RiverFlow 2D調整固床工高度之參數檢定 -以梗枋南勢溪為例

Abstract

在台灣的野溪中，常常可以看見工程師設計固床工和防砂壩這些水工構造物以防止河流的縱向侵蝕，但設計這些水工構造物的高差過大，造成溪流伏流、斷流等問題，阻斷了當地迴游物種或魚類的縱向生態廊道。本研究將以梗枋南勢溪下游1-23號固床工區段為例，配合過去文獻之生態調查、工程圖說、規劃報告與實地勘察結合UAV所建置之地形資料，並行政院農業委員會水土保持計畫中所設計考慮跌水修正和生態因子的固床工有效高度利用地形繪製軟體調整固床工高度，以二維水理輸砂模式RiverFlow 2D以不同重現期距流量情況下進行調整固床工前後之情境模擬，模擬結果將以河床縱斷面的方式呈現，評估調整前後河相變化，同時選定當地特有之洄游魚種─大吻鰕虎為研究物種，以棲地適合度指數評估調整前後棲地改善狀況，成果說明如下： 1. 在縱觀2年與50年重現期距下不同模擬範圍間距密度對於泥沙沖淤之情況可發現，間距較密集之6-10號區段與15-16號區段明顯比10-15號區段在沖刷與淤積有更顯著地穩定河床效果，凸顯了建置固床工的效益，而這種效果隨著坡度的陡峭程度成了正比，隨著坡度提升，若減小固床工間距能確實穩定其沖淤幅度。 2. 以河床縱斷面檢視研究區域中斷流、伏流嚴重之區域15至22號固床工區間(調整高度為16號之1.10公尺、17號之1.24公尺、18號之1.06公尺及19號之1.60公尺)，其中設計之枯水期重現期距流量模擬枯水期時流量，模擬結果圖顯示調整高度後，在15至22號固床工河段整段縱向溪流廊道流水是暢通的，解決了生態水深不足之問題；2年重現期距暴雨流量模擬結果圖顯示調整高度後，整段溪流經暴雨後沖淤平衡，減緩高度落差且沖刷坑能增加生態棲地，形成棲地友善，豐富物種多樣性。 3. 為解決物種迴游問題，則需檢視調整各固床工，調整固床工頂高並構築魚道，固床工溢流口和下游河床高差大於35公分者要構築魚道如1、2、4、9、13、15-20、22號固床工(1號0.66公尺、2號0.47公尺、4號1.15公尺、9號0.99公尺、13號1.39公尺、16號之1.10公尺、17號之1.24公尺、18號之1.06公尺及19號之1.60公尺、20號0.94公尺、22號0.5公尺)，且魚道應配合梗枋南勢溪不同物種迴游所需不同流速進行設計，確保梗枋南勢溪特有之鰕虎物種能順利迴游。 4. 以棲地適合度指數中檢視調整前後水深與流速，模擬結果顯示調整固床工後確實的有效地增加本研究梗枋南勢溪選定研究物種大吻蝦虎的生態棲地環境，流速與水深在指數高的區間面積百分比皆有提升，能改善梗枋南勢溪過去因過高固床工而帶來的物種危機。