北坑溪集水區之實例探討
王傳益
(1)葉昭憲
(1)李漢鏗
(1)連惠邦
(2)李秉乾
(3)張俊彥
(4)黃奕璁
(5)摘 要
水土保持局自 2001 年起即全力推動生態工法，並分別辦理各項治山防災生態工法，惟該 等計畫僅為各工法之設計參考斷面圖，蓋侷限於「點」或「線」的工作範疇，未能完全考量集 水區地文、水文及土砂災害等條件之整體因子，做整合性之治理規劃。為了將過去之研究成果 推廣至「面」之層次，提升其參考應用價值，因此本研究以集水區整體考量進行生態工法之規 劃設計。換言之，以集水區為單元進行生態工法規劃，同時建立集水區整體規劃設計之模式， 以達到災害防治、自然資源保育與保護人民生命財產安全之目的。藉由此次研究探討出完整的 生態工法規劃設計參考模式，期能提供國內相關集水區治理工法之參採。 (關鍵字：生態工法、土砂災害、集水區治理)Application of Integrated Watershed Planning with
Ecological Engineering Methods-A Case Study of Bei-Keng
River
Chuan-Yi Wang
(1), Chao-Hsien Yeh
(1), Hang-Keng Lee
(1), Hui-Pang Lien
[2] Associate Professor(1) and Professor(2) Department of Water Resources Engineering,Feng Chia University, Taichung 407, Taiwan, R.O.C.
Bing-Jean Lee
(3)Professor, Department of Civil Engineering, Feng Chia University, Taichung 407, Taiwan, R.O.C.
Chun-Yen Chang
(4)Professor, Department of Horticulture, National Taiwan University, Taipei 106, Taiwan, R.O.C.
Yi-Tsung Huang
(5)Engineer, China Engineering Consultants, Inc. Taichung 407, Taiwan, R.O.C.
(1)逢甲大學水利工程學系副教授 (2)逢甲大學水利工程學系教授 (3)逢甲大學土木工程學系教授 (4)國立台灣大學園藝學系教授 (5)財團法人中華顧問工程司工程師
水土保持學報 38(3)：231-242 (2006)
Journal of Soil and Water Conservation, 38(3)：231-242 (2006)
ABSTRACT
Since 2001, the Soil and Water Conservation Bureau (SWCB) has promoted the plans of ecological engineering methods for protection against natural disasters. However, these individual plans did not provided intergrated planning point of view. In other words,an integral planning and design using ecological engineering methods are neguirel. One needs to use the entire watershed as a unit for ecological engineering methods planning, while setting up a model at the same time to achieve the objectives of taking precautions against disasters and protecting the natural resources and human lives and properties. It is hoped that the integrated watershed planning using ecological engineering methods as proposed in this study can be served as a reference for watersheds in Taiwan.
(KeyWords: ecological engineering methods, soil calamities, watersheds regulation.)
