中 華 大 學

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碩 士 論 文

新竹南港海岸之沙丘變遷及其植物生長調查 (2005/7~2008/8)

系 所 別：土木與工程資訊學系碩士班 學號姓名：M09504004 陳禹雯 指導教授：楊 朝 平 博 士

中華民國 九十八 年 七 月

u

摘要

海岸若受侵蝕會影響人民生活品質，而沙丘為保護海岸之天然屏 障。本研究長期調查新竹南港海岸沙丘剖面面積、氣象條件、植物生 長情形，主要包含「氣象及環境資料蒐集彙整」與「沙丘剖面高程及 植被面積之現地量測」兩大部分，並嘗試以氣候、人為因素說明之。

植生面積之量測方法，採用全站式電子測距儀量測；沙籬隔間區之剖 面高程量測方法，採用自動水準儀量測。於本研究調查期間，Zone I、

Zone II及Zone III之最小

V

代表性植物之植被面積並無顯著增大之趨勢，其面積端視飛沙覆蓋情 況而定。

關鍵詞: 南港海岸、海岸沙丘、定沙植物、飛沙

II

u

Abstract

If the coast eroded, people’s living quality will be affected, and sand dunes is a natural barrier for the protection of the coast. In this study, a long term investigation has been done on, for example, the cross-sectional area of sand dunes, the climate condition and the plant growth condition of the Nan-Gang Coast in Hsinchu. The study mainly contains two parts of “collection and summarization of weather and environmental data” and

“on-site measurement of cross-sectional height and plant area of sand dunes”; meanwhile, an attempt of description is tried in terms of climate and human factor. For the measurement of plant area, total station Electronic Distance Meter is adopted; for the measurement of cross-sectional height of sand fence partition area, automatic level device is adopted. During the study period of this research, the minimal

values of Zone I, Zone II and Zone III all appeared in 2008, which shows that the quantity of the sand dunes is decreasing; meanwhile, it was found that the height of the sand dunes in the in-shore side shows a decreasing trend, that is, in 2008, due to the erosion by sea waves, the coast line shoes partial move-back to the land side. Generally speaking, the plant area of representative plant does not show a trend of obvious increase, and its area is dependent on the coverage condition of dune storm.

V

Key words: Nan-Gang Coast, coastal sand dunes, sand plants, dune storm

致謝

最終話，也是開場白。揮別了這一站，終將起程他處。

突然發現原來謝誌很難下筆，深怕獨漏了任何一位想要感謝的人，

深刻的兩年，心情總是在挫折、失落、忐忑不安與欣喜中起伏；每一位 給過我關心、問候以及幫助的你們，都讓我深懷感激，不論是一個微笑 或是打氣都是我不可或缺的動力來源。

由衷感謝恩師 楊朝平教授，於研究期間給予細心指導與指正，更 於論文撰寫期間逐字批閱斧正，使論文得以順利完成，師恩浩瀚將永銘 於心，僅在此致上最高敬意。

求學期間，承蒙 吳淵洵教授、李煜舲教授、呂志宗教授及營建組 邱 垂德教授等諸位師長，於學識上之指導及協助，在此至感銘謝。

於論文研究期間，感謝同窗好友柏瑋、康綸、韋志、峰嘉、昕偉在 課業上相互幫忙與鼓勵，福民、偉成、政雄、偉均於研究期間在測量上 所給予的幫助；學長姐玟玲、文成、英達、偉彥、樺姿、振宏、俊傑提 供珍貴的經驗與意見；學弟妹志偉、文思、文德在研究期間給予的協助，

許多的回憶我會銘記在心，在此由衷感謝。

最後僅以本論文獻給最親愛的家人，感謝父親、母親及弟弟，感謝 您們賜與無限關愛與包容，讓我無後顧之憂順利完成學業。所有的一 切，我將感念在心。僅以此文獻給天上的奶奶。

禹雯 僅誌 中華民國九十八年于新竹

IV

目錄

中文摘要………..………...……I 英文摘要.………..………II 致謝………..………...III 目錄.………..………...IV 圖目錄

………....

