文:康芳銘/宜蘭惜溪聯盟
大湖溪流域的特殊性
由於當地不少居民曾經反應未曾有淹水經驗,而河川治理規劃時,於 25 年重現期距的設計標準下,在極為嚴謹探討與計算的結果,需要建築堤防。然近十多年宜蘭亦有發生百年一次的颱風暴雨,也未曾淹水。這之間的差異,可能與大湖溪集水區地文與水文因子相較過所知其他的集水區有非常大的差異,為十分特殊的環境,不能以一般方式考慮。
在水資源上,大湖溪湧泉濕地多,自來水公司之深溝淨水場甚至於日治時期僅用淺井為自來水源提供宜蘭市自來水,至今淺井仍有佔全年 40% 上下的總供應量,供應範圍自頭城到羅東。而當地有許多以水為重要產業,顯示大湖溪與其他流域大大的不同。在水資源是如此,在防洪上,如與其他區域有不容忽視的巨大差異,應屬合理。
當地居民反應未曾淹水,有可能是當地之水文地文因子迥異於其他區域,故輸入至河道演算的重現期距入流量,應較一般計算推估方式低甚多。如以一般方式所得到的重現期距入流量所推估出來的河道,應確有建設堤防的必要。然如考慮此流域的水文地文特殊性,重新調整適合本集水區降雨逕流模式之參數,在同樣的設計雨型條件下,可能得到的結果,是不需要建設堤防,或是堤防高度大大降低。
關於特殊性的因素如下
集水區的山區部分之降雨損失高,故對於直接逕流有貢獻的有效降雨量遠低於一般其他的山區。
大湖溪集水區的山區部分森林覆蓋十分良好,且以自然林為主。以宜蘭大學大礁溪林場之肖楠人工林的實地驗證,最終入滲量超過60 mm/hr 。而林業界盧惠生老師曾於民國85年曾以野外降雨模擬試驗方法,於蓮華池坡地十年生的檳榔園試驗,得到的土壤最終入滲率,陡坡(30°)的極限值約 50 mm/hr,緩坡(20°)的極限值約70 mm/hr,且土壤最終入滲率小於極限值時, 降雨強度增大,土壤最終入滲率隨之增加 (盧惠生等。民85年。蓮華池坡地檳榔園土壤入滲模式之研究。臺灣林業科學 11:4頁409-420)。而一般自然林的土壤入滲容量高於人工林,而覆蓋良好的自然林約有7-12% 上下的降雨截留量。由於坡地自然林基礎水文資料蒐集與分析的研究幾乎缺乏,故多數模式參數都參考國外進行合理的調整,由於大湖溪沒有長期流量資料以供反推合適的參數,故這一部分有可能會高估。以此地豐沛的伏流水資源,也有可能來自附近山區的補注,也就是說因為截留、入滲所造成的降雨損失很高,進入到非侷限含水層,為提供當地豐沛的伏流水源來源之一。
農田入滲率高
此區的土壤層比較薄,而且底下很多礫石,所以農田裡面的入滲係數較其他一般水田高,故增加降雨損失量。
湖泊濕地、水池、水田之窪蓄量
此區湖泊濕地,一個是深溝,一個是大湖,還有許多小的水池,以及水田,故有較高的窪蓄量,亦增加降雨損失。早期的堤防高度有適度的降低。
不定河川的多重逕流路徑,與集水區南邊的邊界高程可能接近,甚至略低於此河段的現況岸邊高程。
歷史上此處河川流向不定,多重路徑。大湖溪流域是位於蘭陽平原的較高處,跟低窪的壯圍五結一帶很不一樣,如果降雨太大,地表逕流很高,無法由渠道河川排出的洪水,就溢淹出來,沿著垂直於等高線的方向,由農田或是道路往低處漫地流,可能就是往南側葫蘆堵、七賢、宜蘭市南橋里的方向過去,而非順著大湖溪在金六結附近匯集宜蘭河,所以洪水可以有多個路徑往較低處流動,不會造成此處淹水,而堤防興建與否,可能並對於此處是否淹水影響有限,歷史地圖顯示過去這一帶(其實蘭陽平原其他地方也是如此)水路複雜,有多個水路徑,且河川不定,也是反應出這裡的地文特色。
由於大湖溪流域水文地因子的相當特殊性,故重現期距的入流量 (輸入到河道演算的模式)應該加以檢討,蒐集相關文獻,必要時略補充一些調查,以檢討降雨逕流模式中的合理參數,得到合理的重現期距的入流量,再進行此一條件方案下的一維與二維河道模擬演算結果。此一條件方案結果,與治理計畫書以現行公告的入流洪水量所推估模擬結果相互比較,提供檢視與討論。
