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臺東海岸公路沿岸地形變遷因應對策研究

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Academic year: 2021

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108- MOTC-IOT-108-H3DB001d

臺東海岸公路沿岸地形變遷因應

對策研究

交 通 部 運 輸 研 究 所

中 華 民 國 109 年 2 月

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108- MOTC-IOT-108-H3DB001d

臺東海岸公路沿岸地形變遷因應

對策研究

著 者:蕭士俊、蘇青和、李俊穎、陳鈞彥

交 通 部 運 輸 研 究 所

中 華 民 國 109 年 2 月

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國家圖書館出版品預行編目(CIP)資料 臺東海岸公路沿岸地形變遷因應對策研究/ 蕭士俊等著. -- 初版. -- 臺北市 : 交通部運研 所, 民 109.2 面 ; 公分 ISBN (平裝) 1.台 9 線 2.公路浪襲 3.地形變遷 4.因應對策 351.9791 臺東海岸公路沿岸地形變遷因應對策研究 著 者:蕭士俊、蘇青和、李俊穎、陳鈞彥 出版機關:交通部運輸研究所 地 址:10548 臺北市敦化北路 240 號 網 址:www.ihmt.gov.tw (中文版>中心出版品) 電 話:(04)26587132 出版年月:中華民國 109 年 2 月 印 刷 者: 版(刷)次冊數:初版一刷 70 冊 本書同時登載於交通部運輸研究所港灣技術研究中心網站 定 價: 元 展 售 處: 交通部運輸研究所運輸資訊組•電話:(02)23496880 國家書店松江門市:10485 臺北市中山區松江路 209 號 F1•電話:(02)25180207 五南文化廣場:40042 臺中市中山路 6 號•電話(04)22260330 GPN: ISBN: (平裝) 著作財產權人:中華民國(代表機關:交通部運輸研究所) 本著作保留所有權利,欲利用本著作全部或部份內容者,須徵求交通部 運輸研究所書面授權。

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108

沿

GPN: 定價 元

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交通部運輸研究所合作研究計畫出版品摘要表

出版品名稱:臺東海岸公路沿岸地形變遷因應對策研究 國際標準書號(或叢刊號) ISBN: (平裝) 政府出版品統一編號 運輸研究所出版品 編號 計畫編號 MOTC-IOT- 108-H3DB001d 主辦單位:港研中心 主管:謝明志 計畫主持人:蘇青和 研究人員:陳鈞彥 參與人員:蕭士俊、吳漢倫、吳昀達、陳彥龍 聯絡電話:04-26587120 傳真號碼:04-26571329 研究期間 自 108 年 2 月 至 108 年 12 月 關鍵詞:台 9 線、公路浪襲、地形變遷、改善對策 摘要: 本計畫執行目的主要在擬訂適合臺東海岸公路之海岸區域災害因應對策。透過工 法資料蒐集與現階段改善對策研討,擬訂相關改善對策,並運用波流耦合水動力與地 形變遷模式,進行改善對策評估,以瞭解各改善對策之可行性。在國內外改善對策資 料蒐集方面,彙整資料包含工程對策及非工程對策資料,工程對策蒐集方向是以「公 路浪襲」、「海岸侵蝕」及「海岸淤積」等三個災害面向進行改善對策蒐集;而非工程 對策目前則彙整公路風險評估與越波警戒系統之相關資訊。改善對策可行性評估方 面,分別以「南興路段」與「多良路段」兩案例來進行工程相關之改善對策評估,並 研提「短期改善對策」與「長期改善對策」可行性方案。最後,綜整本計畫改善對策 可行性評估成果與國內外對策資訊,研提適合台 9 線公路之改善對策建議。 研究成果效益: 研究成果可做為政策研擬之參考,據以提升台 9 線海岸公路易致災害之成效。 提供政府單位應用情形: 在施政上,本計畫可做為交通部、公路總局、水利署及第八河川局等相關單位做 為未來施政與後續計畫參考,俾利擬定台 9 線海岸公路相關改善對策。 出版日期 頁數 定價 本出版品取得方式 108 年 12 月 224 200 元 凡屬機密性出版品均不對外公開。普通性出 版品,公營、公益機關團體及學校可函洽本所 免費贈閱;私人及私營機關團體可按定價價 購。 機密等級: □密 □機密 □極機密 □絕對機密 (解密條件:□ 年 月 日解密,□公布後解密,□附件抽存後解密, □工作完成或會議終了時解密,□另行檢討後辦理解密) ▓普通 備註:本研究之結論與建議不代表交通部之意見。

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PUBLICATION ABSTRACTS OF RESEARCH PROJECTS INSTITUTE OF TRANSPORTATION

MINISTRY OF TRANSPORTATION AND COMMUNICATIONS

TITLE: Study of the hazard countermeasures in response to the morphological changes near the coastal highway in Taitung ISBN (OR ISSN) GOVERNMENT PUBLICATIONS NUMBER IOT SERIAL NUMBER PROJECT NUMBER

MOTC-IOT-108-H3DB001d DIVISION: Harbor & Marine Technology Center

DIVISION DIRECTOR: Hsieh Ming-Jyh PRINCIPAL INVESTIGATOR: Su Ching-Ho PROJECT STAFF: Chen Chun-Yen

PROJECT TECHNICIAN: Hsiao S.C, Wu H.L, Wu Y.T, Chen Y.L. PHONE: (04) 26587115

FAX: (04) 26564418

PROJECT PERIOD FROM February 2019

TO December 2019

KEY WORDS: Provincial Highway No. 9, Highway flooding, Morphological change, Hazard countermeasures ABSTRACT: T h e o b j e c t i v e o f t h i s p r o j e c t i s t o p r o p o s e h a z a r d c o u n t e r m e a s u r e s i n r e s p o n s e t o t h e c o a s t a l h i g h w a y i n T a i t u n g . K n o w l e d g e i mp r o v e m e n t s w e r e m a d e t h r o u g h e x t e n s i v e l i t e r a t u r e s u r v e y a n d i n v e s t i g a t i n g t h e e f f e c t s d u e t o t h e i m p r o v e m e n t e n g i n e e r i n g w h i c h i s u n d e r c o n s t r u c t i o n a t p r e s e n t . T h e m e t h o d o l o g y t o a n a l y z e t h e h yd r o d yn a m i c i n f l u e n c e b e t w e e n b e f o r e a n d a f t e r t h e i m p r o v e m e n t e n g i n e e r i n g i s b a s e d o n t h e we l l - v a l i d a t e d w a v e - c u r r e n t - c o u p l e d mo d e l f o r h y d r o d yn a m i c s a n d t h e s e d i m e n t t r a n s p o r t mo d e l f o r n e a r s h o r e mo r p h o l o g y c h a n g e s . R e s e a r c h o u t c o m e c a n b e r e g a r d e d a s a r e f e r e n c e f r o m a c a d e mi c v i e wp o i n t f o r t h e a s s e s s m e n t o f h a z a r d m i t i g a t i o n . L i t e r a t u r e r e v i e w s i n c l u d e t h e e x i s t i n g wo r k s f r o m e n g i n e e r i n g a n d n o n - e n g i n e e r i n g p r o s p e c t i v e , w h e r e t h e f o r m e r o n e i s f o c u s e d o n e n g i n e e r i n g s t u d i e s , a c c o u n t i n g f o r c o a s t a l h i g h w a y a t t a c k e d b y w a v e s a n d c o a s t a l e r o s i o n a s w e l l a s d e p o s i t i o n , a n d t h e l a t t e r o n e i s mo s t l y p a y i n g a t t e n t i o n s o n t h e r i s k a s s e s s m e n t o f c o a s t a l h i g h w a y a n d t h e w a r n i n g s y s t e m c o n c e r n i n g w a v e o v e r t o p p i n g . T o u n d e r s t a n d t h e h i s t o r i c a l h a z a r d e v e n t s f o r t h i s r e g i o n , t h e P I s h a s b e e n m e e t i n g w i t h r e l a t e d i n s t i t u t e s f r o m t h e g o v e r n m e n t s i d e a n d c o n s u l t a n t e n g i n e e r s t o s u p p o r t a n d mo d i f y t h e h a z a r d c o u n t e r m e a s u r e s i n a c o mp r o mi s e b e t w e e n i d e a l a n d r e a l i t y . T w o l o c a t i o n s w e r e s e l e c t e d a t c o a s t a l h i g h w a y s n e a r “N an x ien ” an d “ Du o lian g ” to p er fo r m c as e stu d i es in t er ms o f h a za rd a ss es s men t an d p ro p o sin g “ sh o rt -ter m” an d “lo n g -te r m” co u n -ter me asu re s.

