4.5 案例分析
4.5.1 頭前溪基本資料
本研究將以頭前溪流域作為探討對象，將前述方法於頭前溪流域進 行驗證，以下茲對頭前溪流域進行基本概況介紹。
根據經濟部水利處民國八十八年『頭前溪流域整體規劃第一年工作 報告節錄頭前溪流域地形、地質、水文與洪水特性，提供本研究基礎資 料建立。
1.頭前溪流域概述
頭前溪流域位於新竹縣、市境內，流域北方為鳳山溪流域，東臨大 漢溪流域，南接大安溪流域，西為客雅溪流域與中港溪流域。
頭前溪上游支流為上坪溪與油羅溪。兩溪於竹東鎮東方交匯，交匯 點以下為頭前溪，於南寮與鳳山溪匯流後約經500 公尺注入台灣海峽。
頭前溪流域面積565.94 平方公尺，主流總長 63.03 公里，匯流點以 下長約24 公里，底床平均坡降約 1/190。
2.地形
頭前溪流域以佐藤山、石鹿大山、霞山、石麻達山、李崠山和鳥嘴
山為分水嶺與大漢溪流域為鄰；流域北方之帽盒山與飛鳳山等丘陵成為 與鳳山溪流域之分水嶺；西方與喀雅溪及中港溪流域為鄰，以五指山、
鵝公髻山、大窩山和比林山為分水嶺，南以樂山及檜山為分水嶺與大安 溪流域為界。
流域南部與東南部多為2500 公尺以上高山，山勢陡峻、層巒疊嶂，
造成溪谷深且多峽谷地形；北部與西南方山勢略降，標高介於1000 至 1500 公尺，由此山勢漸緩朝西北方向緩坡漸降至台灣海峽，可知流域 中上游分屬丘陵與山岳地形，下游屬於河川沖積之新竹平原。
頭前溪與鳳山溪下游行經自身沖積之新竹平原上，北緣中壢台地與 鳳山丘陵，南緣竹東丘陵，頭前溪與鳳山溪行經其間河谷。新竹平原外 側為斷層海岸，斷層作用後造成海水入侵，形成喇叭狀之沈水海灣，經 泥沙淤積後形成新竹平原。
3.地質
（1）地層
頭前溪流域地層分佈自上游地區之漸新世往下游漸變為中新 世、上新世、更新世及全新世等地層時代，流域地質分佈如圖4.29 所示。各地層岩性茲說明如後：
A.第三紀亞變質岩地層（漸新世至中新世）
頭前溪流域東南方出現地層為澳底層（OM3）與大桶山層
（OM2）同屬此類岩層。此二層出露位置與岩性分述如下：
a.澳底層（OM3）
溪上游至流域東南緣之霞山、石鹿大山等山脈分水嶺一帶。
b.大桶山層（OM2）
本層由硬頁岩、粉砂岩或砂岩所構成，偶夾有同時期之 玄武岩質集塊岩，岩層走向約為北偏東30 度至 50 度，向東 南或西北傾斜30 度至 70 度。其中硬頁岩層面與節理面發 達，地表具洋蔥狀風化面，易破碎成尖銳稜角或鋒利不規則 之長形小片。本層分佈於由羅溪上游鳥嘴山與上平溪上游樂 山連線以東地區。
圖4. 29 頭前溪流域地質概況圖 B.未變質之中新世地層
出露於本流域之此類地層計有大寮層、石底層、南港層與 三峽群，其中大寮層、石底層與南港層此三層均呈帶狀東北走
向，局部呈夾層或互層，出現在流域中游地區。
a.大寮層
此層由青灰至暗灰色頁岩為主，岩質緻密偶含石灰質，
常出現洋蔥狀風化面，分佈於上平溪中游大隘村附近與麥巴 來溪局部地區。
b.石底層
本層以砂岩或頁岩所成之互層或條文狀薄葉層為主，下 部以砂岩為主夾有頁岩或砂質頁岩之薄層，其中厚砂岩不具 層理但節理甚為發達。主要分佈於上平溪與由羅溪中游一 帶。
c.南港層