一、前言
台灣地區由於山坡陡峭，河川短急落差 大，且因為季節與地形的影響，雨量豐沛集 中，再加上原本岩層、地質及環境的特性， 極易造成集水區地理環境的破壞。近年來由 於經濟高度發展，河川集水區的開墾行為， 因為高山農作及遊憩的蓬勃發展，及對水、 土資源需求的日漸加劇，且多有超限利用、 過度開發等現象；而這些現象可能引發如崩 塌、地滑、土壤或邊坡的沖蝕、土石流等災 害。因此，集水區整體的經營與其相關問題 均為台灣地區集水區重要的課題。 一般而言，集水區問題約可分為物理問 題與沖蝕、土地使用、社經問題、制度問題 及技術問題等五類。而游繁結等學者亦曾針 對相關研究報告、政府法令及管理單位之主 管業務等三類資訊加以整理而綜合歸納出台 灣目前之三個集水區經營目標，分別為：(1) 減輕災害；(2)保護居民生命財產安全；(3)自 然資源保育。而最後一項目標則是最近十數 年內，國內外對自然資源永續利用之認知與 推動下所產生的共識。也因此河川集水區整 體治理及永續經營的目標即是以落實集水區 整體規劃治理、建立生態平衡之永續農業及 維護公共的安全。然而對集水區經營而言， 所欲保育之自然資源除了構成集水區本體之 水、土、森林資源外，尚包含生存及活動於 集水區內之生態體系；因此，為達成所對應 經營內容時(如坡地保育利用、生態保育、水 源涵養)則需考量集水區內生態環境特性。換 言之，集水區之治理經營須有全盤性之考 量，方能達成上述三大目標。 基此，本研究透過適當之「集水區生態 工法規劃設計模式」之研發與運用，則除可 達成以往傳統工程方法所操作之經營內容 外，亦可透過生態工法來達成自然資源保育 之目標。而此規劃設計模式所應有之考量因 子，除包含一般集水區經營所具備之環境特 性因子外，也應涵括集水區域內適當之陸域 及水域生態因子，如此才能夠透過有效之規 劃設計流程將考量因子所提供之訊息加以結 合，進而產生一個達成集水區經營目標之整 體生態工法規劃。二、規劃設計考量因子之確立
為落實並執行集水區經營策略則必先擬 具經營計畫，對於如何產生經營計畫，必須 提出一套規劃過程。然而，在確認集水區所 面臨問題的階段中，應對集水區之自然資 源、農業、經濟、社會及文化等層面進行考 量，並以系統方法予以架構期間之關聯，而 集水區經營計畫應針對包含地形、土壤、地 質、氣候、自然水體、地下水、野生動物、 植生、人類土地利用、與土地利用有關之社 經因子、當地社區組成、法令政策以及工程 建設(如道路、水資源工程與管線)等考量因子 進行相關資料收集。2-1 集水區陸域生態因子之考量
對於集水區而言，陸域之植被將是在規 劃集水區生態工法中首先必須優先考慮的因 子，尤其河溪兩岸之溪濱植物之有無與溪濱 植物之種類須優先考慮。其次是集水區內土 地利用情形，如都市與農業土地利用的面 積，與其佔整個集水區面積之百分比。最後 是集水區內的地質與地形，由於不同之地質 條件會影響因地下水及風化過程中從土壤釋 放流入水體的各類物質總量，而地形則為直 接影響風化及沖蝕過程的主要因素之一。2-2 集水區水域生態因子之考量
有關考量集水區之水域生態因子，主要 可分為水體的物理化學特性、河道型式、水 棲生物群聚結構與功能組成等三類。而對應 之各類因子，分列如下： 1.水體的物理化學特性 (1)物理特性：溶氧、水溫、濁度、流速、 流量等。 (2)化學特性：pH 值、電導度、硬度、鹼度、 無機營養鹽(氮、磷)濃度、重金屬濃度 等。 2.河道型式：如洪水平原的有無、U 或 V 型 河道、河道坡度、河岸結構、河床底質石 結構等。 3.水棲生物群聚結構與功能組成：藻類、無 脊椎動物、與魚類之群聚結構與功能組 成，其中以無脊椎動物最常作為河溪生物 指標。 4.保育類動植物之生長或分佈情形之調查： 藉由此項調查可瞭解指標生物之習性與所 需生存條件，於集水區治理規劃時納入整 體考量。2-3 規劃設計流程之確立