B a s e d o n t h e a s s e s s m e n t o f h a z a r d m i t i g a t i o n , t h e h a z a r d c o u n t e r m e a s u r e s i n b o t h e n g i n e e r i n g a n d n o n - e n g i n e e r i n g p r o s p e c t i v e h a v e b e e n p r o p o s e d f o r t h e P r o v i n c i a l H i g h w a y N o . 9 i n T a i t u n g . DATE OF PUBLICATION February, 2020 NUMBER OF PAGES 224 PRICE NT $200 CLASSIFICATION □RESTRICTED □CONFIDENTIAL □SECRET □TOP SECRET ▓UNCLASSIFIED

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臺東海岸公路沿岸地形變遷因應對策研究

目 錄

中文摘要 ... I 英文摘要 ... II 目錄 ... III 圖目錄 ... VI 表目錄 ... XI 第一章 緒論 ... 1-1 1.1 計畫緣起 ... 1-1 1.2 研究範圍與對象 ... 1-1 1.3 研究內容與工作項目 ... 1-3 1.3.1 研究內容 ... 1-3 1.3.2 工作項目 ... 1-4 1.4 工作流程與架構 ... 1-5 1.5 預定進度表 ... 1-7 第二章 改善對策資料蒐集 ... 2-1 2.1 工程對策蒐集 ... 2-1 2.1.1 因應公路浪襲災害相關工法 ... 2-1 2.1.2 因應海岸侵蝕災害相關工法 ... 2-8 2.1.3 因應海岸淤積災害相關工法 ... 2-13 2.1.4 其它防災工法 ... 2-15 2.2 非工程對策蒐集 ... 2-19 2.2.1 國外非工程對策 ... 2-19 2.2.2 國內非工程對策 ... 2-24

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第三章 計畫區現況分析 ... 3-1 3.1 往昔改善對策蒐集與分析 ... 3-1 3.1.1 海岸防護對策 ... 3-1 3.1.2 港口減淤對策 ... 3-1 3.2 現況勘查及現階段工法研討 ... 3-5 3.2.1 工程設計相關單位訪談 ... 3-6 3.2.2 現勘作業 ... 3-16 第四章 易致災潛勢區因應對策分析 ... 4-1 4.1 易致災潛勢區說明 ... 4-1 4.1.1 公路浪襲 ... 4-3 4.1.2 侵蝕與淤積災害 ... 4-7 4.1.3 災害潛勢分析與歷史災害比較 ... 4-9 4.2 研擬改善因應對策 ... 4-14 4.2.1 南興-大武路段 ... 4-14 4.2.2 加津林-多良路段 ... 4-17 4.2.3 香蘭-三和路段 ... 4-17 第五章 對策可行性評估 ... 5-1 5.1 數值模式說明 ... 5-1 5.1.1 近岸水動力模式 ... 5-1 5.1.2 地形變遷模式與粒子軌跡法 ... 5-7 5.1.3 計算流體力學模式(二維斷面模式) ... 5-20 5.1.4 對策評估方法 ... 5-22 5.2 南興路段區域 ... 5-23 5.2.1 南興路段漂砂調查與模式設定 ... 5-25 5.2.2 南興路段養灘區域對台 9 線影響評估 ... 5-31

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5.2.3 迂迴供砂法評估 ... 5-34 5.2.4 南興路段浪襲改善對策評估 ... 5-41 5.3 多良路段區域 ... 5-48 5.3.1 海岸侵蝕改善工法擇選 ... 5-48 5.3.2 海岸侵蝕災害改善對策評估 ... 5-52 5.3.3 多良路段區域浪襲改善對策評估 ... 5-55 第六章 適合改善對策建議 ... 6-1 第七章 結論與建議 ... 7-1 7.1 結論 ... 7-1 7.2 建議 ... 7-4 7.3 研究成果之效益 ... 7-4 7.4 提供政府單位應用情形 ... 7-4 參考文獻 ... 參-1 附錄一 台 9 線概況 ... 附錄 1-1 附錄二 PTM 模式理論 ... 附錄 2-1 附錄三 各颱風事件模擬成果 ... 附錄 3-1 附錄四 期中審查意見回覆表 ... 附錄 4-1 附錄五 期末審查意見回覆表 ... 附錄 5-1 附錄六 期末審查簡報資料 ... 附錄 6-1

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圖目錄

圖 1.2.1 計畫研究範圍圖(台 9 線拓寬工程靠海路段) ... 1-2 圖 1.4.1 計畫工作流程與執行架構 ... 1-5 圖 2.1.1 海岸線岌岌可危的台 9 線大武路段 (2016 年 7 月拍攝) ... 2-1 圖 2.1.2 以養灘保護海岸道路之示意圖 ... 2-2 圖 2.1.3 不同類型海堤用以保護海岸道路之示意圖 ... 2-5 圖 2.1.3 (續)不同類型海堤用以保護海岸道路之示意圖 ... 2-6 圖 2.1.4 具返波牆的直立海堤之破壞(來源:Castellino, et al., 2018) 2-6 圖 2.1.5 透光防波柵 ... 2-7 圖 2.1.6 透光防波柵實際運用案例 ... 2-7 圖 2.1.7 加拿大魁北克一處海灘利用混合鵝卵石、礫石與砂石之 養灘前(左圖)後(右圖)對照圖 ... 2-9 圖 2.1.8 臺東大武漁港南側利用草埔隧道開挖之砂石進行養灘 ... 2-9 圖 2.1.9 臺東大武漁港南側養灘粒徑分布 ... 2-9 圖 2.1.10 以砂袋作為減緩海岸侵蝕之工法 ... 2-10 圖 2.1.11 以砂管作為減緩海岸侵蝕之工法 ... 2-10 圖 2.1.12 日本能美市吉原釜屋町地内海岸離岸堤 ... 2-12 圖 2.1.13 國內離岸潛堤 ... 2-12 圖 2.1.14 人工魚礁離岸潛堤 ... 2-12 圖 2.1.15 國內人工岬灣案例 ... 2-13 圖 2.1.16 臺東大武漁港航道淤積嚴重,長年需挖掘淤積砂石 ... 2-13 圖 2.1.17 興建導流牆(CDW)用以改善港口淤砂之示意圖 ((a)無導流牆、(b)有導流牆) ... 2-14 圖 2.1.18 迂迴供砂法案例 ... 2-16 圖 2.1.19 美國路易斯安那的複合式海岸防禦策略 ... 2-16

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圖 2.1.20 葡萄牙海岸越波災害預警系統 ... 2-20 圖 2.1.21 日本海岸公路觀測系統 ... 2-22 圖 2.1.22 日本越波計監測系統 ... 2-23 圖 2.1.23 日本越波監測系統流程 ... 2-23 圖 2.2.1 一級、二級海岸防護區位示意圖 ... 2-26 圖 2.2.2 颱風波浪風險地圖 ... 2-27 圖 2.2.3 「臺東海岸公路浪襲預警系統」架構圖 ... 2-27 圖 3.1.1 南興路段抑制浪襲工程圖 ... 3-4 圖 3.1.2 大武漁港各防護設施興建年份示意圖 ... 3-5 圖 3.2.1 計畫區現階段改善工法研討流程圖 ... 3-5 圖 3.2.2 潛勢分析與往昔發生災害地點之比較圖(南興-大武路段) 3-11 圖 3.2.3 潛勢分析與往昔發生災害地點之比較圖(加津林-多良路段) ... 3-12 圖 3.2.4 潛勢分析與往昔發生災害地點之比較圖(香蘭-三和路段) 3-13 圖 3.2.5 台 9 線現階段海岸防護工程設計圖與現地施工圖 ... 3-14 圖 3.2.6 加津林至多良路段近岸水深地形等高線圖 ... 3-15 圖 3.2.7 加津林至多良路段「公路浪襲」災害分布圖... 3-16 圖 3.2.8 本計畫採樣現況圖 ... 3-20 圖 4.0.1 易致災潛勢區因應對策分析流程圖 ... 4-1 圖 4.1.1 前期計畫災害特性分類、定義與分析內容 ... 4-2 圖 4.1.2 南興至大武路段「公路浪襲」災害分布圖 ... 4-5 圖 4.1.3 加津林至多良路段「公路浪襲」災害分布圖... 4-6 圖 4.1.4 香蘭至三和路段「公路溢淹」災害分布圖 ... 4-6 圖 4.1.5 南興至大武段段海岸線侵淤趨勢變化成果 ... 4-8 圖 4.1.6 加津林至多良段侵淤趨勢變化成果 ... 4-8

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圖 4.1.7 香蘭至三和段侵淤趨勢變化成果 ... 4-9 圖 4.1.8 梅姬颱風事件公路浪襲災害特性分析 ... 4-14 圖 4.2.1 南興-大武段改善對策範圍示意圖 ... 4-16 圖 4.2.2 加津林-多良路段改善對策範圍示意圖 ... 4-18 圖 5.1.1 輸砂連續性定義(體積守恆) ... 5-9 圖 5.1.2 流和波造成的混和係數垂直分布 ... 5-15 圖 5.1.3 對策評估方法與流程圖 ... 5-22 圖 5.2.1 大武漁港周邊採樣位置 ... 5-26 圖 5.2.2 大武漁港周邊海岸(p1)底質粒徑組成成分以及累積曲線 分析成果 ... 5-26 圖 5.2.3 大武漁港周邊海岸(p2)底質粒徑組成成分以及累積曲線 分析成果 ... 5-26 圖 5.2.4 大武漁港周邊海岸(p3)底質粒徑組成成分以及累積曲線 分析成果 ... 5-27 圖 5.2.5 大武漁港周邊海岸(p4)底質粒徑組成成分以及累積曲線 分析成果 ... 5-27 圖 5.2.6 大武漁港周邊海岸(p6)底質粒徑組成成分以及累積曲線 分析成果 ... 5-28 圖 5.2.7 大武漁港周邊海岸(p7)底質粒徑組成成分以及累積曲線 分析成果 ... 5-28 圖 5.2.8 大武漁港周邊海岸(p8)底質粒徑組成成分以及累積曲線 分析成果 ... 5-28 圖 5.2.9 大武漁港周邊海岸(p9)底質粒徑組成成分以及累積曲線 分析成果 ... 5-29 圖 5.2.10 大武漁港周邊海岸(p6~p9)草埔隧道養灘底質粒徑組成 成分 (網格法 10cm) ... 5-29 圖 5.2.11 南興路段漂砂評估網格範圍及配置 ... 5-30