表目錄.………..………XVI

第一章 續論.………..………...…………1

1.1 研究背景..………..……...1

1.2 研究動機………..………...1

1.3 研究目的………...1

1.4 研究流程………...2

1.5 論文架構………...4

第二章 文獻回獻………...5

2.1 漂沙………..……….……....5

2.2 海灘………...…....7

2.3 沙丘性質………..………...9

2.4 沙丘植被………..………...13

2.5 定沙及防飛沙措施………..……...16

第三章 研究區位環境概述………20

3.1 研究區位及範圍………..…………...20

3.2 歷年之海象及氣象………..………...24

3.2.1 氣象……….…….24

3.2.2 海象………..….…...37

3.3 研究區位地質、水文、海灘型態………...41

3.3.1 地質……….………....….41

3.3.2 水文………...………...43

3.3.3 海岸及海灘型態………...……...48

3.4 沙丘性質………...50

3.4.1 沙丘沙粒徑………...50

3.4.2 沙丘沙之

pH

第四章 研究方法………..…..58

4.1 沙丘剖面高程測量及其單位寬度體積計算.…………..58

4.2 植被面積量測及計算………...61

第五章 沙丘剖面調查結果………66

5.1 Zone I之單位寬度體積變遷………...67

5.2 Zone II之單位寬度體積變遷……….69

5.3 Zone III之單位寬度體積變遷……….….…..71

第六章 沙丘植物調查結果………..…..74

6.1 林投之生長情形………..….75

6.2 苦林盤之生長情形………...….77

6.3 馬鞍藤之生長情形………...………....79

6.4 濱刺麥之生長情形..………...….82

6.5 海埔姜之生長情形………...….85

第七章 結論與建議……….….…..89

參考文獻………...90

附錄………..……95

VI

圖目錄

圖1.1 研究項目及流程………3

圖2.1 台灣西岸主要波浪走向及所推論之沿岸傳輸方向………6

圖2.2 台灣西岸夏、冬兩季波高狀況………7

圖2.3 依據漂沙顯著性之海灘剖面分類示意………8

圖2.4 自然環境對沙丘之影響示意………...……10

圖2.5 沙丘類型……….…..12

圖2.6 南非東開普的海岸線研究區位圖………...14

圖2.7 前沙丘(Dune front)位置圖……….….17

圖2.8 風速與沙丘變化圖………….………..18

圖3.1 南港海岸地理位置………...20

圖3.2 南港海岸分區………...21

圖3.3 人工沙丘區現況………...22

圖3.4 排水溝渠已用水泥封住表面………...22

圖3.5 高程剖面測點被沙掩蓋情形………...23

圖3.6 沙丘至防風林道路被沙掩蓋情形…...23

圖3.7 2008/2飛沙掩蓋道路情形………...…….….23

圖3.8 新竹氣象站2005年最高溫月記錄………...…24

圖3.9 新竹氣象站2005 年最低溫月記錄……….25

圖3.10 新竹氣象站2007年最高及最低溫紀錄 ………...…..25

圖3.11 新竹氣象站各月平均溫度（2005~2008）…………...……...26

圖3.12 新竹氣象站各月累積雨量（2005~2008）…………...……...27

圖3.13 新竹氣象站各月平均相對溼度（2005~2008）……...………...27

圖3.14 新竹測站每月風花圖（2005～2006）……...………...29

圖3.15 新竹測站每月風花圖（2006～2007）...………...30

圖3.16 新竹測站每月風花圖（2007～2008）...………….……...31

圖3.17 新竹測站風力統計圖（2007～2008）...……….…...33

圖3.18 侵襲台灣之颱風路徑統計圖（1897～2007）………...34

圖3.19 2005/7~2005/10 侵台颱風路徑圖………...34

圖3.20 2006/7~2006/10 侵台颱風路徑圖……...35

圖3.21 2007/7~2007/10 侵台颱風路徑圖……...35

圖3.22 新竹氣象站各月平均氣壓（2005~2008）...37

圖3.23 台灣海域潮流分布情形……….…38

圖3.24 1991年~2007年平均海流……….…...39

圖3.25 2007年新竹外海波浪統計圖………...…...40

圖3.26 各種潮位、潮差及潮升之定義………...…..40

圖3.27 2006年新竹外海潮位統計圖……….……….………41

圖3.28 新竹市地質圖………...………..…42

圖3.29 新竹市海岸線變遷圖……….…………43

圖3.30 桃竹苗主要河川流域圖……….………..…..47

圖3.31 新竹漁港港灣工程名稱示意圖………49

圖3.32 新竹海岸地區混合波段衛星影像 .………....….49

圖3.33 三處沙籬隔區之位置……….………...…....52

圖3.34 Zone I 現況（2005/07/14）………...……...52

圖3.35 Zone II 現況（2005/07/14）………...……..53

圖 3.36 Zone III現況（2005/07/14）………...………..53

圖3.37 人工沙丘區之沙樣採取點………...53

圖 3.38 沙丘九處採樣點之粒徑分布曲線………...54

VIII

圖3.39 沙丘隔區II 之晴天單位重………...……...56

圖3.40 沙丘隔區II 之雨天單位重…….... ………...57

圖4.1 自動水準儀器………..……...…..59

圖4.2 水準標尺………...……....59

圖4.3 高程測量情形………..…….60

圖4.4 利用Excel畫出沙籬隔區剖面測量圖………..……....60

圖4.5 以Auto CAD 軟體求沙丘剖面之單位寬度體………..…..…....61

圖4.6 全站儀系統……….…………..…....…62

圖4.7 固定式稜鏡……….………..……63

圖4.8 移動式稜鏡……….……….….…63

圖4.9 輸入測站資料開始設定……….……….….…64

圖4.10 全站儀照準移動式稜鏡……….………...64

圖4.11 植生面積測量點位……….………..……..…65

圖4.12 植物的生長形狀及面積……….………65

圖5.1 Zone I之單位寬度體積變遷情形………...…..68

圖5.2 Zone I之單位寬度體積變化百分比變遷情形…………...…68

圖5.3 Zone II之單位寬度體積變遷情形………..……….70

圖5.4 Zone II之單位寬度體積變化百分比變遷情形………....…..…..70

圖5.5 Zone III之單位寬度體積變遷情形…….………...…..…72

圖5.6 Zone III之單位寬度體積變化百分比變遷情形………….…….72

圖5.7 Zone I、II、III之單位寬度體積變遷情形綜合比較圖…….….73

圖5.8 Zone I、II、III 之單位寬度體積變遷情形百分比綜合比較 圖……...………...73

圖6.1 林投生長情形... ...76

圖6.2 林投覆蓋面積變化...76

圖6.3林投覆蓋面積變化百分比...77

圖6.4 苦林盤生長情形...78

圖6.5 苦林盤覆蓋面積變化...78

圖6.6 苦林盤覆蓋面積變化百分比...79

圖6.7 馬鞍藤生長情形...80

圖6.8 馬鞍藤覆蓋面積變化...81

圖6.9 馬鞍藤覆蓋面積變化百分比...81

圖6.10 濱刺麥生長情形...83

圖6.11 濱刺麥覆蓋面積變化...83

圖6.12 濱刺麥覆蓋面積變化百分比...84

圖6.13 濱刺麥已被完全掩蓋...84

圖6.14 海埔姜生長情形...86

圖6.15 海埔姜覆蓋面積變化...86

圖6.16 海埔姜覆蓋面積變化百分比...87

圖6.17 林投、苦林盤、濱刺麥、馬鞍藤、海埔姜覆蓋面積變化 綜合比較圖(2005/9~2008/05) ...87

圖6.18 林投、苦林盤、濱刺麥、馬鞍藤、海埔姜覆蓋面積變化 百分比綜合比較圖(2005/9~2008/05) ...87

X

表目錄

表3.1 風花圖圖例及蒲風等級對照表………...32

表3.2 侵台颱風有發布颱風警報（2005～2008）………36

表3.3 新竹市水文資料………...44

表3.4 頭前溪水文資料(1)（經濟部水資源局，2008）………...45

表3.5 頭前溪水文資料(2)（經濟部水資源局，2008）………...46

表3.6 頭前溪流域基本資料統計表………..……...…..47

表3.7 鳳山溪流域基本資料統計表………....……...48

表3.8 各土壤分類之

φ

mm

表3.9 沙丘沙含水量………...57

表5.1 沙丘單位寬度體積量測數據………..…...66

表6.1 植被調查結果綜合表………...74

第一章 緒論

1.1 研究背景

全球許多重要的經濟脈絡和高密度人口活動之大城市都比鄰海岸；同樣 的，台灣四面環海，海岸線更是長達一萬五千餘公里，陡峭山地占四分之三國 土，人類能活動之主要平原僅有四分之一，因此適宜於生產、居住之區域有極 高的人口密度與國民生產值，致經濟、文化、活動集中於沿海（郭金棟，1988）。

近年來台灣社會發展迅速，土地利用逐漸朝向海岸延伸，使得西部沙質海 岸失去自然穩定狀態（郭金棟，2004）。臺灣西部海岸沿海平原較為寬廣，海 岸坡度平緩，又多大河川攜帶漂沙入海，堆積於近岸地區造成沙岸，而於水陸 交界地帶形成沙丘；沙丘具有防海岸線侵蝕、防浪襲、防飛沙之功能。而沙丘 的形成主要受到潮水與沿岸流的影響（漂沙現象），再加上東北季風以及西南 氣流的風向不同，因而造成海岸沙丘之消長。

1.2 研究動機

最具效果及生態性之人工沙丘復育為沙籬定沙法與植被防飛沙，目前政府 也積極以上述方法進行人工復育(李素方，2001)。本研究以新竹南港海岸 (Nan-Gang Coast))為調查區位，其位置於鹽港溪以南至竹苗交界處，沙丘是此 區位的特殊資產；然而，此區早期茂密的防風林已逐漸退縮消失，造成週邊居

民生活以及農作物深受沙害影響。新竹市政府及林務局於2003 年在此區築沙籬 定沙後，業已形成寬廣之人工沙丘區，惟飛沙影響空氣品質之問題仍有待克服。

1.3 研究目的

為了長期追蹤調查區位之沙籬定沙成效及防飛沙自然植被生長狀況，本研 究量測沙丘剖面高程及植被面積，藉以觀察其變化情形，並以自然氣候因素或 人為影響來解釋量測結果，以利未來他處防飛沙工程計畫之參考。

此項研究已進入第三年，第一年(2005/7~2006/6) 係由陳姿亘(2006)、許逸 泓(2007)兩人分工執行；其中陳姿亘之研究著重於沙丘沙性質、植物種類調查 及植被面積量測等；許逸泓之研究著重於沙丘之沙粒徑及剖面高程量測等。第 二年（2006/7~2007/6）之工作，由余玟玲(2007)接續執行，研究方法及工作項 目雷同於第一年者。