綜合以上相關研究考量，歸納集水區生 態工法規劃設計之考量因子，並將它們分為 自然環境、生態與社經管理等三大類。自然 環境考量因子是泛指構成集水區基質之無機 物理單元或過程，生態考量因子主要著眼於 集水區範圍內生存活動之生物群落及其所處 棲地環境，而社經管理考量因子則是指由人 類社群活動而產生足以影響集水區狀態的各 種可能衝擊。同時，集水區生態工法之規劃 設計流程應保留三項規劃原則： 1.集水區必須先依照其整體經營目標及 生態環境特性進行規劃。 2.各規劃分區中之工程方法選擇必須基 於達成集水區經營目標為主要依據。 3.在可達成目標的各種工程方案中，以 同時融合生態的方案為優先選擇。 據此，如圖 1 所示集水區生態工法規劃 設計流程可分為集水區經營目標確定、特性 調查、規劃單元劃分與工法分析、工法配置 與設計、生態評估與教育推廣等五個階段。 本經營規劃流程與傳統集水區最大差異處在 於每一階段中均增加生態考量之操作步驟 (圖 1 之左側)。茲將各階段之工作項目分述如 下： 1.集水區經營目標確定：為使經營措施 能夠符合整體集水區經營目標，集水區主管 單位、學者專家及當地居民之參與及意見溝 通為各階段之重要工作。當確定經營目標水土保持學報 38(3)：231-242 (2006)
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後，後續之規劃步驟則應該遵守前述所提之 三項原則。 2.集水區特性調查：調查工作項目如一 般規劃流程所含之自然環境、水文資訊、土 地利用、社經管理、河道地形外，生態及棲 地調查為此規劃設計流程之生態考量基礎。 而所得調查資料則透過地理資訊系統加以紀 錄，以利顯示及分析集水區之空間特性。 3.規劃單元劃分與工法分析：此階段集 水區首先將依其水文、地質、地形等條件劃 分為具有相同性質之分析單元(子集水區)。各 分析單元之基本經營策略則透過土地適宜性 分析加以確認，以保育為主要策略之分區盡 量保持原狀避免開發外，對於需要治理之區 域則考量傳統及生態工法之型式、材料、水 理及水質等特性進行工法成效分析，藉此釐 清各子集水區可採用之工程方法。 4.工法配置與設計：經由前一階段之分 析成果，集水區生態工法之空間配置及其細 部工程設計則為此階段之工作重點，而來自 集水區管理單位、學者專家及當地居民之意 見回饋，則為各工法之配置及設計工作之修 正依據。 5.生態監測與教育推廣：集水區經營所 需之各種工程施工完畢後，持續進行生態監 測調查及解說教育則為最後階段之工作內 容。前者除能夠累積生態資料用以呈現生態 工法在達成集水區經營目標之現況及成效比 較外，生態調查結果亦為施作解說設施及設 計解說文宣之重要資料來源。 圖1. 集水區生態工法規劃設計流程
三、示範集水區之評選
為使集水區生態工法規劃設計流程能夠 實際運用，本研究透過一個示範集水區以顯 示流程中各單元之操作方式，進而使本研究 更具參考價值。然而，如何選擇具示範功能 之合適集水區，則須透過選擇適當之評選考 量因素、設定因素評等標準、運用綜合評選 方法等過程方能獲致。因此，在進入示範區 之應用操作之前，詳細之示範集水區評選過 程則由下述章節加以說明。3-1 示範集水區選址之考量因素
為達成本研究之實施目的，首先需確認 示範集水區評選之五項主要原則： 1.集水區內河溪具有常流水，具有遊 憩、教育功能及自然資源保育價值者； 2.集水區內居民參與意願高，而且相關 之管理單位也必須具有高度的配合度，土地 取得或使用較便利者； 3.集水區自然環境條件中等或施以適當 整治即可復原者為較佳示範區，其次為環境 條件不良或需要長期大範圍治理之集水區， 若集水區具有豐富完整自然環境則應避免干 擾而將之訂為最後考量之對象。但是，避免 選擇集水區內有污染產業者為示範區； 4.交通便利，可結合附近景點構成完整 親水景觀和生態遊憩動線； 5.集水區開發所受法令或規章的限制與 管制較低，易於處理者。 此外，為配合本研究之工作流程，針對 集水區內現況、整體特性、陸域及水域生態 因子等考量，將各候選集水區地文、水文資 料、環境生態資源及應用資材、歷年集水區 內整治概況及以往災情、地景生態結構等資 訊加以蒐集，並將所得資料以表格加以歸類 紀錄，最後以一份包含基本資料、集水區現 況調查、溪流現況調查、其他現況及訪談調 查等四大類資訊之候選集水區調查成果表予 以留存，並作為示範區選址評估之依據。3-2 示範集水區選址之綜合評選方法