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圖 5.2.12 大武漁港區域漂砂評估網格範圍及配置 ... 5-31 圖 5.2.13 臺東浮漂波浪資料時序列 ... 5-32 圖 5.2.14 臺東浮漂夏、冬季波浪資料統計結果 ... 5-32 圖 5.2.15 南興路段夏、冬季侵淤結果 ... 5-33 圖 5.2.16 南興路段侵淤災害特性分析 ... 5-33 圖 5.2.17 大武漁港夏、冬季侵淤結果 ... 5-34 圖 5.2.18 大武漁港漂砂概況 ... 5-34 圖 5.2.19 拋砂模擬測試配置圖 ... 5-36 圖 5.2.20 各波浪條件拋砂測試圖 ... 5-37 圖 5.2.21 各波浪條件拋砂測試土方高度分布圖 ... 5-38 圖 5.2.22 各波浪條件拋砂養灘分布情況 ... 5-39 圖 5.2.23 迂迴供砂成效比較 ... 5-40 圖 5.2.24 世曦工法施工前後比較 ... 5-41 圖 5.2.25 波浪於施工前後地形之傳動 (t = 110 s) ... 5-42 圖 5.2.26 波浪於施工前後地形之傳動 (t = 120 s) ... 5-42 圖 5.2.27 波浪於施工前後地形之傳動 (t = 125 s) ... 5-43 圖 5.2.28 波浪於施工前後地形之傳動 (t = 150 s) ... 5-43 圖 5.2.29 波浪於施工前後地形傳動之波高時序列 ... 5-43 圖 5.2.30 養灘前地形、養灘後初始地形及養灘後受波流潮作用後 地形之比較 ... 5-45 圖 5.2.31 波浪於養灘前後地形之傳動 (t = 110 s) ... 5-46 圖 5.2.32 波浪於養灘前後地形之傳動 (t = 120 s) ... 5-46 圖 5.2.33 波浪於養灘後地形之傳動 (t = 125 s) ... 5-47 圖 5.2.34 波浪於養灘後地形之傳動 (t = 135 s) ... 5-47 圖 5.2.35 波浪於養灘前後地形傳動之波高時序列 ... 5-48

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圖 5.3.1 線形潛堤 ... 5-50 圖 5.3.2 非直線形潛堤 ... 5-51 圖 5.3.3 颱風波高經離岸潛堤作用下波浪衰減之情況... 5-52 圖 5.3.4 多良路段離岸潛堤改善對策成果 ... 5-53 圖 5.3.5 波浪於多良段剖面地形之傳動 (t = 68s and t = 74s) ... 5-55

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表目錄

表 1.5.1 預定進度甘梯圖 ... 1-7 表 2.1.1 自然海岸侵蝕因應對策 ( Bridges 等人, 2013) ... 2-17 表 2.1.2 降低風險的方法 (Bridges 等人, 2015) ... 2-18 表 3.1.1 臺東海岸香蘭段海岸歷年海岸防護工程施作概要 ... 3-3 表 3.1.2 臺東海岸大武段海岸環境與防護措施概述表... 3-4 表 3.2.1 三工處訪談會議紀錄 ... 3-7 表 3.2.1 (續)三工處訪談會議紀錄 ... 3-8 表 3.2.2 世曦港灣部訪談會議紀錄 ... 3-8 表 3.2.2 (續)世曦港灣部訪談會議紀錄 ... 3-9 表 3.2.3 災害潛勢分析比較表 ... 3-10 表 3.2.4 現勘概況分析表 ... 3-17 表 3.2.4 (續 1)現勘概況分析表 ... 3-18 表 3.2.4 (續 2)現勘概況分析表 ... 3-19 表 4.1.1 公路浪襲災害特性分析比對表 ... 4-10 表 4.1.1 (續)公路浪襲災害特性分析比對表 ... 4-11 表 4.1.2 海岸侵淤災害特性分析比對表 ... 4-12 表 4.1.2 (續)海岸侵淤災害特性分析比對表 ... 4-13 表 4.1.3 新聞蒐集梅姬颱風相關浪襲公路事件 ... 4-13 表 4.2.1 本計畫改善對策概述表(工程手段) ... 4-19 表 5.1.1 再懸浮及沉積率的計算特性 ... 5-12 表 5.1.2 對策可行性評估 ... 5-23 表 5.2.1 大武漁港周邊漂砂粒徑特性分析(篩分析) ... 5-27 表 5.2.2 大武漁港周邊海岸粒徑特性分析(網格法) ... 5-29 表 5.3.1 海岸保護對策工法之比較 ... 5-49

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表 6.0.1 適合改善對策建議 ... 6-1 表 6.0.1 (續)適合改善對策建議 ... 6-2

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第一章 緒論

1.1 計畫緣起

臺東海岸的沿岸漂砂問題存在已久,所造成的海岸地形變遷問題 在歷年累積下,已對沿海公共工程(包括公路地基維護及海岸養灘工 程)或漁業經濟層面(如大武漁港航道長期淤塞問題)造成不可忽視之 影響。 台 9 線公路目前的道路拓寬工程,如香蘭至大鳥路段辦理公路車 道拓寬,因颱風及強風季節大浪襲擊,產生沙灘流失及海岸線不斷地 往內陸退縮,在颱風季節近岸大浪直接襲擊,公路浪襲的機會大增, 碎波波浪更可能直接淘刷台 9 線公路之底部基座。整體而言,在大武 漁港現存狀況下,瞭解臺東海岸沿岸流變化及其可能產生之中長期地 形變遷特性,對於未來可能影響拓寬後公路之區域,是刻不容緩的議 題。 基於上述,有必要針對台 9 線公路沿岸海岸環境進行近岸水動力 分析與海域輸砂特性分析,並研提因應改善對策,以有效掌握未來改 善政策方向。於前期計畫「臺東海岸公路溢淹及沿岸地形變遷特性研 究」中,已建立可自行維護及精進之適合臺東海岸公路沿岸區域的水 動力及地形變遷模式,透過模擬瞭解目前近岸區域的波浪、潮汐及海 流特性,並評估在海岸地形變遷的潛勢下,可能受到之公路浪襲溢淹、 海岸侵蝕與淤塞等威脅之潛勢區段。本年度計畫則以因應對策之擬訂 為主要目的,運用前期計畫建立之數值模式與評估結果,探討各擬訂 因應策略之可行性與成效性,俾供相關資訊給相關公路單位作為施政 參考。

1.2 研究範圍與對象

本研究擬以前期計畫之臺東海岸水動力特徵及中長期地形變遷 特性評估結果為基礎,研擬公路浪襲與地形變遷(包含侵蝕災害與淤 積災害)因應對策,俾供未來改善臺東海岸公路海岸區域策略之參酌。 圖 1.2.1 為兩期計畫整體研究範圍示意圖(研究區域詳細標示圖可 參見附錄一),資料蒐集與數值模擬均沿台 9 線拓寬路段進行分析, 本計畫範圍為「香蘭-大鳥」路段,拓寬工程大致沿既有省道拓寬,道

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路側與海岸相鄰,甚至陸側基座可直接受海浪衝擊。前期計畫利用「往 昔資料蒐集分析」、「現場勘查成果」、「數值模擬評估」及「災害 特性分析」等四大工作項目,研討該路段易致災潛勢區域。本計畫擬 以前期計畫所評估三類型災害 (海岸溢淹、侵蝕災害及淤積災害) 潛 勢區域,進一步分析其往昔改善情況,並研擬改善對策建議。最後, 透過更細緻數值模擬,瞭解改善對策運用之可能效益。 圖 1.2.1 計畫研究範圍圖(台 9 線拓寬工程靠海路段)

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1.3 研究內容與工作項目

1.3.1 研究內容 依本計畫專業服務投標須知內容,本計畫工作內容說明如下: 1. 目的 為降低臺東海岸公路海岸區域受地形變遷影響致災之可能 性,本研究擬以前期計畫「臺東海岸公路溢淹及沿岸地形變遷 特性研究」之臺東海岸水動力特徵及中長期地形變遷特性評估 結果為基礎,研擬公路溢淹與地形變遷因應對策,俾供未來改 善臺東海岸公路海岸區域策略之參酌。 2. 緣起 臺東海岸的沿岸浪襲與漂砂問題存在已久,所造成的公路 溢淹與海岸地形變遷問題在歷年累積下,已對沿海居民與財產 安全及公共工程(包括公路地基維護及海岸養灘工程)或漁業經 濟層面(如大武漁港航道長期淤塞問題)造成不可忽視之影響。 3. 重要性 台 9 線公路目前的道路拓寬工程,如香蘭至大鳥路段辦理 公路車道拓寬,因颱風及強風季節大浪襲擊,產生沙灘流失及 海岸線不斷地往內陸退縮,在颱風季節近岸大浪直接襲擊公路 導致溢淹的機會大增,碎波波浪更可能直接淘刷台 9 線公路之 底部基座。整體而言,在大武漁港現存狀況下,瞭解臺東海岸 沿岸流變化及其可能產生之中長期地形變遷特性,對於未來可 能影響拓寬後公路之區域,是刻不容緩的議題。 4. 施政關聯性 本研究為配合本所 108 年科技綱要計畫「海洋及交通運輸 防災技術研究(2/4)」之細部計畫「港灣環境資訊整合及防災應 用研究」執行。

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5. 施政配合性 本計畫研究成果可提供給交通部、公路總局、水利署及第 八河川局等相關單位做為未來施政與後續計畫參考,俾利擬定 相關防制對策。 6. 前後連貫的整體性 本計畫為 2 年期接續性研究,107 年之「臺東海岸公路溢 淹及沿岸地形變遷特性研究」,已建立可自行維護及精進之適 合臺東海岸公路沿岸區域的水動力及地形變遷模式,透過模擬 瞭解目前近岸區域的波浪、潮汐及海流特性,並評估在海岸地 形變遷的潛勢下,可能受到之公路浪襲溢淹、海岸侵蝕與淤塞 等威脅;本年度計畫則以因應對策之擬訂為主要目的與工作, 運用前期計畫建立之數值模式與初步評估結果,探討評估各擬 訂因應策略之可行性與成效,俾供相關公路單位施政參考。 1.3.2 工作項目 1. 蒐集海岸公路浪襲及溢淹防護、地形侵蝕防制與防淤之相關工 法資料,及往昔臺東海岸及公路海岸地區改善策略相關文獻。 2. 針對前期計畫災害特性分析成果,進行現地勘查、並對海岸(公 路)管理及相關工程設計單位進行訪談,以利瞭解致災區現況 環境及各工法現階段之目的與適用性。 3. 運用前期計畫所建立波流耦合水動力及漂砂地形變遷模式,模 擬評估說明各策略可行性。 4. 綜整分析模擬評估成果,優選最適合改善策略。 5. 每 年 度 需 參 考 科 技 部 「 科 技 計 畫 績 效 管 考 平 台 (http://stprogram.stpi.narl.org.tw)」之「績效指標(實際成果)資 料格式(word 檔案)」及「佐證資料格式(word 檔案)」,就本計 畫成果之特性,選填合適績效指標項目,並以量化或質化方式, 說明本計畫主要研究成果及重大突破。本計畫績效指標項目至 少包括下列 3 項:

