守護美麗山河
之災害復舊基本方針
2018 年 6 月
「守護美麗山河之災害復舊基本方針」的修訂
1997 年為了進行河川環境整備與保全,達成河川管理目的而進行「河川法」修訂。1998 年 6 月進一步制定「守護美麗山河災害復舊基本方針」(以下為「本基本方針」),致力於基於環 境保全之災害復舊。之後針對現場有關護岸工法之內容充實、災害復舊沿用內容之重新整理,
於 2006 年 6 月修訂本基本方針,作為所有河川營造的基本內涵,為了保全、創造河川原有的 生物棲息、生長、繁殖環境與多樣化河川景觀,2006 年 10 月制定有關河川管理的「近河川 營造基本指南」 ,然後在 2008 年 3 月制定中小型河川營造的具體技術基準「中小型河川相關 河道計畫技術基準」(2010 年 8 月修訂)。接下來,2011 年 10 月制作說 明「中小型河川相關 河道計畫技術基準」的「多自然型河川營造手冊Ⅲ~活化河川營運的河川營造」,指出以中小 型河川為主要標的、實施多自然型河川營造的基本注意事項,以及河道中心線、縱橫斷面形 狀、河岸與濱水帶的計畫擬定方法。因為有這樣的過程,2014 年 3 月針對災害復舊工法選定 之考量、各種工法注意事項之充實,修訂本基本方針。
另一方面,針對近年來越發頻繁水災的河川改善,二度災害防止的改善復舊等事業計畫越來 越多的案例,改善復舊計畫在 2005 年度成立「多自然型河川營造指導制度」 ,直接施行復舊 方法相關技術指導。但能在復舊現場提供技術指導的人,並無從多自然型河川營造角度,圓 融擬定改善復舊計畫的指南等,因此追加本基本方針「3.改善復舊計畫」 ,以充實本基本方針。
此外,從 2014 年 3 月修訂至今大約 4 年,仍有待修正補充的事項,因此變更「2.災害復舊計 畫」的內容,期盼實施災害復舊的單位,能運用本基本方針,在現場更有效地進行災害復舊。
另外,本基本方針修訂過程中,承蒙國土交通省國土技術政策總合研究所河川研究部河川研 究室與國立研究開發法人土木研究所河川生態小組、自然共生研究中心等單位大力提供協 助,在此一併表達謝意。
國土交通省 水管理、國土保全局 防災課
主要修訂內容如下。
1. 補充「改善復舊計畫」一章
明示改善復舊計畫的構想
加入「平時的防範工作」、「全面性、長期的觀點」、「配合其他相關計畫」等改善復建計畫 特有的觀點。此外,明示基於多自然型河川營造,從河川環境保全、維護管理的角度,以及流 動土砂、漂流木的角度出發。
明示河川特性、受災狀況的掌握,以及環境特性的掌握
明示掌握河川特性、受災狀況占環境特性所應蒐集的資料。這些資料可運用在「多自然型 河川營造指導制度」的技術支援,也可作為申請指導支援時的參考。
明示擬定河道計畫的基本方針,以及具體的計畫方法
明示依據所掌握河川特性、受災狀況與環境特性而擬定河道計畫基本方針的方法,以及參 照以多自然型河川營造為基礎的河道計畫做法。明示依河道計畫的做法,為確保河川橫斷面 積,應實施河道拓寬,以及不得不實施河床疏浚時的問題檢討順序。
2. 災害復舊地點河川特性整理表(A 表)的簡化
發生大規模災害而有許多受災地點,需製作為數甚多的 A 表與 B 表,這項工作成為現場沉重 負擔。因此,在一定條件下可省略相關記載與表格製作。
3. 其他
補充災害復舊工法相關的代表性案例
蒐集並整理依據本基本方針實施復舊時可供參考的代表性案例,予以詳細介紹。
補充材質評估方法相關的技術資訊
2014 年 3 月修訂版明確指出,使用坡面保護工(預鑄混凝土塊)的幾個注意事項,並特別記載 對具體測定方法之相關技術資訊。本修訂(2018 年度版)補充了材質的測定方法。另外,本測定 方法係國立研究開發法人土木研究所自然共生研究中心與公益社團法人全國土木預鑄混凝土 塊協會共同研究開發而成。
守護美麗山河之災害復舊基本方針 目次
1. 總論 ... 1
1.1 本資料的定位 ... 2
1.2 災害復舊的基本概念 ... 5
2. 災害復舊事業 ... 15
2.1 基本概念 ... 15
2.2 河川災害復舊事業的構想... 17
2.3 復舊工法檢討的流程 ... 20
2.4 河川、環境特性與受災原因的掌握等 ... 22
2.4.1 河川特性、環境特性的掌握 ... 23
2.4.2 受災原因的分析 ... 24
2.4.3 河川環境的掌握 ... 33
2.4.4 周邊環境的確認與重點地點判釋 ... 39
2.4.5 申請文件的製作 ... 43
2.5 護岸工法 ... 50
2.5.1 護岸工法的構想 ... 50
2.5.2 坡面保護工 ... 63
2.5.3 坡面基礎工 ... 115
2.5.4 坡腳保護工 ... 116
2.5.5 坡腳強化工 ... 120
2.5.6 堤頂工、堤頂保護工、端牆、洩水孔排水管等附屬工程 ... 122
2.5.7 覆土、堆石 ... 128
2.5.8 申請工法概要的填寫與檢核表的運用 ... 134
2.6 丁壩 ... 135
2.7 固床工 ... 137
2.8 施工與追蹤... 140
2.8.1 施工時的注意構想 ... 140
2.8.2 施工時應注意的細節... 141
2.8.3 追蹤(施工後的檢核與監測) ... 143
3. 改善復舊計畫 ... 145
3.1 改善復舊計畫的重點 ... 145
3.2 改善復舊計畫的檢討流程... 149
3.3 河川、環境特性與災害原因的掌握等. ... 153
3.3.1 河川特性與受災狀況的掌握 ... 153
3.3.2 災害原因的分析 ... 162
3.3.3 環境特性的掌握 ... 164
3.4 改善計畫區間與改良計畫流量的設定 ... 179
3.4.1 改善計畫區間的設定... 179
3.4.2 改善計畫流量的設定... 180
3.5 河道計畫的概念 ... 182
3.5.1 河道計畫的基本概念... 182
3.5.2 河道計畫基本方針的擬定 ... 183
3.5.3 河道計畫的檢討 ... 186
3.6 河畔樹木相關的基本概念... 202
3.7 設計、施工、維護管理上的問題點(課題)檢核 ... 204
3.8 改善復舊計畫書的製作 ... 205
3.9 施工與追蹤... 206
3.9.1 施工時的注意構想 ... 206
3.9.2 追蹤(施工後的檢核、監測) ... 206
1
1. 總論
1.1 本資料的定位
《說 明》
災害復舊包含為災區復原實施災害復舊計畫中的河川等災害復舊計畫(單一災害),以及災區與周 邊一連串區間之改善,或移除、改正災區上下游障礙物的改善復舊事業等(包含災害復舊計畫的 所謂「特定災害」。此外,特定災害適用「3.改良復舊計畫」)。
災害復舊事業之中的河川等災害復舊事業(單一災害),原則上係針對受災設施進行「恢復原狀」, 若無法達成這項目標,則進行「原有效用」的復舊事業。
改善復舊事業等係從防止災害再度發生的角度,擬訂擴大一連串區間河川效用的工程計畫,且在 短期間可完成一連串區間的整治(改善復舊)事業。