決策（decision making）通常是由眾多備 選方案（alternatives）中選取一個可能的方案 以滿足所訂定的目標；然而，若此目標事實 上包含許多影響決策之子目標，即所謂準則 (criteria)或稱屬性(attribute)。此時，傳統的優 選方法可能遭遇到各目標價值的測量單位並 不相同（non-commensurable）、質化與量化評 準或屬性同時存在、各目標相互衝突無法同 時達成等難題。因此，面對此種多評準（屬 性）決策的情況時，一種獲致最後方案的方 式 便 是 在 這 些 子 目 標 內 進 行 價 值 權 衡 (trade-off)的操作。藉此權衡過程，評估各方 案之效用(utility)標準是否決策者之需求滿 足。而多評準（屬性）決策問題的一般形式， 可以數學方式表示為： Optimize Z k(x) = [Z1(x), Z2(x), ….,Z p(x)] (1) Subject to: g i (x) ≤ 0 ; i = 1,2,….,m x = [x1, x2, ……,x n] x j ≥ 0 ; j = 1,2,……,n 其中，Z k(x)為目標函數；k = 1,2,…,p；x j為 決策變數；j = 1,2,…,n；g i (x)為限制式；i = 1,2,…,m。3-3 示範集水區之評選結果
為確保研究結果具有實際之示範作用， 透過水土保持局之協助及聯繫，針對全國十 五處候選集水區進行現場調查，經過現場勘 查、訪談及資料分析。本研究對各候選集水 區在集水區現況、溪流現況、其它現況及訪 談調查等四個類別資料分別予以評分。針對 四類因素評分為「集水區現況」與「溪流現 況」兩類因素之相對權重皆設為 0.35；而相 對於集水區之「基本資料」而言，法令規範水土保持學報 38(3)：231-242 (2006)
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及地方政府居民之配合意願等「其它因素」 較顯重要，故將剩餘之權重以2：1 之比例而 分別配予0.2 及 0.1 之權重。四類考量因素之 權重分配實際上是反應決策者之偏好及重視 方向，並非固定不變之分配方式，評分結果 示如表1。 表1. 候選集水區之評選結果 Table 1. Elect result of slate watersheds.
集水區名稱 基本資料 集水區現況 溪流現況 其他現況 多屬性評估 簡單加權 荖溪 2 2.67 3 2 非劣解 2.58 阿里荖溪 1.33 2.22 2.2 2.375 劣解 2.16 磺溪 3 2.33 2.8 2 非劣解 2.50 六重溪 1.67 2.56 2.8 2.375 非劣解 2.52 南清水溝溪 3 2.78 2.2 2.25 非劣解 2.49 萬安溪 1.67 2.11 1.6 2.375 劣解 1.94 南河 1.33 2.44 2.6 2.375 劣解 2.38 軟埤坑溪 2.33 2.44 2.2 2.125 劣解 2.29 北門溪 1.67 2.11 2.8 1.875 劣解 2.26 九寮溪 1.67 2.67 2.4 2.5 非劣解 2.44 粗坑溪 1.67 1.56 2 1.625 劣解 1.74 中坑溪 2.67 2.22 2.2 1.875 劣解 2.19 坪林溪 1.67 2.22 2.4 2.125 劣解 2.21 樟平溪上游 2 2.11 2.2 1.75 劣解 2.06 北坑溪 2.67 2.22 2.8 2.75 非劣解 2.57 應用多目標規劃之觀念，首先應將各類 因素皆遜於其它集水區之劣解集水區加以過 濾並排除（例如台北縣石門鄉阿里荖溪無法 找到至少一類因素較台南縣白河鎮六重溪優 異，故阿里荖溪為相對於六重溪之劣解）。 同時以多評準評估中之最便利操作方法 （簡單加權法）對所有集水區加以評分，發 現花蓮縣壽豐鄉荖溪及南投縣國姓鄉北坑溪 兩處集水區之適合度相近，但考量北坑溪集 水區(1)後續研究實施過程所需資料調查之便 利性；(2)當地居民與代表之高配合度；(3)研 究執行之進度易於掌控；(4)南港二號橋右岸 生態教育解說館已進行實質規劃設計；(5)該 集水區與九份二山治山防災工法景點結合， 即可完整呈現集水區不同區位因地制宜之工 程設計等有利條件，本研究決定以南投縣國 姓鄉北坑溪為示範集水區。