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(1) 學術成就(科學基礎研究)-A 論文:論文發表;B 研究團隊養 成:共同組織臺東海岸地形變遷合作團隊;D 研究報告:報 告乙份。 (2) 技術創新(科技整合創新)-I 技術活動:發表於國內或國外研 討會。 (3) 其它效益(科技政策管理及其它)-AA 決策依據:提供地形變 遷特性分析訊息。

1.4 工作流程與架構

依據上述計畫委辦工作需求,擬訂「改善對策資料蒐集」、「計 畫區現況分析」、「易致災潛勢區因應對策分析」、「對策可行性評 估」,已及「適合改善對策建議」等五項工作項目,且主要架構可分 為三部分,第一部分為「基礎資料蒐集作業」階段,第二部分為「對 策分析作業」階段,第三部分為「對策可行性評估與建議作業」階段。 整體計畫工作項目及步驟流程如圖 1.4.1 所示,各作業階段工作項目 概述如后。 圖 1.4.1 計畫工作流程與執行架構 臺 東 海 岸 公 路 沿 岸 地 形 變 遷 因 應 對 策 研 究 改善對策資料蒐集 計畫區現況分析 易致災潛勢區因應對策 分析 對策可行性評估 適合改善對策建議 臺 東 海 岸 公 路 因 應 對 策 研 擬 對策蒐集與分析 現況勘查 現階段工法研討 研擬因應對策 因應海岸溢淹 因應侵蝕災害 數值模式建構 水動力模式 地形變遷模式 因應淤積災害 質點追蹤模式 對策評估 因應公路溢淹 因應淤積災害 因應侵蝕災害 工程對策 非工程對策 易致災潛勢區說明

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1. 基礎資料蒐集作業階段:此階段工作項目包含「改善對策資料 蒐集」與「計畫區現況分析」。改善對策資料蒐集方面概分為 「工程對策」與「非工程對策」兩部分,以蒐集海岸與公路災 害防制對策資料為主要目的。於工程對策方面,參酌前期計畫 災害特性類型進行國內外因應工法資料蒐集,包含「海岸浪襲 /溢淹」、「侵蝕災害」及「淤積災害」等,並進行分析探討, 以做為後續計畫區改善對策之參考,俾利研擬相關建議;於非 工程對策方面,則針對國內外海岸或公路災害防制對策(例如: 警戒方式、防護計畫及管理程序等),進行相關資料蒐集。計畫 區現況分析方面,主要為蒐集計畫區域往昔曾執行的改善對策 資料,並進行現況勘查與現階段工法研討(包含海岸(公路)管理 及相關工程設計單位進行訪談),以瞭解目前對策之效用性,俾 供後續改善對策評估與建議評估之參酌。 2. 對策分析作業階段:此階段工作項目主要為「易致災潛勢區因 應對策分析」。透過「基礎資料蒐集作業階段」可獲致改善對 策之方法與現階段計畫區域改善對策之效益,進一步配合前期 計畫易致災區潛勢區域分析成果,研提可能因應對策,俾供後 續對策可行性評估分析所用。 3. 對策可行性評估與建議作業階段:此階段工作項目主要為「對 策可行性評估」與「適合改善對策建議」。透過數值模式方式, 進行相關對策情境模擬,瞭解各對策之效益性與可行性,並以 相關分析成果為基礎,研擬適合改善對策與建議。

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1.5 預定進度表

本計畫預定進度說明如表 1.5.1。 表 1.5.1 預定進度甘梯圖 工作項目 月次 - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 備 註 年別 107 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (一)改善對策資料蒐集 (二)計畫區現況分析 (三)易致災區潛勢區 因 應對策分析 (四)對策可行性評估 (五)適合改善對策建議 (六)報告撰寫 查核點 ※ ※ ※ ※ 工作進度估計百分比 (累積數) - 5 15 25 35 45 55 65 75 85 90 100 預定查核點 第 1 季:政府部門研究計畫基本資料表登錄 第 2 季:期中報告初稿 第 3 季:期末報告初稿 第 4 季:成果報告修正及經費支出報告表 說明: (1)工作項目請視計畫性質及需要或依研究計畫綱要說明訂定。預定進度以粗線表 示其起訖日期。 (2)「工作進度百分比」欄係為配合管考作業所需,累積百分比請視工作性質就以 下因素擇一估計訂定:工作天數、經費之分配、工作量之比重、擬達成 目標之具體數字。 (3)每季之「預定查核點」,請在條形圖上標明※號,並在「預定查核點」欄具體註 明關鍵性工作要項。 備註: 已完成之工作進度; 未完成之工作進度

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第二章 改善對策資料蒐集

2.1 工程對策蒐集

2.1.1 因應公路浪襲災害相關工法 台 9 線南迴公路段,長期以來因海岸侵蝕、颱風長浪侵襲,以 及強降雨等,導致路基沖刷與流失,尤其鄰近多良、大武等濱海道 路,與太平洋僅剩數公尺之遙(如圖 2.1.1)。當大潮時或颱風期間引 致之風暴潮,造成海水位上升,使得海浪可輕易地越上台 9 線公路, 造成行車安全的疑慮且降低其使用年限。減緩海岸公路浪襲,係將 海浪阻擋於海岸道路外,主要可分為柔性(soft solution)及硬性(hard solution)兩種策略,前者係延長沙灘,如人工養灘(beach nourishment), 使沖刷帶/碎波帶遠離海岸公路,降低波浪上岸的機率;後者係構築 不同類型的海岸結構物,用以保護海岸公路。 圖 2.1.1 海岸線岌岌可危的台 9 線大武路段 (2016 年 7 月拍攝) 1. 人工養灘 人工養灘係指以人為方式,將砂石堆置於受侵蝕或擬保護 的海岸,堆置方式依搶救海岸的緊急程度,可將人工砂源堆置 於沖刷帶,使其地形自然演化,達成平衡海灘斷面,或直接將 人工砂源鋪設於面海側,直接延長砂灘長度 (Marine Board, 1995),圖 2.1.2 為養灘保護海岸道路之示意圖。完整的人工養 灘計畫可以人工沙丘搭配其他剛性結構物,如海堤、離岸堤等, 屬於混合式工法;完全未建構剛性結構物的人工養灘計畫,可 視為柔性工法。 一般而言,人工養灘計畫首先必須考慮砂源的來源及相關

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成本,且人工補注砂源之粒徑應較原有自然海灘為粗,並評估 養灘過程中砂源流失後續的補充,通常流失率在 20% ~ 30%之 間。人工養灘的主要優點為對自然海灘演變過程之干擾較小, 且對輸砂下游地區產生積極保護作用;同時,亦能保持海灘原 有之景觀及休閒娛樂功能。目前人工養灘所產生的爭議為其對 於防蝕功效的認定缺乏客觀的標準,由於海岸侵蝕區海灘砂源 會自然流失,人工沙灘區如未持續補注,沙灘將逐漸縮小,防 蝕功能亦將逐漸喪失。故,人工養灘需長期維護,後續的監測 為其成敗的關鍵。以砂石養灘之技術已逐漸成熟,台灣亦有數 起人工養灘的計畫案,如西子灣(郭等人,2009)、鹽寮沙灘養灘 (蕭等人,2010),以及旗津養灘工程(郭等人,2017)等實際工程 案例。臺東海岸屬礫石海岸,現今文獻較少著墨以較大粒徑之 礫石甚至鵝卵石作為養灘之砂源。 圖 2.1.2 以養灘保護海岸道路之示意圖 為縮短臺東往返高屏車程,「台 9 線南迴公路拓寬改善後 續計畫」於 2011 年起開始執行,公路總局在台 9 線南迴公路新 建 4.6 公里長的草埔隧道,開挖隧道產生之大量砂石全數運往 海岸淘刷情形嚴重的大武漁港南岸,做為養灘用途,並於大武

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漁港以南海岸興建多座離岸突堤,迄今已堆置累計達 70 萬立方 公尺土石,人工養灘全長約為 1.2 公里,經歷 2016 年強烈颱風 尼伯特等颱風考驗後,養灘土方淘刷現象不甚明顯,似乎有達 到保護公路效果,建議可透過長期監測,以期能提供後續類似 礫石養灘工程計畫案之參考。 2. 海岸結構物 硬性的保護海岸公路之工法主要係建構不同類型的結構物, 目的為防止或減少波浪越波量,使海岸道路免受波浪侵襲。台 灣大部分的海岸結構物多屬垂直或陡坡面的堤防,堤趾處施以 消波塊等保護工法,以減少堤趾沖刷。圖 2.1.3 為不同於垂直或 陡坡面海堤之示意圖,以下概述其優缺點及相關論文介紹。 (1) 拋石海堤 (rubble-mound seawall): 以不透水心層外圍逐層包覆不同粒徑大小之石塊。根據 不同的出水高度(free-board)及透水性,可減少波浪越波的發 生機率,惟最外層的拋石可能受波浪襲擊而破壞為其潛在疑 慮 (e.g., Bruce et al., 2009),尤其是在颱風長浪作用下所造成 的破壞 (e.g., van Gent and Wolters, 2018)。

(2) 蛇籠海堤 (gabion seawall): 常見於河道保護工程之蛇(石)籠亦可以透過堆砌的方式 構成海堤。其組成主要係以鐵線構成箱狀,再就地取材卵石 或石塊裝於其內,優點為透水性佳,而內部由石塊堆疊而成 可提供額外的水流阻力,消散水流能量,且其多孔特性可做 為野生動物藏身之所,增加生物多樣性;然,鐵線長期經海 水浸泡,將導致其生鏽、破壞,進而造成籠中卵石可能趨於 潰散,喪失保護海岸公路的能力。因此,外箱可考慮經得起 海水浸泡的材料施作,以保其特性。此外,凃與吳 (1996) 發 現,蛇籠對防止海堤堤趾沖刷可發揮效用;至於拋放消波塊, 則較無防止海堤堤趾沖刷之功能,甚至在緩坡海岸,可能加 劇沖刷現象。

