河川工程新建與維護成本之研究 –以卑南溪為例 Construct and Maintenance Cost on Beinan River’s Engineering

國立台東大學資訊管理學系

環境經濟資訊管理碩士在職專班碩士論文

指導教授：王文清 先生

河川工程新建與維護成本之研究 –以卑南溪為例

Construct and Maintenance Cost on Beinan River’s Engineering

研 究 生： 林佳河 撰

國立台東大學資訊管理學系

環境經濟資訊管理碩士在職專班碩士論文

河川工程新建與維護成本之研究 –以卑南溪為例

Construct and Maintenance Cost on Beinan River’s Engineering

研 究 生：林佳河 撰 指導教授：王文清 先生

中 華 民 國 一 百 零 二 年 七 月

謝 誌

踏出大學校門後的第六年，很慶幸能夠重新踏入校園，現今學位論文付 梓，代表了學習告一段落，回首來時路，滿懷感恩之情。

承蒙恩師 王文清博士在研究所修習期間悉心指導，尤其在論文的研究方 向、架構及思考模式等適時給予建議與指引，最重要是給我滿滿的信心，若 是您沒有自金字塔頂下來提攜後輩的我，我將寸步難行；若是沒有您拉啟一 扇明亮的門扉，我可能就要開個很大的天窗，在此致上最誠敬的感激。謝謝！

在論文計畫書審及口試期間有勞本系謝明哲教授、及屏東科技大學水土 保持學系許中立教授細心審閱、提出專業學術之修正意見及指導，使論文更 加嚴謹完善，在此由衷感謝；另於求學期間，特別感謝系內各位師長在學業 上的教誨與指正，以及同學間的相互扶持、鼓勵。並感謝「經濟部水利署第 八河川局」課長慰慈、同仁玫貴姐與永忠哥惠予提供相關資料及協助，使本 論文得以順利完成，特此致意。

謹以此篇論文獻給讓我無後顧之憂的內人佳欣以及給我信心加油的女兒 可婕，在此謝謝你們。

最後，感謝所有關心我、鼓勵我的人，我願與您們分享這份成果與喜悅。

林佳河 謹誌於 國立台東大學環境經濟資訊管理研究所 中華民國一０二年七月

河川工程新建與維護成本之研究 –以卑南溪為例

摘 要

本研究以生命週期成本分析探討河川工程的新建與維護成本，並考量年 利率與通貨膨脹、時間因素進行計算。在卑南溪 52 公里治理計畫線範圍內除 蒐集與彙整其歷年之維護修繕資料外，並透過量化統計的方式進行歸納及整 理，進而透過生命週期之成本分析 28 個案例堤段。在工程生命週期表現上，

所探討分析的 28 件主工程中，無達生命終期案例；在經費關聯性分析，則顯 示河川工程經費中修（維）護經費高於新建工程。

依統計結果可知堤段編號 02 及編號 26 為研究範圍內其維護次數最多及 經費最高的堤段，維護週期以以 0～3 年維護週期百分比最高 76.80％，經費 的支出以民國 99 年最高，該年度經費達 2 億 2 千 8 百萬元。本研究發現堤防 工法維護費用還要約 2.8 萬（元／m＊年），護岸工法為約 3 萬（元／m＊年），

而維護管理方式則可分為 6 大類：（1）景觀改善；（2）護腳工加強改善；

（3）丁坝或隔框施作；（4）護岸維護；（5）堤防維護；（6）水防道路改 善，以採水防道路改善維護方式費用最低，費用最高為丁坝或隔框施作。

關鍵詞：河川工程、卑南溪、成本分析

Construct and Maintenance Cost on Beinan River’s Engineering

Abstract

This study investigates construct and maintenance cost in river engineering, considering the interest rate and inflation, the time factor is calculated. By research in the maintenance or repair information over the years and through the help of statistical quantization; life-cycle cost analysis by the cases of 28 major embankment built in Beinan river inlength 52 kilometer river management plan line. The performance of life cycle shows that none of the 28 major embankment have reached their end of life. Relative expenditure analysis reveals that within river engineering undertakings, repair and maintenance expenses exceed new construction projects.

According to the results seen embankment No. 02 and No. 26 for the study within the maximum number of maintenance and funding the highest embankment, maintenance intervals from 0 to 3 years maintenance period the highest percentage of 76.80%, the expenditure of funds to the highest AD 2010, the year funds amounted to 200 million $ 28 million. The research shows that maintenance cost per unit length in the levee is NTD$28,000 a year (per meter), NTD$30,000 for the revetment. The maintenance methods are divided into：（1）

Landscape improvement,（2）Foundation to improve,（3）Applied for frame of concrete or spur dike,（4）Revetment maintenance,（5）Levee maintenance, and

（6）Flood season special roads improve. The maintenance method of “Flood season special roads improve” is cheapest optin, “Applied for frame of concrete or spur dike”is the most expensive.

Keywords: River Engineering, Beinan River, Cost Analysis

目次

中文摘要

... I

英文摘要

... II

目次

... Ⅲ

表次

... Ⅴ

圖次

... Ⅵ

第一章 緒論

... 1

第一節 研究動機與背景 ... 1

第二節 研究目的 ... 3

第三節 研究範圍與限制 ... 4

第四節 章結內容 ... 5

第二章 文獻回顧 ...

6

第一節 卑南溪之環境、地質 ... 6

第二節 生命週期 ... 10

第三節 生命週期成本分析方程式 ... 18

第四節 河川工程工法與工程維護管理 ... 24

第三章 研究方法與流程 ...

28

第一節 研究方法 ... 28

第二節 研究流程 ... 30

第四章 河川工程調查與經費統計分析 ...

33

第二節 河川工程經費結構分析 ... 44

第三節 河川工生命週期成本計算 ... 50

第四節 河川工程維護 ... 60

第五章 結論與建議 ...

69

第一節 結論 ... 69

第二節 建議 ... 70

參考文獻 ...

71

一、中文部份... 71

二、外文部份... 74

三、網路部份... 75

附錄

... 76

附錄一 生命週期成本計算表 ... 76

表次

表 2-1 生命週期成本分析的相關研究文獻整理表... 13

表 2-2 臺灣通貨膨脹率統計表... 20

表 2-3 臺灣利率統計表... 20

表 2-4 固定資產耐用年數表 ... 21

表 4-1 歷年河川岸例工程編碼表... 34

表 4-2 歷年案例工程調查統計表 ... 35

表 4-3 歷年案例工程維護週期統計表 ... 43

表 4-4 歷年案例工程年度經費統計表 ... 47

表 4-5 歷年案例工程年度每公尺造價統計表... 50

表 4-6 生命週期成本分析計算項目與內容... 57

表 4-7 生命週期成本分析計算表... 61

表 4-8 歷年案例工程維護方式統計表 ... 67

圖次

圖 1-1 研究範圍圖... 4

圖 2-1 民國 70～101 年臺東月平均雨量圖... 6

圖 2-2 民國 70～101 年臺東月平均氣溫... 7

圖 2-3 卑南溪流域地質分佈圖... 7

圖 2-4 卑南溪流域土壤分佈圖... 8

圖 2-5 卑南溪流域坡度分級圖... 8

圖 2-6 侵臺颱風路徑分類圖... 9

圖 2-7 河川工程生命週期示意圖... 10

圖 2-8 臺灣過去 30 年間之通貨膨漲率以及利率趨勢圖... 21

圖 2-9 堤防之橫斷面... 25

圖 2-10 護岸之橫斷面... 26

圖 3-1 研究架構圖... 28

圖 3-2 研究流程圖... 31

圖 4-1 案例工程各堤段位置圖... 33

圖 4-2 按堤段編號順序之興設科目次數比較圖 ... 42

圖 4-3 按年度區分之興設科目次數比較圖 ... 43

圖 4-3 歷年河川案例工程各堤段設施總經費圖 ... 43

圖 4-4 維護週期比例圖 ... 44

圖 4-5 歷年河川案例工程各堤段設施總經費圖 ... 45

圖 4-6 歷年河川案例工程興設科目經費比較圖 ... 46

圖 4-7 河川工程案例堤段興設科目不同各佔百分比堆疊圖 ... 46

圖 4-8 河川案例工程設施經費與維護比例統計疊圖 ... 48

圖 4-9 案例河川工程堤段設施總經費圖 ... 49

圖 4-10 案例河川工程新建與維護經費百分比堆疊圖... 49

圖 4-11 堤段編號 02 位置圖... 60

圖 4-12 堤段編號 26 位置圖... 60

第一章 緒論

第一節 研究動機與背景

全球氣候變遷與異常，使得海平面與平均氣溫升高，極端降雨事件發生頻 繁，而依據消防署的統計資料可知從民國 47 年至民國 100 年天然災害所造成的 損失共有 297 件，其中因颱風洪災所造成的損失有 263 件(消防署，2013)；臺 灣地區的河川因地形陡峻、河短流急，且於梅雨或颱風季節來臨與河川附近水 庫季節性洩洪等原因，非常容易形成洪水氾濫之情形，致使河川沿岸之堤防構 造物造成部份破壞、損傷，所以一般堤防破壞原因，即歸咎於颱風、豪大雨(郭 士榮，2008)；洪災的發生原本是一種自然現象，會造成河川沿岸河谷、沖積平 原，以及部分地勢低窪地區產生週期性的淹沒情形，但是由於事件發生的不確 定性，以及受到自然環境變異和人類活動的影響，使得這些容易淹沒地區，在 被廣為開發利用的情形下，產生嚴重的洪災事件以及後續的防洪問題(羅以倫，