(Kutiel et al.,2004)觀察移動沙丘因植被覆蓋而穩定之過程，發現沙丘的穩 定度受植被稀疏或緊密度影響，在無人為的干擾下於裸露沙丘上生長穩定植被 至少需三年。因此，筆者接續陳姿亘(2006)、許逸泓(2007)及余玟玲(2007)之 研究數據，於後持續觀察一年 (2007/7~2008/8)；研究方法與前二年雷同，即沙 丘剖面高程採用水準儀器量測，而植被面積採用全站式電子測距儀量測；其中，

全站式電子測距儀需要觀測點與觀測對象之間的視線通暢以及兩個以上的已知 點作為參考，以提昇測量精度。於結果整理上，延續前二年之量測數據，即沙 丘剖面高程、植被面積之變遷圖將含2005/7~2008/8 之數據；並且蒐集各種新

竹站氣象、海象資料及人為干擾情形，俾藉以解釋調查量之變遷原因。

1.4 研究流程

本研究之流程如圖1.1所示，主要包含「氣象及環境資料蒐集彙整」與「沙 丘剖面高程及植被面積之現地量測」兩大部分；其細項工作為(1) 氣象資料蒐 集、(2) 海象資料蒐集、(3)海岸及沙丘型態文獻蒐集、(4) 沙丘植生種類調查、

(5) 植被面積量測、(6) 植被面積圖繪製、(7) 沙籬隔區間之沙丘剖面高程量測、

(8)沙丘剖面圖繪製、(9)沙丘單位寬度體積計算及(10) 調查結果分析。

界定研究區位 文獻回顧與資料蒐集

現地量測

氣 象 資 料

沙 丘 植 生 種 類 海

象 資 料

海岸及沙丘型態

植 被 面 積 量 測

植被面積圖繪製 沙籬隔間之沙丘剖面高程量測 沙丘剖面圖繪製 沙丘單位寬度體積計算 沙丘剖面 植被

氣象及環境資料蒐集彙整

撰寫論文 結論與未來展望

調查結果分析

1.5 論文架構

本論文共分為七章，第一章為緒論，旨在說明本研究動機、研究目的、研究 方法與流程，並對本論文內容作一綱要敘述；第二章為文獻回顧，主要分為海 岸分類、漂沙、定沙及防飛沙措施、沙丘植生、自然氣象之影響等文獻；第三 章為研究環境區位概述，包含歷年之氣象、海象及環境地質，亦納入前二年調 查之沙丘沙性質、沙丘剖面量測及沙丘植物等結果；第四章為研究方法，旨在 說明執行研究之方法，其含氣象海象資料蒐集整理法、沙丘剖面高程量測及數 據加工法、沙丘植被面積量測法；第五章為沙丘剖面調查結果，含使用水準儀 器所量測之數據使用 Excel 繪出變化圖後，續根據氣象資料、海象資料以及人 為干擾情形解釋變化原因；第六章為沙丘植被面積調查結果，以 Auto CAD 軟 體繪製植被生長圖及計算植域面積後，續根據氣象資料、海象資料以及人為干 擾情形解釋變化原因；第七章為結論及建議，對於本研究內容作一統整結論，

並對於研究之技術及結果說明其未來可行性及應用空間。

第二章 文獻回顧

本章內容主要分為漂沙理論、海灘、沙丘性質、沙丘植生、定沙及防飛沙 措施之相關文獻。

2.1 漂沙

海岸漂沙受沙源、海岸型態、水營力及風力等之影響，以下分別詳細說明之。

一、沙源

河川供應輸沙量與波浪傳輸沙量之多寡為決定海岸侵蝕或淤積之主因，如 果河川供應輸沙量超過波浪傳輸之沙量則海岸淤積，反之則為侵蝕。河川輸沙 量並非全部供應給海岸，大部分成為懸浮質輸至外海，其中沿岸部分由波浪攜 帶沿岸移動，如沿岸波浪遞減則淤積於沿岸（郭金棟，1988）。

二、 海岸型態

人類所施設興建的海岸結構物如防波堤、護岸、海堤、離岸堤等，會改變沿 岸波浪與潮流破壞海岸平衡，海岸以比平常更快之速度變化，侵淤現象更明顯，

影響所及常達結構物長之3、4倍（郭金棟，1988）。

三、 水營力

一般來說，潮汐伴生的潮流侵蝕海岸能力不強烈，但卻具有搬沙功能；因

此，對於海埔新生地、沙洲、海灘等堆積地形具有影響力，而台灣各地沿岸流 因受波浪與潮汐之影響，其方向多與潮流一致，並隨沿岸地形發生改變（張政 亮，1995）。海岸由於向岸及離岸或沿岸漂沙活動而產生侵蝕或堆積，而漂沙 活動主要因波浪作用引起，波浪如斜向入射於海岸則與海岸平行方向之能量成 分帶動底床沙粒，沿海岸平行方向輸送產生沿岸漂沙，也就是波浪來向與海岸 線不平行而呈斜交時，在近岸區的碎波帶至掃浪帶之間引發沿岸流（longshore current），並將沉積物平行海岸的往沿岸流下風處傳輸（Komar,1970）。此外，

沿岸漂沙在碎波帶內受沿岸流與碎波時之波浪流交互作用，而作蛇形運動沿著 沿岸流方向輸送，而因碎波所形成之沿岸流，更是漂沙移動之主要直接動力。

由此可見，沿岸流在波浪與潮汐之共同作用下會形成一股侵蝕海岸不容小覷的 力量。

四、風力

短期海岸變化受向、離岸漂沙支配，而長期海灘變化則受沿岸漂沙支配，

亦因波浪主方向一年可能有兩個方向變化。就台灣海岸而言，冬季季風（N-NNE 方向）風浪使北、中及東部漂沙方向由北向南移動（見圖2.1）為台灣海岸主要 漂沙方向。東北季風盛行於9月至次年4月，時間較長，風速及風向亦大且穩定，

其所形成之風浪及潮流的作用，使沉積於河口之泥沙，沿岸向南漂流移動。(張 金機，1993）指出新竹地區冬季之波浪能量強勁遠大於夏季之波浪能量（參閱 圖2.2）；而夏季季風則盛行於4月至9月，夏季之波浪在此區為西南、東北向，

漂沙方向則由南向北，但較分散，風速亦較弱。

圖2.1 台灣西岸主要波浪走向及所推論之沿岸傳輸方向 (張金機，1993)

圖2.2 台灣西岸夏、冬兩季示性波高狀況(張金機，1993)

2.2 海灘

海灘為低潮線至波浪所能作用到陸地上限間之範圍，灘線為陸地與海面交界 之線，低潮時之灘線稱低潮岸線，高潮時之灘線稱高潮岸線。卵石海灘較富變 化、灘面陡急，至若干水深處呈階梯狀，波浪在階梯處破碎。於沙質海灘，其 形狀可大分為平滑剖面與起伏剖面；平滑剖面於近高潮岸線部份陡峻，近低潮 岸線部份平坦而粒徑細；起伏剖面則高低起伏，由潮溝橫切成數道沙洲，與海 岸線略成平行排列。灘線或海灘由於受波浪、潮汐、海流及風力等作用，而改 變其外觀(見圖2.3)。沙灘和產生漲落潮帶之間的的接點沙灘，形成ㄧ個可有效