改善復舊事業包含大範圍劇烈災害地點依據特定計畫實施改善性復舊事業之「特定災害」,以及 災區與周邊在內一連串區間的改善,乃至於移除、改正災區上下游障礙物的「河川等災害相關 計畫、河川等災害復舊協助計畫、特定小型河川災害相關環境復育計畫、河川等災害相關特別 對策計畫」等。
所有事業原則上都應依據本基本方針實施河川災害復舊;改善復舊事業必要時應接受專家建議。
災害復舊事業與改善復舊事業,原則上應依據本基本方針實施。
圖 1.1 災害復舊的類型
災區的復舊移除、改正災區上下 游的障礙物 災區與周邊一連串 區間的改善
河川等災害復舊事業(單一災害)
原則上以恢復原狀為目標地進行復舊
災害復舊事業
特定災害
大範圍劇烈災害時依據特定計畫進行復舊
恢復原狀
河川等災害相關事業(相關)
為了防止再度發生災害而針對一連串區間實施改良工程
改善復舊事業
河川等災害復舊補助事業(協助)
劇烈災害依據特定計畫實施一連串區間的改善工程
特定小河川災害相關環境復育事業(小河川相關) 針對小模規河川實施環境機能改善
河川等災害等相關特別對策事業(災害特別對策)
依據「相關」與「協助」改善時,針對其上下游可能 影響流下能力的地點進行改正
改善復舊
2
《說 明》
本基本方針係說明河川災害復舊時,災害復舊事業與改善復舊事業的標準復舊方法。
在此所謂「標準的」,指依據多自然型河川營造概念實施災害復舊,若能遵循本基本方針,大致能 達成河川生物棲息、生長、繁殖環境、景觀與水邊利用等等的保全目標。
但有可能屬重要物種棲息、生長、繁殖的地點,或環境重要區間與地點,應遵循本基本方針,進 行特別的考慮。
此外,本基本方針主要涉及災害復舊事業之中有關災害查定(估定)的 A 表,以及實施改良復舊事 業時之改善復舊計畫書的製作。其後之詳細計畫與設計時,在必要的調查與分析洞時,聆聽河川 沿岸居民的希望等,慎重推動。
本基本方針係說明實施災害復舊的標準復舊方法。
3
《說 明》
本基本方針係說明河川特性與災害原因的分析,從自然環境、景觀與水邊利用的角度掌握環境特 性,以及據此進行災害復舊方法的概念與過程。進行這方面檢討時,重點在於應依必要,參考 其他文獻,深化對於河川與災害復舊方法的理解。此外,進行改善復舊事業,原則上應運用「多 自然型河川營造指導制度」,進行災害復舊。
參考:具體的參考文獻如下。
中小型河川の河道計画に関する技術基準/中小型型河川河道計畫相關技術基準(國土交通省河 川局,2010 年 8 月)
改良復旧事業の手引き(案)/改良復舊計畫入門(案) ((公益財團法人)全國防災協會,2016 年 4 月)
多自然川づくりポイントブックⅢ/多自然型河川營造手冊Ⅲ(多自然型河川營造研究會,2011 年 10 月)
河川砂防技術基準 調査編、計画編、維護管理編(河川編)/河川砂防技術基準 調査編、計畫 編、維護管理編(河川編)(國土交通省)
河川砂防技術基準(案)同解説 設計編Ⅰ/河川砂防技術基準(案)同説明 設計編Ⅰ(國土交通省)
改訂 護岸の力学設計法/修訂 護岸的力學設計方法((財團法人)國土技術研究中心,2007 年 11 月)
河川における護岸ブロックの環境評価手法に関する共同研究報告書/河川的預鑄混凝土塊護 岸環境影響評估方法相關共同研究報告書(國立研究開發法人土木研究所、公益社團法人全國 土木預鑄混凝土塊協会,2018 年 1 月)
土木研究所資料第 4159 号「多自然川づくりにおける河岸・水際部の捉え方」/土木研究所資 料第 149 號 「多自然型河川營造的河岸與濱水帶處理方法」
((独)土木研究所自然共生研究センター、平成 22 年 2 月)/((獨立法人機構) 土木研究所自 然共生研究中心,20102 月)
河川の景観形成に資する石積み構造物の整備に関する資料/有助於形成河川景觀的塊石疊砌 構造物構築相關資料
(国土交通省河川局河川環境課、平成 18 年 8 月)/(國土交通省河川局河川環境課,2006 年 8 月)
河川景観デザイン/河川景觀設計(河川景觀的形成與保全概念檢討委員會,2008 年 7 月)
河川風景デザイン/河川風景設計(島谷幸宏,1994 年 9 月)實施災害復舊,除了遵循本基本方針之外,必要時也應參考其他文獻。
另外,實施改良復舊計畫時,原則上應妥善運用「多自然型河川營造顧問制度」。
當災害復舊時,除了遵循本基本方針之外,必要時也應參考其他文獻。
另外,改善復舊事業,原則上應妥善運用「多自然型河川營造指導制度」。
4 參考:多自然型河川營造指導制度
(參照:劇烈災害特別事業與災害協助事業等之多自然型河川營造指導制度的運用)
劇烈災害特別計畫與災害協助事業等,經常大規模且短期間地在一連串區間實施河川整治,因此 實施事業時除了該河川原有良好河川環境的保全以及自然環境的保全與創造之外,還須有更深入 的考量。
另一方面,此等事業須在災害後迅速因應,實施調查與檢討有時間限制,為更有效果、有效率地 推動多自然型河川營造,有效的做法是給事業者適度提供工程學與生態學等必要的相關知識見解。
基於此等背景,才形成專家學者提供事業者建議的做法,目前已建立選定具備多自然型河川營造 相關廣泛知識指導人選、提供事業者所需建言的體制。因此,運用這項制度可有助於順利展開災 害復舊。
指導者申請派遣的程序如下:
(參照:劇烈災害特別事業與災害補助事業等的多自然型河川營造指導制度運用要領) (1)事業者向國土交通省請求派遣指導者
經過災害調查等結果,事業者判斷符合適用範圍,得檢附災區調查報告等,透過地方整 備局的本局事務局,向國土交通省事務局提出派遣指導的要求。…[原則上需在災害發生後 2 個月以內]
(2)由國土交通省委請國土技術政策總合研究所(簡稱:國總研)提供指導人選
國土交通省事務局會同水管理、國土保全局相關課室確認事業者的請求內容,判斷有必 要派遣時,得委請國土技術政策總合研究所事務局提供指導人選。
(3)指導的人選、委託
國總研事務局了解災害狀況、災區以及周邊河川環境狀況等之後,可從大學、國土技術 政策總合研究所或國立研究開發法人土木研究所等所屬專家中,選出 2 名左右的指導人選,
委託對方擔任指導,並將結果報告國土交通省事務局。…[收到事業者請求派遣之後,應立 刻實施]
(4)指導者與事業者的協調
事業者收到國土交通省事務局經由本局事務局決定派出指導的通知之後,應與指導者本 人協調,決定現地勘查的日期行程。此外,為了能將指導者之建議充分反映、運用到事業計 畫,應考慮現地勘查的適當時機。
註:上述「多自然型河川營造指導制度」係 2005 年 10 月 25 日國土交通省所創設。
5
1.2 災害復舊的基本概念
《說 明》
災害復舊應蒐集河川與環境等特性以及河道計畫等相關資料,依據現地調查結果掌握受災狀況,
然後依據上述結果,綜合分析災害原因。
災害原因分析不充分,無法達到有效果的災害復舊,若出現相同規模的流量,可能產生更嚴重災 害。
特別是改善復舊事業等時,應注意導致災害的原因經常不只一種,大多包括流量超過現況流動能 力、土砂供給過剩、出現漂流木等複合性因素糾結所致。因此,依時間序列整理上述致災原因對 河川造成作用,分析災害原因等非常重要。
