【台灣生態學會電子報第323期】以曾文溪流域為例探討國內水患治理之困境─台灣生態學會電子報─智邦公益電子報

enews.url.com.tw · August 23,2017

以曾文溪流域為例探討國內水患治理之困境

以曾文溪流域為例探討國內水患治理之困境

文/台灣生態學會顧問張豐年

前言

近年來在溫室效應、全球氣候鉅變之影響下，島內各處之水患變本加厲，特別是八八年之莫拉克颱洪，讓行政高層飽受指責。在此壓力下，水利署不得不先後推動各大流域之整體治理。針對曾文溪流域，署下水利規劃試驗所首於100年8月9日召開「曾文溪流域整體治理規劃治理議題協調會議」，101年1月4日、2月15日另分別召開「都市防洪示範區之研究--以台南市為例」、「曾文溪治理規劃檢討」二會，個人從他處管道得知消息後主動出席，發覺水利署除無意於碰觸曾文水庫存廢之燙手山芋外，連嘉義縣境內諸上游支流之嚴重問題亦同樣避而不談。有鑑於全島各處河川所面對之困境大同小異，為了能讓大家瞭解水利署之心態並預採對策，謹此嘗試將該三次會議經過與個人長年觀察之所得加以整合，看能否為島內奄奄一息之諸河帶來脫胎換骨之契機。

水利署迄無膽識碰觸曾文水庫存廢議題

曾文水庫之存廢無疑居曾文溪整流域能否永續經營、沿岸居民生命財產能否確保之關鍵，個人雖每於會中一再敦促水利署釐清如下諸問題，並預擬退場機制，惟如狗吠火車：（1）南區之水資源利用是否已達上限？能容許進一步之開發？該如何總量管制？（2）過往整流域之土砂生產輸移量是否被嚴重低估？曾文水庫上下游土砂分佈二極化已造成哪些嚴重後遺症？是否持續擴大中？且為何縱使庫區淤積大量砂石（圖1），下游水理上該遭淘空，但某些河段之淤積卻仍持續加重？如站於麻善大橋往上下望，除主流深槽化外，舉目望去盡是草木，麻善河濱公園早已不見蹤影，而灘高於周邊路地有達一樓高者（圖2），如何解釋？在此窘境下如何防止洪流不溢堤？如何讓內水順利外排？有無可能治本？（3）庫區之淤積真能藉由繞庫排砂、改建壩體、強化水力排砂等工程手段而解決？設若真有效，下游淤積段之災情勢必因而更為加劇，如何未雨綢繆？（4）莫拉克颱洪造成庫區之嚴重淤積除預告該庫之壽命有限外，萬一溢壩，是否可能因背後遭沖擊而致潰壩？（5）如何未雨綢繆，預擬曾文水庫退場機制？

有鑑於曾文水庫存廢之嚴肅議題水利署迄無膽識面對，且目前國內欲談拆壩時機亦尚未成熟，因此本文將僅約略點到為止，下文將儘量聚焦於探討傳統治理之種種問題。若對拆壩有興趣者，請參閱本期刊之另文（美國「成功拆壩記事」給國內反水庫運動帶來之啟示）。

現行流域之治理要如何改弦易轍？

建議如下：（1）首需釐清歷來災害是人為（設施或系統）抑或自然因素所造成？比重如何？對症下藥。（2）於既已築堤退無可退之都會區，務需定期疏浚，輔以綜合治水諸措施。（3）於未經全面整治之河川，儘量以「拓寬河道、增加通洪斷面、保留自然洪泛機制」取代築堤；萬一非築不可，儘量選擇於弱面（即具保護對象之沖擊面）施作即可，避免硬加於本就淤積面。（4）恢復整流域洪泛自我調控（緩衝）機制：於都會邊緣地區等尚有回頭拆堤、拓寬浚深河道之空間者，該考慮漸進拆堤，讓農地發揮滯洪作用，並由原生植被擔負起護岸保水之重責。