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(3) 階梯式海堤及返波牆 (stepped and recurved seawall): 相較於平面海堤,即海堤向海側僅設計單一或複合式坡 度,階梯式海堤顧名思義為使海堤向海側具階梯狀,增加波 浪溯上的難度。其減少波浪溯升高或越波量之主要參數為階 梯的尺寸,若階梯太小,相對於波長而言,僅可謂表面粗糙 度言之;反之,若階梯太大,則可視為大型結構物,建造成 本亦提高。Kerpen et al. (2018)透過水工模型實驗,在其設計 之實驗條件中發現,較小之階梯形狀可有較大之波浪能量消 散。階梯式海堤/護岸在台灣算是常見的工法,如高雄旗津、 澎湖等地都可見到類似的工程實例。此外,返波牆之作用為 防止越波,使嘗試越堤的波浪返回海側,其優點為可加設於 任何類型的海堤之上,然返波牆的尺寸、位置設計甚為重要, 若設計錯誤,則將使得返波牆產生破壞。 (4) 曲面海堤 (curved seawall): 將海堤設計成曲面,可使得入射波浪沿海堤的曲面爬升, 最終回到海側,降低越波發生的機率 (e.g., 楊等人,2011)。 若曲面海堤設計得當,波壓最大值位置可控制於接近靜水位。 惟全曲面海堤建造成本較直立堤或具返波牆海堤來的高,故 全曲面海堤的實際工程案例並不常見,臺東的成功漁港為實 際案例之一。

(5) 直立海堤及返波牆 (vertical seawall with a recurved parapet): 具返波牆海堤算是曲面海堤的折衷方案,僅於堤頂位置 設置曲面的返波牆,使波浪返回海側。然此工法為暴力地抑 制越波,故其所受到的波壓極大,容易破壞,如圖 2.1.4 (Castellino et al., 2018)。

(6) 直立海堤及水平式懸臂板 (vertical seawall with a horizontal cantilever slab):

更加簡易的返波牆為設計一水平式懸臂板,極力抑制波 浪越波 (Kisacik et al., 2012)。然而,同樣地,波壓將大部分

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集中於水平懸臂板,若入射波浪太大,則容易使其翻覆、破 壞。

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圖 2.1.3 (續)不同類型海堤用以保護海岸道路之示意圖

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此外,為兼顧「浪襲防制」與「景觀良好」之效果,日本 「理研興業株式会社」研發「透光防波柵」(參見圖 2.1.5),該 技術可做為海岸公路防制浪襲災害之工法。此工法是採用聚碳 酸酯板與 H 型鋼架組成防波柵本體,且採單元式製造,因此於 運輸至現場架設上較為便利,並能縮短整體施工期程。透過單 元化組裝的特性,可因應現場環境條件進行彈性安裝,且可直 接由陸側實施安裝程序。聚碳酸酯板本體為半透明,結構具彈 性可有效分散波浪衝擊力,且材質具有強抗腐蝕能力,安裝於 海岸公路側可形成半透明防波防護網,不僅能夠抵禦波浪侵襲 公路,亦能兼顧景觀視野良好之效益。此工法於日本尚處於推 廣階段,至 2014 年底時,於北海道,福井縣,和歌山縣,鹿兒 島縣等 27 個日本地區,已於防災項目中相繼編列採用,並有相 當多的實際案例(參見圖 2.1.6)。 來源:日本理研興業株式会社網站 圖 2.1.5 透光防波柵 地點:日本國道 36 號白老町海岸公路設置状況 圖 2.1.6 透光防波柵實際運用案例

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2.1.2 因應海岸侵蝕災害相關工法 海岸侵蝕可細分為天然或人為,天然因素諸如波浪破碎作用於 海灘、颱風引起之暴潮與長浪、氣候變遷引起之海平面變化及洋流 影響等;人為因素諸如建造不當的海岸結構物、建造水壩導致砂源 減少等。然,意欲判斷海岸侵蝕之成因,需仰賴長期海岸過程資料 觀測及蒐集,包含海流及波浪資料蒐集分析,方能擬定對策,因應 海岸侵蝕災害,進而達成減緩甚至防範之目標。以軟性工法來看, 砂石養灘或許仍有改善空間,以下就使用混合鵝卵石、礫石與砂石 之養灘,以及使用砂袋/砂管等相關工法進行概述。 1. 混合鵝卵石、礫石與砂石之養灘 粒徑較大的天然鵝卵石或礫石海岸,常被海岸工程學者專 家視為”動態的護岸”,可保護海岸避免侵蝕,主因係混合鵝卵 石及礫石之海灘具高度多孔性,將提供額外的水流阻力以削減 波浪能量,而鵝卵石與礫石之混合式海灘可在波浪作用下自然 地調整其海灘地形,進而適應當地波浪條件。根據 Frandsen et al. (2015),加拿大魁北克省的 Ste Luce beach 於 2014 年進行混 合式養灘之現地實驗,所使用之混合鵝卵石及礫石的粒徑約為 0.6 mm 至 100 mm,中質粒徑約 10 mm,其養灘前、後之比照 可見於圖 2.1.7,迄今仍持續觀測其對海岸侵蝕防護之成效。 於前節所述,開挖草埔隧道所產生之大量砂石,全數運到 海岸淘刷情形嚴重的大武漁港南岸,做為養灘用途。本研究團 隊曾於 2016 年 7 月至大武漁港觀察該養灘工法,如圖 2.1.8, 拍攝視角為由北往南,照片左邊為太平洋、右邊為台 9 線。由 照片可見現場粒徑分布甚廣,圖 2.1.9 為使用一長約 15 cm 的標 的物,概略地了解養灘之粒徑分布,粒徑較大者約 20 cm、粒徑 小者約小於 1.0 mm。然,此養灘於 2015 年 7 月 7 日竣工,迄 今僅三年餘,仍需透過長期監測,瞭解其灘面變化,方能探討 其可能之減緩海岸侵蝕效果,以期未來將此工法應用於長期受 海岸侵蝕所擾之海岸。

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2. 使用砂袋/砂管減緩海岸侵蝕 於前節所述,人工養灘及建造海岸結構物亦屬減緩海岸侵 蝕災害的工法,可單獨進行,亦可通盤考量後,擬定結合養灘 及建造適合當地海岸結構物之海岸保護策略。然人工養灘之風 險為砂源流失,PRIF (2017)提出使用砂袋工法,如圖 2.1.10,用 以固定砂源,亦即將砂源裝入耐風吹雨打的地工織袋內,將之 整齊排列成海堤形狀,以類似護岸的概念,防止海岸侵蝕。而 砂袋的形狀可依實際需求而定,如圖 2.1.11,則以砂管的型態用 以減緩海岸侵蝕。 來源:Frandsen et al., 2015 圖 2.1.7 加拿大魁北克一處海灘利用混合鵝卵石、礫石與砂石之養 灘前(左圖)後(右圖)對照圖 註:2016 年 7 月拍攝 圖 2.1.8 臺東大武漁港南側利用草埔隧道開挖之砂石進行養灘 註:綠色參考標的物長約 15cm;2016 年 7 月拍攝 圖 2.1.9 臺東大武漁港南側養灘粒徑分布

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來源:PRIF, 2017 圖 2.1.10 以砂袋作為減緩海岸侵蝕之工法 來源:ODT, 2016 圖 2.1.11 以砂管作為減緩海岸侵蝕之工法 除養灘工法外,亦有透過建構海岸/海域結構物,以達累積漂砂 減緩海岸侵蝕之工法,例如:突堤、離岸堤、離岸潛堤及人工岬灣 等工法,其中突堤工法大都僅能用於阻擋沿岸漂砂,較無法有效控 制向離岸漂砂,對於波浪垂直近岸入射時,較無法有效保護海岸。 以下則針對離岸堤、離岸潛堤及人工岬灣等三個工法進行概述: 1. 離岸堤 離岸堤為不與陸地相連,平行於海域中的結構物,可用於 削減波能,並使堤後淤砂之工法。離岸堤通常設置於颱風波碎 波線以內為宜,堤後淤積可形成砂舌或繫陸砂洲,具有安定海 岸之作用。傳統離岸堤概以消波塊與堆石做為堤身材料(參見圖

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2.1.12);新型離岸堤考量景觀條件,會以鋼筋混凝土、鋼,或橡 皮等材料製成。國內亦有離岸堤工法之相關案例,例如:嘉義 好美寮、高雄茄萣、臺東縣佳冬鄉海岸等處均有離岸堤工法實 施。 2. 離岸潛堤 離岸潛堤為潛沒水面下之海域結構物,藉其結構使波浪產 生碎波、反射或折射等現象,達到波浪能量衰減之目的。透過 堤後消能現象,可減緩海岸災害發生(例如:浪襲、海岸侵蝕)。 潛堤因阻擋範圍較離岸堤小,使其消能效果較不如離岸堤,惟 其對海域水循環影響較小,可降低工法對生態環境之影響,而 潛沒水面特性,亦可減少景觀遮蔽之情形。雖此工法實施難度 和經費較高,但可兼顧抑減海岸災害、海岸景觀與生態環境, 因此概為國內廣泛使用之工法(參見圖 2.1.13)。此外,近年來因 各國生態環境保護意識提升,防災工程已從「降低生態環境衝 擊」思維,轉變為追求「兼具創造適合生態環境」,因此相繼 使用較親近生態的材料來建造潛堤(例如:人工魚礁),圖 2.1.14 為多明尼加共和國西部海灘度假勝地(Gran Dominicus),透過設 置魚礁球(Reef Ball)方式建構離岸潛堤,以達到防災、景觀與生 態各面向兼顧之目的。 3. 人工岬灣 透過布置適當的岬頭與靜態平衡的海岸線,使入射波浪均 能正向傳遞至灣岸各處,藉以降低沿岸漂砂之現象。此工法是 應用人工岬灣經驗式來布置岬頭(Headland Control),以達到平 衡灣岸之功效。若能成功建構平衡灣岸,即便無上游漂砂補注 量輸入,灣岸能仍保持平衡,減緩海岸侵蝕災害。國內已有各 種人工岬灣工法的相關案例(參見圖 2.1.15),均有成功養灘減緩 海岸侵蝕之成效。