另外,改善復舊事業等的災害原因分析,進行水理演算(準二維不均勻流(不等速流)計算、平面 二維流況分析)等,提高災害原因分析的精度乃不可或缺。
災害復舊應準備必要資料,充分現地調查,並分析災害原因,進行適當的復舊。
6
《說 明》
「多自然型河川營造」指從河川整體經營的觀點,考慮地區生活與歷史、文化的調和,保全並創 造河川原有生物棲息、生長、繁殖環境與多樣化環境景觀的河川管理。災害復舊的多自然型河川 營造,主要重點如下。
① 多自然型河川營造不只蒐集、使用自然或多自然型的材料等,儘可能運用自然的特性與機 制。
② 除了保全、創造生物棲息、生長與繁殖環境之外,河川營造工作也應融入地區居民生活與 歷史、文化。
③ 河川營造工作須整體考量調查、計畫、設計、施工、經濟性與維護管理等全段的河川管理 內容。
④ 護岸充分掌握水理特性、後方鄰接區域的地形、地質與土地利用等狀況,將設計區間縮小 到必要的最小範圍內,考量更能發揮保全、創造生物棲息、生長、繁殖環境與多樣化河川 景觀的適當工法。
⑤ 儘量保全淺瀨、深潭、彎岸堆積區與河畔林等現有良好的環境資源。
即使實施災害復舊,基本上也應依據多自然型河川營造的概念,努力保全現況環境(參照圖 1.2、
照片 1.1)。此外,改善復舊事業等會大規模改變一連串區間的河道,對地區造成大的影響。同時 也須了解,拓寬河寬能讓河川空間變大而有機會創造良好河川環境,整體目標因此不只保全現況 環境,更應從融入自然環境、水邊利用、景觀、當地居民生活與歷史、文化的角度,提升河川營 造的功能與價值(參照圖 1.3、照片 1.2)。
災害復舊應依據多自然型河川營造的概念進行復舊,而且不只防範災害,還應努力保全河川原有的 環境。
災害復舊應依據多自然型河川營造的概念進行復舊,而且不只防範災害,還應努力保全河川原有的 環境。
7
橫斷面形狀(河床部)
圖 1.2 河川營造的細部要領(災害復舊事業(單一災害))
:河岸的對應
→護岸坡頂去除 稜角,引進植生
坡頂的對應 → 護岸坡頂去除稜角,引進植生減少護岸外 露面積,形成多自然型的河岸
標準斷面:河床被固定下來 → 河川營力無法發揮作用 標準斷面:河床不需另外調整 → 未形成深槽線的平坦河床
岸邊的對應 → 岸邊下工夫發揮河川營力形成深槽線
河
川
營
造
的
細
部
要
領 (
災
害
復
舊
計
畫 (
單
一災
害 ))
8
1
橫斷面形狀(河床部) 平面形狀
足夠的河川寬度 → 以緩坡覆土(以殘土施作)
提升 河 川 營造 的層
次
(
改善 復 舊事 業 等)
連續的空間運用
→ 連續自然的範 圍與線形變化 的確保
空間運用
→ 以舊河灘地運用 或單側河岸拓寬 為主、河寬與線 形變化的確保
隱藏的護岸 隱藏的護岸
活絡河川經營的河寬確保
→ 深槽線的自由度
河床未固定 → 活絡河川經營形成深槽線
圖 1.3 提升河川營造的層次(改善復舊事業等)
隱藏護岸 隱藏護岸
9
照片 1.2 掌握原來河川環境而實施災害改善復舊的案例 照片 1.1 掌握河川原有環境實施災害復舊的案例
【災害復舊計畫(單一災害)】和歌山縣 太田川
掌握災前河岸原有的植生與多樣化岸邊環境,採用覆土型的坡面保護工,同時在岸邊拋石、
坡頂圓弧化,採取融入自然之再生河岸施工方法。
【改善復舊事業】北海道 牧佐內川
採行特定小型河川災害相關之環境復原事業,運用自然蜿蜒的河川形狀,讓河川與後方鄰接 區域的公園整體發揮機能,可綜合考量緩和蜿蜒河道的水流河道治理計畫線、河床環境保全、以 隱藏式護岸復育緩坡河岸、後方鄰接區域河畔林保全等改善復舊。
【災害復舊事業(單一災害)】和歌山縣 太田川
10
《說 明》
災害復舊對護岸、丁壩、固床工等構造物之受災對象多,特別是護岸受災比例很高。因此,應保 全之環境要素,以河岸與濱水帶為中心。
另一方面,實施改善復舊事業等,以整個河道為對象,因此保全的環境要素除了河岸與濱水帶之 外,也包括深槽區(淺瀨、深潭構造)、河畔區域(堤內側)。
深槽區、河岸、濱水帶、河畔區域出現的環境要素例子,如表 1.1 所示。原則上實施災害復建,
不改變這些要素(災害復舊時,深槽區、河岸、濱水帶的環境要素有的即使短暫消失,之後發生 洪水仍可能再生成;有的不易再生成,應儘量予以保全)。
比如,河畔林、湧水、滲透水、深潭這類的環境要素的保全,需採特別工法。因此,原本存在河 畔林、湧水、滲透水與深潭時,應找出能有效保全這些要素的工法。另一方面,災害復舊對象 的河岸與濱水帶的環境要素「植物帶」與「空隙」,可運用本基本方針也有所說 明的多自然型 河川營造河岸與濱水帶標準作法,予以保全。
改良復舊事業等,伴隨河道治理計畫線(中心線) 改變的情形很多,保全標的除了河岸與濱水帶 之外,也包含深槽區所形成的淺瀨、深潭構造與河畔區域。淺瀨與深潭構造係洪水依水流與土 砂相互作用所形成,是否會出現主要受河道治理計畫線形狀、河寬、水深、河床材料粒徑等影 響。因此,不只了解原有的淺瀨與深潭構造,改善後的河道治理計畫線形狀等也會對淺瀨與深 潭構造保全有所影響。河畔區域不只有山坡坡趾、堤內地整片樹林地等自然環境相關要素,更 應努力試圖從景觀與水邊利用的角度,予以保全。與河畔區域相鄰的公園等開放空間,以及河 川沿岸居民出入動線的區間,也都可用這樣的角度進行保全。
改善復舊事業等主要範圍
災害復舊事業(單一災害)的主要範圍 災害復舊事業(單一災害)的主要範圍 河畔區域
河岸區域
(河岸、濱水帶) 河岸區域
河岸 河岸
濱水帶 深槽區 濱水帶
深槽線
圖 1.4 河岸與濱水帶的主要範圍
(河岸、濱水帶)
有環境要素應保全時,應儘量不予以改變。
11 橫斷面方
向的區塊 呈現環境要素的例子
事業對象 災害復 備註
舊事業 (單一災 害)
改善復 舊事業 等
深槽區 淺瀨與深潭構造 依據河道治理計畫線與河寬的設定
判斷是否已形成淺瀨與深潭構造及 其大小
河岸、
濱水帶
濱水帶的植物帶 河川寬較大時,自然形成為多。
濱水帶的空隙 多半需進行堆石等的措施。
河道彎曲段凹岸側形成的深 潭
災害復舊事業時原則上應予以保 全,須注意基礎工的深度以及坡腳保 護工的設置高度
河岸與坡面尾段的湧水與滲 透水
災害復舊事業原則上應保全這些湧 水與滲透水,但並無固定的工法。
河畔林 災害復舊原則上應保全河畔林,並找
出樹木保全工法
河畔區域
河畔樹木或樹木群、行道樹 等
依據河道治理計畫線與河寬的設 定、拓寬方法,決定是否予以保全。
崖地、斜坡坡趾、坡面樹林 依據河道治理計畫線與河寬的設 定、拓寬方法,決定是否予以保全。
《說 明》
確認受災區域周邊是否有重要物種棲息、生長與繁殖,若可能有重要物種棲息、生長、繁殖,遵 循本基本方針,特別小心實施災害復舊為要。
特別是大規模改變河川的改善復舊事業等,除了參考現有文獻、聽取專家學者意見之外,也應實 施現地調查,掌握重要物種分布狀況。
《說 明》