四、集水區生態工法整體治理規劃
本研究首先運用地理資訊系統進行土地 適宜性分析，並結合自然環境、社經管理、 土地利用、河道地形、水陸域生態及棲地等 現場調查成果而將示範集水區加以規劃分 區。4-1 分析單元劃分
一、分析單元劃分： 集水區經營過程依集水區之地形特性及 水系分佈狀況而細分為許多治理或分析單 元。由於本研究之示範集水區主體為北坑 溪，其下游段有來自九份二山之韮菜湖溪於 南興橋匯入，因此分析單元之劃定範圍為南 興橋以上之北坑溪集水區。分段劃分原則是 以支流集水區單獨成為一個分析單元，對於沒有明顯集水範圍之河段則以各支流在北坑 溪之匯流點以及其它支流集水區之邊界加以 切分。基此，本研究將集水區劃分為13 區。 二、土地適宜性分析： 土地適宜性分析原為環境規劃工具，透 過分析自然環境對各種土地使用之潛力與限 制以瞭解開發行為與環境保育之相容狀況， 進而有效將土地資源做合適之空間分配。同 時藉此工具以及地理資訊系統對示範集水區 之土地資源容受力進行瞭解，以便做為後續 生態工法配置以及景觀遊憩目的之土地使用 規劃分析之基礎。 經由單元劃分及土地適宜性分析成果 （如圖 2）可知，北坑溪較適合發展遊憩景 觀活動之區域多位於中下河道附近，而崩塌 地較多之幾個左岸支流(左岸水系)亦為土石 流潛勢溪流，經分析研判分為限制發展區或 適宜性最低區域。 圖2. 北坑溪集水區土地適宜性分析成果 Figure 2. Analysis of land appropriation on
Bei-Keng stream watershed.
4-2 工法之分區規劃
利用前述之土地適宜性分析結果（限制 發展區及發展潛力區之面積百分比）、土砂災 害（崩塌地、土石流潛勢溪流、水災潛勢） 之分佈狀況及水質調查結果，針對各子集水 區之特性加以彙整而成表2。 表2. 北坑溪各子集水區之特性分析Table 2. Characteristic analysis of Bei-Keng stream sub-watershed.
水質採樣位置、等級 集水區 編號 限制發展 區(面積%) 發展潛力區 (面積%) 崩塌地 (面積%) 土石流 潛勢溪流 水災潛勢 1 2 3 4 1 8.2 12.9 9.9 ● ● – 2 3.9 15.5 12.6 ● – 丙 丁 乙 丙 3 5.6 32.8 0.8 – ● – 4 9.6 18.3 1.8 – – 丙 丁 乙 丙 5 11.3 21.1 0.8 – – 丙 丁 乙 丙 6 11.8 17.0 7.0 ● – 丙 丁 丙 丙 7 5.8 32.0 3.5 ● – 丙 丁 丙 丙 8 4.2 16.7 15.0 ● – 丙 丁 丙 丙 9 1.2 8.7 3.5 – – – 10 2.7 16.0 1.4 – – – 11 3.1 31.5 1.0 – – 丙 丁 乙 丙 12 20.3 37.6 2.3 – – – 13 2.3 22.2 1.2 – ● –
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土石流及崩塌地之分佈區域雖多屬本集 水區居住人口較少之範圍，但考量其潛在災 後危險性故仍需加強防砂工程之規劃；而部 份子集水區具發展潛力之面積百分比高且較 無土砂災害威脅，則可考量以生態工法進行 溪流整治之改善工程並配合景觀遊憩之規劃 （見表3）。 表3.北坑溪各子集水區之工法分區規劃成果 Table 3. Treatment planning results for all
sub-watershed of Bei-Keng stream.