運用風力搬運作用於陸上沉積物的地帶( Aagaarda

et al .,2004)。

圖2.3 依據漂沙顯著性之海灘剖面分類示意

（郭ㄧ羽、李麗雪，2005）

海灘之剖面形狀對波浪特性有強烈之影響，其型態由波浪特性、海灘坡降 及沉積物物理性質決定，以下對海灘分類說明之。

一、依據波浪性質之海灘剖面分類

1. 碎波帶：因為波浪作用海底沙移動，波浪明顯發生折射處。

2. 溯昇波帶：水塊之前端處，重複發生溯昇與退水之域。

3. 磯波帶：介於破碎帶與溯昇波帶之域。

二、依漂沙顯著性之海灘剖面分類

1. 後灘：高潮線以上之灘地，於暴風雨浸水外，平常露出水面。

2. 前灘：低潮線至高潮線間之灘地，於低潮時露出高潮時沒入水面。

3. 外灘：前灘以外向海之灘地。

三、依漂沙平衡形狀之海灘剖面分類

1. 侵蝕型：碎波帶由海灘線附近發生侵蝕，海灘線向陸上後退，被侵蝕之沙在 碎波帶之水域發生堆積，而呈沙洲型海灘；沙洲為經常露出水面上，突出於 海岸呈長條狀島嶼之沙丘。

2. 堆積型：係外海之碎波帶發生侵蝕，沙移動在海灘線附近堆積，海灘線向海 方向前進，而呈台階型海灘；平台下方海側波浪刷洗之傾面稱灘面，而高約 1

m

3. 中間型：具上述兩者之中間特性，在碎波帶發生侵蝕之沙的ㄧ部分，在海灘 線附近堆積，將海灘線向海推進若干，剩餘的沙向碎波帶處堆積(余玟玲，

2007)。

2.3 沙丘性質

沙丘一般位於海灘後方，高於高潮位線之區域，是保護海岸的最佳天然屏障。

暴潮期間沙丘防止海水淹沒陸地，有防潮堤之功能，又可抑止鹽沫、沙粒入侵 內陸，且具涵養地下淡水水源之功能，提供動、植物棲息。颱風暴浪期間，沙 丘吸收了波浪能量造成侵蝕而沙粒移向海域，使海灘變緩。於平時長期的季風 風浪又會慢慢的將沙粒推向岸邊堆積恢復沙丘，沙粒的移動也可消散波浪能量

避免陸地受到侵蝕。因此沙丘對海岸地形環境的變化，具有調適與緩衝之功能 (林宗儀，2002)。

在高水位和大波浪期間，大體積的沙丘保護海濱河流，而保護的程度與沙 丘的高度和體積有關，當植物在後海灘上生長而且活躍的時候，海岸的沙丘也 會自然地發展，沙丘的成長也被沙籬的架設所引響

。

et al .,2005)。

義大利南方的Apulia是獨特的海岸區域，因為它有更新世和全新紀年齡的 海岸沉積；(Giuseppe

et al ., 2002)發現其沙丘發展與海平面變化、氣候條件及人

圖2.4 自然環境對沙丘之影響示意 (Giuseppe

et al .

台灣地形陡峻，其土石流所導致的大量河川輸沙為重要的沙丘沙源，加上 季節風向陸吹送飛沙致西部海岸沙丘特別發達；又因每年東北季風、西南氣流 的作用風向不同，而使沙丘處循環性的動態平衡狀態，形成區域性的防海浪侵 襲屏障及大地景觀特色（張政亮，1995）。

風力為沙丘之營造力，沙丘之型態、大小與沙源、海灘剖面、風向、風力、

海象、降水及植被等條件均有密切關係。沙丘形成的三項基本條件為（1）淘選 良好而且充分供應的濱沙，（2）向陸風營力足以使沙粒移動及（3）合適的空

間以容納積沙（鄭瑞壬，1991）。Labuz (2005)指出人工復育沙丘通常在經過 1~2 年後會持續成長，5~8年後由於植被之成長覆蓋而趨穩定。

參閱圖2.5，依據沙丘的分布與型態可分類為（鄭瑞壬、鄧國雄，1991）：

1. 假性沙丘：外表看似沙丘，內部為礫丘（如圖2.5.a）。

2. 錐狀丘：在已被破壞的海岸林區，飛沙盛行而遇到零落殘存的幹莖，風速在 下風側驟減，導致飛沙易在殘莖前後堆積成尖頂形狀之錐狀丘（如圖2.5.b）。

3. 臺狀丘：飛沙遇到如匍匐性植物群落，待風力減弱時沙粒隨即沉積在植被上 方，植被雖受沙埋但仍能繼續往上生長，且沙粒持續堆積形成與植被面積相 等範圍之臺狀丘（如圖2.5.c）。

4. 球狀丘：因匍匐性定沙植物生長範圍小或臺狀丘強風吹蝕而分割，致形成規 模較小之球狀丘（如圖2.5.d）。

5. 條狀丘：脊線錯綜斷續的沙丘在人工沿海岸線設置沙籬定沙後使呈連續性，

其高度起伏不定，且丘脊線與海岸平行排列（如圖2.5.e）。

6. 櫛齒狀沙丘：部分條狀沙丘，受強勁東北季風吹拂後，於背風側形成順風向 內陸伸展的小沙丘（如圖2.5.f）。

7.

8. 複合丘：活動而尚未固化的外列沙丘，因風營力而內移時，逐漸造成新舊沙 丘相連重疊，當其坡面相連而丘脊仍然明顯分列者稱為複合丘（如圖2.5.h）。

9. 重疊丘：外列沙丘疊覆在內列沙丘上，且以形成單列沙脊者（如圖2.5.i）。

圖2.5 沙丘類型（鄭瑞壬、鄧國雄，1991）

另一方面，沙丘粒徑特性表示營力的來源、大小的不同，藉由粒徑分析可 以判別海岸變遷的作用機制、營力的大小與方向及影響範圍的評估；因此了解 粒徑的大小分布狀況，有助於驗証沙丘變遷的重要實據考証（邱創益、黃隆明，

1993）。沙丘粒徑較灘沙為細，此因沙丘位居後灘，風營力由灘線向內陸搬運 之故；粒徑於順風向由丘前向丘頂增大，至丘後又再減小；沙粒徑之分布於迎 風面林綠處之粗沙及中沙(0.25

mm

mm

（張瑞津，1980；Wang et al., 2003；楊美萍，2004）。鄭瑞壬(1991)研究桃園 臺地海岸沙丘，發現沙丘由東北向西南擴展，沙粒沿著海岸由北向南且向內陸 漸細。

2.4 沙丘植被

定沙植物之種植以三角形、多層、密生式為佳。植栽移植時，為增加存活 率，除了選擇適當的植栽季節外，宜搭設防潮或防風網或於根部配合使用保水 材料，枝幹包覆防護，枝條使用蒸散抑制劑等，以抗潮風。植栽移植後，宜覆 蓋稻草防止乾燥與表面侵蝕、抑制雜草等（郭一羽、李麗雪，2005）。

另一方面，見

，

為重要動物棲息地；沙丘存在為影響其海岸線變化之最主要因素，建議以植被 保護沙丘，提供棲息地更多的土壤水分，並減少飛沙和鹽霧，宜多種植梅西奇 (mesic)植物(Avis and Lubke, 1996)。