從自然環境、景觀、水邊利用、文化歷史、觀光等觀點,屬於重要區間與地點,從該地環境與周 邊環境連續性與景觀的和諧觀點,應依本基本方針所提示的標準手法實施,以下案案例之:
與公園等周邊設施為一體地整備,附設水邊活動據點
河岸與濱水帶形狀等更新
護岸工法應要求更高的自然環境與景觀機能
重要區間與地點能事先篩選,因此發生災害之前,應事先有計畫地擬妥具體的復舊方法等。表 1.1 橫斷面方向不同區塊呈現環境要素的例子
重要物種棲息、生長、繁殖可能性高的地方,應遵循本基本方針,災害復舊時應特別小心。
從生物棲息、生長、繁殖地點、景觀、水邊利用、文化歷史、觀光等觀點,環境保全重要區間與地 點,應遵循本基本方針,特別小心地實施災害復舊。
12
《說 明》
河川營造需與當地民眾生活,當地文化與歷史調和。因此,河川整備應精確反映河川特性與當地 的自然、社會、文化,並掌握地區民眾的需求。
並非單以河川為主,還須透過河川營造提升地區整體魅力。因此,河川營造除了河川沿線所經地 方政府之外,應取得河川利用的當地居民之協助以擬定計畫,建立守護河川的體制。
河川改善復舊事業經常得在很短時間內擬定計畫,但仍須盡快和居民建立河川營造的共識。因 此,河川技術人員平常應掌握當地民眾對河川的需求,構思如何整備河川。
災害復舊,應謹慎聽取地方公共團體或當地居民所關心事項及相關意見,充分掌握居民對
河川的期待。
13
《說 明》
致災原因主要有護岸基礎不夠深等局部性直接原因,以及降雨超過河川容許流量,河道狹窄處或 曲流流速與水位提高導致災害的原因(包含災害地點前後河道的整體狀況)。
若只需解決局部且直接的致災原因,原形復舊即可;若需整體排除致災原因,得實施改善復舊。
以下以具體案例說 明應改善復舊的情況。
① 出現氾濫的情況
出現氾濫,多半代表河川流量斜面不足,改善之必要性高。
② 災害規模大
災區未必連成一片,但範圍很大。
災區只有一處,但受災地點的房屋等資產遭受嚴重威脅、損失慘重。
③ 致災原因為河道治理計畫線與縱橫斷面形狀等河道形狀時
河道形狀導致水流集中與流速提高。
河道狹窄區段,上游產生溢流或越流,氾濫水流回到河道時造成護岸內側淘刷,或狹窄區 段水流加速,造成下游護岸受損、破壞。
④ 原形復舊有導致其他地點再度受災之虞的情況
河床下降等河床變動造成構造上產生弱點。
上下游殘存相對脆弱設施而有受災之虞。
上下游堤防高度或護岸高度不足。
災害發生後應掌握災害狀況與致災原因,依據受災程度以及受災區域上下游河川流動能力,擬定適 當的復舊方法,判斷應原形復舊或改善復舊。
14
出現大範圍嚴重災害時(河川的情況是潰決影響區域超過河川 80%長度),可申請「特定災害」。
越流導致堤防受損而實施受災地點原形復舊時,在與上下游河川整備計畫(河川整治計畫)整合的 範圍內,運用「防止越流的原形復舊」。提高堤防高度等,防止再度發生災害。
① 「防止越流的原形復舊」基本做法是以造成災害的洪水為對象提高堤防高度。
② 若受災地點上游或下游有整治計畫,應以這次造成災害的洪水為對象,並將未致災區間納 入,考慮整個流域以及河川樣態造成怎樣的影響,必要時應實施堤防外擴或河道疏浚等改良 復舊工程。
③ 實施改善復舊之流量增加一事,若無法以常態的河川整治確保下游河道足夠的流下能力,應 檢討河川災害復舊等相關緊急事業之適用。
④ 以「防止越流的原形復舊為對象」的災害復舊範圍,包括堤防越流後洪水氾濫的實際河道長 度。為確認越流範圍,以拍照、測量與訪談調查等確定洪水痕跡水位之因應極為重要。
⑤ 「防止越流的原形復舊」在堤後方有眾多一般資產時、基於國民生活與社會觀念不會容許洪 水反覆氾濫等概念下實施原形復舊的例外制度。
災害復舊事業或是改善復舊事業之判別,可依據下列流程進行。
掌握災害狀況
改善復舊之必要 災害復舊事業(單一災害) 改善復舊事業等
護岸完全潰決或河道淤塞區間超過 80%
特 定 計 畫
改良工程經費超過 6 億日元
補助 相關 特定災害
災害特別計畫 小型河川相關計畫
改良工程上下游應實施配 套的措施
:改善復舊事業等的名稱
圖 1.5 災害復舊事業與改善復舊事業的判定流程
YESNO
YES YES
YES
NO NO
YES
15
2. 災害復舊事業 2.1 基本概念
《說 明》
應注意,復舊工法會因為河川特性而有不同作法,需留意。因此,受災地點的河床坡度、河道彎 曲段、凹岸側與凸岸側的平面位置、有堤河川、疏浚河川、複式斷面或單一斷面、背後鄰接區 域土地利用狀況(市區還是農耕地)等應充分勘查,選擇適當的復舊工法。
譬如,有堤河川與疏浚河川遭受災害時,災情大小與影響範圍不同。此外,單一斷面與複式斷面 護岸受災破堤的風險高低也不同。因此,配合受災地點特性與堤後地的重要性,使用適當強度(必 要的最低限度)的復舊工法。另外,類似沖刷段或水流內側(凸岸)河岸的作用力明顯差異下,不 應選擇一成不變的構造,而應配合實際狀況,採取各自具備適當強度構造的護岸配置。
此外,特定災害適用「3.改善復舊事業」
應了解河道特性、查明受災原因與受災機制,並在符合經濟性的狀況條件下實施最小限度的復舊工 法。
背後為田園等地疏浚河道區間 水流內側(凸岸)應避免採取太多對策
背後為住宅區或有堤防的區間
沖刷段及與沖刷段相連的區域,護岸須有足夠的強度 圖 2.1 背後地與有堤或疏浚河道的差異,以及河岸、濱水帶的護岸工不同作法
流速較慢的凸岸側應避免 實施過多的對策
流速較快的凹岸沖刷 段則設置護岸
流速較慢的凸岸側應避 免實施過多的對策
流速較快的凹岸沖 刷段設置護岸
照片 2.1 配合背後地土地利用與流路形態而異之河岸處理方法的例子 註) 注意,護岸最好避免明度太高。
16
依不同受災原因復舊時,應留意需注意事項之不同。
比如,局部河床降低導致災害,可採取坡面基礎工埋樁加深等對應工法。
原則上以必要最小限度的工法對受災設施予以「原形復舊」,在無法達到這項目標時,應以恢復
「原先效用」。但若恢復原形明顯困難又不適當,可用替代設施予以復舊。
例如,淘刷導致填土邊坡護岸受損時,選擇可保護護岸基礎的工法,從流速與坡面坡度等檢討坡 面,以確保坡面穩定的必要最小限度之工法,保全或恢復原河川環境。此外,護岸坡頂高程到 達 DHWL(洪水水位,Daily High Water Line)高度之案例不少,在考慮受災原因與河川特性、背 後方鄰接區域的地盤高、相連的前後設施等之外,以必要最小限度高度即可。
依復舊工法,復舊後之流況改變,對災區附近反遭受災害之案例也有,應注意。17
2.2 河川災害復舊事業之構想
《說 明》
受災原因與環境特性主要受該地點河道特性影響。河川的縱斷面坡度、地形分區(山區、谷底、
扇狀區、自然堤防區、三角洲)、河道平面位置(直線區、彎曲區的凸岸或凹岸)等會形成不同 的外力之外,河岸與濱水帶的形狀、材料、植物茂密狀態等差異應注意。
受災地點現地調查時,先查閱資料,確認該受災地點的縱斷面坡度與平面位置,推估受災可能 原因,以及河岸與濱水帶形狀、當地呈現的環境要素等,才實施現地調查,進行災害原因分析、
掌握環境變化狀況。
《說 明》
依據多自然型河川營造概念實施災害復舊事業,在設定河岸與濱水帶的形狀等(含形狀、材料、