2004)；為防範洪災的到來，人們沿著河岸的兩側構築擋水設施，以保障自身的 生命財產安全，擋水設施構築依照政府所公佈實施的河川治理計畫進行，其位 置則依治理計畫中的水道治理計畫線或堤防預定線施作。

堤防之一般要求為壽命長、維護容易、工程費低廉等，於施工時儘量以就 近採取土石等構築，土堤在大都會附近地區，因用地費昂貴，則以混凝土防洪 牆等設置堤防，除減少工程用地之使用面積外，並可增加堤防內國土之使用與 增加土地之價值(李吉祥，2001)；因此堤防一經新建完成後，極少發生拆除的 狀況，即使因受洪災沖毀，亦於原址重新構築堤防，或經重新檢討其舊有通洪 斷面、河川主流流向等因素後再予以調整水道治理計畫線或堤防預定線位置，

經重新公告等行政程序後再施築堤防。

一是當河川受到颱風挾帶超大豪雨，導致各溪流洪水暴發、溪水暴漲，滾滾洪 流隨著大量泥沙及漂流木自上游奔瀉而下產生巨大撞擊力，撞擊堤防堤身造成 多數堤防損毀，當堤防的缺口出現後，連帶使得整段堤防遭沖毀；另一種模式 為堤防的基礎遭受洪流的沖刷，造成基礎流失，使得堤身下方所填築土石遭洪 流掏空，堤身因此產生凹陷形成缺口而使整段堤防遭沖毀。

臺灣之水利工程師多習慣於使用前人傳授之經驗尺寸法則，設計制式的混 凝土鋪面堤防及混凝土擋土牆型式(林朝陽，2008)；當水利工程設施受洪流侵 蝕而發生僅局部的破壞或受損時，主要以恢復原有功能與外觀為目的，而水利 工程的復建有其緊迫性，因此以延用原有圖面或依照前人傳授之經驗尺寸法則 去復舊為固有之方法。

由於重大水利工程之建造關係民生幸福與工業等經濟建設之發展，因此完 工後之水利建設後續營運管理機制之建立與相關工程安全設施之檢討，是相當 重要的，期能將水利設施功能達到預期之設計目標(李吉祥，2001)；目前國內 於工程之規劃、設計階段大都僅以施工成本或施工工期為最佳方案之選擇考 量，未能將設計考量的重點延伸至後續之使用與維護成本，無法達到生命週期 最佳化之目標，而在規劃、設計階段除考量施工之工期、成本與經濟可能性之 外，也須對未來維護保養所需經費與管理人力、能源消耗、使用壽限與營運效 益等一併加以評估考量，以達成整體投資最經濟、符合社會公義與永續發展等 目的(張進裕，2009)；河川工程維護發生的契機在於洪災造成的損壞，為使所 投入復建或維護經費發揮最大的經濟效益，應對歷年來復建、整修、加強等河 川維護工程加以深入探討並對其資料加以重視。

因此公共工程之維護與管理已是防災作為中重要之一環，而在有限的經費 條件下能有效因應氣候變異所造成之影響，以及在考量環境保育與生態發展意 識逐漸抬頭的情形下未來公共工程投資將不在一味的製造大量工程量體，而應 逐漸朝向既有設施與建造物維護管理為主之理念(余省鋒，2012)。國內對河川

分析方式將以往在河川工程所投資之成本經費結構予以有系統的分析及判讀，

再對河川工程的生命週期成本加以解析，以提供未來河川工程設計者對河川工 程在新建與維護管理經費考量方面之參考。

第二節 研究目的

臺灣地區的河川工程在歷經大規模的新建期後，雖然新建的經費比例逐年 減少，但維護管理所需要的經費正好與新建成反比的增加，這代表河川工程已 全面進入維護管理階段，為使得這些已經歷 20 甚至 30 年的堤岸能繼續維持其 功能，須不斷進行加強與修護作為。

因此若能搜集河川工程在興設後其長期修護資料，且建立起河川工程維護 經費資料庫，並以生命週期成本觀點來探討其設置與維護費用等，以提供設計 者在設計有關河川工程維護成本之參考。

本研究以河川工程實際投入之直接成本經費為主體進行統計分析，再利用 生命週期成本分析之計算，探討歷年來河川工程新建與維護管理成本比較。

根據上述說明歸納出本研究主要目的如下：

一、 以系統性之調查方式對於河川工程興建與維護成本資料進行整理分析，利 用調查分析之成果彙整成完整性之資料，以判斷各堤段維護實施優先順 序，進而據以擬定維護模式及方向，以作為防止及預防災害發生之參考依 據。

二、 建立實證研究與合理之計算河川工程生命週期成本與維護管理的評估方 式，以作為在使用年限內河川工程維護經費編列之參考。

第三節 研究範圍與限制

本研究所探討之河川工程範圍為防水、洩水及其它以水患防治為目的所構 築之水利構造物，即堤防、護岸為主。因此本研究以所居住之臺東縣中央管河 川—卑南溪為研究對象，其所流經之鄉鎮由北到南分別包含臺東縣海端鄉、池 上鄉、關山鎮、鹿野鄉、卑南鄉、臺東市等鄉鎮，並以卑南溪治理計畫中之起 點至出海口（如圖 1-1）兩岸之堤防、護岸等水利構造物為研究範圍。

圖 1-1 研究範圍圖 (Google Earth)

卑南溪河川構造物的興建從民國 22 年即開始構築，本研究受限於時間無法 一一統計表列各堤段之興建始末，以近 30 年（民國 71~100 年） 所施築之堤 防、護岸作為本研究之區間。

第四節 論文章結架構

本研究共分為五章，茲將各章內容簡敘如下說明：

第一章 緒論

敘明本研究之研究背景、研究動機、研究目的、研究範圍並擬定初步 之構想與架構，後續將依照本章所建立的目標進行研究。

第二章 文獻回顧

就本研究相關領域廣泛蒐集閱讀，分別對工程生命週期理論、工程生 命週期成本分析、河川工程工法與維護管理等相關知識，進行文獻探 討與整理。

第三章 研究方法與流程

整理相關研究生命週期成本分析如何應用的案例，除了考慮可行性之 外，尚需考慮如何統計分悉及挑選案例的可能性、案例計算所需要考 量到的計算項目等。本研究以生命週期成本分析為研究方法，實際應 用在河川工程方面。

第四章 案例工程調查與經費統計分析

本章主要針對本研究所進行的研究案例作詳細的記錄，如研究案例說 明、案例工程調查統計、維護管理階段之流程圖，並將歷年來工程資 料歸類，並對工程之維護情形及生命週期成本進行計算分析，最後對 案例工程經費之結構加以探討等。

第五章 結論與建議

依據本研究案例工程之調查分析與生命週期成本計算結果發現作為本 研究的結論，並說明在實際面上的限制以及作為後續研究之參考。

第二章 文獻回顧

第一節 卑南溪之環境、地質

臺東縣境內卑南溪流域其主流(大崙溪)發源於中央山脈卑南主峰(3,295 公尺)，幹流全長 84.35 公里，流域面積約為 1,603.21 平方公里為中央管河川。

卑南溪範圍從海端鄉新武橋至河口的所在臺東市，長約 52 公里，其主要支流鹿 野溪範圍從延平鄉桃源村隘口(舊鹿鳴橋)至鹿野溪與卑南溪合流點，長約 6 公 里；次要支流鹿寮溪範圍自鹿野鄉舊武陵橋至鹿寮溪與卑南溪合流點，長約 4 公里。(黃祥華，2008)