圖2.6 南非東開普墩的海岸線示意(Avis and Lubke,1996)

台灣四面環海，儘管各處的地形、地質有相當大的差異及變化，但沙礫灘還 是台灣全部海岸線的主角，雖然沙礫灘中有深厚的沙土層，但是大樹不生缺乏 足夠的遮蔭及屏障，使得生長於其間的野花野草也必須有適應生存的本領。以 下列舉其生長方式 (鄭元春，1994）：

1. 匍匐生長:可以讓莖葉儘量貼近地面，減少暴露在空氣中的面積，耐強風及 烈日的吹拂曝曬。

2. 節節生根:在匍匐的蔓莖上節節生根，一來可藉以固定物體，二來則得以阻 攔飛沙，讓植株週遭的有機物質更多利於生長。

3. 藏根隱莖:海濱的沙礫灘植物不僅根部隱藏，有時連莖部也沒入沙堆石礫層 中，只留莖及花在地面上進行必要的營養及生殖作用。

4. 莖葉肥厚:海邊風大日烈，肥厚的莖葉可抵擋過度蒸散作用，維繫植物體內 正常的生理機能。

5. 深根性:沙礫灘植物的地上部份短縮，相對的則讓根系儘量往下鑽，可減少 莖葉受到傷害，更可貯存維生物質。

常見於臺灣沙丘地區之植物種為林投、濱刺麥、海埔姜、濱芒、濱豇豆、

單花蟛蜞菊、馬鞍藤及黃花磯松等（鄭元春，1994）。 影響沙丘植物之環境因 素為高溫、鹽霧、強風、飛沙、水分及鹽分等，以下說明之（朱德民，1993）。

一、高溫

植物之生長速率會隨溫度增加成正比，但溫度超過某一界線後植物生長反

隨之減少；植物最適生長的界限溫度約在20～35℃之間。

二、鹽霧

海水含有約3.5％的鹽類（林振旭、林意楨，1996）；而一般植物之鹽分濃 度限界於草類約為0.1％，樹木約為0.05％。鹽霧發生後短期內若無降雨，滴在 葉片上之鹽分會累積在葉肉細胞壁導致氣孔關閉不能生長，且鹽分會使枝條發 生壞疽現象。根據 Koki（1978）研究中指出飄鹽量多寡因風力大小及持續時間 而異（摘自陳財輝等，2006）。

三、強風

強風會將植物生育基盤之沙粒吹散，再從這一點起漸吹擴大其範圍，使植 物因根群裸露而死亡；另強風會使葉片界面層阻抗減少及葉片破損而導致蒸散 率增加，使植株倒伏、矮化。植物為適應強風而具深根性，另葉形小而厚、表 皮革質發達、氣孔深藏，植株短小或矮化。

四、飛沙

沙粒受風吹襲而移動稱為風蝕作用，因此作用而移動之沙粒會在另一處堆 積而為害該地區之植物。即沙土堆積會使植物根域的通氣性降低，植物莖部受 沙埋之部位溫度太高，導致植物病害而死亡。飛沙的土壤粒子會造成植物的生 理性損害，導致鹽分自損傷部侵入使被害加劇，嚴重的飛沙量甚至會將植物埋 沒。

五、土壤水分

土壤水分供應植物的吸收，植物得以維持細胞壓，藉水分運送而吸收土壤

養分，完成細胞分裂、伸展、分化及其他之代謝現象。植物每增加單位乾重所 需耍吸收或蒸散的水量稱為需水量；植物之需水量愈少其耐旱性愈高。對大部 分之植物而言，最適宜植物生長之土壤水分介於土壤最大含水量之60％至80％

之間。

六、土壤鹽分

多數植物於高鹽分環境下種子之發芽會被抑制；但對耐鹽性植物而言，少 量鹽分之存在對種子之萌發和生長較為有利；唯對大多數耐鹽性植物言，土壤 之鹽度對其生長分布仍為一重要限制因素(余玟玲，2007) 。

2.5 定沙及防飛沙措施

因各地風速、風向、地形和沙粒等皆有不同的特性，防風定沙的設施可因 應各地的環境需要，做各種不同的設計。定沙及防飛沙之基本對策如下（林宗 儀，2002；郭金棟，2004）：

一、降低風速

從海上吹來的強勁風速，若能以障礙物阻滯，除可因摩擦增加使風速降低 外，更可藉障礙物吸收氣流的運動量，使之轉變為熱能而達減小風速之效。

二、改變風向

風直接作用於地面或作物上導致沙土飛揚，造成作物生理障礙並引起機械 傷害；若能以防風構造物迫使風向轉變，不致對地面或作物造成直接作用，可

收保護之成效。

三、增加蔽風範圍

防風構造物在改變風向迫使氣流向上方流動以後，會在背風區形成較大蔽 風區，而此蔽風區的土地即可充分利用作為農地或其他用途。

另一方面，(Anthony et al.,2007)使用草叢圍籬觀察沙丘沙之累積性質(見圖 2.7、2.8)，在10個星期後前沙丘增長20%的沙量，2年後則增長41%，並快速的 堆積發展成小沙丘。在整個調查期間，發現前沙丘增長與風向有密切的關係，

認為長期的沙丘管理必須考慮到因為氣候改變的暴風雨破壞。

圖2.7 前沙丘(Dune front)位置圖(Anthony et al.,2007)

圖2.8 風速與沙丘變化圖(Anthony et al.,2007)

下述為定沙及防飛沙之施設：

一、防風網

根據Maki（1981）研究結果指出防風網最佳密度為50～60％（摘自陳財輝 等，2006）。防風網使用年限約為3~5 年，其優點為防風效果佳、施工簡易且 經費低廉，唯尼龍網會掛住鳥類不利生態保育。

二、 防風林

由於海岸地區環境風勢強勁，林木不易生長，尤以海岸第一線必需藉由防 風籬之保護方能使林木成活。若防風構造物高度太低，林木生長則無法長高，

而失去林木防風、防鹽及改善氣候之功效（江永哲等，1987）。防風林的配置

主要分成第一線及第二線；第一線防風林採單株混植方式，以達地表之覆蓋及 提供第二線防風林之屏障；第二線防風林須考慮其生長速度之相互配合及各樹 種之需光特性。故防風林靠海側以低矮草木層、灌木層密植為主，靠陸側可植 栽中木層、高木層等（柳榗，1975）。防風林帶與風向垂直時，其防風效果最 高，防風林帶與風平行時，其效果僅為垂直時之四分之ㄧ（周恆，1978）。

三、攔沙籬

攔沙籬角度以與風成60°~90°最佳，因其沉沙量最多。主籬長度有長至數百 公尺，亦有僅數公尺，端視沙源之多寡及其欲保護之面積而定，無一定之規格 與標準。依其材料、構築方法不同可分為柴枝攔沙籬、蘆葦攔沙籬、竹條攔沙 籬、木皮攔沙籬及竹梢攔沙籬等。籬的密度以50~70%為佳，密度50%之籬所堆 成的沙丘形狀較低而長；而密度70%所堆成的沙丘形狀則較高而短。