哪些思維需改變？哪些盲點該突破？

1. 災害常肇因於人為設施或系統之互為衝突，光就水利署轄下而言，各水資局之水資源開發工事（如建壩）不僅為各河川局之河防工事（如堤防）帶來困擾，對其他部會之跨河構造物（如橋樑）亦同樣不放過，曾文溪自不例外，建議首該釐清建壩、築堤二者對各流域之縱軸、橫軸砂石分佈可能產生哪些影響？並衍生哪些後遺症？機制如何？有無亡羊補牢可能？

2. 勿忽略就一般水庫而言，上下分呈之淤積淘空是以壩體為中心往上下延深：

● 於河道不管是開發抑或治理，傳統之考量通常偏重洪峰量，卻忽略掉整流域砂石分佈若二極化將會帶來何種衝擊？且二極化是否日益加劇？就曾文水庫個案而言，下游因缺乏砂石補注，行水區皆已呈深槽化自可理解，但在二溪橋至大內橋段沖淤互見（圖3），大內橋以下至中山高段卻以淤積為主（圖4），就讓人不解。探討原因該出在於：（1）大粒徑者恆沈積於庫區，粒徑小之泥沙則易於下移，而下移者亦因粒徑不同於輸移距離亦有差別，越小可越遠，因此越下游越可見細粒徑之泥沙淤積於灘地，但行水區卻越陷越深。（2）整流域之砂石產輸量被低估。似此機制除非能被徹底瞭解，並有效克服，否則治理注定白忙一場。

3. 切勿忽略「硬被分割之內外水總伺機復合為一、築堤不足以自動防制水患」之事實：

● 每條河川未經人為干預之流域範圍在千百萬年之自然雕塑下早就形成一「洪流進退最佳、最穩定之體系，且能自動發揮滯洪、排洪之功能」。假若單岸築堤，此完整之體系就被一分為二，假若雙岸同時築堤則被一分為三。系統越多，整體穩定性就越差。一旦築堤，各旁支系統（內水）大致上獨立運作，僅餘小管徑與主系統連通。在如此運作之下內水區既要劃地自保，卻又不得不看主河道（外水）願不願讓道之臉色，因此一遇大雨不免陷入進退兩難（關門不讓人進來，自己亦難以走出去），連帶涵容、穩定性相對變差之困境。

● 水利界慣於將水患截然歸罪於內水外水之失控，此二分法不妥，建議治理時另考量如下：（1）整流域之水本為一體，因硬加堤防圍堵才有內外水之別，但該二水系縱使能硬與藕斷亦難以避免絲連，其間主從關係錯綜複雜（參考如下「築堤、防逆設施之設置」等處說明），惟目前通採之築堤策略（不管有無加裝防逆鈑、閘門、抽水站等等）都未能將該些因素整體考量進去，因此施作越多，離自然越遠，操控更複雜，潛伏危機更大。（2）內外水確係相對而非絕對：針對同一河川，若於上游溢流常被認為外水惹禍，惟繞一大圈，於下游復又流入主流則被認為內水；另如對較小之支流而言潰堤溢流之水是為外水，但對主流而言是為內水。（3）不管內水或外水只要有一方超過堤防高度，即復歸合一。（4）假若治理時不考量二者本該合一，且何者為因，何者為果，截然硬劃分內外，終將功虧一簣。（5）水患之所以發生，並非內水外水相對高度可單純解釋，事實上所牽涉之變數錯綜複雜，水利單位之所以到處築堤事實上是基於豪大雨時「外水位相對較高，且恆內溢或倒灌」之單向假設（思維），若考量堤內外原始（未築堤前）必有之互動機制，此假設除了相對低窪地區外幾皆為錯。事實上於非低窪地區，內水外排不暢更是水患常見之原因，斯時毋待外水越堤而過，內水常早就汪洋一片，且常比外水之水位還更高。假若無堤防硬加阻擋，內水早就可排入主河道內，不至於如築堤導致堤後積水不退，反釀大災。