植物茂密狀態)之外,應選擇能融入設定河岸與濱水帶形狀之工法。
河川縱斷面坡度與地形分區、平面形狀位置(直線區、彎曲區的凸岸或凹岸)、河川寬度變化等 都會造成各種不同的河岸與濱水帶形狀應注意。對受災地點適宜的河岸與岸邊形狀的設計之 外,坡面保護工、坡面基礎工或坡腳保護工等之檢討亦屬重要。
掌握受災地點河道特性,分析受災原因,掌握環境變化。
依據多自然型河川營造概念,選擇適當的復舊工法。
18
《說 明》
災害復舊事業即使受災地點及其周邊環境良好,仍應參考現有資料並徵詢專家學者,檢討重要 物種棲息、生長與繁殖之可能性。若重要物種棲息、生長之可能性高,應掌握標的物種棲息環 境,此在災害復舊事業範圍內應特別注意。
《說 明》
災害復舊事業不只重視治水機能,同時也應恢復受災地點原有的河川環境機能,依此復舊概念 檢討適當的工法。
災害復舊事業常改變河岸與濱水帶,因此掌握這些領域內的重要環境等要素甚為重要。
這些領域出現的要素,有的一旦消失就難以復育,有的仍可復育,應深入了解各要素的相關特 性,針對消失後難以復育的要素找出保全的工法(請參照「1.2 災害復舊的基本概念」圖 1.4、
表 1.1)。
具體做法對下列①②③之中,①與②以保全為原則,③加以保全的要素。
① 河畔樹木
河畔樹木具有確保樹蔭、鳥類築巢、昆蟲掉落供給魚類等的機能。確保河畔樹蔭也能抑制 河道內植物過度茂密(參照「技術資訊─抑制植物茂密的作用」(p.203))
② 深潭
彎曲河道凹岸形成深潭,其規模(面積、深度)相當大,是魚類重要棲息場所。
③ 湧水、滲透水
湧水是棲息清澈水域的水生生物所必需,滲透水能保持河岸濕潤環境,攸關河岸坡面植物能 否茂密生長。此外,坡面濕潤狀態對於棲息坡面的動物(澤蟹、陸上昆蟲等)為非常重要之要 素。
判斷瀕臨絕種或列入天然紀念物名單等重要物種棲息、生長、繁殖可能性高的地點,應配合標的 物種進行環境保全。
受災地點的河岸與濱水帶若有河畔樹木、深潭、湧水或滲透水等環境要素,應儘量予以保全。
19
《說 明》
自然環境與景觀保全的重要區間、地點,應了解本基本方針宗旨,從延續且融入該地點環境及 周邊環境的角度,採取本基本方針所示的標準做法,在災害復舊事業範圍內小心處理係必要。
需特別注意的項目如下。
① 與公園等周邊設施一體化的整備
② 河岸與濱水帶形狀的改善處理
③ 護岸工法應力求更高的自然環境與景觀機能
為能事前掌握重要區間與地點,在發生災害前,有計畫地檢討具體復舊工法等有其必要。
《說 明》
災害復舊事業採用混凝土工法的情形很多,但須注意混凝土工法對環境的影響與效果,會因為 具體使用的工法而有很大的不同。
就環境機能而言,主要有「河川景觀」與「自然環境」二大類。如「中小型型河川相關河道計 畫技術基準」所示,「河川景觀」係對所有地點,而「自然環境」係對該地點及其周邊良好自 然環境尋求關照之情事。
使用混凝土工法時,應理解具體工法在河川景觀與自然環境方面所具備的機能,儘量保全該地 點原有環境。
環境保全重要區間與地點,應掌握本基本方針,小心檢討適當的災害復舊工法。
使用混凝土的工法時,應注意融入周邊景觀。此外,若河川與背後土地分布有重要生物分布,該 生物棲息與生長環境,應確保該生物在河川與背後地的通道。
20
2.3 復舊工法檢討的流程
《說 明》
本基本方針係依據室內調查與現地調查製成 A 表與 B 表,並依據其結果在 C 表上選出適當的 工法,再推動足以完成 A 表的災害復舊。
製作 A 表與 B 表,須先充分了解各表所填寫項目的涵義,以及各表之間乃至於各項目之間的 關聯性。
各表的關聯性與整體的檢討流程說明如下。請參照下列 I~V 圖所各自對應加黑網的部分。
(I 的部分)
依據 A 表左側「①河川狀況與物理條件」、「②河段(流程分區)」、「③現有護岸」、「④受災原因」
填寫內容與 B 表流速設計結果,從 C 表選出坡面保護工的工法。
(II 的部分)
A 表左側「⑤環境要素」若存在河畔樹木、湧水、滲透水、深潭,應注意保全這些環境要素。
(III 的部分)
A 表左側「⑥重要物種」部分,若確認可能存在重要物種,應特別注意重要物種棲息、生長與 繁殖場的保全。
(Ⅳ的部分)
應注意,若有符合 A 表左側所記載⑦重點區間、地點的狀況,應小心處理,不必依據 C 表選 擇適當的災害復舊工法。
(Ⅴ的部分)
A 表右側上方是代表性斷面的申請工法。此時應一併填寫 I 與 II 選出的注意事項。此外,A 表右側下方的注意事項一覽表,查核階段應由申請者與查定官交叉核對(cross check)。
災害復舊事業的檢討,應充分了解 A 表、B 表、C 表內容及其關聯性後進行。
21
階段 注意要點 設計時 檢核
查定時 檢核 設計 ○○○ 設計 △△△ 不列入 不列入 施工 ○○○ 施工 △△△ C 表 復舊工法 設計與施工的
注意要點
河岸與濱水帶 的一般性注意
要點
坡面保護工 工法別 注意要點
坡面基礎工~
覆土、堆石等 的注意要點
A 表(右) 申請工法檢核表
申請工法與注意事項
※將注意事項載入圖中,並能與工 程特記規格表銜接。
※有深潭與河畔林區間的對應,另 外追加圖說。
設計與施工檢核表
※河川特性與受災原因方面的注意 要點(與 A 表連動)、一般性與工法 別注意要點(C 表所示)的列舉。
存在深潭、河畔林與湧水等
重要物種棲息的可能性高
須特別注意 (C 表範圍之外) 重要區間
重要地點
深潭、河畔林與 湧水等的保全
重要物種須特別 予以注意
註) 『A 表』為現地調查掌握受災地點河川狀況、周邊狀況等河川特性與受災原因,
製作災害復舊工法立案所需基礎資料的「河川特性整理表」。本整理表為製作 查定設計書時,在災害查定時提出。
『B 表』為選定護岸時,為確認外力作用在護岸附近的代表流速計算之「設計流 速計算表」。
『C 表』為選定各種坡面保護工代表性工法時,從河段(流程分區)與代表流速觀 點,顯示各自適用範圍的「護岸工法設計流速關係表」。此外,格式之中『A 表』參照 p44,『B 表』參照 p47,『C 表』參照 p64、p65。
圖 2.2 A 表、B 表、C 表的關聯性與災害復舊流程
B 表 設計流速
A 表(左) 河川環境 特性整理表
Ⅰ
⑦重要區間地點
⑥重要物種
⑤環境要素
混凝土 箱籠
木材
地工織物(地工布) 植生 石材
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
①河川狀況及 其物理特性
②河段(流程 分區)
③現有護岸
④受災原因
山區、谷底、扇狀地、堤防、三角洲
坡頂不打設混凝土,
邊角圓弧化
利用拋石形成岸邊形狀 參考整治前的深槽區寬度
22 河川與環境特性的掌握
(1)河川特性
(河床坡度、河床材料等) (2)保全標的環境要素的掌握 (河畔林、深潭等) (3)重要物種棲息狀況的掌握
(中央與地方的瀕危物種紅皮書等) (4)重點區間與地點的掌握
(背後地、土地利用、法令)
受災原因的分析等
依據下列狀況進行綜合性的受災原因 判斷