根據中央氣象局民國 70～101 年之臺東氣象資料(交通部中央氣象局，2012) 統計結果如圖 2-1 及圖 2-2。臺東地區近 10 年平均降雨量為 1,795mm，與近 30 年平均雨量 1,780mm 相比較約增加 15mm，雨量集中在 6 到 9 月，由於全球氣 候變遷導致 11 月份降雨量在近 10 年與近 30 年雨量相較約增加 61.4mm；臺東 地區近 10 年平均氣溫為 24.6℃，而近 30 年平均氣溫 24.5℃相比並無太大差異。

20.5

55

251.4 291.5

140.6

40.2 40.5

155.9

302

344.6

182.3

40.5 161.4

34.4 35.3

299.5

131.4

58.5 315.2

227.8

30.5 65.6

270.5

79.2

0 50 100 150 200 250 300 350 400

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月份

平均雨量 (mm)

近10年平均 近30年平均

圖 2-2 民國 70～101 年臺東月平均氣溫圖(本研究整理)

卑南溪地質主要包含利吉層、大港口層、盧山層、沖積層、畢祿山層、臺 地堆積及石灰岩礁、變質石灰岩等，如圖 2-3 所示。(黃祥華，2008)

圖 2-3 卑南溪流域地質分佈圖 (黃祥華，2008)

土壤之生成受母質及地形的影響大，一般而言地形較安定之地多生成紅、

黃壤土或部份黑色土，緩坡次安定之地則多分佈崩積土類，山勢陡峭之地形則 多為石質土類分佈，如圖 2-4 所示。(黃祥華，2008)

18 20 22 24 26 28 30 32

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

月份

氣溫 (℃)

近10年月均溫度 近30年月均溫度

圖 2-4 卑南溪流域土壤分佈圖 (黃祥華，2008)

卑南溪流域坡度超過百分之四十至百分之五十五以上[五級坡]的區域約佔 全流域面積的 70％，坡度超過百分之五十五以上[六級坡]之面積佔 50％最廣，

而坡度小於百分之三十以下[三級坡]的區域僅佔全面積的 20％，故可知本流域 坡度相當陡峻，且流域坡向多呈東北走向，如圖 2-5 所示。(黃祥華，2008)

圖 2-5 卑南溪流域坡度分級圖 (黃祥華，2008)

卑南溪流域水系呈水平狀分佈，坡度陡峭、岩性複雜、具有斷層、崩塌、

土石流等不良自然環境因素，使得河床質以卵礫石分佈為主，而河床的表面粒 徑會因流速、河床坡度、平均粒徑及水深的變化而有所影響，而在枯水期間或 水流深度較淺時流速及平均坡度對粒徑的影響較為不顯著。(黃祥華，2008) 中央氣象局對侵臺颱風路徑，經統計歸納所採用的九類路徑描述如圖 2-6；

統計自西元 1981～2008 年曾對本島發佈海上陸上颱風警報的颱風有 155 個，未 侵台的有 48 個，對臺灣造成影響的有 107 個，每年平均約有 3.8 個；因臺灣 由中央山脈區隔，颱風往往通過本島後即減弱或快速通過，颱風對臺東海岸較 具影響之路徑為第 2、3、4、6、8 類及 10 類(呂中本，2009)。

圖 2-6 侵臺颱風路徑分類圖 (中央氣象局，2013)

卑南溪流域於日據時代(民國 22 年)完成初期治理規劃，主要目的為整治主 流、拓墾池上、關山、臺東等三處沖積平原；民國 55 年，為配合國家經濟建設 政策，促進東部之繁榮計畫新建池上堤防等 11 處；至民國 76 年底，大部份已 依工程之急緩優先順序興建完成。省府於民國 79 年 8 月公告治理基本計畫，治 理原則為主流卑南溪及支流鹿野溪、鹿寮溪採重現期距 100 年計畫洪水量之防 洪標準佈置，之後經濟部水利署第八河川局在民國 94 年完成「卑南溪治理規劃 檢討報告」；截至民國 101 年止，全流域建有堤防 67,928.3 公尺，護岸 18,790 公 尺。(經濟部水利署第八河川局，2012)

第二節 生命週期

一、 生命週期

美國規範 ASTM E833 定義生命週期為整個分析投資期間的時間，一般而 言即為該設施由出生到死亡的時間；依照臺灣建築物生命週期的特性，由四個 角度來界定不同建築物生命週期的意義分為：1.物理耐用年數(結構安全的生命 週期)，2.機能耐用年數(空間設備機能的生命週期)，3 社會耐用年數(社會機能 的生命週期) ，4.稅法耐用年數(財稅法的生命週期)等；因此由不同的角度觀 點會有不同的建築物生命週期的意義(陳瑞玲等，2001)。

定義工程生命週期管理的主要意義，是對工程採取確保及有助於其營運之 作為，以維持營運功能及有效延長使用壽命，避免過度的資源與能源消耗，使 得公共工程使用效益能有效提昇(葉榮晟，2010)。本研究經彙集整理相關作者 對生命週期階段之定義後，認為河川工程其生命週期可分為所示規劃設計、建 造施工、維護管理、沖毀更新等 4 個階段(如圖 2-7)。

規劃 設計

建造 施工

維護 管理

沖毀 更新 生命週期開始 生命週期結束

圖 2-7 河川工程生命週期示意圖

河川工程生命週期始於需求，進而有河川構造物的規劃設計、並進行堤防 與護岸之施築；由於歷經民國 50 至 70 年代大量新建後，各河川構造物皆已進 入維護管理階段，而規劃設計階段在整體工程經費中所佔的比例約僅 0.3~1%；

因此，在本研究中將不把規劃設計階段納入考量。

河川工程的使用壽命無法清楚界訂，主要原因是所興建之構造物雖有可能 因受洪流的沖擊破損而造成局部功能喪失，但大部份的構造物於洪流結束後，

隨即在原址重新構築，極少發生拆除原有構造物情形，如有發生亦僅因受調整 堤線位置，而調整施作位置。爰此，本研究對於河川工程生命週期的起點與終 點僅僅視其為一個開始與維護的點，從而針對河川工程生命週期的過程做研究 分析，對興建、營運維護階段做河川工程的成本評估。

二、 生命週期成本評估

生命週期成本評估是一項環境管理技術工具，日益受到國際重視，相關技 術在 1970 年代能源危機時已使用，當時是用於能源評估，但亦同時附帶收集污 染排放的相關資料（呂穎彬，1996）。

各國政府近年來將基礎建設列為國家發展之重要目標，然而面對逐年增加 之維修經費，對日益吃緊的政府預算無疑是沉重負擔，因此生命週期成本評估 法之應用開始逐漸受到各國政府重視（陳屏甫，2005）。

經濟部工業局（2001）對於生命週期成本評估定義為產生系統自始至終的 生命週期中，投入和產出及潛在環境衝擊之彙整與評估。而其進一步的解釋為：

考量整體環境的角度，評估從事生產或服務，從最原始原物料的取得，經由製 造、成品使用、到最終廢棄回收，即為由搖籃到墳墓所有生命週期階段，評估 分析每一個過程對整體環境生態之影響及乾在的環境衝擊（經濟部工業局，

2001）。

由林楠凱（2004）的研究指出，國內各有關生命週期研究之主題內容，大 多著重於工業技術與產品生命週期產品生產評估方面，如所生產產品之環境衝 擊、減量、循環再利用等方面，並依研究結果針對本身之企業或產品進行適當 之修正及改善；另由國科會所委託之研究則針對生命週期評估之技術及方法進 行深入之研究及探討，並以本土化之方向為研究重點，其以建立我國本土生命

週期評估之資料庫，如本土能源與資源耗竭、環境生態衝擊等資料庫，並且嘗 試發展開發適合本土生命週期評估之電腦模組系統，而各領域之研究目標皆在 於如何達到減少對本土環境或能源之衝擊。

三、 生命週期成本分析

英國規範 BS3843 之定義，生命週期成本為所有關於產品獲得、維護、廢 棄處理所產生之費用，包含可行性研究、規劃設計、製造、維護、置換、廢棄 物處理，甚至是任何有關產品獲得、使用及汰換時所發生之訓練或作業費用皆 稱為生命週期成本；ASTM E833 定義生命週期成本方法為對於一段分析的投資 時間內，加總初始投資、置換、營運（包括所需能源），在現值或年金值情況下，