規劃區位工法 集水區 編號 防砂工程 生態工法 景觀遊憩 1 ● – – 2 ● – – 3 ● ● – 4 – ● – 5 – ● ● 6 – – – 7 ● – – 8 ● – – 9 – ● – 10 – ● – 11 – ● – 12 – ● – 13 ● ● – 基於前述之規劃重點、兩次地方說明會 之地方意見，以及地景生態結構之分析成 果，北坑溪上游地區將減少開發以保持現況 並避免大型區塊之切割，而中下游地區則朝 向搭配景觀遊憩功能之生態工法設計。若將 上述規劃過程以圖示表現，則可獲得北坑溪 生態工法區位之規劃流程圖（圖3）。 同時，將示範集水區分為三類規劃分 區，分別為自然保育分區、土砂災害防治分 區及生態工法改善分區，茲將集水區整體治 理規劃工法分區示如圖 4，而各分區之特性 及規劃重點分述如下。 1. 自然保育分區：若一子集水區之溪流生態 狀況良好且無嚴重之泥砂災害需治理，則建 議避免人為開發或整治工程進入，以保留其 原有河溪及子集水區之生態環境。對北坑溪 而言，由於具有此條件，雖然有部分河段被 設定為土石流潛勢溪流，但因保全對象較 少，故將之規劃為自然保育分區(第 6 區)。 2. 土砂災害防治分區：對於土砂災害嚴重、 崩塌地面積較廣、溪流坡度較陡、河道寬度 較 窄 或 河 岸 保 全 對 象 分 佈 較 密 之 子 集 水 區，由於考量工程構造物對當地居民所提供 之安全感，此類分區建議以傳統工法施作較 為合適。對北坑溪而言，因為左岸四條支流 已列為土石流潛勢溪流，且多已經利用混凝 土護岸及固床工保護支流河道，因而將此四 個子集水區設定為土砂災害防治分區(第 1、2、7、8 區)。 3. 生態工法改善分區：若某一河段或子集水 區之土地適宜性屬於中上等級且並非土石 流潛勢溪流，則可將之歸類為生態工法改善 分區(第 3、4、5 及 9~13 區)；若該區尚具 有其它開發優勢，則可進一步規劃為景觀遊 憩區。對北坑溪而言，共有三個生態工法改 善分區，由上游至下游分別為位於港源國 小、盧厝橋以及鹿源橋等三處。 中等以上 面積>15%？ 子集水區劃分 土地適宜性 分析 調查成果 崩塌地分佈 土石流潛勢 溪流分佈 各子集水區 中等以上 發展潛力 之面積百 分比 淹水潛勢 分析 含有土石流 潛勢溪流？ 是 傳 統 防 砂 工 法 否 崩塌地 面積>5%？ 是 否 具淹水潛勢且 危及保全對象？ 否 是 否 自然生態 工法 水質調查 是 中等以上 面積>20%？ 是 景觀遊憩設施 親水設施 生態調查 兩次以上水質等 級在丁級以下？ 否 保育類 生物？ 是 圖3. 北坑溪生態工法區位之規劃流程圖 Figure 3. Integrated treatments planning for
圖4. 北坑溪集水區整體治理規劃工法分區 Figure 4. Integrated regulation and planning
zones of the study watershed.
