大量車次,有足夠的道路可以承擔?對沿途居民不造成干擾?再者,大量的淤泥丟在何處?連工程廢土(其數量遠遠少於水庫淤泥)都難以管好,到處亂丟者時有所聞;數以百萬噸,甚至於千萬噸的淤泥,能夠管好?

石門水庫泥沙淤積(圖22),排沙不順,曾造成桃園部分地區的停水事件;榮華壩,原具攔沙與攔水功能,但目前淤泥已近壩頂(圖23),已經沒有替石門水庫欄沙的功能。集集攔河堰,攔截大量泥沙(圖24),也減少下游泥沙供應。

埃及Aswan 水庫建成之後,尼羅河三角洲再無肥沃的泥沙充作農耕所需要的天然肥料;三角洲的海岸線也因泥沙供應減少而後退。

圖22 石門水庫泥沙淤積曾經造成桃園部分地區的停水事件(李錫堤教授攝)

圖23 榮華壩後庫區,淤泥已近壩頂(洪如江攝)

 圖24 集集攔河堰攔截大量泥沙,減少下游泥沙供應(洪如江攝)

水庫的潰潭災害

義大利的Vajont 拱壩建成不久,因水庫水位上升以及豪雨的影響,邊坡坍方(1963 年),二億多立方公尺的土石滑落水庫之中,庫水潑出,下游村莊Longarone浪高70公尺, 村民1,909人遇難。圖25 攝於2002年夏天,拱壩尚健在,但壩後只見土石,已無存水;圖26 顯示水庫坍方後之殘坡(殘留滑動面)及部分坍方材料。其他,法國Malpasset 拱壩破壞(1959年),美國Teton土石壩崩潰(1976年),都曾經造成下游眾多居民的死亡。潰潭,除了人命傷亡及財產損失之外,對環境也造成重大影響,而且,常常是不利的影響,包括:地景的破壞,水文條件的異動,輸沙量的增加造成河水的混濁,等等。

圖25義大利Vajont 壩頂及坍落水庫內之土石(洪如江攝)

圖26 義大利Vajont 水庫坍方殘坡照片(洪如江攝)

土木工程與海岸的交會

台灣的東海岸,尤其自蘇花公路北端至台東一線的岩質海岸,含密集的「解壓節理」(一種張裂縫,圖27),濱臨太平洋數千公尺的海床,基本上在持續崩塌之中;只有極少數的淤積性近海泥岸。早年的蘇花公路,沿著海邊岩質峭壁開鑿而成,其上、下邊坡皆經常落石不斷,只好將公路內移,而把原來路段整理之後,作為觀光步道。目前,根本沒人敢進崩塌與落石不斷的所謂觀光步道(圖28)。

台東海岸公路在選線之時,未考慮自然條件,過度逼近海域,常被海浪沖壞(圖29)。

東海岸某小漁港的「凸堤效應」,造成其南側海岸的沖蝕(圖30)。

花蓮港「凸堤效應」造成其南側海岸的沖蝕,美麗沙灘嚴重流失(圖31)。沖蝕逼近部分岸邊民房(圖32),只好建立高牆把社區圍起來。

在海岸,甚至於在淤積性海岸,放置大量不必要的大型混凝土消波塊(圖33,台東成功港北側),對海岸的景觀造成極大的污染。

台灣西部,開發過多濱海工業區(例如彰濱工業區、六輕工業區)或離島工業區(台西離島工業區),大多是填海造地而成,不但破壞海岸自然生態與景觀,而且減少一般老百姓親近海岸與海洋的機會。在這些工業區開發案中,雖有龐大的土木工程作業,但土木工程界並沒有主導的地位,而只扮演產業政策下的技術支援角色。

太多的人工養殖場,尤其是混凝土構造的養殖場,在施工時、使用中、或棄用後,都嚴重破壞海岸的自然生態與景觀。圖34示台灣東北部龍洞灣之例;圖35 示屏東林邊佳冬海堤被大量PVC管纏身的奇觀。

圖27 蘇花公路海側峭壁,解壓節理發達,易於發生落石災害(洪如江攝)

圖28 舊蘇花公路改為景觀步道,因崩塌與落石不斷而無人敢用(洪如江攝)

圖29 台東海岸公路過度逼近海域而被海浪沖毀(洪如江攝)

圖30 東海岸某小漁港凸堤效應造成其南側海岸沖蝕(洪如江攝)

圖31 花蓮港凸堤效應造成其南側海岸的侵蝕,美麗沙灘嚴重流失(洪如江攝)

圖32 花蓮港南側海岸嚴重沖蝕已經逼近民房(洪如江攝)

圖33 在淤積性海岸且距離海水很遠之內陸放置混凝土消波塊(洪如江攝)

 圖34 龍洞灣優美的自然環境被養殖場所破壞(連永旺先生攝)

圖35 屏東林邊佳冬海堤被養殖業者放置大量PVC管(洪如江攝)

※ 本文轉載自永續公共工程網站