維護修繕的投資決策方法。

生命週期成本分析之定義：藉由審視廠商自需求分析開始，接著進行研發、

投資、設計、生產、操作、維修、消費、售後服務、最終廢棄以及回收的一連 串生命週期過程中，所引發的直接成本、間接成本、重複發生成本及相關成本 等，以便選擇較具成本效益性的策略（吳明炘，2003）。

所謂生命週期成本分析乃指在所有的替代方案，都可達到預定服務水準狀 況下，提供決策者於決策過程中獲得相當多的資訊，分析各替代方案並計算公 部門及用路人成本的工具用以選擇最經濟及總成本最低方案(陳郁青，2004)。

生命週期成本分析是由一系列的替代方案中產生重要的衡量指標之工具。

生命週期成本能夠衡量一項資產生命週期所有相關的總擁有成本，其初始採購 成本、所有預期可能發生費用包含報廢成本或剩餘價值和任何其他可衡量的衍 生利益。投資越大，成本分析顯得更加重要。其成本的運用，一般與生產銷售 收 入 多 寡 無 直 接 關 係 ， 其 目 標 是 在 於 盡 量 降 低 成 本 並 發 揮 最 大 的 效 益 (Vipulanandan, 2008)。

有許多有關生命週期成本之批評，如難以驗證選擇成本計算的議題，因相 關需求表示具有爭議性。評估結果因資料之透明度不足及過時數據造成偏差的 原因而遭受質疑。儘管許多限制，生命週期成本仍然是企業決策重要工具，因 其說明如何發展，從而支援發展及引進創新以適應經濟和環境目標(Krozer，

2008)。生命週期成本分析可以協助作出更好的決策，選擇最低生命週期成本，

而非最低的初始採購費用(Zhang et al., 2008)。

為瞭解近年來有關生命週期成本分析的研究對象與內容，本研究彙整近 10 年（民國 92～101 年）與，將其表列如下所示(如表 2-1)：

表 2-1 生命週期成本分析相關研究（

2003

年以後）

作 者 對 象 內 容

陳佩婷（2003）

水庫工程生命週 期成本效益分析 之研究

水庫工程營運維護階 段中改善水庫水源水 質及改善水庫淤積

改善水庫淤積方面，以石門水庫第三 階段治理計畫為例，其年計成本為 30,570萬元；年計效益總值為65,759 萬元，治理計畫之益本比為2.15，表 示此治理計畫為經濟可行的；改善水 庫水源水質方面，以翡翠水庫之造林 計畫為例，年計成本為1,312萬元，

其年計效益為7,586萬元，其益本比 為5.8，此計畫為合乎經濟可行性。

楊欣瑜（2003）

生命週期成本評 估 於 TFT-LCD 產業之應用研究

TFT-LCD 產業 模擬結果顯示每部15吋TFT-LCD預 期平均環境成本約為1360±158元，若 以市售的TFT-LCD來看，每部15吋 TFT-LCD環境成本約佔售價的13﹪

~17﹪。

陳郁青（2004）

應用生命週期成 本分析於高速公 路路面養護方案 之探討

高速公路路面養護方 案

利用國內十年之歷年養護資料，探討 柔性鋪面與剛性鋪面之成本觀點，並 針對國內北部高速公路的三種不同 鋪面養護方案，進行40年分析期限之 案例模擬分析。利用生命週期成本分 析技術探討預定執行路段的各種替 代方案的體經濟價值，分析該路段生 命期限內的總成本，以作為決策依 據。

（續）表2-1 生命週期成本分析相關研究（

2003

年以後）

作 者 對 象 內 容

林楠凱（2004）

校園水池生命週 期成本（LCC）

之研究-以臺中 市國小為例

校園水池養護方案 研究結果發現採取生態工法的水 池之生命週期成本較低，附加價值 也比較高。主要計算項目包 括使 用年限、水池施工方式與興建、維 護管理方式與其成本等。

張家瑞（2005）

體育館建築生命 週 期 成 本 之 研 究—以臺大新舊 體育館為例

體育館建築 本研究發現，生命週期各階段成本 折現為同一時期之幣值做比較，期 初成本約佔全生命週期之一半。室 外游泳池之每年單位面積例行性 維護費用達到135.8（元/m2，年），

新體育館為81.3（元/m2，年），舊 體育館僅6.8（元/m2，年）。屋頂 修繕、內部裝修為體育館主要修繕 項目，室外游泳池以內部裝修、衛 生設備為其主要修繕項目。

林美辰（2006）

兒童遊戲場生命 週期維護成本模 式之建立

兒童遊戲場維護方案 維護方案共有七種，分別為方案 A(置之不理型)、方案B(例行維護 型)、方案C(積極修復型)、方案 D(維持新品型)、方案E(先緊後鬆 型)、方案F(先鬆後緊型)及方案 G(適當維護型)，並建立各項假 定，以生命週期成本之概念，計算 遊戲場之生命週期成本，以計算而 得之結果進行方案評選，選擇出最 佳方案，適當進行維護，確保遊戲 場功能與品質，延長使用壽命。

羅昱盈（2006）

以生命週期成本 觀點研析學生宿 舍建築之維護成 本策略

臺灣大學學生宿舍 本研究發現：成本資料來源與金額 折現對於LCC比例影響甚大，且營 運與能源費用是學生宿舍在LCC 策略規劃上之重點。另藉由構件維 護修繕週期及趨勢分析結果，分析 出維護計劃之週期評估以5年宜。

黃國亭（2006）

生命週期成本分 析應用於校園

校園污水系統 若將校園中水系統所能產生的經 濟效益一併考慮，則累計三十年中 水系統所能節省下的水費，實質上 續下頁

（續）表2-1 生命週期成本分析相關研究（

2003

年以後）

作 者 對 象 內 容

污水系統之探討 即為污水處理系統的衍生價值，可

視為營運成本的扣除或在觀念上 轉換成系統的殘值。此項經濟效益 分別讓義守大學和國立高雄大學 每年省下八十二萬元和一百萬元 的水費，可抵掉污水廠營運成本的 七成到九成之間。

陳佩佳（2007）

大學校園建築維 護修繕經費編列 標準-以臺灣大 學教學大樓為例

臺灣大學教學大樓 由於教學大樓其主要除考量建物 屋齡、樓層數及電梯裝設等自變數 外，進而推估出教學大樓歷年所需 之單位維護費用(即為本研究之應 變數)，最後並訂定出維護修繕經 費之合理編列標準，除作為提供教 育部編列預算與相關工程執行單 位之參考依據外，並可有效落實與 規劃出建築物維護修繕策略之擬 定方案與準則。

戴佑安（2007）

以生命週期成本 觀點論大學圖書 館建築營運管理 之研究

大學圖書館建築 本研究發現：營運與能源費用是圖 書館建築在LCC策略規劃上的重 點。臺灣大學新總圖書館一年之能 源營運費用即近乎於使用至今之 所有建築物維護費用。再者，本研 究以照明、空調兩個成本構面，經 實際數據評估，針對圖書館建築各 空間照明及空調現況提出節能改 良建議，以利後續預算編列參考之 用。

鄭德昂（2007）

高隔熱性能外牆 之建築節能生命 週期成本分析

運動中心加強外牆隔熱 之節能工程

高性能隔熱外牆有著極高的隔熱 效果，能夠有效的阻隔熱量侵入室 內，降低空調尖峰負荷，但是相對 於一般RC外牆其價格較為昂貴，本 研 究 結 果 為 其 除 了 具 有 能 源 效 益，亦具有成本效益，回收年限約 發生在生命週期第五年，而總淨現 值NS以3%折現率計算為將近860萬 元。

續下頁

（續）表2-1 生命週期成本分析相關研究（

2003

年以後）

作 者 對 象 內 容

張佳瑜（2009）

智慧型建築維護 管理成本探討

智慧型建築自動化優良 案例

本研究將維護成本資料統整分析 後得知，由於兩案例公司規模與營 運方針不同，故在各設施設備之建 置成本與維護成本排序並不盡相 同。此外，本研究針對國內智慧型 建築之維護管理現況做調查及訪 談後，發現國內智慧型建築於維護 管理工作中有關設備之維護成本 存在若干項之缺失，其中包括無針 對維護成本預算編列之策略、只有 定期維護之預算規劃及維護管理 工作績效不彰等。

詹麒璋（2009）

大型太陽光電發 電系統設置規劃 方法及生命週期 成本分析研究

不同規模 PV 系統 本研究逐項建立完成大型PV系統 相關之規劃方法與技術，包括開發 建立「輔助規劃之工具模型與軟 體」、「發電量及系統效能之評估 模式」等，同時也針對大型PV系統 之設置是否具有效益，而開發完成