4-3 整體治理規劃
依據本研究前述章節規劃設計模式之各 項調查分析資料，提出如下之規劃設計原則： 一、規劃理念 集水區治理工程為避免戕害溪流生態， 造成不可挽回之環境傷害，工程規劃設計除 考慮安全排洪功能外，並以兼顧環境調和及 生態復育，同時注意鄰近聚落休閒遊憩環境 之需求為規劃目標。為了有效實施集水區之 治理計畫，維護原有流域及週邊生態及符合 多數民眾需求等目標，視溪流天然條件適當 引入親水設施提供遊客親水空間，結合現有 人為設施及溪溝自然環境立地條件(如生態 園區、農塘、景觀步道、遊憩涼亭、停車場、 生態池、植物園等設施)，提供完善之規劃以 滿足人們親近生態環境之渴望，並儘量以就 地取材為原則，期能符合生態工法之目標。 二、設計原則 設計考量兼顧防災安全、休閒景觀、親 水遊憩及生態保育等目標，以下列四項原則 交互應用。 1.創造環境多樣性及營造生態空間： 採用當地植物(如台灣欒樹)及卵塊石材 料，利用原有河道蜿蜒地形及緩坡護岸基礎 上方河床加設大小塊石，造就不同之深潭、 淺瀨、急流及緩流等多樣性之棲息環境。人 行步道週邊栽植原生鄉土植物，創造多樣化 之水邊叢林，以利各種動物之棲息。 2.生物廊道維持及水域生態環境之維護： 順應溪流原有自然地形，避免截彎取直 之設計以維持原有自然野溪蜿蜒之風貌，於 護岸坡腳安置大小塊石，利用原有水文環境 營造多孔隙之生物棲地，同時考量動物遷徙 之通道，設置水路域間緩衝帶，降低廊道的 破壞。 3.綠帶與藍帶之結合與環境景觀之調和： 河溪整治時於砌石坡頂設置植草磚觀景 步道，將遊憩動線適度的引入溪流，設計緩 坡式護岸銜接大小塊石群，提供民眾親水之 機會，並可經由完善之步道系統、附近景觀、 地方特色(水鹿文化等)及生態教育解說站等 遊憩點做有效之串聯。 4.因地制宜的規劃及提高民眾參與： 生態工法必須因地制宜，以因應當地生 態系統，並邀請該區的民眾積極參與、維護 與管理，期盼完工後生態環境能永續經營及 發展。因此本研究積極辦理地方說明會，以 獲致地方共識，達到社區總體營造永續經營 之目標。4-3-1 土砂災害防治規劃
根據歷年災害調查報告與現地調查結果 現場調查中彙整資料顯示，該集水區主要災 害類型屬於崩坍滑落之現象，尤其以區內五 處土石流潛在危險溪流發生之災情最為嚴 重。同時針對土砂災害嚴重地區(圖 5)規劃說 明如下： 1. A 區最上游規劃設置兩座透水性梳子壩。 2. B 區崩坍處上游右彎處須設置防砂壩，並 於崩坍基腳處予以設置擋土牆，避免洪流 來時造成邊坡基腳淘刷，以穩定崩坍處周 圍之床面穩定。 3. C 區與 D 區須做部分穩定邊坡與岸坡基 腳之措施，避免過多土砂進入河道，以保 護下游河道安全。 流 向N
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圖5. 北坑溪集水區土砂災害處理區 Figure 5. Soil disaster management zones on
Bei-Keng stream watershed.
4-3-2 防砂工程規劃
利用傳統工法與生態工法的配置，相輔 相成，並結合工程、生物與生態之觀念進行 整體整治工程。同時配合現地調查結果，規 劃如下： (一)生態工法改善分區： 港源國小上游地區共計三處設置踏步式 (鋸齒式)固床工，以利水流流通，建構河溪棲 地之縱向連續通路。由於踏步式固床工具有 下列優點，因此採用之： 1. 較高透水性，在低水流量時，水流仍可透 過間隙流動，提供水中生物縱向通路之連 續性。 2. 常流量時可以束縮水流，增加水深，於固 床工下游產生跌水可增加水體曝氣能力， 提供較佳之棲地環境。 3. 對下游溪床具有分散沖刷之效果，較為安 全。施工簡易，且對於既有傳統固床工之 改善工法較易操作。 4.兼具親水作用，提供較高之可及性。 (二)緩坡護岸與拋石工設置： 於港源一號橋至下游鹿源橋之右岸(圖 6) 設置緩坡護岸，並於護岸頂施設步道。左岸 由於天然灘岸尚稱穩定，暫且不施設縱向構 造物。4-3-3 河道棲地多樣性營造之規劃
利用適當之水工結構物改善棲地環境之 方法，結合溪流岸邊特色與親水設施營造多 樣化的棲地型態及親水空間。因此規劃於鹿 源橋上游、港源一號橋下游及港源國小旁設 置生態遊憩親水區(圖 6)，透過緩坡護岸與親 水性階梯的設置，達到深潭、淺瀨與急流區 等多樣性棲地。 圖6. 集水區整體治理規劃配置圖 Figure 6. Integrated regulation and planning forBei-Keng stream watershed.