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來源:橫山建設株式會社網站 圖 2.1.12 日本能美市吉原釜屋町地内海岸離岸堤 高雄旗津 來源:旗津區海岸線保護工程網站 南濱及化仁潛堤加強改善工程 來源:經濟部水利署第九河川局網站 圖 2.1.13 國內離岸潛堤 來源:Harris, 2001 圖 2.1.14 人工魚礁離岸潛堤

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高雄西子灣人工岬灣 來源:https://pwbgis.kcg.gov.tw/ shitzwan/beach_idea.aspx) 臺南安平人工岬灣 來源:google earth 圖 2.1.15 國內人工岬灣案例 2.1.3 因應海岸淤積災害相關工法 臺東大武漁港淤積嚴重,長年聘僱業者挖掘淤積砂石,如圖 2.1.16。淤積主因是北邊大武溪和朝庸溪的輸砂,加上東北季風以及 沿岸流的作用,全年漂砂量估計超過百萬立方公尺。為了攔阻漂砂, 過去二十年,大武漁港北邊的防波堤,在數個計畫案中陸續加長。 然而,防波堤的加長,只是使得攔住的漂砂換了位置,更嚴重的是, 造成砂源供需失衡,導致大武漁港南岸的南迴公路,產生嚴重的海 岸侵蝕。 註:2019 年 6 月拍攝 圖 2.1.16 臺東大武漁港航道淤積嚴重,長年需挖掘淤積砂石

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漁港淤積現象並非台灣獨有,歐洲第一大的荷蘭鹿特丹港也面 臨 嚴 重 的 淤 積 問 題 , 每 年 約 需 疏 濬 一 千 萬 立 方 公 尺 (e.g., Winterwerp, 2005)。雖淤積成因可能有所不同,但仍可參考相關工 程案例,進行水理分析。淤砂始為沉滓被帶動,而沉滓之啟動主要 為垂直的紊流擾動分量,所造成之混合效應。而港口之淤砂,可將 問題視為港口處水流交換率過於旺盛,而港口之水流交換機制有: (1)水流混合效應、(2)潮汐造成之水流流進與流出港口、(3)淡海水密 度引起之異重流、(4)水流溫度引起之異重流,以及(5)沉滓引起之異 重流 (Winterwerp, 2005)。在港口入口處,由於防波堤的興建,當水 流通過,將於堤處產生流場分離,驅使水平的混合效應發生,產生 數個渦流,而渦流的數量取決於防坡堤及港口的地形。因此,減少 港口淤砂可嘗試由規則化港口水流交換率或改變混合效應旺盛之 區域等方向進行分析。Kuijper et al. (2005)針對德國漢堡的 Parkhafen 港 進 行 案 例 探 討 , 於 該 港 口 防 坡 堤 外 圍 設 置 一 導 流 牆 (current deflecting wall, CDW),使沉滓活動旺盛之混合層區域改變位置,減 少港口淤砂,示意圖如圖 2.1.17。 來源:Kuijper et al., 2005 圖 2.1.17 興建導流牆(CDW)用以改善港口淤砂之示意圖 ((a)無導流牆、(b)有導流牆)

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2.1.4 其它防災工法 除上述工法外,為因應不同區域災害特性,則有一些因地制宜 的工法研發,藉以解決各區域複合性災害的問題。舉例來說,海岸 因人為開發關係(例如:港灣或突堤等),沿岸上游漂砂被攔截,導 致下游海岸遭受海岸侵蝕危害,而透過「迂迴供砂」工法 (Sand Bypassing),則能將上游淤砂引導至下游,除可減緩下游海岸侵蝕災 害外,亦可降低上游沿岸或河口淤積之可能性,例如:澳洲特威德 河(Tweed River),參見圖 2.1.18。國內亦常有類似的災害情況發生, 例如:大武漁港、新竹漁港等,其中新竹漁港已有實施迂迴供砂工 法進行改善,透過人為迂迴供砂方式,補注至漁港南側灘岸,以維 持潮間帶灘岸穩定。 國外為確保自然海岸線不再損失,達到海岸永續發展之目的, 海岸友善工法為近年海岸治理優先考慮工法。海岸友善工法其精神 在於保存、恢復與建立,自然界中一般海岸均有自然屏障,這些足 以保護海岸的自然屏障包含海灘、海岸沙丘、海岸濕地植被、珊瑚 礁與蚵殼礁、離岸沙洲以及海岸防風林等。美國陸軍工兵團(US Army Corps of Engineers),於海岸風險減降措施中,將上述自然屏 障之保護機制及優點歸類如表 2.1.1(Bridges 等人, 2013)。 Bridges 等人(2015)利用學術發表及內部文獻,並回顧颶風珊迪 (Hurricane Sandy)過後海岸評估及勘察成果,訂定降低風險的方法 (表 2.1.2)。應用颶風過後復原的成果作為未來工程上的參考,此表 需因應未來的工程規劃進行更新以確保其可行性。 此外,為因應氣候變遷降低暴潮和波浪對於海岸地區帶來的威 脅,美國路易斯安那州(CPRA LA, 2012)及美國密西西比州(USACE, 2009)的研究計畫都推薦採用複合式的海岸防禦,藉由混和硬性工 法和柔性工法能最大限度的降低暴潮帶來的風險。離岸沙洲做為第 一道屏障抵擋波浪直接的侵襲,濕地區域內的柔性工法能衰減暴潮 和波浪的能量,最後一道硬性工法則能更直接的降低暴潮高和波浪 波高,如圖 2.1.19 所示。

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來源:Pedro Loza, 2008

圖 2.1.18 迂迴供砂法案例

來源: Board, 2014

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2 -17 表 2.1.1 自然海岸侵蝕因應對策 ( Bridges 等人, 2013) 自 然 屏 障 型 態 海灘以及沙丘 海岸濕地 珊瑚與蚵殼礁 離岸沙洲 海岸防風林 機 制\ 優 點  造成碎波  衰減波能  減緩水流傳向陸 地  造成碎波  衰減波能  減緩水流傳向陸 地  增加入滲  造成碎波  衰減波能  減緩水流傳向陸 地  減緩或消散波浪 作用  穩定漂沙  減緩或消散波浪 作用  穩定海岸線  水土保持 防 護 因 素  沙灘的高度與寬 度  海岸坡度  漂沙補充與粒徑  沙丘高度、寬度及 形狀  存在植披  植物種類及密度  沼澤及濕地的 海拔及幅員  礁石的寬度、高度 及糙度  離岸沙洲的高度、 長度及寬度  陸地覆蓋度  與海岸距離  植生高度及密度  防風林尺寸  平台高度  土壤粒徑組成

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表 2.1.2 降低風險的方法 (Bridges 等人, 2015) 自然及以自然為本的功能 1.沙灘 (沙, 礫石, 鵝卵石) 11.水下植物(如海草或其他淡水或 鹹水中的植物) 2.泥灘/沙洲 12.河岸緩衝 3.斷崖 (任何材質; 如果是沙子則假 設為侵蝕沙丘) 13.草本的挺水性水生植物之沼澤/ 濕地(淡水) 4.沙丘/窪地複合 14.灌木叢濕地 (淡水) 5.鹽沼 (草本的挺水性水生植物) 15.沼澤森林 (淡水) 6.灌木叢濕地 (鹹水) 16.池塘 7.沼澤森林 (鹹水) 17.草原(陸地) 8.海岸草原 18.灌木叢(陸地) 9.海岸灌木叢 19.森林(陸地) 10.海岸林 複合功能 20.礁石、潮間帶、潛沒的 21.防波堤:陸上或挺水構造 (如近岸護堤、海檻、珊瑚礁、牡蠣、岩 石、貝殼、貽貝, 水下植物、挺水或草本植物) 22.防波堤:潛沒構造(如近岸護堤、海檻、人造礁石) 23.島 (可包含一個或多個海灘、沙丘、防波堤、斷崖、沼澤、海岸林 及其他植被) 24.離岸沙洲島 (可包含一個或多個海灘、沙丘、防波堤、斷崖、沼 澤、海岸林及其他植被) 25.現存的海岸線 (例如:植被、海檻、平台、防波堤)

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2.2 非工程對策蒐集

2.2.1 國外非工程對策 若考慮以非工程手段保護海岸公路,首要目標為準確暸解海岸 情 況 , 進 而 評 估 災 害 來 源 及 結 果 、 評 斷 風 險 (risk) 、 脆 弱 度 (vulnerability)與調適性(adaptation),並考量極端災害及氣候變遷之 影響。如 EurOtop (2016)根據大量的現場調查及實驗數據,並利用 類人工智慧之類神經網路分析法,提供不同地形及結構物類型之溯 升高及越波量估算公式,然其現場觀測資料均以歐洲為主,若欲用 於台灣,需進一步考量因地點不同所造成之差異。FHWA (2014)指 出海岸過程的了解,應包含暴潮(storm surge)、波浪(waves)、海岸地 形(coastal morphology)造成之影響,進行風險評估,劃分不同程度 之影響區域,進而規劃不同程度之管理措施,以人民安全為主之規 劃手段,甚至做為進一步工程手段之先行評估。 以整合式預警系統言之,Sabino et al. (2014)分享葡萄牙海岸越 波災害管理經驗。該系統整合多套波浪模式,包含大範圍外海波高 模擬,傳遞至近岸之計算,再透過類神經網路或經驗公式(Mase et al., 2013)等計算溯升與越波。最後透過預先設計之門檻值定義不同 層面之災害警示,並以地理資訊系統(Geographic Information System, GIS)呈現災害地圖,透過不同顏色的圖層,展現災害之嚴重程度, 如越紅色表可能災害越強烈。然為簡化系統及呈現較親民之數據予 居民甚至遊客,呈現之數據僅包含波高、週期及波向,越波之平均 越波量則以災害層級之色碼表示。該預警系統介面可參見圖 2.1.20 所示,系統介面中包含警戒圖示與相關災害門檻值之定義。另若以 門檻值而言,美國海岸工程手冊(CEM)亦有訂定越波災害之門檻值, 且其定義範圍較該系統廣泛,應較適合台 9 線公路預警所用(參考 前期計畫公路浪襲之分析結果)。此外,可能之海岸災害除發布於相 關政府單位網站及管理層級人員之電子郵箱外,亦整合至手機 APP, 並於社群網絡發文(e.g., Twitter),冀期有更多民眾能收到災害警示 資訊。而預警系統之建立除了減災之核心層面外,也可用於未來國 土開發規劃之參考、決策依據。