「 成 本 效 益 分 析 模 型 與 試 算 軟 體」，提供快速檢視所規劃的大型 PV系統是否具有設置價值或投資 效益。

陳良進（2009）

設備維護管理與 生命週期成本之 探討

液晶玻璃製程之玻璃切 割區域，控制製程環境 循環的馬達設備

本使用電腦模擬為研究工具，在現 有設備架構基礎上，分析設備可靠 度及其運轉效益，以不同設備的選 擇方案，運用蒙地卡羅模擬法，作 設 備 生 命 週 期 成 本 (Life Cycle Cost;LCC)的研究。最後，就各方 案之生命週期的成本花費，選出內 部報酬率最高者為最佳方案。

連志晨（2010）

合FMEA與ABC 成本法於衡量設 備生命週期成本 之研究-以半導 體產業實證分析

半導體產業 本研究目的是以降低設備購買之 生命週期成本為基礎，包含投入資 本與保養、使用、維修成本及殘值 等組成元素，提供具有成本有效性 改善之方法。

續下頁

（續）表2-1 生命週期成本分析相關研究（

2003

年以後）

作 者 對 象 內 容

劉光盛（2011）

臺灣既有建築物 室內健康環境效 率模型-以生命 週期成本評估二 氧化碳減量為例

臺灣既有建築物 本研究分三階段，第一階段進行環 境效率之「品質」與「負荷」評估 項目分群，及分群評估項目之「權 重值」；第二階段實證研究，主要 分為二部分，第一部分：計算出建 築生命週期使用階段之環境改善 效率值，第二部分：修正環境效率 分群項目權重值；第三階段整合環 境 改 善 效 率 值 及 生 命 週 期 成 本 (LCC)之計算結果，建立臺灣既有 建築物室內健康環境之環境效率 評估系統。

蔡雯雯（2011）

以生命週期評估 與生命週期成本 探討塑木之生態 效益研究

塑木 研究結果主要包含五部分，第一部

分為個案產品生命週期評估，第二 部分為碳足跡分析，第三部分為生 命週期成本分析，第四部分為生態 效益推估，第五部分為產品應用之 減碳情境模擬，個案生命週期末端 以回收處理而不採焚化處理範疇。

黃澤文（2011）

以生命週期評估 與生命週期成本 探討食品紙容器 生態效益之研

食品紙容器 研究結果包括：1.在食品紙容器原 料階段的26,084.6 MJ為最高。2.溫 室 氣 體 排 放 結 果 以 原 料 階 段 的 1,098.0 kgCO2-eq.為最高。3.生命 週 期 成 本 推 估 ， 總 成 本 結 果 為 87,386 NT$/ton，以加工成型39,939 NT$/ton為最高階段。4.在不同的末 端處理情境，溫室效應特徵化結果 以焚化處理情境最高。

梁詠淳（2011）

以生命週期評估 與生命週期成本 探討PET寶特瓶 材料之生態效益

PET 寶特瓶材料 因此，本研究以生命週期評估方 法、碳足跡、生命週期成本及生態 效益等方法探討寶特瓶材料在臺 灣應用之現況，進一步情境模擬，

探討生命週期階段之環境衝擊釋 意及生態效益，以期能進一步以生 命週期思考獲得寶特瓶塑膠應用 之相關環境性。

資料來源：本研究自行整理

第三節 生命週期成本分析方程式

本研究所採用的生命週期成本計算公式為引用黃國恭（1998）所提出之生 命週期成本計算公式與 Wong﹐et al﹒（2003）「新加坡屋頂花園生命週期成本計 算公式」之研究中所採用的方程式，該方程式是以生命週期的周延性為考量，

且是從金錢流的觀點來看待這些計算結果，考量的角度不同，所得到的決策方 向與修正建議就會有所不同。

計算生命週期成本需要考慮到以下五個部分：資本（Capital）、維護管理成 本（Maintenance）、燃料成本（Fuel）、更換及修繕成本（Replacement）、 殘值

（Salvage）（黃國恭，1998）：

LCC＝C＋M＋F＋R＋S (式 2-1) 生命週期成本＝資本＋維護管理成本＋燃料費＋更換及修繕成本＋殘值

﹙一﹚資本：包括材料、施工的花費和設計費用。

﹙二﹚維護管理成本：包括每年預定的開支，機具與系統的檢測維護管理 費用，屬於一種循環成本，而機具替換費則不在此分類中。

﹙三﹚燃料成本：包含水費、電費、油價……等各項費用。除此之外，在 這個項目尚須考量到通貨膨漲所造成的影響，因此比較建議能單獨 的紀錄各種不同燃料的花費價格。

（四）更換及修繕成本：堤防、護岸的修理以及損壞時復建的花費。

（五）殘值：又稱為剩餘價值（Residual value）為負值，是在未來所會發 生的一個成本，也就是在成本計算時可以降低成本的項目。

值得注意的是，殘值是在生命週期成本計算中唯一為負的成本，也就是在 成本計算時可以降低成本的項目；生命週期成本其實是一些成本的總和，一個

計算生命週期成本分析時，金錢的運算除了上述的花費之外，尚須留意到 以下幾點(黃國亭，2006)：

（一）預期需花費之金額：預期需花費之金額：在生命週期開始的每年、

某一年亦或是整個生命週期所需要的花費，例如：在生命週期為期 四十年的產品，在其生命週期中第十五年花費了多少錢。

（二）貼現率的百分比：貼現率是指利率反映投資者的錢在時間上的價值。

（三）通貨膨脹率：通貨膨脹的定義是「一般物價的持續上漲」，單獨一兩 種或勞務價格的調高並不算是通貨膨漲。通貨膨漲的原因可以分為 以下兩種：

1、成本推動：原料成本的提高、員工薪資調升的負擔或是天災所造 成短暫物價上揚等皆屬於這類型的通貨膨脹。

2、需求拉動：總需求大於充分就業時的總供給，導致物價上漲。這 種類型的通貨膨脹通常只發生於小型封閉市場，在開放市場不會 發生，因此又稱為封閉性通貨膨脹。

通貨膨脹並沒有辦法訂定指標去衡量，因為它是一種經濟學上的名詞，肇 始於對「在一定時期，物價水準全面持續上漲的現象及其過程」現象的描述；

雖然沒有衡量指標，但是一般而言可以藉由對消費者物價指數（Consumer Price Index；CPI）、生產者物價指數（Producer Price Index ；PPI，又稱躉售物價指 數）及國民所得的平減指數（GNP Deflator）之觀察來了解其變化。

為體現通貨膨脹的情形本研究以消費者物價指數的年增率來衡量。消費者 物價指數是度量一段時間內購買一些指定家庭消費品及勞務的總支出的變動。

依據表 2-1 可以瞭解臺灣通貨膨脹率從民國 71 年到民國 101 年的變化情形，這 30 年來臺灣的平均通貨膨漲率約為 1.70%(行政院主計總處，2013)。

表 2-2 臺灣通貨膨脹率統計表

年

71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

通膨率 2.97 1.35 -0.03 -0.16 0.70 0.51 1.28 4.42 4.12 3.62 4.47

年

82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

通膨率 2.94 4.10 3.67 3.08 0.89 1.69 0.17 1.26 -0.01 -0.20 -0.28

年

93 94 95 96 97 98 99 100 101

通膨率 1.62 2.28 0.61 1.79 3.55 -0.83 0.97 1.42 1.93

資料來源：行政院主計處網站、黃國亭(2006)，及本研究整理

生命週期成本計算時必須將代表物價波動程度之通貨膨脹率和利率納入計 算式中，因為在生命週期成本計算中，未來維護管理成本之估算是以物價之通 貨膨脹變化率以及利率為計算基準(黃國亭，2006)。

所採用之利率係指依據中央銀行所定義之臺灣銀行、合作金庫銀行、第一 銀行、華南銀行以及彰化銀行五大銀行之平均利率，依據表 2-2 可以瞭解利率 從民國 71 年到民國 101 年的變化情形如表 2-2，這 30 年來臺灣的平均利率約 為 3.70%(中央銀行，2013)。

