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第一章 緒論

第二節 文獻回顧

有關沙洲地形變動,早先 Hayes(1979)由沙洲型態為出發,研究濱 外沙洲形態與潮汐、波浪作用的關係,以波浪能量為主的海岸環境因波浪 越洗作用(overwash)較強,越洗扇(overwash fan)較多,易生成狹窄、

細長條帶狀沙洲;以潮汐能量為主的海岸環境相對波浪越洗作用較弱,易 生成寬胖、粗短鼓槌狀沙洲。Davis and Hayes(1984)更近一步分析潮汐 與波浪,認為依據潮差、波浪能量的關係,可將濱外沙洲的海岸環境細分 為:波浪主導型、潮汐主導型和波浪潮汐混合型三種。遲至 2004 年,Davis and FitzGerald 研究沙洲的長度、寬度乃至整體地形變動,歸納總結認為 濱外沙洲地形變動是由潮差、波浪能量、沉積物供應、海平面變化趨勢及 底岩等因素所控制。

因本研究的研究期間為 2004 年 12 月至 2007 年 1 月,是針對網子寮沙 洲近五年來的近期變動,時間尺度方面僅含括三年,在海岸變遷研究上屬 於短期研究。沙洲地形變動影響因子中的潮差、海平面變化趨勢和底岩短 期內變化不大,可視為相同;波浪能量、沉積物供應則較易受外在影響而 改變。以下分別由波浪能量及沉積物供應進行文獻回顧。

(一)波浪能量

簡仲和等(2005b、2006)為了提供七股潟湖保護對策、防護工作實施 依據,乃進行地形水深測量、潮波流及漂砂的調查,提供波浪、潮汐、海 流、風等各項地形變動因子之資訊。文中提及 2005 年 6~11 月受到海棠、

泰利、龍王等強烈颱風波浪的影響,網子寮沙洲人工養灘區普遍呈現侵蝕 情形,尤其是北段沙洲中部破壞最嚴重。人工養灘區排除颱風的影響,季 節性波浪作用,以冬季平均示性波高較夏季高,地形侵淤上略呈冬季侵蝕、

夏季淤積之特性。

(二)沉積物供應

沉積物供應依其來源可分成:水面以上陸域部份之風砂,及水面以下 水域部分之沿岸輸砂;整體沉積物供應充足與否亦會影響沙洲地形的變 化。因此由風砂、沿岸輸砂、沉積物供應與沙洲地形變化三方面進行文獻 回顧。

1.風砂

石再添 (1979)研究台灣西南部嘉南洲潟海岸地形變遷,由網子寮沙洲 島上中央沙丘迎風坡向北,即使夏季西南季風盛行期間,新月丘迎風坡向 隨之改變,中央沙丘迎風坡向北的情況仍未改變,推知冬季季風較夏季季 風強,且沙洲北端為風砂砂源區,易侵蝕後退;沙洲南端為風砂堆積區,

有堆積而南移的現象。

林宗儀(2003)研究濕砂對風砂搬運的影響,發現濕砂的風砂搬運量 和風速之間未達平衡。且風砂搬運量除了受風速控制外,與可移動砂源面 積大小成正比。

Van der Wal(1998)研究荷蘭人工養灘區與非人工養灘區,風砂搬運 速率的差異,得出人工養灘區風砂搬運速率較非人工養灘區低,這是因為 人工養灘區的沉積物疏濬潟湖流道而來,含有大量的貝殼碎片和黏土,淘 選度差又膠結佳的關係。

2.沿岸輸砂

簡仲和等(2002、2003、2004、2005a)連續多年在嘉義鰲鼓至曾文溪 口進行潮波流及輸砂調查研究,其調查結果顯示網子寮沙洲的沿岸流與沿 岸縱向輸砂方向皆由北往南,向、離岸輸砂方向則以離岸為多。