由於河川生態檢核包含迴避的選項,故無需建設堤防,或需要建設的堤防高度降低甚多,也是選項之一。而且此選項可以降低工程款,故此額外的經費,反而可以節省公帑甚多,故實為必要。
大湖溪此河段之生態完整性 (非生物完整性)高,為台灣平原溪流少見,應有特殊之作為。
大湖溪此河段過去未有整治,集水區變遷小,故可以假設此處為相對接近於河川型態與生態棲地、生物演替發展之極盛相,接近於穩定態,可以是為生態完整性高之平原溪流。故應以 IUCN (International Union for Conservation of Nature,聯合國下的自然保育聯盟)的保護區架構系統中,因特殊性高之第一等級的保護區,予以保留,進行科學研究,以提供類似生態系劣化後之修復改善之重要參考。換言之,我們對於大湖溪整體性所學習得到的知識,對於未來河川生態環境改善以整體性的觀點,進行改善至為關鍵。現今生態檢核的方式,仍以重要物種棲地、重要環境與文化點的指認,缺乏系統性的完整認知,實則因當我們開始重視河川全面向時,已找不到類似這樣完整性的平原河川,讓我們向河川深刻虛心的學習,得到充分完整的系統性知識,應用於需要改善的河川。故此大湖溪生態檢核,將為台灣平原河川更完整、更全面的管理之新起點。
建議
生態調查點、水質調查點與斷面調查應儘量重疊。
流體力學基礎理論上,有連續體(continuum)之說法。而在河川生態學上,亦有河川連續體的說法。河川的長期水流與泥沙推移間的平衡,形成所謂河川生態學上所謂微棲地的淺瀨與深潭,兩者實為一個整體。也就是說河相學(River morphology,直譯為河川形態)與河川生態學的棲地類型,實為同一事物的不同面向。水利專家與生態專家,應可以在此介面上建立共同的討論與合作。
河岸面上植物所生長的位置,與淹水頻率年有關,如芒草常生長在一至兩年頻率淹水的河岸(或沙丘)之高度,而灌木會再高一些,較高的樹木,可能會在淹水頻率10年左右之位置。
河川水面下的生物,亦如是,河川剖面上相對水深,與流速快慢,底質砂石粒徑,與底棲生物、魚類、蝦蟹有關。
因此,生態調查的點應選在有河川斷面測量位置,沿著此斷面調查。如此,才能將不同頻率年的淹水位置與沿著剖面的生態梯度變化連結,建立相關性資料。生態調查的結果,不一定以傳統的作業手冊上之標準上呈現,而可以用棲地水文條件之同功群 (Functional Guild)方式呈現,也就是在某一梯度(如 1.5 年到 5 年)上,為某幾類的植物、動物經常出現的位置。如以群聚(群落)分析之方式,這幾種生物,也應會被分類的同一群聚(落)。
至於調查點的位置,最好在彎道前中後各選一點,因為這三處的剖面很不一樣,然而這一區域,剛好有數個轉折彎道,理論上如能有多幾個點,較為理想。
囿於計畫工作項目相當多,很難以真正河川系統科研的角度方式進行調查。然而如能發揮大湖溪具有科研價值的保護區之功能,實應用提高生態調查結果品質但耗費較多人力與設備的方法,而調查點應適當增加、一些調查結果統計分析的方法,也會相對應提升,這都需要額外野外調查與內業分析工作量,但實質上,其結果配合河道物理性質之調查結果,可以提供重要連結性的系統基礎上之認知,這些知識未來可以應用提升台灣河川環境改善規劃設計的品質,實有必要性。
中長期宜建立河川合理利用、適度保存區
雖然大湖溪具有重要保護區的價值,現況已經是有某種低度利用方式,也不可能完全移除現況利用方式。故適度保存的基礎上,合理的利用應是可以接受的。
在合理利用、適度保存的管理下,此河段應可作為重要的河川環境教育區,讓我們好好學習與認識河川。