表 2-3臺灣利率統計表

年

71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

利率 7.00 6.50 6.00 4.75 3.50 3.50 4.25 7.25 6.50 5.58 5.45

年

82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92

利率 5.43 5.33 5.14 5.02 5.21 4.66 4.42 4.34 2.13 1.48 1.05

年

93 94 95 96 97 98 99 100 101

利率 1.15 1.34 1.60 1.90 1.98 0.48 0.63 0.83 0.88 資料來源：中央銀行網站、黃國亭(2006)，及本研究整理

據表 2-1 及表 2-2 可以得知臺灣近 30 年來的平均通貨膨脹率以及平均利率 分別為 1.70%和 3.70%。本研究並將 30 年來的通貨膨脹率和利率之趨勢呈現於 圖 2-8，可以發現通貨膨脹率和利率之變動雖無一定關係，但是其趨勢還是相

2.97

1.35

-0.03-0.160.7 0.51 1.28

4.424.12 3.62

4.47 2.94

4.13.67 3.08

0.89 1.69

0.17 1.26

-0.01-0.2-0.28 1.62

2.28 0.61

1.79 3.55

-0.83 0.971.421.93 7 6.5

6

4.75

3.5 3.5 4.25

7.25 6.5

5.585.455.435.335.14 5.21 4.664.424.34

2.13

1.481.051.151.341.61.9 1.98

0.480.630.830.88 5.02

-2 0 2 4 6 8

71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 101

年代

百分比

通膨率 利率

圖 2-8 臺灣過去 30 年間之通貨膨漲率以及利率趨勢圖

本研究中河川工程使用年限的設定，是以行政院所頒定「固定資產耐用年 數表」﹙詳表 2-4﹚，第三項其他建築及設備內之水利發電工程中第 2 類堤壩之 耐用年數為四十年，為河川工程使用年限(財政部賦稅署，2013)。

表 2-4 固定資產耐用年數表

號碼 細 目 耐用年數

　鋼筋混凝土建造 20

　混凝土建造 10

　磚石建造 10

1031 防爆牆

　土造 5

　鋼筋混凝土建造 10

　磚造 5

受腐蝕氣 體影響者

　金屬造 5

　鋼筋混凝土建造 25

　磚造 15

1032 煙囪、

煙道

其他

　金屬造 8

續下頁

（續）表 2-4 固定資產耐用年數表

號碼 細 目 耐用年數 　混凝土、木塊、瀝青混凝土、磚石 7 1033 停車場及道路路

面

　其他 3

1034 道路號誌及行車保安設備 10

　貯水池、調整池、沈澱池、濾水池 50

　堤壩 40

　水路 25

1035 水力發電工程、

給水工程

　水管 10

　鐵塔、鐵柱及混凝土柱 20

　木塔及木柱 8

1036 電氣工程

　地下管道 10

1037 鐵管搭建橋 5

1038 鐵索吊橋 10

　鋼筋混凝土建造、鋼鐵結構建造 15

　磚石建造 10

　木造 5

1039 橋樑、涵洞、水 塔、船塢及其他

　土造 5

1040 高爾夫球練習場 7

資料來源：財政部賦稅署，2013

對不同的堤段河川工程之花費，以長期生命週期成本來看，在支出的計算 上需考慮各次新建與維護所發生之時間和花費的金額數目，因此本研究所探討 之河川工程生命週期成本之未來花費金額採以複利計算方式計算；而要比較不 同堤段河川工程的成本效益，所有涉及的金額都須以同一生命週期時間作標 準。以下所要討論的即為相關公式：

 

 

^mn

n

m

p i m

f 

_*

 * 1  

^* (式 2-2)

n

f

m ：金錢之未來值（時間 t > 0） _*

m：一年的複利計算次數（本文以年為單位，因此 m=1）

n：生命週期年數

P：金錢之現值（在時間 t＝0 時的金錢價值）

i：利率 j：通膨率

未來金錢的價值並不僅只是考慮到利率而已，還需要將通貨膨脹的影響計 算進去，假設未來的通貨膨脹率為 j，則現在的錢在 n 年之後的價值應為：

f

m_*n

 f

m



_*n

 1  j 

ⁿ (式 2-3)

f

_m*n﹕考量通貨膨脹的影響後金錢之未來值（時間 t > 0）

由 2-1 式基本的生命週期成本分析，可以計算出過去或某段時間內的金錢 消耗，但是若要考慮到未來所會消耗的成本，就需要考慮到通貨膨脹率的影響 程度；本研究以河川工程所施做之工程經費為探討主軸，扣除燃料費、更換及 修繕成本，也就是需要將 2-1 式與 2-3 式作結合並稍做調整以符合研究主題，

因此本研究所探討之河川工程生命週期成本計算，其計算公式如式 2-4 所示：

  

ⁿ



^{n n}

N

n

j S i

C M

LCC 



 

 

0

1 1

(式 2-4)

LCC：生命週期成本

C：初期建造成本 M：維護管理成本

S：殘值=初始成本 × { -1}

預期壽命 實際使用年限

n：生命週期年數

第四節 河川工程工法與工程維護管理

一、 河川工程工法

所謂河川工程廣義者，係河川及其流域全部之治水、利水及環境保全之各 個功能，由現在到將來，適應自然性、社會性條件且必須對其形態在河川可期 待之有關河川流域內諸構造物設施之總稱。因此在河川流域內所有陸、水之控 制，誘導利用，土砂流出之控制，調節及環境之維護、改善等有關之各計畫相 對應之構造物。狹義者由河川之治水、利水上之綜合性觀點，對應河川適當之 河床坡降，有充份的流水斷面，保證洪水時有疏通能力，謀求河道之穩定並為 防止水災害之河道改修工程，有關河道沿線及河道內所有築造之諸構造物設施 者稱之(蕭慶章，2004)。

河川工程係依據河道及河川構造物計畫設計，具有適切之功能與安全性 者，河川工程以築堤工程為主體，附帶有護岸工程、丁壩工程，為築堤保護等 目的而興建。其他工程為防止河床下降之固床工，分流洪水流之放水路工程，

防止河口閉塞之河口對策工程，河川之分流段，合流段的工程作為洪水對策及 滯水池工程(蕭慶章，2004)。

本研究所探討的河川工程以堤防及護岸為主，是因當堤防或護岸施作時並 非僅施做堤岸主體，包括丁壩、固床工、低水工程等內容皆包含在內，且河川 工程各工程名稱大部份都以堤防及護岸做區分，有關堤防與護岸說明如下︰

（一）堤防

堤防(Levee)係河川在洪水或平常時之水流限制於流路內安全地下，為 防止氾濫，謀求流路穩定的目的，沿河道築造之構造物。應地形或地勢，

造就各種型態之堤防。在河川工程中最重要的構造物，因此要求其耐久性、

安全性維護管理之容易性、工程之經濟性；其設計、施工必須貫徹「因地

制宜，就地取材」之原則，以土砂或砂礫作為築堤材料，築造梯形斷面之 構造物(蕭慶章，2004)。

順溪流方向構築，高於地面用以防禦及約束水流不使氾濫之構造物；

以保護岸邊及鄰近土地、村落、公共設施等，避免被沖刷及淹水(水土保持 手冊，2005)。

堤防斷面中包含護腳工(或隔框工)、前坡、堤頂寬(或堤頂道路)、後 坡、防汛道路、排水溝，詳圖 2-9 所示。

圖 2-9 堤防之橫斷面 （二）護岸

所謂護岸(Reventment)廣義為堤防或河岸免受水流、風浪、海潮等之 侵蝕、沖刷所採取保護之工程設施(包括如護坦工、丁壩工等)之總稱。狹 義為直接保護堤防握河岸者。護岸有高水時為保護臨水面之高水護岸與保 護低水路之低水護岸，詳圖 2-9 所示。

護岸係直接保護堤防或河岸，將堤坡或河岸覆蓋，防止水流之侵蝕；

然護岸之施工，通常因水流靠近，流速增大的機會亦多，容意侵拾護岸之 基礎，故必須注意(蕭慶章，2004)。

為保護河岸而直接構築於岸坡之構造物，其目的為保護河岸及穩定坡 腳(水土保持手冊，2005)。

圖 2-10 護岸之橫斷面

二、 河川工程維護管理

安定河道會呈蜿蜒蛇行狀，若人為的違反自然蜿蜒法則，會使水衝段移動 而導致河岸或堤防潰損，亦會於河道內發生偏流而改變其沖刷、淤積性質。使 河道呈蜿蜒狀的主要原因是上游河道彎曲、沙洲、固床工等（中國土木水利工 程學會，2003）。