曾以帆、許泰文(2005)則根據歷年海岸線變遷資料以及歷年河川輸 砂量變化趨勢,探討台北縣八里海岸、雲林海岸、雲嘉海岸及台南海岸的 變化情形,其透過海岸變遷模式計算模擬,當河川輸砂量減少時,會造成

河川出海口附近海岸之侵蝕,反之則淤積。因此河川輸砂為影響台灣西部 海岸變遷之主要因素。

林宗儀等(2001)分析台灣西南部海岸海灘沉積物特性,認為台南縣 頂頭額沙洲附近,為西南部海岸兩個沿岸漂砂系統的分界,其北部的沉積 物來源為北邊的濁水溪及八掌溪,河川輸砂至河口後再藉由沿岸流自北往 南搬運堆積。

另外,許泰文等(2003、2004、2005)研究海岸開發後對地形變遷的 影響機制,除了進行波潮流的調查外,更蒐集濁水溪、北港溪、朴子溪、

八掌溪、急水溪、曾文溪日流量及日輸砂量資料,估算年輸砂量,並依河 川沿岸高程變化繪製河道侵淤圖。發現河砂濫採及曾文水庫的興建使河川 輸砂減少,興建漁港、海埔地等海岸開發,超抽地下水引發地層下陷,及 不當的海岸防禦工法等都會影響近岸流場,使輸砂受阻加速海岸侵蝕。

3. 沉積物供應與沙洲地形變化

Davis(1994)指出當沉積物供應充足,沙洲高程增高,整體往海側移 動;當沉積物供應不足,則沙洲高程降低,遇極端颱風事件增強波浪能量,

易誘發波浪越洗作用,前灘沉積物穿越沙丘區形成沙丘缺口,並往潟湖內 堆積成越洗扇,加速沙洲攤平,使整體往陸側移動。

(三)人為作用

影響沙洲地型變動的因子,除了上述兩因子之外,網子寮沙洲所屬的 台南縣沙洲群,大部分皆已陸化而與陸地連接,其陸化主要是早期海埔地 開發成魚塭、鹽田的結果,近期網子寮沙洲上則曾施做人工養灘,受人為 作用影響大。

1.海埔地開發

早期有關台灣西南部洲潟海岸的相關研究,多著眼於海埔地開發所能

帶來的經濟效益為出發,如:台灣銀行季刊第十三卷第二期台灣海埔經濟 特輯,其中張劭曾(1962)從海埔地的養護、設計施工乃至後續的海岸防風 林規劃,說明如何借重自然與人為的力量擴展海埔地。沙啟鍾(1962)研究 台灣海埔地的氣溫、雨量、地溫、風、溼度、蒸發、雲量、日照等氣象概 況,説明海埔地開發可能會遇到的水文問題與因應之道。湯麟武(1962b) 則由海埔地開發如何從規劃實地調查工作開始,資料整理及研究波浪、潮 流、沿岸流等推算方法,乃至整體計畫的設計,使其能達到預期的經濟效 益。此外,亦著墨於波浪漂砂調查研究的方法(湯麟武,1962a),以及海埔 地之洗鹽與灌溉排水方面 (金城與湯麟武,1962)。

各式海埔地調查規劃報告,如:台南海埔地調查報告(行政院海埔地開 發規劃委員會,1963)、台南海埔地規劃報告書(台灣省海埔地開發委員會,

1964)等,多圍繞著如何開發海埔地而做一系列調查。

曾以帆、許榮中(2005)研究台灣西部沿海土地開發,包括海埔地、

濱海工業區、商漁港、漁塭、廢棄物處置場等,認為海岸開發行為若未詳 細規劃評估,常會對海岸環境產生負面影響。例如:海岸結構物的不當配 置,會阻攔沿岸漂砂,造成下游海岸侵蝕。