4. 切忌寄望以築超級堤防、二道堤防或加高堤防等方式來防制水患：

● 各大流域之水患除肇因於特大雨量外，與傳統「築堤束縮河道」之後遺症更難脫關係，其肇災機制如下：（1）築堤最嚴重之鐵窗效應（如住家為防外賊闖入而加裝鐵窗，惟一旦失火時卻逃生無門）一再被忽略：原本岸邊散在之雨水可就近不受拘束地排入主流，惟築堤後通路全面受堵，必需另築一溝渠集中在某一定點經由涵管排入主河道。很不幸地通常該孔徑之設計過小，復有防逆鈑於後、漂流木等雜物於前進一步雙重堵住涵孔之可能。萬一被堵住，因為上面空間被堤體所阻（有別於自然水岸上面空間開放，若某處受阻往旁或往上一流即解），除非水位高漲溢堤，否則積水無從宣洩。築堤除岸邊之局部排水出問題外，上游支流或局部較大排水匯入處所面臨之困境如出一轍。因此水患很容易從未築堤前之洪泛溢流、水土流失，搖身一變為內水外排不暢之堤後積水。（2）洪流專找脆弱點突破，縱使堤防僅潰一小段，周遭尚完好段之堤後亦不免因而汪洋一片。（3）設若堤防未損，但洪水位高過堤頂，則照樣往周遭溢淹。（4）堤防受水面理當較堤背為堅固，萬一潰堤或溢流，則洪水另從背後弱面攻擊，在前後夾擊之下，如四兩撥千斤般通常僅需數分鐘，整堤段即可流失無蹤。（5）縱使堤破未潰決，亦需重新花一筆錢修復，經費可能遠高於放任造成之損害。（6）築堤後，因多少束縮河道減低洪泛空間，長久下來砂石勢必就地淤積；一旦河床遭托高，內水排入更是不易，堤後積水更不易退。反之，具靈性之河道當然不會就此輕易束手，其對應之道為：驅使橫斷面之砂石分佈亦呈二極化（如同堰壩導致河道縱軸砂石分佈二極化般），於凸岸淤積更高，易致溢流；於水沖擊處則沖刷更深，易致潰堤、斷橋，如是水患照來不誤（圖2）。（7）淤積除肇因於束縮河道之水理因素外，另有一嚴重之生物因素（即河川普遍遭污染、優養化、草木叢生問題）卻普被忽略，不僅大宗之農業生產（農藥、肥料、畜牧養殖），連一般之民生、工商廢水都可引起類似問題。植物一旦長上，河床粗糙面增加，一遇洪流泥沙之淤積勢必加速，植物又再長，造成惡性循環（圖3、4）。（8）築堤束縮河道不免破壞自然蓄洪機制：在正常情況下每一流域原本幾皆有部分河段狹窄成隘口，在其上形成廣闊洪泛（滯洪）區，對當地或許不免多少有所威脅，惟卻可減緩逕流直下，減低下游災情。一旦動手築堤，此隘口通常首被拓寬，但其上之洪泛區卻被嚴重束縮，自動調控機制旋即遭破壞無餘，後果往往得不償失。（9）水恆往低處流，一旦雨量夠大，水患只會互為排擠不會無端消失，假若某河段通行無礙，周遭確保安全無虞，下游河段遭殃之機會則大增。

● 從上可看出：（1）築堤功效一再被刻意高估：事實上築後初期水患之改善大都拜河道經拓寬與浚深（通洪斷面雖略有增加，但卻仍低於原始）所賜，而非堤防阻隔之貢獻。數年後一旦淤積優養回復、排水涵孔復遭堵塞，問題又來。（2）務請認知大自然善巧，極少以硬碰硬方式摧毀人為工事，洪流只要能四兩撥千金般地將堤底淘空，縱使堤高號稱百年保護標準亦無濟於事。（3）光束水築堤若無足夠之配套措施、良善之後續維護管理與疏浚，可料想水患僅會改變型態，不會無端消失。（4）在現有科技之下，假若因地制宜小心操作，築堤對於某一局部水患之防制或許可發揮一定之效益。惟假若不分青紅皂白地全面施作，無溢洪、滯洪空間，萬一碰上豪大雨，則不僅無法脫身，反常越陷越深。