四、化學黏合劑固沙

五、生物聚合物定沙

利用三仙膠的定沙能力防止幼芽受到飛沙磨傷，待植群產生定沙作用後，

續進行防風林栽植工作可收事半功倍之效。

第三章 研究區位之環境概述

本章將說明研究區位之範圍、環境地質、歷年氣象海象、沙丘及沙性質等。

3.1 研究區位及範圍

見圖 3.1，本研究區位置於鹽港溪出海口及苗栗縣交界間之海岸；而沙丘剖 面高程及植被面積之量測處為圖 3.2所示之人工沙丘區(Sand dune)。

圖3.1 南港海岸地理位置 (改自楊勤儀，2007)

圖3.2 南港海岸分區

見圖3.3，人工沙丘區東側為保安林地勢較高，不為高潮所淹沒，海灘底質 常保乾燥飛沙顯著，經過人工定沙已發育成 1.5m ~2.5m 高之沙丘。2003 年由 於南港里有嚴重風飛沙問題影響生活品質，而林務局在此沙灘上築沙籬而形成 廣大面積之人工沙丘。然而，人工沙丘之形成衍生出二度風飛沙問題，影響當 地生活品質。

圖3.3 人工沙丘區現況（2007年攝）

於2007/10至2008/3間東北季風較往年盛行，人工沙丘之沙籬也已逐漸被大 量飛沙所掩蓋；沙丘內排水溝渠之鋼板蓋因承受不了飛沙重量已崩塌數次，於 2008/10調查期間發現因飛沙掉入排水管常引致堵塞便以水泥將其表面封住（見 圖3.4）。2007/11月也發現有些沙丘高程剖面測點被沙掩埋；2007/12沙丘至防 風林間道路都被飛沙所掩蓋車輛更是無法通行 (見圖3.5)；2008/1飛沙掩蓋僅到 道路靠近沙丘側，然而於2008/2飛沙所掩蓋區域已經進入防風林（見圖3.6、圖 3.7）。

圖3.4 排水溝渠已用水泥封住表面

圖 3.5 高程剖面測點被沙掩蓋情形

圖3.6 沙丘至防風林道路被沙掩蓋情形

圖3.7 2008/2飛沙掩蓋道路情形

3.2 歷年之海象及氣象 3.2.1氣象

一、 氣溫

見圖3.8、圖3.9、圖3.10、圖3.11，依據新竹地區過去三年的氣溫變化，本區 全年氣溫約在 5.1℃~36.5℃間變動，年平均溫為 22.8℃。熱季為每年四月至十 一月，長達七個月，以七、八月間氣溫最高2005/7及2006/8的 36.5℃為最高月 氣溫紀錄；冬季以一、二月氣溫最低，2005/1出現最低氣溫約為 5.1℃。全年 月溫差可達 31.4℃，而全年月平均溫度超過 20℃的有八個月份(四月至十一 月)。海岸地區沙性土壤保水力差，往往在氣溫高蒸發量大時，就易形成乾燥層，

因此也會容易被風攜帶移動。

圖3.8 新竹氣象站2005年最高溫月記錄（中央氣象局，2006）

圖3.9 新竹氣象站2005 年最低溫月記錄（中央氣象局，2006）

圖3.10 新竹氣象站2007年最高及最低溫紀錄

(

)

0 5 10 15 20 25 30 35

05/0605/0805/1005/1206/0206/0406/0606/0806/1006/1207/0207/0407/0607/0807/1007/1208/02 A v er ag e t em p er at u re (

C )

Da te

圖3.11 新竹氣象站各月平均溫度（2005~2008）

（中央氣象局，2008）

二、降雨

沙粒的含水量受氣象左右，隨著降雨季節分佈的差異，沙粒含水量的多寡會 限制風的搬運能力，即雨量越少沙丘就越處於乾燥且易被搬動的狀態，當降雨 量增加則沙粒與水體間的結合能力越強較不易被搬動。經觀察若每月雨量達 120mm ~150 mm時，土壤濕潤，不易受風蝕。依據新竹地區氣象資料顯示（見 圖 3.12），新竹市過去三年之年平均降雨總量約2131.8 mm，颱風期為六、七、

八、九月，其中又以六月的降雨量最豐皆達 240 mm。十月至翌年一月降雨量 較少，均不足130 mm。平均全年降雨日數約119 天，其中二月至六月之降雨日 數較多，平均每月可達13 天；十月至翌年一月的降雨日數則平均每月不超過8 天。

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

05/0605/0805/1005/1206/0206/0406/0606/0806/1006/1207/0207/0407/0607/0807/1007/1208/02

Ra in fa ll ( m m )

Da te

圖3.12 新竹氣象站各月累積雨量（2005~2008）

（中央氣象局，2008）

三、 相對溼度

見圖3.13 ，新竹市過去三年的平均相對溼地約為 76%，全年濕度變化不大，

月平均相對濕度介於 67%~83%，最高為2005/2及2006/1的 83%，最低為 2006/10的 67%，顯示出新竹市屬潮濕地區。

圖3.13 新竹氣象站各月平均相對溼度（2005~2008）

（中央氣象局，2008）

四、 風力

風對於土地及其他物體之破壞力取決於風速之大小，尤其在乾燥多風且又 缺乏植物覆蓋之地區，風速愈強沙粒愈容易被帶動。本調查區位面對台灣海峽，

背倚雪山山脈，由於雪山山脈為東北、西南走向，與東北季風及西南季風等盛 行風向平行，對於季風的地形摩擦阻滯效應小，以致新竹沿海地帶風力強勁。

圖3.14、圖3.15及圖3.16為新竹地區2005/7~2007/6之風花圖，此等圖表示某地某 時期內所出現風向風速分佈情況，其可顯示盛行風向 (最多風方向)，最常見之 形式為一圓圈伸出八條或十六條線，每線代表一羅盤方位，其長度與該方向吹 來風之頻率成正比，靜風頻率則填在中心。見表3.1為風花圖之圖例及蒲福風級 對照表。

圖3.14 新竹測站每月風花圖（2005～2006）（中央氣象局，2007）

July 2006 August 2006 September 2006

October 2006 November 2006 December 2006

January 2007 February 2007 March 2007

April 2007 May 2007 June 2007

圖 3.15 新竹測站每月風花圖（2006～2007）（中央氣象局，2008）

圖3.16 新竹測站每月風花圖（2007～2008）（中央氣象局，2008）

July 2007 August 2007 September 2007

October 2007 November 2007 December 2007

January 2008 February 2008

表3.1 風花圖之圖例及蒲福風級對照表(中央氣象局2008)

名稱 風速 浪高

蒲福風級

風 浪 每時海浬 每秒公尺 一般 最高

無風 - 1 以下 0-0.2 公尺 公尺

0

軟風 微波 1 月 3 日 0.3-1.5 0.1 0

1

輕風 微波 4 月 6 日 1.6-3.3 0.2 0.3

2

微風 小波 7 月 10 日 3.4-5.4 0.6 1

3

和風 小浪 11 月 16 日 5.5-7.9 1 1.5

4

清風 中浪 17-21 8.0-10.7 2 2.5

5

強風 大浪 22-27 10.8-13.8 3 4

6

疾風 大浪 28-33 13.9-17.1 4 5.5

7

大風 巨浪 34-40 17.2-20.7 6 7.5

8

烈風 猛浪 41-47 20.8-24.4 7 10

9

狂風 猛浪 48-55 24.5-28.4 9 12.5

10

暴風 狂濤 56-63 28.5-32.6 11.5 16

11

颶風 狂濤 64-71 32.7-36.9 14 以上 16 以上

12

颶風 狂濤 72-80 37.0-41.4 14 以上 16 以上

13

14 颶風 狂濤 81-89 41.5-46.1 14 以上 16 以上

15 颶風 狂濤 90-99 46.2-50.9 14 以上 16 以上

16 颶風 狂濤 100-108 51.0-56.0 14 以上 16 以上

17 颶風 狂濤 109-118 56.1-61.2 14 以上 16 以上

見圖 3.17，2007年新竹市香山區海山漁港外海，離岸約1.5公里，最大風速 約12.3～22.5 m/sec，其中10 月至翌年3 月為NNE~NE向之東北季風期，風速約 為 5.7~10.6 m/sec；5 月以後轉為WNW~NW 向，夏季風速為 4.6~5.2 m/sec，