2.人工養灘

Matias et al(2005)認為先前在葡萄牙進行的人工養灘難以抵擋波 浪越洗事件的發生,加上有疏濬潟湖流道的需求,因此抽取含粉砂、黏土 含量較高的沉積物堆積在沙洲上,形成像沙丘般的人工沙脊;另外,也將 波浪越洗作用破壞前沙丘,在後灘堆積成越洗扇的沙子,挖取重新堆積於 被波浪越洗產生的沙丘缺口處。堆積人工沙脊後明顯減少越洗作用的發 生,但波浪侵蝕使人工沙脊出現侵蝕崖且持續後退,使養灘區越來越窄,

侵蝕速率不變的情況下養灘區最終會消失。

Marqués et al(2001)研究人工養灘應用於西班牙 Riells 海岸,發 現評估人工養灘之際,往往著重於適宜性、施工方式的影響評估,而忽略

風的影響評估,使 Riells 海岸在人工養灘之後,風砂由養灘區被搬運侵入 鄰近道路和社區。

此外,人工養灘也會影響環境生態,如 Bilodeau and Bourgeois(2004)

的研究指出人工養灘有助於修復或重建濱外沙洲,但其所使用的沉積物顆 粒粒徑大小,若與當地原始沉積物顆粒粒徑大小差異過大,會對潮間帶水 底生物群落產生不利的影響。

(四)網子寮沙洲變遷

經過 60 年代海埔地大肆開發後至 70 年代初期,張劭曾(1972)在海埔 地開發一段時間後,開始討論海埔地開發對環境的影響,尤其針對海埔地 開發後,濱外沙洲群個別變動情形予以詳細說明,其透過測繪圖套疊,確 認海岸線與砂洲島已在加速陸化中,乃提出改善之養護性海岸工程與更適 合之開發利用性海岸工程,期望能使海埔地開發完成後能達到預期經濟效 益的目標。文中提及網子寮沙洲民國 41 年(1952)及 51 年(1962)都發生出 現新潮口且潮口往南遷移的情形,民國 57 年(1968)及 58 年(1969)比較,

砂洲島亦有明顯的南移及內移現象。數年之中平行移動數百公尺,海岸地 形演變非常快速,及至 58(1969)年 12 月沙洲再次出現新潮口,且島上的 海關建築物、燈塔及水文站皆因而損毀,自從沙洲出現新潮口以及沙洲面 積逐漸縮小高程逐漸減低後,其對七股海岸的保護作用亦隨之降低。為此,

曾文海埔地北堤不得不於民國 61(1972)年實行加高工程。

石再添(1979、1980)對於沙洲島的地形變遷研究,依然著眼於海埔地 開發方面,但首次導入計量地理概念,以實察、實驗與計量方法了解臺灣 嘉南洲潟海岸濱外沙洲群的地形與沉積物粒度特性,及海岸線演變趨勢與 海埔地開發情形,提出海埔地開發的檢討與建議。在討論地形演變方面是 利用 1904、1926、1954、1973 及 1975 年出版的地形圖,比對、分析其海 岸線的變動,發現網子寮沙洲 70 年間南移 2.5km,平均每年約達 35m,是 沙洲內移速度的兩倍以上,整體而言,沙洲南段的變動情況大於北段。

黃重誠(1996)有鑑於過去海岸開發後產生海岸侵蝕、超抽地下水引發 地盤下陷、海水倒灌、地下水質鹽化等負面影響,認為應在開發前利用前 人測繪之地形資料先了解當地海岸特性,以作為日後開發與保護海岸的參 考。於探討沙洲變遷上使用 1904、1925~1926、1956~1958 及 1985~1988 年 地圖進行分析,且套疊 Landsat 和 SPOT 衛星共九張衛星影像進行分析, 發

黃重誠(1996)有鑑於過去海岸開發後產生海岸侵蝕、超抽地下水引發 地盤下陷、海水倒灌、地下水質鹽化等負面影響,認為應在開發前利用前 人測繪之地形資料先了解當地海岸特性,以作為日後開發與保護海岸的參 考。於探討沙洲變遷上使用 1904、1925~1926、1956~1958 及 1985~1988 年 地圖進行分析,且套疊 Landsat 和 SPOT 衛星共九張衛星影像進行分析, 發