河川工程的維護主要可分為堤頂、護岸、坡面工、基礎與護腳工、丁埧等 (蕭 慶章，2004)：

（一）堤頂與防汛道路維護

堤防堤頂凹凸不評時，會因為降雨的積水使堤防軟弱化，且成立坡面崩 壞之主因，所以一旦發現須隨時整修。又堤頂或防汛道路為防汛活動或河川 巡視之所必經路線，為避免障礙發生須經常維護。

（二）坡面工維護

坡面工為龜裂或破損等表面顯現比較容易發現，能儘速採取策，惟混凝 土鋪設工或混砌工等為易使堤身發生洞穴，表面上其變化難以顯現，因此對 於該種施工方式之坡面必須注意。

（三）基礎與護腳工維護

基礎與護腳工大都在水中或土中，發現雖較難，其破壞主要的原因係

前面之河床沖刷及河床下降之故，因此如基礎或護腳工發生傾斜現象時，投 入混凝土塊補充河床穩定，才可提高其效果。

（四）丁埧維護

丁埧可維持流路寬、水深等緩和流勢、淤積土砂、保護護坦及轉換水 流方向等作用，倘破損須注意恐有意想不到的災害。不透水丁埧的維護以塊 石或混凝土塊直接填補，透水丁埧若是因被流木或垃圾卡住時，須儘速除去。

對於公共工程而言，其生命週期包括規劃、設計、施工、維護及拆除重建 等幾個階段，由於目前國內對於工程之規劃、設計階段大都僅以施工成本或施 工工期為最佳方案之選擇考量，未能將設計考量的重點延伸至後續之使用與維 護成本，無法達到生命週期成本最佳化之目標，亦及於規劃、設計階段除考量 施工之工期、成本與經濟可能性之外，也須對未來維護保養所需經費與管理人 力、能源與材料消耗、使用壽限與營運效益等一併加以評估考量，以達成整體 投資最經濟、符合社會公義與永續發展等目的(張進裕，2009)。

依照水利建造物檢查及安全評估辦法規定，水利建造物檢查範圍與項目包 含為主要結構物、相關設施及操作設備之功能、有安全監測設備者，其運用情 形、維護管理及歲修養護情形、建造物或蓄水範圍周邊、其他有關安全事項；

其檢查分為定期與不定期檢查，每年汛期前(5 月 1 日前)及汛期後(11 月 30 日 後)檢查為定期檢查，另不定期檢查指水利建造物受一定值地震（震度 5 級）、

洪水、豪雨或其它事故後立即辦理之特別檢查，當檢查後發現有缺失時，興辦 人應即辦理適當之修護或改善，並將其辦理情形併其檢查結果報主管機關備 查，主管機關必要時得辦理複查。

第三章 研究方法與流程

第一節 研究方法

一、研究架構

以研究目的分為兩種階段，第一階段為利用 Excel 軟體建立河川工程興建 年代、經費、型式等基本資料工作表，再以研究目的稍作整理後去除無新建資 料之堤段，以做為河川工程生命週期成本計算之進階資料。而第二階段則以第 二章第三節之生命週期成本分析方程式進行河川工程生命週期成本計算與維護 方式闡述，並以所得之結果進行評估與解釋，本研究架構如圖 3-1：

河川工程生命週期成本評估 資料整理

(系統化編碼及不符資料去除)

生命週期成本分析計算

河川工程興建書面資料收集

卑南溪主流河川工程建檔 (Excel工作表建立)

維護方式闡述

第 二 階 段 第 一 階 段

第 二 階 段

圖 3-1 研究架構圖

二、研究對象

本研究以彙整經濟部水利署第八河川局從民國 71 年至 100 年間在卑南溪主 流所施作河川工程其決算金額作為本研究統計分析之來源案例，並以其轄管範 圍由南自臺東市編號 01 堤段，北迄海端鄉編號 28 堤段止，計有 218 件工程與 28 堤段；本研究中的資料不包含工程名稱及其所在，且所收集的內容僅以各工 程的基本資料為主。

三、研究工具

本研究以 Microsoft Excel 軟體進行河川工程基本資料工作表建立，及生命 週期成本計算之工具，其軟體簡介如下:

Microsoft Excel 由 Microsoft 為使用 Windows 和 Apple Macintosh 作業系統 的電腦而編寫和運行的一款試算表軟體。直觀的界面、出色的計算功能和圖表 工具，再加上成功的市場營銷，使 Excel 成為最流行的微機數據處理軟體(維基 百科，2013)。本研究利用 Excel 建立卑南溪堤岸工程資料表，並運用 Excel 的統計分析、製造圖表功能對其資料表內容進行分析與研究。

四、資料整理

為蒐集彙整研究民國 71 年至 100 年來卑南溪主流內各河段構造物，按興設 科目新建（含增建）或維護（含修護、災修）之不同、施作長度、施工方式、

工程維護管理方式及花費金額等，逐件予以蒐集調查，並確認其施設年度、次 數、經費與工法資料等，以利後續之分析研判。

五、統計分析

以民國 71 年至 100 年來興設之河川工程與河段賦予案例編號，以下游往上 游河段順序與時間序列縱斷面研究方式(Longitudinal Research)，分別表列，並 加以敘述研判、分析及檢討，另以每公尺為基準，結合不同河川工法與維護方

第二節 研究流程

本研究在進行研究時，研究流程如圖 3-2，說明如下：

首先說明研究問題，並針對研究目的及研究範圍的界定確定所要研究的目 標與所涵蓋的研究範圍。

文獻整理與調查設計的階段，這階段分成三個部份：首先是廣泛閱讀生命 週期影理論、生命週期成本分析理論、河川工程工法相關文獻、參考應用案例 等，經由相關理論與研究文獻彙整出相關因子項目，然後確立上述各計算細項 的架構。

研究方向確認與建立適合河川工程生命週期分析架構之建立，思考生命週 期如何應用在河川工程方面上，除了考慮可行性之外，尚需考量適用性、數據 的可能性等。

楊致行（1996）指出，由於產品生命週期投入與產出數據需求可以發現盤 查分析階段的數據需求過於龐大前面的目標與範疇的界定必須先予以限定，合 理的限定可以減少繁雜的程序和過多的時間、金錢以及人力的投入。這是一種 簡化方法，最為理想的情況是簡化後的生命週期評估與完整的生命週期評估結 果相差無幾，可是簡化與忽略的項目牽涉到人為主觀的判斷。

收集生命週期盤查數據的收集有很多種方式，基本上不外乎以下四種：（經 濟部工業局，2001）

1. 寄發問卷：大部分的情形下發問卷調查是無法避免的，對工廠或相關事 業機構進行問卷調查，並針對有疑問的數據進行電話確認，一旦資料過 於複雜，則現場之訪談與了解就成為必要的手段。

2. 實際至工廠或相關事業進行訪談：所取得的數據最為可靠，但是最耗費 人力與時間。

3. 查閱文獻：由政府出版之報告、相關文獻或市場價格期刊取得所需數 據。

4. 利用電腦資料庫或相關軟體取得資料：商用軟體如英國的 Boustead、

PIRAInternational ， 美 國 R. F. Weston 、 ChemSystem 的 LIMS 、 Environmental Conscious Design Support System 瑞士 EMPA 的 EcoPro 瑞典的 Charlimers、Industreknik，荷蘭 PRè 的 SimaPro 及德國 IKP 大學的 GaBi…等都有內建的生命週期評估模型，並提供了一些常見的 程序所需要的盤查數據。

而根據我國 CNS 14041 標準對於數據之蒐集有如下之要求：「當數據係由 公開文獻蒐集而來時，其來源應予以註明。由文獻所蒐集之數據對作業結論很 重要時，則與數據蒐集程序相關之細節、數據蒐集時間及更進一步的數據品質 指之公開文獻，應予以註明。如這些數據不符合初始之數據品質要求事項時，

亦應予以陳述。」（經濟部標準檢驗局，2013）

本文所採用的盤查數據收集方式是以實際至河川管理單位進行查閱文獻為 主，而以訪談為輔，了解其工程規模、河川構造之數量、設計方式…等等；並 與該機關人員聯繫，取得堤防、護岸之設計圖、新建及維護處理流程圖、設計 成本、興建成本、維護管理成本之資料。除此之外，由於維護管理的項目皆由 該河川管理單位負責因此該單位所保存的河川工程施作資料最為詳實，而詳細 的文獻與生命週期成本計算結果將呈現於第四章。