● 為解決既有護堤出水高不足問題，建議以疏浚取代加高之方案，理由除上述外，另有：（1）縱使護堤能一再追高，但在超過一定限度後力學上亦終究難以支撐。（2）萬一堤後積水發生，災情常比未加高前更慘。

● 建議於未經全面整治之河川，儘量以「拓寬河道、增加通洪斷面、保留或回復洪泛區」取代築護堤。有鑑於全面築堤勢必導致自我調控機制之不可逆，因此築前該先釐清目的為何？是為防止溢流？抑或防止岸邊水土流失？抑或兩者兼顧？如為防止溢流，則高度需足夠，如光為防止水土流失卻允溢流（如讓農地發揮滯洪功能），則僅需強化基底即可。若認為非築不可，建議儘量選擇於弱面（即具保護對象且易遭沖擊之凹面），避開本就凸出之淤積面。

● 就曾文溪下游平原段而言，有如下諸困境：（1）灘高於陸：如站於麻善大橋段之堤防往上下游看，都可發覺灘地遠高於周邊陸地（圖2）。（2）新近之全面築堤，如大內鄉大內新橋至二溪橋上游之右岸、二高橋兩岸（圖5）、84快速道官田段（圖6），遲早不免導致河道橫斷面砂石之重新分佈，讓沖淤更二極化，溢堤、潰堤、斷橋等事件終究難免。若站於二高橋往上下望，可發覺行水僅剩靠右岸之深槽，其餘幾乎全面淤滿，並草木橫生（優養化）。而下游緊鄰深槽之路堤共構工事，還沒完工卻已塌陷一大段，足堪警惕（圖5）。另站在大內新橋往上下望亦可見行水區岩盤裸露深槽化，且在左岸下游不遠處雖已危及橋基、護堤，但大部分之河床還是呈淤積優養化（圖3、7）。有鑑於同樣是治理，只要能事先妥適規劃，營造原生植被以護岸，伺機疏浚，則未必需築護堤，因此溪尾排水左堤（河道急轉本就易於淤積之凸面）是否需加築另一道堤防（即二道堤）就值得好好深思。（3）雖高喊綜合治理，但洪泛區、濕地照樣被犧牲，如於二溪橋上游左岸，硬被劃歸堤道外（圖8）。

● 針對護堤之規劃施工：（1）很多溪流嚴重淤積主辦單位卻不敢放手疏浚，就因有堤基、橋基太淺難以出口之隱痛。建議：於淤積面除非為防止溢流，儘量不與施作；於沖蝕面則需強化基礎，避免遭淘空。現行千篇一律之施作方式，不是基底深度不足，就另有劃手添足多此一舉之憾。（2）大自然善使四兩撥千金之功，縱使工事號稱多堅固亦常經不起底下淘空，上述二高橋下游右岸之路堤共構工事，還沒完工、未碰上豪大雨，卻已塌陷一大段之事實顯示國內公共工程之規劃與施工品質都出現嚴重問題（圖5），該有人出面負責。

● 針對丁字壩之規劃施工：國內丁字壩日見普及，大部分用以減緩沖蝕，但許多樣式光從肉眼上就可知不妥（圖6），有鑑於水勢如同駕車，於轉彎處隨著量、速之增大，離心力越大，建議規劃時注意如下：（1）師法公路單位將彎道截面設計成一緩坡之作法，即丁壩之靠堤側需高於近水側，以避免離心力失控、外衝。（2）個別之擺置需順水流向，與堤防成斜交，避免直交，且避免有綾有角，讓整體曲線平順呈蜿蜒狀。（3）規模大小可伺機依序漸進調整，從小至大、復歸小，避免靠堤側出現空窗讓洪流有隙可乘。（4）避免使用表面過於粗糙之材質，如消波塊等，而增加局部之沖擊擾動，危及自身。（5）自然水制工各河川原本即有，建議善加認知並充分利用，切忌輕易加以破壞，回頭耗費鉅資外求，卻仍不得要領。