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註:(a)波高與波向資訊;(b)越波風險地圖;(c)越波預警圖;(d)越波警戒門檻值 定義) 來源: Sabino et al., 2014 圖 2.1.20 葡萄牙海岸越波災害預警系統 日本地理條件與臺灣相似均為海島國家,海岸公路亦為重要交 通幹道,因而也經常有波浪侵襲公路的問題。除於臺灣相似的工程 防護手段外,於非工程手段上亦有完整防制浪襲系統。為觀測浪襲 影響,於公路沿岸安裝越波計與監視裝置(參見圖 2.1.21),藉以即時 接收越波水位高度與現地浪襲情況(參見圖 2.1.22),俾利公路警戒 (a) (b) (c) (d)

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與應變所用,當預報有浪襲災害時,該路段會透過警示告牌,提醒 駕駛人員注意車速與行車安全。日本越波監測系統概分為三個部分 (參見圖 2.1.23): 1. 越波警戒 透過階梯式越波計,可觀測各高程越波情況,以為越波警 戒做準備。另配合 ITV 監測影像,並透過影像處理方式,判釋 越波覆蓋公路之情況。 2. 警告公路使用者 檢測發生越波的情況,並同時於海岸公路安裝的警戒信息 顯示板上,顯示超車的危險警告,藉以提醒駕駛者注意浪襲危 害。 3. 越波系統預警 透過安裝於海域中的海象觀測儀,風向風速計,氣壓計等, 以獲得海浪狀態資訊(例如:波高、波向及潮位等)與天氣資訊(例 如:風向、風速及壓力等),配合實際觀測的越波高度與發生越 波次數,預測未來的越波情況。 除越波警戒系統外,日本亦有建立一套使用越波監測系統的公 路維護管理原則(北海道開發局,安倍隆二,1998)。透過各項現地 調查結果,才能夠因地制宜建置公路維護管理原則,其中各項概述 如下: 1. 必須瞭解易發生公路浪襲災害的天氣模式。於日本有三種天氣 情況易導致公路發生浪襲災害,其一為當太平洋東南風方產生 強風時,若日本西部處於低壓狀態(主要是本州為低壓區)和東 部高壓區的擴張時,則會產生正向入射日本之強風;其二為當 季風或颱風由千島海域朝日本太平洋海岸或日本海傳播時,這 東北方來的強風所引致的風和湧浪可能會造成公路浪襲災害; 其三為當颱風位於日本南方時,會因颱風侵襲導致浪襲災害, 該災害期間通常比其他方式更長,且當颱風到達千島海域時,

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就轉換為第二種天氣模式,並持續有造成公路浪襲危害之可能 性。 2. 當水位(潮位+波高)為 1.5 公尺以上且波浪週期為 6 秒以上時, 該地浪襲發生機率較高。 3. 波浪週期越長,波浪動能越大,越波頻率越高。當週期超過 10 秒時,越波導致浪襲之頻率較高。 4. 越波頻率隨著潮位的升高而增加。若於漲潮時段發生越波,有 越波頻率增加之危險。 5. 在波浪警告/警告通知時,不一定會發生越波,惟當時波浪方向 (風向)處於向岸情況時,發生越波的可能性較高。 來源: Sonic Corporation 圖 2.1.21 日本海岸公路觀測系統 影像監視器 越波計

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來源: Sonic Corporation

圖 2.1.22 日本越波計監測系統

來源: Sonic Corporation

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2.2.2 國內非工程對策 國內因應海岸災害非工程對策主要為「整體海岸管理計畫」與 「海岸防護計畫」,其中除針對海岸災害類型定義外,亦進行海岸 防護區劃設,這些均可做為國家海岸防護及改善施政之參考依據。 相關內容概述如后。 依據海岸法之定義,海岸災害乃「指在海岸地區因地震、海嘯、 暴潮、波浪、地盤變動或其他自然及人為因素所造成之災害」。為 防制海岸災害,預防海水倒灌、國土流失,保護民眾生命財產安全, 依據致災因子之不同,擬將屬國土復育促進地區,且具有海岸侵蝕、 洪氾溢淹、暴潮溢淹、地層下陷或其他潛在災害之海岸,劃設為一 級海岸防護區;國土復育促進地區以外範圍,具上述災害情形之一 者,得劃設一級或二級海岸防護區。就本計畫而言,計畫區海岸並 非屬上述國土復育促進地區範圍,但從近年歷史災害特性可知,計 畫區海岸所面臨的災害威脅,以極值事件所引致之暴潮溢淹為主, 而受海氣象、水文及河川輸砂條件影響,亦有短期近岸地形侵淤變 遷災害發生;另曾發生颱洪事件造成洪氾溢淹災害((e.g.,民國 98 年 莫拉克颱風)。 因此,計畫區海岸乃屬於複合型海岸災害潛勢區域,仍可依據 防護需求性劃設為一級或二級海岸防護區。而參考整體海岸管理計 畫成果及相關定義如圖 2.2.1,乃將本計畫區海岸依據潛勢災害特性, 劃設為二級海岸防護區,未來則由各目的事業主管機關配合海岸防 護,採取必要之治理與管理措施。 依據「臺東縣二級海岸防護整合規劃」(民國 108 年)中,於 50 年重現期的標準檢核下,臺東海岸除部分河口自然灘地有溢淹潛勢 外,其餘地區均無溢淹潛勢。而溢淹範圍內並無任何公共設施或私 人財產,因此,可得知臺東海岸並無暴潮溢淹潛勢災害。其主要是 因為臺東海岸地區緊臨海岸山脈,地勢較高且坡度陡,溢淹潛勢範 圍僅達海岸防護設施前灘地或是高灘,並無溢淹至內陸情形。然因 海岸淺灘地形較短,導致外海入射波浪能量消散機制不明顯,故海 岸常因夏季入侵或過境颱風引致之巨浪,而發生不等程度之海岸防

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護設施損害及海水倒灌之災情。該歷史災害肇因於颱風期間海洋營 力過大,而造成海岸防護設施損害,進而颱風波浪的越波造成短期 性的積水,並非屬於潮害。由此可知,雖本計畫區域並無暴潮溢淹 災害,惟海岸公路仍有受波浪越波侵襲之可能性。於海岸侵蝕災害 方面,該計畫評估成果顯示臺東海岸地區較無顯著海岸侵蝕現象。 本計畫前期計畫於海岸侵蝕災害分析成果顯示,整體而言,台 9 線 海岸亦較無顯著海岸侵蝕狀態,惟於大竹溪以北、加津林以南與三 和海岸處仍有中潛勢海岸侵蝕之現象,而對應該計畫分析結果,於 此幾處災害潛勢區域亦呈現海岸侵蝕之趨勢。然而,由本計畫調查 研究顯示,由於計畫區海岸侵淤變遷情形,乃隨外在營力條件而呈 現季節性消長,多屬自然現象,且近期亦無明顯侵退情形。有鑑於 此,未來計畫區海岸災害防護目標,仍以防公路浪襲為災害防護主 軸,至於海岸侵蝕部分,建議仍須持續監測,若環境條件許可情形 下,亦可配合採取積極性造灘措施及工法,以增加灘岸緩衝帶,提 高海岸之防護能力。 海岸災害風險評估亦為海岸管理層面之對策,國內仍持續透過 精進的數值模式來進行海岸危害程度之分析與劃設,Shih et al. (2018) 運 用 SCHISM (Semi-implicit Cross-scale Hydroscience Integrated System Model) 數值模式模擬往昔 129 個颱風引致臺灣沿 岸的波高和暴潮水位,並進一步透過統計分析,繪製臺灣颱風波浪 潛勢風險地圖(如圖 2.2.2),由此結果可知,計畫區域均屬於浪襲嚴 重之潛勢區域。 此外,交通部運輸研究所港灣技術研究中心(以下簡稱運研所) 為提升台 9 線浪襲防災應變時間,研發推算海岸公路波浪溯上技術, 並提供颱風期間浪襲路段通行安全所需之防災預警資訊。「臺東海 岸公路浪襲預警系統」於民國 106 年完成(如圖 2.2.3 所示),以簡易 網頁方式,提供台 9 線浪襲易致災路段(多良段、南興段)於颱風期 間預警資訊。

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資料來源:經濟部水利署

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資料來源:Generating potential risk maps for typhoon-induced waves along the coast of Taiwan

圖 2.2.2 颱風波浪風險地圖

資料來源:海岸公路異常波浪特性及防災應用技術之研究

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第三章 計畫區現況分析

為研提計畫區域適合之改善對策,應先針對計畫區目前已有的改 善對策進行相關資料蒐集與分析,藉以瞭解先前提出改善對策之目的 與相關背景條件。本章節擬分為「往昔改善策略蒐集與分析」與「現 況勘查及現階段工法研討」來說明,往昔改善策略蒐集與分析主要針 對往昔技術報告或研究進行蒐集,並說明相關對策擬訂之因素與背景 條件;現況勘查及現階段工法研討則是針對前期計畫分析之易致災潛 勢區域及相關改善對策目標區域進行現勘作業,以瞭解計畫區域現況 條件與現階段工法施行情況,並與海岸(公路)管理及相關工程設計單 位進行訪談,進一步研討工法建構與現況。