①受災原因的分析
②受災型態的判定
③河床變動趨勢的掌握
設計流速計算表(B 表)的製作
參照護岸工法設計流速關係表(C 表)
復舊工法的檢討
B 表以流速確認洪水時的外力
C 表為相對於洪水外力的復舊工法承載力標示
配合受災原因的對策
注意應保全的環境要素
配合河段的河岸與濱水帶復原
圖 2.3 災害復舊檢討流程
2.4 河川、環境特性與受災原因的掌握等
《說 明》
進行書面調查與現地調查,掌握受災地點及其上下游區間的河川與環境特性、分析受災原因 等。製作災害復舊地點河川特性整理表(A 表)與設計流速計算表(B 表),依據護岸工法設計流 速關係表(C 表),進行復舊工法的檢討。
製作 A 表與 B 表時,須先充分了解各表填寫項目的涵義,以及各表之間乃至於各項目之間的 關聯性。
掌握受災地點及其上下游區間的河川與環境特性、分析受災原因,進行書面調查與現地調查,依 據 A 表、B 表、C 表進行復舊工法的檢討。
現地調查【災害復舊地點河川特性整理表】(A 表)的製作
書
面
調
查
23
2.4.1 河川與環境特性的掌握
《說 明》
對應受災原因與外力,為檢討可保全、復原原來環境的適當復舊工法,需掌握河川與環境特性。
在災害復舊時要能迅速對應,平常須整理好下列有關過去災害經歷、整治狀況、重要物種棲息 的可能性、重點區間、重點地點等相關資料。
① 河川整治基本方針、河川整治計畫、河川環境管理基本計畫等各項計畫
② 河道相關資料(平面圖、縱斷面圖、橫斷面圖)
③ 災害經歷、整治狀況
④ 重要物種棲息相關資料(中央、都道府縣)
⑤ 重要區間、地點相關的資料
受災經歷是分析河川受災原因重要資訊來源。確認該河川過去受災地點分布與各受災地點災害 原因,掌握該河川(或該河段等區間)流速概況、河床降低與上升程度,了解受災原因與這些河 川特性之關連性。
災害發生時,書面調查蒐集①~⑤相關資料,確認受災地點的河道縱斷面、平面、橫斷面形狀、
重要物種棲息、災害復舊重點區間與重點地點。然後直接至現場,製作災害復舊地點特性整理 表(A 表)。製作此表時應掌握下列觀點。
現地應仔細觀察河道治理計畫線、河床坡度緩急、縱斷方向河道橫斷面積增減(流速增減與溢 洪導致坡頂後方鄰接區域侵蝕)、河床變動狀況(特別是局部淘刷)與受災地點、受災型態的關 聯。此外,河段分區參照「表 3.2 各河段及其特徵」(p156)。
環境要素方面,應確認河岸與濱水帶有無河畔樹木,以及有無湧水與滲透水、岸邊植物與空隙 狀況、深槽線與深潭之有無及其規模大小。
重要物種的掌握以及災害復舊重要區間與地點的掌握,多半很難現地完成,因此應依據蒐集的 資料進行判斷,必要時針對重要物種徵詢專家學者意見。
災害復舊事業應釐清受災原因與外力之關係,找出保全與恢復原來環境的適當復舊工法,因此 須先掌握河川與環境特性。
受災經歷係分析該河川受災原因的重要資訊,確認該河川過去受災地點分布狀況,以及各受災 地點受災原因,不只了解該河川與該區間流速概況、河床降低或上升的程度,還能了解受災原 因與這些河川特性之關連性。
平常做好蒐集、整理各河川的河川與環境特性、河道計畫、受災經歷相關資料,致力於了解各河 川。災害發生後則利用書面與現地調查,掌握河川與環境特性、周邊狀況、受災狀況,填寫並整 理災害復舊地點之河川特性整理表(A 表)。
24
圖 2.4 河床淘刷所導致的災害案例
2.4.2 受災原因的分析
(1) 受災原因與受災型態
《說 明》
導致災害的機制通常有下列三種相互關連的要素。
①河床局部淘刷等現象
②導致河床淘刷的外力(流速、殘留水壓等)及其作用機制
③造成這種外力的河道狀況
護岸受災原因從力學的角度,可分為以下六類。
① 河床淘刷導致發生災害
大多數狀況是護岸基礎周邊河床局部淘刷,使得基礎部出現空洞、護岸內側土砂流出,
導致護岸破壞(在此狀態下),護岸即使尚未被破壞,也是岌岌可危。
依據受災地點與上下游的狀況,掌握受災原因。特別是河床淘刷導致災害時,應分析其原因。
河床淘刷 侵蝕、崩塌 河床淘刷
沉陷、陷沒 崩塌
河床淘刷
斷裂
坡趾滑移
、沉陷
25
圖 2.5 流體力造成預鑄混凝土塊毀損的災情案例
除了上述混凝土塊遭受側向侵蝕的災情,也有其他護岸不同的受災過程,如下。
① 基礎淘刷②坡面保護工承受不了自重而崩塌③崩塌的坡面保護工周圍水流 亂流、坡面保護工背面遭受側向侵蝕而使受災面積擴大。
這種狀況和上述側向侵蝕不同,主要致災原因為局部淘刷,兩者不可混淆。
護岸通常比河床平滑且粗糙度較小,護岸前面之流速變大、作用在護岸附近河床面的 剪應力與流體力變大,此時河床與坡趾土砂容易受侵蝕。此外,粗糙度不同的界面相鄰地 點,作用的剪應力不均衡,容易產生淘刷。須查明最大淘刷的深度,洪水末期原先淘刷地 點重新堆積粒徑較小土砂,受災後之水深未必能對應受災時的淘刷深度。因此,以測量桿 等刺入,掌握正確淘刷深度,作為復舊之基礎深度考量。
② 流體力導致混凝土塊移動與流出
洪水流動會對每個混凝土塊產生揚力、阻力與重力等作用。混凝土塊則以摩擦力抵抗;
但若流體力太大,會使得混凝土塊移動、流出。只要一塊混凝土塊流出,作用在周邊混凝 土塊的流體力就會增強,導致混凝土塊流出範圍擴大。
側向侵蝕
破損
26
照片 2.2 流體力導致預鑄混凝土塊翻轉的災情案例
③ 流體力造成翻覆
預鑄混凝土塊等整體連成舖面、具撓曲性護岸的受災型態,這種受災型態發生原因是,
連結預鑄混凝土塊護岸端點未妥善處理,作用在端點預鑄混凝土塊的流體力大於作用在連結 群內預鑄混凝土塊的流體力,由端點預鑄混凝土塊開始移動,漸往下游擴大範圍,導致整個 預鑄混凝土塊翻覆。
預鑄混凝土塊上游端點容易出現弱點,係因受上游粗糙度影響的流速,來到粗糙度較 小的預鑄混凝土塊地點,會產生流速變動(加速度)與水流紊亂,造成護岸尾端壓力變動,使 預鑄混凝土塊形成揚力。當護岸尾端浮起,預鑄混凝土塊突出於水流的面積增加,急遽提高 其阻力與揚力,於是整個預鑄混凝土塊翻覆破壞。因此,使與護岸末端摩擦區間的粗糙度漸 漸變化,並在設施本體施設橫向帶狀物等不易擴大災害之對應措施。
27
圖 2.6 土砂吸出造成災害的案例
圖 2.7 殘留水壓造成災害的案例
④ 回填材料吸出導致的災害
這是護岸堤內坡面土砂被吸出、流走,導致整個護岸受損的災害,此等土砂吸出現象的 發生機制為,洪水時壓力變動導致護岸空隙中的土砂被吸出,或洪水退水時殘留水壓造成管 湧等。
護岸坡面土砂被吸出後,如上圖所示,護岸背面土砂因此陷沒。在災害現場,從接近護 岸頂之視線,瞄視上下游護岸坡頂線(高度線)有無凹凸狀況。
⑤ 殘留水壓造成災害
洪水消退時殘留堤體內與河岸土中的滲透水形成殘留水壓,除了上述④等導致管湧之 外,若護岸坡面陡峭,殘留水壓加上土壓,可能造成護岸往河川側翻倒,或土質強度降低導 致滑動災害。
與上述護岸坡面土砂被吸出的狀況相同,觀察堤頂與坡面坡度,堤頂高程變形或坡面坡 度變形,可能是這種災害的徵兆。
吸出
殘留水壓
滑動
28
圖 2.8 堤頂侵蝕導致災害實例
⑥ 堤頂侵蝕導致災害
