第五章 檢討與結論
第一節 檢討
本研究奠基於林雪美(1996)在西部 30 個河口地形學研究的成果之上,針對 西北部沙質潮汐主導型的中港溪河口,在不同時距的變動特性作較為深入的剖 析,包括突發事件期間地形變動與營力強弱的波譜分析,左、右兩岸在突發事件 期間變動量的差異,短期地形變動的體、面積與營力因子的相關分析,以及長期 地形變動和雨量-逕流量的波譜分析,在以地形學的角度切入,融合定量、定性 方法於一個河口個案的範疇裡,可以算是論述較為詳盡的研究之一。
而本研究的貢獻在於,首度將國內河口的研究細分為各個不同時距並分別探 其變動特性。過去學者的研究多半只著重在短期年內變動或長期海岸變遷的主 上,且國內外河口地形學者於不同時距的研究亦多僅區分為短期和長期變動兩
,分別就突發事件期間與百年、甚至更長時距的變動情形加以探討,類似本研 將時距細分為突發事件、日內、月內、月間及長期變動的研究並不多見,原因 此等研究工作量龐大、繁瑣且河口動力系統的作用過程複雜、多變有絕對的關
。但河口地區在河海營力的相互競逐之下,地形變動的敏感性極高,人為的開 必須留意不同時距營力特徵與變動特性間的關係,投入資金、進行規劃時才不 有顧此失彼之虞。
因此當政府或民間於此投入資金進行開發的同時,必須注意以下幾點:
2. 颱風來襲時若遇大潮,其侵蝕作用將加劇,風浪可以直襲右岸防風林,左 討
題 種 究 與 係 發 會
1. 突發事件期間河口地形具有右侵、左淤的變動特性。
岸堤防前的堆沙亦相當顯著,枯木或垃圾的堆積甚至可以越過堤防。
3. 潮汐營力主控的一次漲、落潮週期和月內的灘面變動顯著,堆積情況以冬 季的臨海側灘面為最。
4. 年內的灘面呈現逐漸增長的情形,尤以冬、春兩季效率最高,夏、秋季節 則由於逕流量的增加而會有灘面時侵時淤的波動現象產生,而冬季風沙的強 勁可能造成人為活動的不便。
5. 右岸河口沙洲沖毀與否的界檻值為單日降雨量 300 公釐與河流逕流量 500CMS,沖毀後的回復期約 3 至 4 年,其間沙洲的形態隨著主控營力的更 替而產生變動。
6. 人為工程在中港溪河口地形變動的過程中影響不大,主要的制約因子仍為
潮汐、風浪和逕流
不過整體而言,本研究仍有相當程度的進步空間,而這些無法突破之處也正 究者值得參考、深思的部分。
3.
知,針對一個河口,欲歸納其地形變動的特性或回復週
期, 及
人 的時距也不可能完全
雷
常較 壩從
消
性。 物收支的變動特性,本研究的空間尺度並不足夠,
除 兩側
的變 態變動的相關趨勢,才能夠凸顯沿岸河口沈
積
不談 中各水庫完工啟用前後數年,輸沙量的年變化幅度甚微而 營力。
是往後河口相關研
1. 關於各種時距名詞的定義,目前的解釋仍尚未一致,如何將獨特的河口變 動特性,在持續進行著的時間序列裡切割、擷取出各個足以展現變動特性的 名稱,將是研究成果能否具有可靠性及應用性的一大關鍵。
2. 中港溪河口地區海、陸象營力的測站離本研究界定的河口區域皆有一段距 離,國內各主要河口亦不可能都有即時的氣象測站資料,因此現場營力實測 的工作實屬重要,不可偏廢。
日內變動的部分礙於人為觀測的限制,無法在滿潮時繼續監測木樁底部的堆 沙高度,潮汐週期內堆積情況的紀錄不夠完整,未來如何利用更先進而普遍 的儀器著手水下觀測的方法以彌補這項缺失,達到釐清日內逐時地形變動的 目的,將是突破日內變動特性研究範疇的契機。
4. 長期時距研究的成敗,端視各版地圖和歷年航空照片質與量的優劣而定,尤 其中港溪河口地區乾潮時拍攝的航空照片為數不多,影響了研究的準確性。
同樣的劣勢在台灣其他中、小型河口亦長久存在著,若能針對僅有的樣本進 行最精確的校正工作,將有助於研究水準的提升。
綜合本研究所得可
所需的觀察時間約為 3 年,但因為各個河口的規模、地質背景、營力環境 地互動等條件不盡相同,存在著相當程度的獨特性,觀察
同。潮汐主導型的河口需要較長的觀測時間,風浪主導型河口的變動週期則通 短;如台灣花東海岸的大、小河口,由於全年風浪營力皆屬強勁,沙洲 失至復原所耗費的時間甚為短暫,約略 1 年的觀察期便可看出地形變動的特
而為了顯明河口地區沈積
了河口左、右兩岸的沙洲或灘面之外,尚須將實地測量的範圍擴及河口南、北 的海岸線,紀錄研究期間海岸線、縱深剖面、沙灘面積與沈積物粒徑等資料 動情形,並進一步分析營力與形
胞(sediment cell)內的整體運作機制。
針對沈積物收支的論題,本研究將人為工程影響因子中的水庫攔沙作業略去
,是根據水文資料
述的 域內三座水庫的運作,皆無法有效影響河口地形 的自
公店水庫之於阿公店溪,亦即
水沙
過, 變動趨勢,致
使 果?