3.1 往昔改善對策蒐集與分析

3.1.1 海岸防護對策 為提高沿岸土地對颱風巨浪之防護能力,水利單位自民國 77 年 起,陸續於沿岸沙丘前緣佈設保護工,經歷年擴建及維修補強而至 今日規模,歷年海岸工程統計如表 3.1.1 及表 3.1.2,分別為香蘭與 大武海岸分述,至今台 9 線海岸段大致維持「砂灘-保護工-沙丘」 之防護型態。計畫區域中,三和、香蘭以及大武段,除台 9 線公路 等保護標的,其後方還有社區等,故此段海岸防護設施較為完整; 整體現況海岸仍以自然海岸型態為主,而加津林-多良路段公路後 方較少聚落型態,因而較少防護計畫資料,惟於現場堪查可發現海 岸概以消波塊進行消波防護為主,直至今年(民國 108 年 7 月)始有 防制浪襲相關規劃設計發包。此外,南興路段亦為台 9 線浪襲易致 災路段,目前三工處已有進行相關防護工程,其工程斷面設計如圖 3.1.1 所示。 3.1.2 港口減淤對策 茲蒐集近十餘年間,大武漁港鄰近海岸地形變遷與各防護設施 興建,對大武漁港及大武漁港北攔砂堤鄰近海岸淤砂影響,供臺東 尚武段海岸積砂、漂砂及輸砂平衡關係作參考,茲將大武漁港海岸 各防護設施興建年份相關資料彙整於圖 3.1.2。其中大武漁港北防波

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堤於 1996 年完工,長度約 117 公尺;北攔砂堤於 2000 年 3 月動工 興建,長度約為 150 公尺,於 2000 年 9 月完工。另於 2001 年 3 月 延伸北攔砂堤約 100 公尺,該工程於 2002 年 1 月至 2 月間完工, 目前攔砂堤總長度約 250 公尺。 1. 大武漁港北攔砂堤興建前 1995 年 5 月至 1998 年 10 月間,大武漁港北攔砂堤興建 前,漁港北側海域海岸線大致呈現向海前進趨勢,惟變遷幅度 不大,平均每年約以 2.5~15 公尺之速度向海側成長;而漁港南 側海域海岸線變動幅度甚小,顯示其在北攔砂堤興建前之海岸 線侵淤情形不大。 2. 大武漁港北攔砂堤興建後 1998 年 10 月至 2008 年 6 月間,大武漁港北側海域海岸線 往海側前進約 50~170 公尺,平均每年約以 4.5~16 公尺之速度 向外海延伸,其中 2004 年 10 月至 2005 年 6 月間,大武漁港北 側海域海岸線大幅往外海前進約 6~30 公尺,向海側延伸速度較 快,平均約為每年 9~45 公尺,依 2008 年 6 月水深地形監測資 料顯示,其海岸線已淤出漁港北攔砂堤外圍約 15 公尺;2008 年 6 月至 10 月間,受夏季颱風波浪衝擊影響,海岸線略往陸側侵 退約 8 公尺;2008 年 10 月至 2009 年 11 月間,大武漁港北側 灘線變化較無明顯變動。 大武漁港南側海域,在 1998 年 10 月至 2008 年 6 月間,海 岸線侵退約 17.6~22 公尺,平均每年以 1.7~2 公尺之速度向陸 側侵蝕,其中 2004 年 10 月至 2005 年 6 月間,大武漁港南側海 域海岸線往陸側侵退約 1~4 公尺,侵退速度平均約每年 1.5~6 公尺,但 2008 年 6 月至 10 月間,其海岸線有往海側成長趨勢。 另由 2008 年 10 月至 2009 年 11 月之灘線資料顯示,漁港南側 海岸線略往陸側侵退約 7~13 公尺。 由以往資料顯示,大武漁港減淤策略,對於漁港淤積成效 有限,卻造成下游南興段海岸侵蝕。現今大武漁港南側已由草

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埔隧道開挖之塊石進行養灘,侵蝕情況已有改善,本計畫將針 對草埔隧道塊石養灘之區域進行評估,研提中長期地形變遷之 影響。 表 3.1.1 臺東海岸香蘭段海岸歷年海岸防護工程施作概要 年度 (民國) 工程名稱 工程內容 位置樁號 (海岸里程) 77 年 臺東縣香蘭海堤 工程(新建) 海堤消波工 295 公尺 六角塊兩層排列 0+000~0+295 (2K+325~2K+030) 81 年 臺東縣香蘭海堤 工程(加強) 原 部 分 消 波 工 損 壞 修 復,並延長加強 90 公尺 六角塊兩層排列 0+000~0+385 (2K+325~1K+940) 81 年 臺東縣香蘭海堤 工程(延長) 修復並加強擴大保護範 圍 215 公尺 基礎 15 噸元鼎塊排列 上層六角塊兩層排列 0+385~0+600 (1K+940~1K+725) 84 年 香蘭海岸保護工 工程(延建) 海岸保護工 356 公尺 基礎 10 噸三腳鼎塊排列 上層以天允塊兩層排列 0+620~0+976 (1K+705~1K+349) (現存 0+620~0+855) 93 年 太麻里段海岸 復育及環境營造 工程 香蘭海岸保護工重新吊 放二處(以 10 噸混凝土 蜂巢塊五層吊排) 0+70~0+84 與 0+295~0+399 (2K+255~2K+241 與 2K+030~1K+926) 98 年 香蘭海岸 環境營造工程 原 15 噸混凝土六角塊往 前吊放作為短突堤,每 75 公尺一座,共七座 0-075(No.4),0+000(No.1), 0+075(No.2),0+150(No.3), 0+300(No.5),0+450(No.7) 0+525(No.6) 原位置新設 10 噸級蜂巢 塊五層排列 0+000~0+165 與 0+172~0+300 (2K+325~2K+160 與 2K+153~2K+025) 99 年 太麻里海岸 環境改善工程 修補香蘭海岸突堤 2 座 拋放 15 噸林克塊 0+450(No.7),0+525(No.6) 資料來源:經濟部水利署第八河川局年度經辦各項工程統計表、防洪記載表。

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表 3.1.2 臺東海岸大武段海岸環境與防護措施概述表 地理區段 地理位置 海岸防護構造物類型 大武溪以北 大武溪北側 崖腳消波 防護工 消波塊沿岸約 0.5 公里長度,崖腳處 鋪設 10 噸天允消波塊 大武溪 至朝庸溪 大武溪南側 崖腳消波 防護工 消波塊沿岸約 1 公里長度,崖腳處鋪 設 4 排 10 噸林克消波塊 無 --- 朝庸溪北側 崖腳消波 防護工 沿岸約 1 公里長度,崖腳處鋪設 4 排 10 噸林克消波塊 朝庸溪 出海口 導流堤 朝庸溪出海口導流堤 2 座,其長度約 為 60 公尺 大武漁港 大武漁港 北防波堤處 攔砂堤 漁港北防波堤海側乙座攔砂堤,其長 度約為 250 公尺 大武漁港南側 短突堤 漁港南側 1 座短突堤,其長度約為 80 公尺 大武漁港 至南興溪 大武漁港南側 崖腳消波 防護工 沿岸約 1.2 公里長度,崖腳處鋪設亂 拋 10 噸消波塊 南興溪 至安朔溪 南興溪北側 無 --- 安朔溪北側 無 --- 資料來源:臺東海岸(尚武段)監測調查計畫,經濟部水利署第八河川局。 工法實施路段平面圖 工法斷面圖 資料來源:世曦工程提供。 圖 3.1.1 南興路段抑制浪襲工程圖

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資料來源:臺東海岸(尚武段)監測調查計畫,經濟部水利署第八河川局。 圖 3.1.2 大武漁港各防護設施興建年份示意圖

3.2 現況勘查及現階段工法研討

進行計畫區往昔改善對策蒐集與分析後,需針對相關改善工程實 6 施區域與工程設計相關單位進行現勘與訪談作業,藉以瞭解施工區 域海岸現況與相關防護設施資訊,並加強對現階段改善工法之瞭解, 俾利後續與本計畫所蒐集的國內外改善工法資料綜合分析,以利研提 適合改善對策。圖 3.2.1 為計畫區現階段改善工法研討流程圖。 圖 3.2.1 計畫區現階段改善工法研討流程圖 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.9 10.0 10.1 E (+230 km) 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 11.0 11.1 N ( + 2 4 6 0 k m ) 0 0 0 -5 -10 位置 興建年代 工程內容 1988~1996 北防波堤,長度約 120m 東防波堤,長度約 120m 南防波堤,長度約 130m 南側短突提,長度約 70m 1997~2000 東防波堤延長至 250m 北攔砂堤,長度約 150m 2001~2002 北攔砂堤延長至 250m 大武漁港 平面:TWD97 水準:TWVD2001 測量日期 水深:2009/06/24~26 灘地:2009/06/24~27 現況勘查及現階段工法研討 現勘作業 工程設計相 關單位訪談 海岸現況 防護設施 工法概況 施工經驗 現階段改善對策研討

數據

圖 2.1.3  不同類型海堤用以保護海岸道路之示意圖
圖 2.1.4  具返波牆的直立海堤之破壞  (來源:Castellino, et al., 2018)
表 2.1.2  降低風險的方法  (Bridges 等人, 2015)  自然及以自然為本的功能  1.沙灘  (沙,  礫石,  鵝卵石)  11.水下植物(如海草或其他淡水或 鹹水中的植物)  2.泥灘/沙洲  12.河岸緩衝  3.斷崖  (任何材質;  如果是沙子則假 設為侵蝕沙丘) 13.草本的挺水性水生植物之沼澤/濕地(淡水)  4.沙丘/窪地複合  14.灌木叢濕地  (淡水)  5.鹽沼  (草本的挺水性水生植物)  15.沼澤森林  (淡水)  6.灌木叢濕地  (鹹水)  16.池塘
圖 2.1.22  日本越波計監測系統
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