接著深入探討歷年工程興建費用、工程維護管理成本投入、例案工程維護 工法分析與進行生命週期成本計算、研判解析資料和歸納統合所得到的數據，

作整理、分類、計算、功能化等生命週期成本分析的動作。

檢討與比較河川工程構造物施在工程生命週期期間之成效或功能等進行分

析瞭解，針對資料分析所得結果作整理與評述，並在檢討研究成效後提出建議，

以作為爾後工程施設興設或維護管理之參考。

研究問題確認

生 命 週 期 成 本 分 析 方 程 式

河 川 工 程 工 法 與 工 程 維 護 管 理 生 命

週 期

資料收集與文獻回顧

案例工程生命週期成本分析計算 與關聯因素的分析

結論與建議

卑 南 溪 之 環 境

、 地 質

圖 3-2 研究流程圖

第四章 河川工程調查與經費統計分析

第一節 河川工程調查統計

一、歷年案例工程統計及案例編碼原則：

卑南溪河川工程從民國 71 年起至民國 100 年計 30 年間所施做工程，其從 整治起點至終點，共有 28 主要整治河段其分佈如圖 4-1，歷經各年度施設後合 計堤防約有 58,260 公尺及護岸 10,308 公尺，本研究依據調查資料進行初步統 計結果，以興建之科目不同區分為新建工程 37 件（含不同樁號位置之增建）與 維護（含修護及災修）工程 181 件，總計有 218 件案例工程。

1 2 4 3

5 6 7

8 9 10

11

12

13 14 16 18

15 17

19 20

22

21 24 26 2523 27 28

圖 4-1 案例工程各河段位置圖(Google Earth)

本研究為便於分析篩選及歸類，其編碼的原則依據由下游往上游順序、河 川工程的類型、興設科目與施工順序等原則採 6 碼編碼如下﹕

ZZ－Z－Z－ZZ

1 2 3 4

其中 1 代表：以面向下游方式為基準左邊為左岸，右邊為右岸，且左岸以單數 表示，右岸以雙數表示，而 2 代表：河川工程是堤防或護岸，另 3 代表：興設 科目，增（新）建或維（修）護，4 代表：施工順序；至多 6 碼，例：26-L-r-18，

即為編號 26 河段之堤防工程之第 18 次修護工程，編碼如表 4-1；依據上述原 則將 218 件案例工程予以編號，如表 4-2。

表 4-1 歷年河川岸例工程編碼表

三碼 四碼

首碼 及二碼 (由下游往上游 序，左岸單數，右

岸雙數) 水利設施 代

碼 增建 修護、災修

五碼

（施工順序）

堤防 Levee L 01 ～ 28

護岸 Revetment R

e r 1 ～ 25

★ 編碼說明：

A. 採 5 碼編碼。

B. 增（新）建或維（修）護是以原工程名稱來加以區分。

C. 第 2、3、4、5 碼間以＂-＂區隔，例：01-L-r-1。

資料來源：本研究自訂。

表 4-2 歷年案例工程調查統計表

經費支出 (百萬)及佔用百分比(%)

新建(含增建) 維護

(含災修) 施工次數

新建 維護

堤

段 案例編號

年 度

經費 (百萬)

年 度

經費

(百萬) 新建 維護

總經費 (1)

=(2)+(4) 經費 (2)

百分比(3)

=(2) / (1)

*100

經費 (4)

百分比(5)

=(4)/(1)*100

01-L-r-01 86 1.933 01-L-r-02 90 12.593 01-L-r-03 92 7.382 01

01-L-r-04 94 6.459

0 4 28.368 0.000 0.00% 28.368 100.00%

02-L-r-01 71 1.210 02-L-r-02 71 23.492 02-L-r-03 72 6.080 02-L-e-01 72 18.198 - 02-L-r-04 72 7.419 02-L-r-05 73 14.799 02-L-r-06 74 3.665 02-L-r-07 76 0.361 02-L-r-08 76 10.978 02-L-r-09 77 10.039 02-L-r-10 77 11.402 02-L-r-11 77 16.965 02-L-r-12 80 3.554 02-L-r-13 83 12.507 02-L-r-14 88 20.619 02-L-e-02 89 10.177 - 02-L-r-15 89 8.842 02-L-r-16 90 17.601 02-L-r-17 91 2.714 02-L-r-18 91 7.353 02-L-r-19 95 19.158 02-L-r-20 96 20.162 02-L-r-21 98 10.513 02-L-r-22 99 17.710 02

02-L-r-23 99 33.005

2 23 308.525 28.375 9.20% 280.150 90.80%

03-R-r-01 93 20

03

03-R-e-01 98 9.506

1 1 29.497 9.506 32.23% 19.992 67.77%

（續）表 4-2 歷年案例工程調查統計表

經費支出 (百萬)及佔用百分比(%)

新建(含增建) 維護

(含災修) 施工次數

新建 維護

堤

段 案例編號

年 度

經費 (百萬)

年 度

經費

(百萬) 新建 維護

總經費 (1)

=(2)+(4) 經費 (2)

百分比(3)

=(2) / (1)

*100

經費 (4)

百分比(5)

=(4)/(1)*100

04 04-L-r-01 90 11.858 0 1 11.858 0.000 0.00% 11.858 100.00%

05-L-r-01 86 15.353

05-L-e-01 87 17.027

05

05-L-e-02 89 43.765

2 1 76.144 60.792 79.84% 15.353 20.16%

06-R-r-01 71 6.592 06-R-e-02 74 1.535

06-R-r-01 97 27.260

06-R-r-03 98 15.116 06-R-r-04 98 4.779 06

06-R-r-05 100 22.360

1 5 77.642 27.260 35.11% 50.382 64.89%

07-R-e-01 72 10.720

07-R-e-02 76 22.701

07-R-e-03 84 28.886

07-R-r-01 88 12.264 07-R-r-02 91 18.293 07-R-r-03 91 17.732 07

07-R-e-04 99 49.098

4 3 159.694 111.405 69.76% 48.289 30.24%

08-R-r-01 82 9.682 08

08-R-r-02 89 16.752

0 2 26.434 0.000 0.00% 26.434 100.00%

09-L-e-01 84 11.470

09-L-r-01 88 2.868 09

09-L-r-02 98 2.367

1 2 16.705 11.470 68.66% 5.235 31.34%

10 10-L-e-01 96 34.973 1 0 34.973 34.973 100.00% 0.000 0.00%

11-R-r-01 71 1.205 11-R-r-02 73 8.080 11-R-r-03 75 2.380 11-R-r-04 76 4.644 11-R-r-05 77 4.689 11-R-r-06 80 5.865 11-R-r-07 81 3.636

11-R-e-01 89 9.720

11-R-r-08 90 8.901 11

11-R-r-09 93 9.908

2 11 96.919 17.303 17.85% 79.616 82.15%

續下頁

（續）表 4-2 歷年案例工程調查統計表

經費支出 (百萬)及佔用百分比(%)

新建(含增建) 維護

(含災修) 施工次數

新建 維護

堤

段 案例編號

年 度

經費 (百萬)

年 度

經費

(百萬) 新建 維護

總經費 (1)

=(2)+(4) 經費 (2)

百分比(3)

=(2) / (1)

*100

經費 (4)

百分比(5)

=(4)/(1)*100

11-R-r-10 98 4.278

11-R-e-02 99 7.583

11

11-R-r-11 100 26.024

2 11 96.919 17.303 17.85% 79.616 82.15%

12-L-r-01 78 14.214 12-L-r-02 79 4.418 12-L-r-03 80 28.062

12-L-e-01 98 27.799

12-L-r-04 99 26.189 12

12-L-r-05 100 26.219

1 5 126.901 27.799 21.91% 99.102 78.09%

13-L-r-01 94 24.340

13-L-e-01 95 15.129

13-L-r-02 95 9.209 13-L-r-03 97 6.452 13

13-L-e-02 98 6.939

2 3 62.068 22.068 35.55% 40.000 64.45%

14-R-e-01 75 14.831

14-R-r-01 79 19.413 14-R-r-02 82 5.494 14-R-r-03 84 5.755 14-R-r-04 88 5.467

14-R-e-02 89 14.931

14-R-r-05 94 19.424 14

14-R-r-06 96 14.948

2 6 100.263 29.762 29.68% 70.501 70.32%

15-L-e-01 72 21.338

15-L-e-02 73 3.960

15-L-r-01 77 0.983 15-L-r-02 78 2.857 15-L-r-03 78 2.883 15-L-r-04 83 23.173 15-L-r-05 87 2.542 15-L-r-06 89 12.142 15-L-r-07 90 20.717 15-L-r-08 90 20.468 15

15-L-r-09 91 19.233

2 12 169.249 25.298 14.95% 143.951 85.05%

續下頁