最大風速多可12.3 m/sec。

新竹浮標 Hsinchu Buoy

測站位置:新竹市香山區海山漁港外海，離岸約 1.5 公里，水深約 17 公尺處。

經度:120°52'46"E 緯度:24°46'47"N 測站所屬單位:中央氣象局 Central Weather Bureau

圖 3.17 新竹測站風力統計圖（2007～2008）（中央氣象局，2008）

台灣位於太平洋中西部邊緣之一，每逢夏季、秋季，便會遭受颱風侵襲，

也因此颱風成為台灣最嚴重之自然災害。依中央氣象局將颱風侵台路徑分為七 類，據以統計1897~2008年間之侵台颱風，圖 3.18為其路徑示意。調查區位於

台灣北海岸，第一類、第二類及第五類路徑之颱風將直接侵襲其鄰近海域；見 圖 3.19、圖 3.20及圖 3.21分別為2005年、2006年及2007 年之侵台颱風路徑 圖；而表 3.2為2005~2008年間，中央氣象局有發布颱風警報之颱風一覽。

圖3.18 侵襲台灣之颱風路徑統計圖（1897～2007）

（中央氣象局，2008）

圖3.19 2005 年7 月至10 月侵台颱風路徑圖

（中央氣象局，2008）

圖 3.20 2006 年 7 月至 10 月侵台颱風路徑圖

（中央氣象局，2008）

圖 3.21 2007 年 7 月至 10 月侵台颱風路徑圖

（中央氣象局，2008）

表3.2 侵台颱風有發布颱風警報（2005～2008）（中央氣象局，2009）

年份 國際譯名 中文譯名 生成時間 結束時間 強度 警報 近中心最大風速 (m/s)

Haitang 海棠 7月12日 7月20日 強烈 海.陸(0716~0720) 55 Matsa 馬莎 7月31日 7月31日 中度 海.陸(0803~0806) 40 Sanvu 珊瑚 8月11日 8月13日 輕度 海.陸(0811~0813) 25 Talim 泰利 8月27日 9月2日 強度 海.陸(0830~0910) 53 Khanun 卡努 9月7日 9月12日 中度 海.陸(0909~0911) 43

Damrey 丹瑞 9月21日 9月27日 中度 海(0921~0923) 40

Longwang 龍王 9月26日 10月3日 強烈 海.陸(0930~1002) 51 Chanchu 珍珠 5月9 日 5月18日 中度 海、陸(0516~0518) 45 Ewiniar 艾維尼 6月30 日 7月11日 強烈 海(0707~0709) 51 Bilis 碧利斯 7月9日 7月15日 輕度 海.陸(0712~0715) 25 Kaemi 凱米 7月19日 7月26日 中度 海.陸(0723~0726) 38 Saomai 桑美 8月5日 8月11日 中度 海.陸(0809~0810) 48

Bopha 寶發 8月6日 8月9日 輕度 海.陸(0807~0809) 25

Shanshan 珊珊 9月10日 9月18日 中度 海(0914~0916) 43

PABUK 帕布 8月6日 8月9日 輕度 海陸(0806~0808) 28

WUTIP 梧提 8月7日 8月9日 輕度 海陸(0808~0809) 18

SEPAT 聖帕 8月12日 8月19日 強度 海陸(0816~0819) 53

WIPHA 韋帕 9月15日 9月19日 中度 海陸(0917~0919) 48 KROSA 柯羅莎 10月2日 10月8日 強度 海陸(1004~1007) 51

MITAG 米塔 11月20 11月27日 中度 海(1126~1127) 40

KALMAEGI 卡玫基 7月14日 7月20日 中度 海(0716~0718) 33 FUNG-WONG 鳳凰 7月24日 7月30日 中度 海(0726~0729) 43

2008 NURI 如麗 8月18日 8月20日 中度 海(0819~0821) 40

SINLAKU 辛克樂 9月10日 9月18日 強度 海(0911~0916) 51 HAGUPIT 哈格比 9月20日 9月25日 中度 海(0921~0923) 45

JANGMI 薔蜜 9月25日 9月30日 強度 海(0926~0929) 53

2006

2007 2005

另一方面，風的成因主要受氣壓梯度差異影響，而最主要的是氣壓梯度；

因為密度較高的冷空氣區域(又稱為高氣壓)會向密度較低的區域(底氣壓)流 動，而它們之間的強度取決於兩個氣壓間的差距，差距越大風就會越強。圖 3.22 為2005/6~2008/3新竹測站的平均氣壓變化情形，其最高月平均氣壓為 2007/1 的1018.3百帕；最低月平均氣壓為2007/8的1001百帕。

圖 3.22 新竹氣象站各月平均氣壓（2005~2008）

（中央氣象局，2008）

3.2.2 海象 (一) 潮流

見圖 3.23，源自赤道的恆流（黑潮）延菲律賓向台灣的方向移動，在恆春 分為兩條分流系統，海水溫暖夏季配合西南氣流緩面的向東北方移動，造成之 潮流速約在7 cm / sec 至10 cm / sec。大陸的沿岸流由東北方向西南移動受到黑 潮恒流的影響，對台灣而言當冬季東北季風的加強沿岸流受到強大的東北季風 的吹送，加速對台灣西部沿岸的影響力，使潮流增強至17 cm / sec至28 cm / sec 間。見圖 3.24，根據漁業署歷年來委託調查結果顯示，於1991年~2007年間，

新竹市海域潮流方向大致與海底等深線平行，退潮時向東北，漲潮時向西南。

南港海域附近之潮流速度約為 30~50 cm / sec ，其主軸方向為東北-西南向，但 主要流向約略平行於海岸線。

見圖3.25，根據中央氣象局2007 年於新竹香山外海1.5 km

，

1/3

1/3

sec，平均波高為0.5 m ~1.27 m 。

(二) 潮汐

潮位為海岸工程結構物設計的重要參數，圖3.26為各種潮位、潮差及潮升之 定義示意；而所謂天文潮係由長時間的潮位觀測資料，經統計分析而得的潮位。

依據新竹站2006年之新竹潮位統計（見圖3.27），其平均潮位為0~0.3 m，最高 高潮位為2.1~2.9 m，最低低潮位為-2.0~-2.2 m，平均高潮位為1.6~1.9 m，平均 低潮位為-1.4~-1.8 m。