動的結論中皆曾提及每年 30%的地形回復 率
以完 為何
處落 、平坦且坡降甚微,洪水
奔 續向 下一
的細 再懸浮(re-suspended),
配合每
資料與數據可知,中港溪流
然變動規律,是否意味著,水庫規模或全流域之集水區比例與地形反應之間 呈現著正比的相關性?如曾文水庫之於曾文溪、阿
水庫集水面積越廣,壩堤規模越大,攔沙、截水量便會同時增加,下游接收到的 來源減少,自然營力在河口形態變動過程中扮演的重要性便隨之降低。不 究竟多大集水面積的水庫建設,才足以影響中港溪河口地形的
整個河口侵、淤作用產生不協調的轉變進而形成海岸線後退、河床淘深的結 似乎是一個相當有趣且深具意義的研究課題。
至於本研究在短期年內與長期變
,意指來年若沒有大能量颱風事件的干擾,可以預期河口地形在 3 年之後便可 成一次完整的地形循環。只是以沈積物收支(sediment budget)的角度來看,
每年都有 70%的輸沙流失?在中港溪流域內耗損的沈積物,最終究竟會在何 腳?其實,因為台灣西北沿海的近岸海底地形寬闊
騰時自河口向外傾洩的大量河流輸沙,除了小部分會直接進入沿岸流系統而繼 南漂送外,可能有相當大量的沈積物,會暫時性地先行堆積在近岸海底,待 個冬季來臨時,日益增強的風浪營力持續向岸拍擊,平均散佈在河口外海底 緻沈積物,有莫大的機會受到風浪波能的擾動而發生
日潮汐營力的搬運作用,便逐漸回到河口兩岸的灘面上堆砌。雖然本研究 已釐清中港溪河口地形在不同時距的變動特性,推估每年 30%的地形回復量,卻 無法確知其餘沈積物的動向,未來若能配合歷年海底地形調查或近岸海底沈積量 測量的資料,便有可能為此處的沈積物收支系統作一個較為完整的註解。
第二節 結論
苗栗海岸年平均潮差超過 3.85 公尺,最大潮差更高達 5.90 公尺,位處全台 海岸線中潮汐營力最為顯著區域內的中港溪河口,雖然在分類上屬於潮汐主導型 河口,不過根據本研究的結果顯示,潮汐營力的影響力並非隨時存在,控制地形 變動特性的營力因子會隨著不同時距而產生差異,分別整理如下:
1. 突發事件期間河海營力的共同作用造成右侵左淤的變動特性
突發事件期間地形的變動最為劇烈且即時。研究期間的個案顯示,颱風過後 右岸侵蝕、左岸淤積的現象顯著,並具有颱風規模越大,則地形侵蝕量越大、變 動後
月內大、小潮堆積作用的強度不同,一般來說是前者較為顯著,且冬季的差 超過夏季,尤以右岸灘面的變動最為明顯。左岸的月內變動隨著潮汐營力的消 而呈現甚為規律的特性,右岸在夏季亦是如此,但冬季則產生小潮堆積超過大 的異常現象。冬季沿岸漂沙的增加是導致大、小潮的前後時序成為關鍵的主
,不過潮汐營力與灘面形態的關係仍較密切,尤其左岸的灘面平坦,不論何時,
汐在月內變動裡都具有絕對的主控性。
4. 月間變動受到河海營力的共同作用而產生侵、淤互現的特性
逕流、風浪的侵蝕作用與沿岸漂沙的堆積現象同時影響著潮汐主導中港溪河 地形的月間變動特性。年內最主要的堆積作用發生在 11 月至翌年 3、4 月間,
的回復時間亦相對拉長的差異性。雖然逕流營力在颱風期間會暫時主控河口 地形變動的動態系統,但造成上述變動特性的主因,以各項河海營力的發生時序 最為關鍵。當風浪與逕流營力分別達到高峰之時,擁有較大潮差的潮汐主導型河 口,潮位的高漲也隨之接近滿潮,地形的變動規模將有擴大的趨勢。