本層主要由厚層至薄層之青灰色石灰質砂岩與深灰色 頁岩或粉砂岩構成，含豐富有孔蟲或貝類化石。薄層砂岩呈 薄板狀，平整堅硬；粉砂岩質地堅硬，常呈現洋蔥狀節理；
厚層砂岩夾薄層頁岩，巨厚砂岩質地堅硬，常形成山脊或是 峭壁。於本流域出露於上平溪與油羅溪下游間之大山貝山附 近，亦出現在二溪中游一帶。
d.三峽群
本層由砂岩、頁岩之互層、白砂岩與煤層所組成，並含 玄武岩質凝灰岩與集塊岩。砂岩含長石質常呈薄版狀構造。
C.上新世之卓蘭層
質砂岩，厚層砂岩常在河岸形成懸崖，乾燥時頗為堅硬。分佈 於橫山東南與軟橋斷層西北一帶。
D.上新世至更新世之頭嵙山層
主要由砂岩、泥岩與礫岩組成，由厚層或薄層砂岩與泥岩 互層，偶夾泥碳，砂岩膠結鬆散，礫岩則由卵石大小之砂岩塊 與砂粒構成。廣泛分佈於西部麓山帶中，於頭前溪主流出露於 橫山下游約10 公範圍，構成三百餘公尺之丘陵地。
E.更新世之紅土台地堆積及現代沖積層
紅土台地堆積發育於上平溪中下游兩岸，由未膠結之礫 石、砂與泥土構成。現代沖積層分佈於二主要支流河床上方，
尤以油羅溪上游地區分佈較廣，由大小礫石與砂土組成。
(2)地質構造
流域內中新世地層受造山運動壓力自東南或東方向西北方向 擠壓，造成許多褶皺與斷層，使流域中游一帶岩層不斷重複或折疊 出現，且有油羅山斷層、和平斷層、五指山斷層、軟橋斷層以及嘉 樂斷層等線型構造沿北東或北北東方向發展。
4.河床質調查
頭前溪流域河床質調查分析工作辦理情形臚列於后：
（1）民國七十三年『頭前溪治理規劃報告』。
（2）民國七十九年『頭前溪、上平溪、油羅溪採石計畫勘查報告』。
（3）民國八十三年度辦理治理規劃時亦有進行河床質採樣分析。
（4）民國八十八年『頭前溪流域整體規劃第一年工作報告』。
（5）民國九十年『頭前溪高灘地利用規劃』。
採樣方法多以傳統體積篩分析進行，位置與間距多配合斷面或是等 距分配，每取樣處選一適當位置進行一立方公尺樣品採樣，通常選取 800kg 樣品進行分析。以美國標準篩 4 號篩為現地篩分析與實驗室篩分 析之材料區隔標準，大於4 號篩部分於現地利用開口較大之篩組進行篩 分析工作，通過4 號篩部分以四分法攜回，並以美國標準篩進行實驗室 篩分析試驗。
茲將民國八十三年、八十八年與九十年採樣結果統整，並繪製河心 距離與床質中值粒徑關係圖（圖4.30）。
茲將不同年度相近調查位置成果整理如圖4.31 所示。由可知九十 年樣本由於均以跨河構造物附近為主，與其他年份比較性不足，由八十 三年與八十八年調查成果進行比較，顯示頭前溪本流部分於斷面15（約 位於溪洲大橋與頭前溪橋之間）前河床質變化不大，斷面15 至匯流口 河床質有隨時間增大情況，二主要支流部分油羅溪顯示與頭前溪本流狀 況相似，上坪溪則出現中值粒徑變小之情況。
0.1 1 10 100 Distance(km)
0.1 1 10 100 1000
D50(mm)
83 88 90
圖4. 30 頭前溪河床質中值粒徑與河心距關係圖
1 10 100
Distance(km) 10
100 1000
D50(mm)
83 88 90
圖4. 31 不同年代相近位置河床質變化關係圖 5.氣象水文
頭前溪流域屬副熱帶海洋性氣候，處低緯度又受暖流衝擊，因此高
溫多溼，夏秋之際常有颱風夾帶暴雨侵襲，冬季盛吹東北風，夏季吹西