5. 建議重新檢討防逆設施之設置基準，以免「鐵窗效應」一再發生：

● 鐵窗效應之所以發生，除主因主支流交會處涵孔過小外，尚有一因素被嚴重忽略，即各種防逆流設施常不分青紅皂白地硬被附加，導致原本即已過於狹窄之涵孔進一步受阻。吾人可諒解公部門之所以會出此招乃因懼怕發生倒灌逆流之情事，惟水恆往低處流乃千古不變之道理，增設防逆設施，形同設路障營造單行道般，當然無可避免亦會多少阻礙自然車行之速，反致塞車。有鑑於此，設置之前建議考量如下：（1）該處是否為真正之低窪地區（堤內外床底落差多大）？水患肇因於倒灌逆流抑或內水外排受阻之因素大、發生頻率何者為高、真有倒灌可能、是否反會加重堤後積水等等？（2）事實上在非真正之低窪地區，施設閘門後內水外排受阻之機率（如每年只要下起大陣雨就可發生數次）是遠大於來自上游之洪流溢堤倒灌（數十年一遇），真值得如此自取麻煩？（3）二水交會處於自然情況下因互擾通常寬敞且可來回擺動，一旦築堤此動態平衡機制即遭破壞無餘，遑論進一步加置防逆措施。（4）治水務需個案考量，以避免例行性地硬加裝、到處複製同樣錯誤尚且不自知之憾事一再發生。（5）若認防逆設施真具神效，則各大流域主支流交會處是否應比照加裝？惟該認真考量後果能否收拾？

● 97年台中市卡玫基、99年高雄之凡那比颱洪，都是肇因於局部而非來自高山區之豪大雨。另如台中市之大里、太平地區築堤後通常只要一下起西北雨，就到處出現積水（斯時大里溪河床水位尚低，根本不可能倒灌逆流），災情反變本加厲。很明顯地在非真正之低窪地區，諸此內水外排受阻之機率是遠大於來自上游之洪流外溢倒灌。如此到處發生之嚴重後遺症如何能以水過無痕不為外人察覺的方式善後正考驗著整水利專業之智慧。

● 針對擋水鈑之規劃施設，如能事先深入考量如上述，可謂難有施設之空間。針對既已施設則建議：（1）一旦懷疑擋水鈑闖禍，可站於堤頂（不管是於承平時抑或下雨時）藉由觀察兩側水位之落差（最好有高度標示）與堤後有無積水，即可輕易判斷堤後是否為真正低窪地區，水流是否因而受阻，從而採取對策。（2）若被用於非真正低窪地區，建議加以移除。若經移除堤後卻還是照樣積水，建議進一步將涵孔拓寬，以利重力排水。（3）於真正低窪地區，若非用不可，建議改設閘門及抽水設施。（4）若還是不願捨，建議以輕便之材質取代超重之鋼板，或將之固定於涵孔上游側邊（而非上緣）以減低來自頂上之重力持續阻礙水流。

● 針對閘門、抽水站之規劃施設：建議除考量上述外，另加：（1）到處施設後，有無足夠之專業人員來穩當操控？（2）萬一淹水，人員無法接近或缺電時將面對何種嚴重後果？（3）近期新建之閘門直前往往已備有擴大之滯洪空間，何不疏浚主流而藉由重力自排？以上述之標準來檢驗，新近施設於二高橋上游右岸者來日恐凶多吉少。

6. 保留洪泛自我調控（緩衝）能力、拓寬河道、常規疏浚比新築或加高護堤更安全、更具經濟效益：

● 於未築堤處，建議以拓寬河道、營造原生植被取代築堤：考量在於：築後初期水患之改善大都拜河道經拓寬與浚深所賜，而非堤防本身，數年後一旦淤積優養回復、排水孔復遭堵塞，問題又來。

● 於既已築堤退無可退之都會地區，淤積勢必隨之而來，建議與其一再加高護堤，不如常規疏浚來得簡易。且若看到河床一片綠油油，就該警覺是污染、優養化作祟（植物長錯地方，在本該長之山坡地因開發或一再崩塌而未長，但在不該長之河道內卻拚命長），回頭未雨綢繆。