2. 日內變動受到潮汐營力的影響而具有時空的差異性
日內變動的時空差異性明顯。垂直堆沙在時間上以漲潮流堆積、落潮流侵蝕 為主,並有冬季大於夏季的趨勢,空間上,臨海側的堆沙作用較臨河側更為強盛;
兩岸的水平變動皆以臨海側為大,但左岸灘面的差異甚小,右岸臨河側則明顯受 到侷限。在潮汐營力控制著漲、落潮的侵、淤特性下,潮量可以在平坦、寬廣的 河口灘面上暢行無阻,冬季旺盛的沿岸漂沙有助於河口堆積作用的進行,但夏季 河流輸沙加積於河口的態勢卻不顯著,顯示以潮汐營力為主的中港溪河口,海象 營力在日內變動的過程中佔有相當的優勢。
3. 月內變動在潮汐營力的主導下具有季節的差異性
距 長 潮 因 潮
口
沙主導著旺盛堆積作用的進行,一年可回復 30%的沙洲面積,後者則由於夏季較
產生堆積情 向外擴展;而 右岸
異性。突
發 模成正比的回復特性;
短期
在河口海岸的作用效能。河海營力
交 性與獨特性上;而如此敏
感的
國內海岸動力學、水利工程學、沈積 趕上,才不至 於脫
多的降雨事件造成逕流增加,因而掌控了地形波動的現象。在河海營力的共同作 用下,河口地形的變動展現了月間的敏感性、循環性與回復性。
5. 長期時距裡自然營力的主導造成近 30 年來明顯的堆積現象 相較於台灣西南部河口近年來因為中上游水庫、壩堤的興築,而 況趨於緩和甚至發生侵蝕的情形,中港溪河口每年仍以穩定的速率
河口沙洲在長期的地形變動趨勢裡存有侵蝕和堆積互現的特性。前者的堆積 作用在右岸與長年的沿岸漂沙有關,左岸則還要加上逕流輸沙的影響;後者的變 動主要由逕流營力造成,沙洲沖毀的界檻值為 300 公釐單日降雨量及 500CMS 日逕流量,沖毀後的沙洲約需 3-4 年的時間才能完整回復並完成一次的地形循環。
6. 複雜的河海營力影響著河口地形不同時距的變動特性
各項河海營力在不同時距的作用強弱有異,因而產生地形變動的差 事件的變動在河海營力的共同作用下,呈現著與颱風規
變動以潮汐營力最為重要,在漲潮堆積、落潮侵蝕的過程裡,沿岸漂沙和逕 流營力同時致使年內冬淤夏侵的循環性;長期變動則因為沿岸漂沙和逕流營力的 影響,展現了河口沙洲「沖毀-回復」的循環性。
在一個潮汐主導的環境裡,中港溪河口地形的變動特性與人為活動的因子關 係甚微,各時距下主要的變動情形皆以潮汐、逕流和風浪等自然因子的影響較 大,其中潮汐起沙、堆積的過程持續進行,風浪與逕流營力的侵蝕作用和沿岸漂 沙堆積作用之間的強弱差異則影響著潮汐營力
互競逐的結果,便展現在中港溪河口地形變動的敏感
河口地區,的確不適合各項大型工程的破壞,人為的過度開發只會加速整個 近岸河口生態系的衰敗,對於河口地區的未來規劃,主政者實有必要深思河口地 區的永續經營之道。
雖然河海營力複雜,海岸測量工作費時且繁重,唯有不斷地投入心力,持續 各種環境下河口變動的監測,河口研究始有結實纍纍的一天。目前歐、美、日及 中國大陸的學者對於河口的研究日益興盛,
學、水理學、生態學與地形等學界的研究人員當思急起直追並迎頭
離國際相關學界於海岸地區陸海交互作用(LOICZ, Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone)聚焦的研究重心。