4-3-4 生態池規劃
經調查評估後，基於下列因素，選定在 港源國小旁北坑溪右岸之國有地興建生態池
(圖 6)： 1.可藉由「港源國小生態遊憩區」、「教育解 說站」以及港源國小的教育資源，凸顯生 態池的特色與重要性。 2.此地資源可與港源國小生態教育解說館、 港源社區客家文化及鄰近養鹿場結合為一 生態休閒親水遊憩景點。 3.生態池預定地係國有土地，較易取得及處 理。 4.生態池預定地上游既有灌溉取水路，可提 供充足水源。並可利用地形坡降順利將流 經生態池之水回歸下游河道。 5.生態池預定地日照充足，有利各類動植物 繁殖生長。 6.生態池預定地位處港源國小旁，水源及植 生管理容易，將來建請小學生、老師與社 區居民一起參與維護、管理與利用工作， 以達生態教育的目的。且池中及岸邊植物 可視其生長情形隨時做必要之整理，有助 於多樣化水池生態系之維持。 7.生態池預定地周圍既有工程構造物鮮少， 植生情況良好，河道坡度較緩，有利於良 好棲地環境之營造。
4-3-5 健行歩道
經現地調查，位於北坑溪上游處(圖 6)， 具有天然資源如瀑布，水量尚稱充沛。同時 為了配合連結「港源國小生態遊憩區」，因此 以永元橋為起點，沿著北坑溪河道右岸，向 上游興建一沿河歩道直達瀑布，並配合港源 社區發展協會提議興建之南港村環山歩道， 形成一環區網連貫各區，達成生態休閒、觀 光遊憩、學習及教育之需求。 依據上述分析評估結果，將集水區整體 治理規劃配置如圖5。4-3-6 解說教育系統
本研究針對北坑溪周邊鄰近之自然環境 和人文產業進行分析，並確立解說資源。同 時配合生態戶外教育系統A、B、C 三個不同 層級之解說站並利用不同解說媒體組合，依 照基地環境而做妥善的設置(圖 7)，使遊客在 有限的時間內能夠得到最佳的遊憩體驗，增 加對教育園區的瞭解，更有助於戶外教育園 區的經營與管理，發揮「生態戶外教育系統」 應有的功能，以建立良好之教育解說系統。 圖7. 教育解說站分級位置圖 Figure 7. Location of education expositionstations.
五、結論與建議
透過集水區生態工法規劃設計參考模式 之操作流程，運用地理資訊系統進行土地適 宜性分析，並結合自然環境、社經管理、土 地利用、河道地形、水陸域生態及棲地等現 場調查成果而將集水區加以分區，進而據以 施行工程之規劃設計，以完成過去傳統工程 方法減輕災害、保護居民生命財產安全之目 標外，並可藉由生態工法來達成自然資源保 育之目的。 本研究成果需為後續案例探討及實務補 實之基礎資料，首先經由環境與生態資料調水土保持學報 38(3)：231-242 (2006)
Journal of Soil and Water Conservation, 38(3)：231-242 (2006)
查及規劃設計流程之確立，進行整體治理規 劃之生態工法設計，並初步建立解說教育系 統；其後應針對規劃案例之探討及實務之補 遺，並加強辦理解說教育系統；最終確立規 劃設計之模式，藉由資訊之運用及觀摩研 習，達到推廣生態工法之目的。 集水區生態工法規劃設計參考模式稍嫌 繁複，若一般工程規劃設計皆採此法，則承 辦單位將無人力辦理，因此未來應朝簡化之 規劃設計參考模式進行，以利工程人員參採。 集水區涵蓋水域及陸域兩區，因此未來進行 實質規劃應將陸域之邊坡、道路及土砂災害 治理之生態工法納入。
誌 謝
本研究承蒙 行政院農業委員會水土保 持局經費支持，靜宜大學謝森和教授、民翔 環境生態研究有限公司、逢甲大學建設學院 營建及防災研究中心巫仲明博士與生態工法 研究團隊研究生鼎力協助，特此一併致謝。參考文獻
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95 年 07 月 01 日 收稿 95 年 08 月 15 日 修改 95 年 08 月 22 日 接受