●理想之疏浚事先需有周詳之規畫，除去淤、疏導、增加通洪、滯洪、適時營造濕地外，並可將浚起砂石移補護堤或跨河構造物以減輕所受之沖擊，一舉多得。除非是大流域，一般中小型河川在築堤確定流域範圍一段時間後，沖淤趨勢再變化機率不大，若為了保護堤基，建議疏浚時可移淤積面之砂石墩厚沖蝕面，讓濱溪植物有機會迅速長上；若為了保護橋基，亦可移上游淤積之砂石補下游之淘空。總之，運用之妙存乎一心，惟該避免千篇一律地採攤平或外移模式。弔詭的是：為何主事單位總是畏手畏腳？是否因堤基或橋基深度普遍不足，難以啟口故？

● 曾文溪整西南平原段都有優養化雜草叢生之困境，疏浚動作雖從大內鄉二溪橋至高鐵橋段都可見，但卻分散且無章法，建議改進如上。

7. 「蓄水減洪」重責由整流域共同分擔，而非「你丟我撿」總由下游承擔：

●考量在於：（1）現今之規劃幾可謂皆在於「利水」，苟若各集水區之逕流同時而下，下游平原根本無法承受。（2）事實上各集水區原本即廣泛存在各種小型之洪泛區，只要不被侵佔，簡易適度疏浚、拓寬即可發揮功能。（3）若要改在下游平原施作滯洪囚砂池除地點難覓外，所需之面積更需超大，且需長年浚深。且一旦浚深後即無法藉由重力自然調節，還需倚靠人為抽吸等措施，實際操作常危機四伏，萬一停電或出差錯，不免前功盡棄。貴為全省樣版之高雄市三民區本和里滯洪池於99年凡那比颱風中無法發揮預期功能，周邊照樣大淹水，作了最佳見證。（4）無論就管理、效益或風險而言，滯洪分散、小而美總比大而不當為佳。

●針對滯洪設施：樂見大台南人工湖之闢建，因該預定地本即為曾文溪遭淤積之舊河道，符合闢滯洪池不外求、不遠求之原則。惟若能成真，建議千萬不要硬施橫截式之取水堰，又製造上下土砂分佈二極化之後遺症，改以分散、灘地營造浮水溝之方式取水，問題應可迎刃而解。

●二溪橋上游左岸尚存不少天然濕地，卻被劃歸於新建之堤道外（圖8），讓人感覺不可思議的是：（1）築該堤束縮河道，不免減低洪泛（滯洪）空間，失卻自我調蓄之功能。（2）捨棄天然存在者，卻另於別處窮找不著，有違滯洪不外求、不遠求、不花大錢之原則。（3）原本每一流域都存在著不少之天然濕地或滯洪區，如今碩果僅存者雖僅剩少數，卻同樣不被公部門珍惜。

對水利署之期待

1. 建議署方儘速往上敦促通過國土總規劃與經建開發之總量管制，往下矯正嚴重違背大自然運作之水資源開發，並預擬堰壩退場機制。

2. 整合轄下各單位，以免各自為政，勇敢明確告知政院水資源利用之上限，以免老是被經建開發牽著鼻子走。

3. 曾文溪流域之水資源就是如此之多，為免善後諸大壩、諸堤後遺症之耗費終至無法收拾，建議優先回頭考慮漸進性、選擇性拆壩、拆堤。

4. 有鑑於土地若有流失則對岸必有相對的新增，建議署方帶頭尊重大自然，發揮機動進出河川地之智慧，讓一切管理簡化。

5. 讓荒郊野外或農地擔負起滯洪之重責，為避免遭致地主反對，建議及早推動災保，更以省下之鉅額工程經費回饋，確保農民生計。

6. 嚴厲督導屬下，避免各治理策略看似穩當，惟一旦付諸實務卻常走樣。如於規劃初期一再強調非工程手段，但屆至期末卻又逃不出工程之窠臼；一面高喊滯洪，卻一再趕盡殺絕地將碩果僅存之河段築堤束縮。

附圖說明：