圖3.23 台灣海域潮流分布情形（國家海洋科學研究中心）

圖3.24 1991年~2007年平均海流（國家海洋科學研究中心）

圖3.25 2007年新竹外海波浪統計圖（中央氣象局，2008）

圖3.26 各種潮位、潮差及潮升之定義（郭一羽、李麗雪，2005）

新竹浮標

Hsinchu Buoy

測站位置:新竹市香山區海山漁港外海，離岸約 1.5 公里，水深約 17 公尺處。

經度:120°52'46"E 緯度:24°46'47"N

測站所屬單位:中央氣象局 Central Weather Bureau

圖 3.27 2006 年新竹外海潮位統計圖（中央氣象局，2008）

3.3 研究區位地質、水文、海灘型態 3.3.1 地質

見圖 3.28，新竹地區由東往西之地層年代於河川上游為漸新世、中游為中新 世、下游為上新世；地層大致為北東走向，以中高角度向東南傾斜。地質分布 自東南向西北，為澳底層、大桶山層、野柳群、瑞芳群、三峽群、卓蘭層及頭 嵙山層等。於山區其岩層多為砂岩、頁岩及砂頁岩互層，河谷地區多為沖積礫 石層，河口為沙及粉土所組成。

欲瞭解海岸地形變遷的原因，首應瞭解其演變方式及影響因子；演變方式 新竹

Hsinchu

測站位置:新竹市北區新竹漁港

經度:120°54'44"E 緯度:24°51'01"N

水準點:觀測基準面上 3.7481 公尺，基隆平均海水面上 3.7481 公尺。

測站所屬單位:中央氣象局 Central Weather Bureau

需套疊不同年代之地形圖觀察之（楊美萍，2004）。依據圖3.29所示，對照近 75 年來新竹市海岸線的變化資料，顯示由於河川所攜帶沙量豐富，造成海岸線 逐年向外擴張之情形。

圖 3.28 新竹市地質圖(中央地質調查所，2008)

圖 3.29 新竹市海岸線變遷圖(中央地質調查所，2008)

3.3.2 水文

新竹市境內主要的河川大致呈東南向西北之水流方向，最後注入台灣海 峽。見表3.3、表3.4、表3.5，其主要的河川有頭前溪及客雅溪，次要的河川有 三姓公溪、鹽港溪。見圖3.30，流經南港區域主要的河川為鹽港溪，其發源於 新竹縣寶山鄉茄苳湖、社子崎，向西南流經新城、虎頭山，於石秀橋附近進入 新竹市境內。此後並穿越南隘、中隘、內湖等村，於內湖南側入台灣海峽。

而鹽港溪流域屬東西走向屬竹東丘陵帶，河道蜿蜒曲折平均坡降約1/620，

全長約12.0 km ，其在新竹市境內河段長約7.3 km ，其中有2.85 km 的河道經新 竹市和苗栗縣之邊界。其流域面積約40.5 km

²

平均逕流體積約為49,248,000m

³

而河川輸沙量來源減少為造成新竹海岸外側侵蝕成因之一，頭前溪及鳳山 溪近幾年河川輸沙量變化幅度極大，其中根據台灣漁業及海洋技術顧問社於 2002年報告說明，在1949-1990年頭前溪之年平均輸沙量約在142萬立方左右，

近幾年(1992-2000年)頭前溪之年平均輸沙量約在29.5萬立方左右勢。歸咎原因 可能為河川採沙量、攔沙壩興建（表3.6、表3.7所示）阻斷河川輸沙減少有效流 域面積及河川整治工程減少了河岸沖刷等因素（李國川，2003）。這些因素導致 海岸輸沙來源減少，於是在波浪侵蝕作用下逐漸侵蝕。

表3.3 新竹市水文資料（經濟部水資源局，2003）

表3.4 頭前溪水文資料(1)（經濟部水資源局，2008）

年份

AVERAGE ANNUAL

方公尺)

YEAR

ANNUAL RUNOFF

86

Chupei

63.03 1/190 565.97 2239.3 989.21

91

Chupei

63.03 1/190 565.97 2236.5 1321.72

92

Chupei

63.03 1/190 565.97 2229.9 1310.76

93

Chupei

63.03 1/190 565.97 2250.2 1317.94

表3.5 頭前溪水文資料(2)（經濟部水資源局，2008）

年份 (平方公里) ANNUAL MEAN RECORDED MAX. RECORDED MIN. 係數 RECOEDED MAX.

YEAR

86

87

221.73 14.06 21.16 1910 1160 0.37 2.05 5162 18900 2577

88

221.73 13.9 9.39 1910 116 0.37 1.64 5162 18900 103

89

221.73 13.95 15.36 1910 454 0.37 1.9 5162 18900 597

90

221.73 14.02 16.14 1910 249 0.37 2.84 5162 18900 461

91

221.73 13.82 7.77 1910 214.11 0.37 1.5 5162 18900 587

92

221.73 13.82 4.31 1910 137 0.37 1.08 5162 18900 243

93

圖 3.30 桃竹苗主要河川流域圖(經濟部水利署)

表3.6 頭前溪流域基本資料統計表

（經濟部水利署第二河川局，2005）

表3.7 鳳山溪流域基本資料統計表

（經濟部水利署第二河川局，2005）

3.3.3 海灘及海岸型態

本調查研究區屬於台灣西部海岸，西部海岸受到地形和海氣象條件影響，

於多處海岸形成廣大潮間帶。典型的潮間帶坡度平緩且通常有大量未膠結沉積 物散佈於上方，常會隨著漲退潮週期性被海水淹沒或是暴露於空氣之中。其海 岸型態分屬中性海岸(Johnson 分類)、二次海岸(Shepard 分類)及堆積物海岸（時 間過程分類）；即為受海洋營力影響，經堆積過程所形成之沖積平原海岸（郭 金棟，1988）。依漂沙平衡形狀之海灘剖面分類，調查區之海灘係外海之碎波 帶發生侵蝕，沙移動在海灘線附近堆積，海灘線向海方向前進，而呈台階型海 灘。

惟於調查區位北端之新竹漁港附近，因突堤之存在不僅阻擋沿岸流流動，

造成沿岸漂沙沉積於結構物之上游側，使得頭前溪與鳳山溪所攜帶入海的沙，

無法全數補充致稍有發生侵蝕情形（參閱圖3.31、圖3.32）。

圖3.31 新竹漁港港灣工程示意（經濟部水利署第二河川局，2007）

圖3.32 新竹海岸地區混合波段衛星影像

3.4 沙丘性質

3.4.1 沙丘沙粒徑

根據陳姿亘(2006)、許逸泓(2007)與余玟玲(2007)三人，所彙整相關於本 研究第一、二年期間之成果，轉述沙丘性質於後。有關於沙丘性質之所有採樣 點皆配置於三個沙籬隔區間內，見圖3.33，其涵蓋沙丘區之北端(Zone I)、中端 (Zone II)、南端(Zone III)三個斷面，而圖3.34~圖3.36 為三個沙籬隔區於量測 初始之現況；各項試驗之採樣點計九處，其位置標示於圖3.37，即於每一沙籬 隔區裡由陸側往海側方向各取三點。

所調查沙丘沙之粒徑範圍介於0.13

mm

mm

- log

D，D：粒徑），各土壤分類之φ值與粒徑( mm

據 以 分 析 沙 丘 沉 積 物 性 質 之 相 關 統 計 粒 徑 參 數 為 中 值 粒 徑 (Median diameter) M

d φ

_φ

σ

φ

β _φ

S _φ

α _φ

一、中值粒徑 M

_{d φ}

乃表示沙丘沉積物粒徑（沙粒徑）分佈的中值粒徑，藉以顯示沙粒徑的平 均狀況，值越大表示平均顆粒越細，反之則越粗；一般而言離沙源區越近之沉 積物顆粒越粗，粒徑平均

φ