洪水流越過護岸堤頂端,或由低水流量護岸往高灘地衝上去的水流,亦或來自高灘地的 跌水水流太過於劇烈,可能導致護岸堤頂侵蝕、護岸堤內空洞化造成護岸破壞。
河道彎曲段凹岸側水流與離心力交互作用使水位抬升,這樣的水流衝上護岸時,會沿護 岸堤頂產生快速水流,其下游側則出現水流由堤頂往水路掉落、劇烈侵蝕堤頂附近土砂狀 況。其結果是護岸背面土砂流失,破壞護岸。
29
〈受災原因的判定〉
受災原因應與受災型態一起進行綜合性的判斷。
①水流侵蝕②水流滲透③越流④雨水侵蝕⑤雨水滲透⑥其他
〈受災原因的判定〉
為說明受災型態,定義受災型態,如下。受災型態判定須先掌握受災原因與次節所述河床變 動趨勢,依據客觀數據進行合理的判斷。
①破堤 :堤防受水流沖擊而破堤
②局部淘刷 :沖刷段受水流沖刷,形成局部淘刷狀態 (掌握現狀最大淘刷深度(Δz))
③背面土砂吸出 :水流產生負壓,護岸背面土砂被吸出而空洞化
④坡面侵蝕 :降雨衝擊、滲透與地表水流造成坡面侵蝕
⑤側向侵蝕 :洪水時巨大剪應力導致河岸坡面形狀破壞的狀態 (注意與局部淘刷的區別)
⑥殘留水壓 :從背後邊坡往護岸背面的滲透水壓所造成的破壞
⑦堤頂所產生的侵蝕 : 背後邊坡與上游溢水造成堤頂侵蝕破壞
⑧滑動破壞 :護岸倚靠背面土質強度降低等導致的滑動破壞
⑨漏水(堤體) :堤體漏水
⑩漏水(基盤) :堤體基礎地盤產生漏水
此外,有鋪設坡腳保護工時,其受災型態可從「土砂流出」、「沉陷」、「凹凸不平」、「損傷」、「基 礎浮動」、「翻覆」、「位移」等判定之。
30 (2) 河床變動趨勢的掌握
《說 明》
所謂河床變動,指受水流影響,河床與河岸構成土砂出現淘刷、運移、堆積等現象所導致的河 床變化。洪水時河床面會出現巨大剪應力,帶動土砂移動。此外,水衝段或構造物周邊快速水 流、流體力發揮作用的地點,容易出現局部淘刷。
專注於觀察某地點,發現流出土砂量大於流入土砂量時,出現河床降低現象;流入土砂量較多,
河床上升。若雙方平衡,即使洪水時土砂移動,目測洪水前後河床高程,沒有變化。
相對於縱斷面河床上升或下降(河床坡度變動)的一維河床變動,出現沙洲或流路蜿蜒等自然作 用所導致的(二維)平面與縱斷面變化,也屬河床變動。因此,掌握受災地點河床變動趨勢,應 綜合上下游區間狀況、橫斷面方向的斷面形狀等,進行綜合對應。
河流直線區域、彎曲河道與實施固床工等地點正下游依河床降低、局部淘刷發生地點與現地狀 況其原因很多種。特別是彎曲河道不只凹岸側水流流速大於凸岸側,凹岸河床土砂也會往凸岸 側搬運,形成二次流。凹岸容易出現深潭,凸岸則形成不太移動的沙洲。因此,彎曲河道的河 床降低現象,一般都出現在凹岸側。彎曲河道凹岸的深潭,也是應保全的重要環境要素,應在 容許範圍內予以保全。
土砂異常堆積(河道明顯淤塞)時,應掌握土砂堆積原因。比如,土砂發生源地點以及為何會在 該處、該區間產生堆積。即使未發現來自流域的大量土砂流入,卻仍出現特定區間大量土砂堆 積時,除了檢討河道平面形狀或縱斷面形狀是否有問題,也應確認是否因為土砂移動不平衡,
導致上下游區間出現明顯的河床降低。
河床變動的趨勢不只參考受災地點,更應依據河道平面形狀與上下游區間的觀察,進行綜合性的 掌握。
31
表 2.1 河床降低、局部淘刷地點與發生原因推測案例(1/2)
發生地點 河床降低的狀況 現地的狀況 推測河床降低原因
直線區域 (直線段)
河床全面性的下降
上下游斷面形狀無變化,仍維持原狀。
土砂持續流出、河床坡度 變緩過程中呈現的河床 降低
上游側與斷面形狀不連續(河幅縮小等)。
斷面形狀變化引起剪應 力的縱向不平衡,導致河 床降低
只有河岸(低水流量 護岸)前面河床降低
單側河岸受到縱向的淘刷,對岸則出現連 續性沙洲。
沿低水流量護岸產生高 速水流,導致縱向的淘刷
流水集中在護岸邊緣的 深槽區,形成縱向淘刷
沙洲形成沖刷段,沖刷段附近的下游產生 淘刷現象
沙洲沖刷段形成的局部 淘刷
32
表 2.2 河床降低、局部淘刷地點與發生原因推測案例(2/2)
發生地點 河床降低的狀況 現地的狀況 推測河床降低原因
直線區域 (直線 段)(延續 性)
只有河岸(低水流量 流量護岸)前面的河 床降低(延續性)
坡腳強化工等的上游端附近出現淘刷。
突出構造物導致局部淘刷
彎曲段 (彎曲段)
彎曲段凹岸出現深 淘刷現象
只有彎曲河道凹岸淘刷,彎曲段下游的河 床並未降低。
彎曲河道凹岸出現淘刷
河道彎曲段凹岸往下游持續出現深的淘 刷現象。
下游區間的河床降低與彎 曲段凹岸淘刷現象複合出 現
固床工等 的下游
構造物下游局部淘 刷
階段工(跌水工)、斜坡工下游正下方出現 局部淘刷。
快速水流消能不足形成局 部淘刷
護床工、帶工(潛檻)等的正下游地點出現
局部淘刷 縱斷面粗糙度驟然改變導
致土砂流出,構造物粗糙 度降低,導致水流消能不 足
橋墩周邊 橋墩附近出現局部 淘刷
只有橋墩附近出現淘刷 橋墩周圍出現局部淘刷 橋墩與低水流量護岸彼此靠近的地點出
現淘刷現象 水流集中導致局部淘刷
33
2.4.3 河川環境的掌握
(1) 河川環境掌握的基本概念
《說 明》
「河岸」與「濱水帶」均在說明水域與陸域遷移領域的常用語,但在河川環境之中,其所發揮 的機能並不相同,因此應予以區別。此外,本基本方針整體說明河岸與濱水帶整體時,稱為「河 岸區域」,指水域與陸域交會區域的「生態過渡區」(生態交會區、生態交錯帶,ecotone)。
河道側岸的「河岸」,其坡面坡度通常大於河道內的其他地點,因此,河岸上部與下部隨洪水 時淹水頻率與淹水時外力並不相同。另一方面,成為陸域與水域界面的「濱水帶」,除了日常 受水位變動影響之外,也會因為植生與地形起伏對於流速、水深、河床材料粒徑與堆積物、照 度等造成的影響,形成多樣化的環境。
河岸前面無自然沙洲或堆積土砂時,河岸與濱水帶範圍幾乎重疊。在此情況下,河岸的改變可 能同時導致河岸與濱水帶劣化,必須更謹慎地進行對應。即使如此看,河岸與濱水帶也具備不 同的要素,應個別地予以認識、處理。
不同河段的河岸與濱水帶構造彼此差異。檢討復舊工法之前,應先充分了解濱水帶在各河段流 程所發揮的環境機能之外,應確保河岸與濱水帶所具備的環境機能。
場所 範圍
河岸 對應河道側岸從坡頂到坡趾的範圍。
濱水帶 從岸邊(陸域與岸邊的界面)到陸域側受到日常水位變動 影響的範圍;在水域側以受水域附近植物與地形影響水理 特性與環境特性變化的範圍界定之。
河岸區域 (河岸、濱水帶)
指整體的河岸與濱水帶。此外,若河岸與岸邊之間有空 地,此空地也屬河岸區域的範圍內。
表 2.3 河岸與濱水帶的範圍 災害復舊時,應了解河岸與濱水帶原有的河川景觀與自然環境面機能。
34 (2) 保全環境要素的篩選
《說 明》
河岸、濱水帶的主要環境要素
河岸、濱水帶的主要環境要素包含①「河畔樹木」,②「湧水、滲透水」,③「深潭」,④「坡 面的空隙與凹凸」,⑤「岸邊植生」,⑥「濱水帶的空隙與凹凸」,⑦「濱水帶的複雜環境」。其 中,④到⑦可利用標準的河岸與濱水帶復舊方法進行機能復原;就河畔樹木、湧水與滲透水、
深潭等,應特別注意可用來保全這些重要環境要素的考量。受災地點應在現地確認河畔樹木、
湧水與深潭等,這些要素存在時,對河岸與濱水帶形狀或護岸工法下工夫,予以保全。
① 「河畔樹木」
河畔樹木指生長在河岸、濱水帶或堤頂,對河川相互影響(淹水、在水面形成陰影等)所及範 圍的樹木,這些樹木在生物的生長環境、良好景觀形成或親水性方面具有很大的影響。
此外,河畔樹木之中,位於溪流部分的稱為溪畔林;位於(溪畔林)下游的稱為河畔林。受災 地點有河畔樹木時,應現地了解其對河川環境所發揮的機能,原則上只要不影響治水,應予 以保全。
災害復舊事業(單一災害)的主要範圍 災害復舊事業(單一災害)的主要範圍 河畔區域
河岸區域
(河岸、濱水帶) (河岸、濱水帶)
河岸區域
河岸 河岸
濱水帶 深槽線(區域) 濱水帶(濱水帶)
深槽線
圖 2.9 河岸與濱水帶的主要範圍(災害復舊事業(單一災害))
河岸、濱水帶可看到具有不同機能的環境要素,現地調查時,應掌握河畔樹木、湧水、滲
透水、深潭等重要環境要素。
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以有無「水中覆蓋」
(植生、礫石群)為基準的界 面
水位變動範圍 魚類避難場所
② 「湧水、滲透水」
湧水、滲透水係地表往下滲透的雨水,從河岸滲出或以伏流水型態從河床湧出後流入河川的 水。
湧水、滲透水不只是坡面上棲息、生長與繁殖的動植物,特別是喜好濕潤狀態物種所需重要 環境,河床的湧水能經年穩定水溫,成為依賴湧水生活的水生生物群集重要的棲息場所。
受災地點及其周邊的坡面與河床應詳加觀察,掌握湧水、滲透水存在狀況。特別須注意的是 扇狀地末端、河谷上方地形,或護岸後方鄰接區域有水田時,常可看到湧水與滲透水。
圖 2.10 河畔樹木對濱水帶的影響
照片 2.3 沿河岸移動的澤蟹
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③ 「深潭」
河川中水淺流速快的部分稱為「淺瀨」;水深且流動緩慢的部分稱為「深潭」。淺瀨與深潭係 生物重要的棲息、生長與繁殖場所,也是形成豐富多樣河川環境不可或缺的重要要素。
「深潭」係淺瀨區域所生產藻類或水生昆蟲等往下流動,為以藻類、水生昆蟲為食餌之魚類 吃餌的地方。此外,深潭水流慢且深,是生物休息地,稚魚(幼魚)成長地點以及旱季時魚類 避難場所,加上水溫變化小,具備夏季休息場與越冬場所等機能的重要保全標的。
「深潭」依其形成過程可分為幾類。代表性的深潭類型包括在固床工或出露岩盤等不受侵蝕 地點下游的 S(substrate,底層)型深潭、在岩石、橋墩、丁壩等構造物周邊且有局部淘刷狀況 的 R(rock,岩石)型深潭、在交互沙洲前緣區域的深潭、在河道彎曲凹岸側的 M(meander,蜿 蜒)型深潭、壩的上游積水所形成的 D(dam,壩)型深潭等。其中,河道彎曲段凹岸側形成的 M 型深潭,有水深較深,流速也被抑制之特徵。這種類型的深潭多半出現在湍流跌水地點,
湍流往下跌落在水面上的浪花形成屏障效果(水中生物受捕食壓力降低),而且有來自湍流的 食餌供給,在各種深潭環境之中,是魚類非常重要的棲息場所。
受災地點現地調查時,除了了解這類深潭形成的相關知識、確認河川平面形狀、沙洲配置與 河岸凸部等狀況之外,應一併確認深潭的形成過程與其位置、範圍。
圖 2.11 深潭的分類 岩盤
固床工
等 岩石
丁壩等
沙洲前緣線
岩石 壩等的橫
向構造物 積水而形
成深潭
S 型 R 型 M 型 D 型
37 (3) 重要物種棲息、生長與繁殖狀況的掌握
《說 明》
運用本基本方針所說明的復舊方法,應能達成河岸與濱水帶、河畔樹木、湧水與滲透水、深潭 等環境要素的保全與復原,維護依賴這些要素生存的普通物種之棲息環境。
但重要物種常需特殊棲息環境,且因這些重要物種存活數目持續減少,因此災害復舊時不只應 有更好的復舊方法,工程的進行也須特別小心。
災害復舊受限於時間,而且現地調查、蒐集足夠相關資訊不易。因此,應運用與現有重要物種 棲息相關的位置資訊,隨時蒐集重要物種棲息、生長與繁殖地點相關資訊,靈活運用於災害復 舊。
另外,也可請教熟悉受災地點生物棲息狀況的專家學者,據此判斷當地是否有重要物種棲息。
若判斷受災地點及其相連上下游區間可能有重要物種棲息,且災害復舊工程可能對該重要物種 造成某種影響,應詳細的現地調查等,確認該重要物種是否有在該地點棲息、生長或繁殖的狀 況。
所謂「重要物種」,指符合下列條件的物種。
① 文化財保護法與地方公共團體條例所指定的天然紀念物
② 瀕危野生動植物物種保存相關法律指定國內稀少野生動植物物種及棲息地等保護區
③ 環境省瀕危物種紅皮書、瀕危物種名單揭示的物種
④ 地方公共團體所製作瀕危物種紅皮書、瀕危物種名單揭示的物種
註 1) 分類的標的包括魚類、鳥類、兩棲類、爬蟲類、哺乳類、貝類、甲殼類、昆蟲類及植 物。可清楚判斷其棲息、生長與繁殖地點不在河川的物種,則不列入。
比如,下列係非魚類,但可能以河川為棲息地的種群。
兩棲類:蛙類、山椒魚、蠑螈等 爬蟲類:龜類等
哺乳類:以河川空間為主要棲息的鼠類等
貝 類:以河川為棲息地的貝類(川蜷螺、川珍珠貝等) 昆蟲類:螢火蟲、水生昆蟲等
註 2) 鳥類重要物種則以是否以河川作為築巢地或棲息地,進行分類。
重要物種可能棲息、生長與繁殖的地點,事先以書面調查等予以掌握,並擬定對策。
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技術資訊--重要物種棲息可能性的判斷
要在有時間限制的災害復舊過程中進行現地調查,判斷受災地點是否有重要物種,有所困難。
下列介紹運用現有資料判斷重要物種棲息可能性,並努力達成保全的岩手縣作法,具體實施流程如 下。
利用「岩手縣自然環境指南網格式資料庫」,判斷公共事業實施地點重要物種棲息的可能性。具 體而言,若確認工程地點所在網格資料之中有重要物種棲息,應認定該物種可能棲息適當並實施 現地環境調查,將調查結果反映到事業計畫上。
事業計畫實施階段,應由昆蟲、植物、鳥類等各領域專家學者等組成「公共事業等相關稀少野生 動植物調查檢討委員會」(設在各重建單位),運用事業計畫概要、施工位置圖、施工圖、事前調 查報告書等,針對重要物種所可能受到的影響進行審議。
稀少物種若可能受影響,工程開工前應在委員指導下實施現地調查,找出保全的方法。此外,工 程即將開工或工程實施期間,應遵照委員指導,降低對稀少物種的不良影響。
判斷受災地點的網格資料是否有重要物種
必要時應實施現地調查
提出預算請求,進行工程費用概算(估算) 等
由熟悉昆蟲、植物、鳥類等各領域的專家 學者擔任委員
依據事業概要書、施工位置圖、施工圖面、
事前調查報告書,審議重要物種可能受到 的影響
完成審議後進行發包程序
由委員針對現地調查與重要物種保全對 應,實施具體的指導
專門委員指導內容之實施(迴避、移植、
減輕等)
專門委員所指導內容的實施(應避免實施 那些工程,應進行植物移植或降低不良影 響等)
圖 2.12 岩手縣公共工程保護重要物種的作法與實施流程