臺南網子寮沙洲近期地形變動
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(2) 研究所別:地理學研究所 論文名稱:臺南網子寮沙洲近期地形變動 指導教授:林宗儀 研究生:洪敬媛 論文內容:共一冊,77 頁,約二萬八千餘字,共分五章十六節,並以五百餘字摘要說明 摘 要 本研究搜集網子寮沙洲附近海氣象資料、近期福衛二號衛星影像,配合地形剖面實 測,探討濱線變動與地形變動的動力機制。網仔寮沙洲冬季作用受由北往南沿岸輸砂、 風砂搬運影響往南移動;夏季作用則受颱風波浪的越洗作用影響往東移動,這兩股分力 使網子寮沙洲長期以來呈現往東南遷移的現象。 冬季作用後潮口的閉合與否與潮口所受到的波浪能量大小與沙源供應的充足與否 有關,若沙源供應量等於需求量,潮口會順著沿岸流方向遷移。 颱風事件對沙洲影響的研究顯示,只有在示性波高大於 3m 時才易使地形產生變 動。分析颱風作用期間的風速,則以日平均最大風速 10m/s 以上者,較易對沙洲型態產 生影響。雖然缺乏多筆波浪資料,但由於最多風向與珊瑚、泰利颱風後沙洲潮口閉合相 符,因此本研究推論風向可能會影響波向與波浪作用,進而影響沙洲潮口的產生或形態 變化。 夏季風暴事件對網子寮沙洲北段的影響大於南段,新潮口亦常在北段產生,但 2006 年新潮口在沙洲最窄處產生,而非高程最低處。因此,新潮口位置重複多次在相同位置 產生,亦可能與其位於波浪能量集中點有關。 人工養灘雖然不能完全抑制海岸後退,但可延緩沙洲往陸側內移和潟湖淤積的速 率。防風林有攔截飛砂及聚砂的功能,可有效防止沙洲往陸側內移,增強沙洲地形的穩 定性。. 關鍵詞:濱外沙洲(offshore barrier)、地形變動(geomorphic change)、 地形作用(geomorphic process)、. I. 網子寮沙洲(Wantzuliao Barrier).
(3) 章節目錄 圖目錄 ........................................ IV 表目錄 ....................................... VII 照片目錄 .................................... VIII 第一章 緒論 ................................... 1 第一節. 研究動機與目的 ...........................................................1. (一)研究動機 ..................................................................................1 (二)研究目的 ..................................................................................2. 第二節. 文獻回顧 .......................................................................3. (一)波浪能量 ..................................................................................3 (二)沉積物供應 ..............................................................................4 (三)人為作用 ..................................................................................5 (四)網子寮沙洲變遷 ......................................................................7 (五)濱線判釋技術 ..........................................................................8. 第三節. 研究區概況 .................................................................11. (一)網子寮沙洲的範圍 ................................................................11 (二)網子寮沙洲地形概述 ............................................................11 (三)網子寮沙洲長期變動趨勢 ................................................... 13 (四)海氣象資料概況 ................................................................... 13 (五)人工養灘的時間、位置 ....................................................... 16. 第四節. 研究概念與流程 .........................................................19. 第五節. 研究方法 .....................................................................21. 第二章 福衛二號衛星影像濱線套疊分析 .......... 23 第一節. 濱線套疊定性分析 .....................................................25. (一)冬季作用 ............................................................................... 25 (二)夏季作用 ............................................................................... 28 (三)風暴事件 ............................................................................... 29 II.
(4) 第二節. 濱線套疊定量分析 .....................................................33. (一)珊瑚、泰利颱風影響 ........................................................... 34 (二)龍王颱風影響 ....................................................................... 35 (三)2005 年與 2007 年變動 ........................................................ 38. 第三章 沙洲剖面實測分析 ...................... 39 第一節. 北段沙洲 .....................................................................41. 第二節. 南段沙洲 .....................................................................45. 第三節. 小結..............................................................................48. 第四章 討論 .................................. 51 第一節 潮口季節性變化 ...........................................................51 第二節 新潮口與固定潮口變化 ...............................................54 第三節 新潮口的形成與颱風的關係 .......................................58 (一)波浪方面 ............................................................................... 58 (二)風方面 ................................................................................... 60 (三)小結 ....................................................................................... 61. 第四節 新潮口形成位置與地形的關係 ...................................61 第五節 人為作用的影響 ...........................................................63 (一)人工養灘方面 ....................................................................... 64 (二)防風林方面 ........................................................................... 65. 第六節 網子寮沙洲遷移方向與前人研究 ...............................66. 第五章 結論 ................................... 68 參考文獻 ...................................... 70. III.
(5) 圖目錄 圖 1 研究區位置與範圍圖....................................... 12 圖 2 網子寮沙洲人工養灘區位置圖............................... 18 圖 3 研究概念圖 .............................................. 19 圖 4 研究流程圖 .............................................. 20 圖 5 潮位高度、定性/定量分析、地形變化與濱線位置關係圖 ........ 25 圖 6 2004 年冬季作用濱線套疊圖................................ 26 圖 7 2005 年冬季作用濱線套疊圖................................ 26 圖 8 2006 年冬季作用濱線套疊圖................................ 28 圖 9 2005 年夏季作用濱線套疊圖................................ 29 圖 10 2006 年夏季作用濱線套疊圖 ............................... 29 圖 11 海棠颱風前後濱線套疊圖.................................. 31 圖 12 珊瑚、泰利颱風前後濱線套疊圖............................ 31 圖 13 龍王颱風前後濱線套疊圖.................................. 31 圖 14 珍珠颱風前後濱線套疊圖.................................. 32 圖 15 碧利斯、凱米、寶發颱風前後濱線套疊圖 .................... 32 圖 16 參考基準線示意圖........................................ 34 圖 20 第一次測量剖線位置示意圖................................ 40 圖 21 第二次測量剖線位置示意圖................................ 40 圖 22 第三次測量剖線位置示意圖................................ 40 圖 23 剖線位置與養灘區關係圖.................................. 40 圖 24 剖面一 沙洲剖面變化圖................................... 42 圖 25 剖面二 沙洲剖面變化圖................................... 42 圖 26 剖面三 沙洲剖面變化圖................................... 43 圖 27 剖面四 沙洲剖面變化圖................................... 43 圖 28 剖面五 沙洲剖面變化圖................................... 43 IV.
(6) 圖 29 剖面六 沙洲剖面變化圖................................... 44 圖 30 剖面七 沙洲剖面變化圖................................... 44 圖 31 剖面八 沙洲剖面變化圖................................... 44 圖 32 剖面九 沙洲剖面變化圖................................... 45 圖 33 剖面十 沙洲剖面變化圖................................... 45 圖 34 剖面十一 沙洲剖面變化圖................................. 46 圖 35 剖面十二 沙洲剖面變化圖................................. 46 圖 36 剖面十三 沙洲剖面變化圖................................. 47 圖 37 剖面十四 沙洲剖面變化圖................................. 47 圖 38 剖面十五 沙洲剖面變化圖................................. 47 圖 39 2006 年 5 月 25 日衛星影像沙 .............................. 48 圖 40 2006 年 5 月 25 日衛星影像沙洲缺口與越洗扇位置圖 .......... 48 圖 41 2004 年冬季作用後沙洲延伸圖 ............................. 51 圖 42 2005 年冬季作用後沙洲延伸圖 ............................. 51 圖 43 2005 年冬季作用後潮口狀況圖 ............................. 54 圖 44 潮口位置與剖面位置圖 .................................... 54 圖 45 剖面二(2006 年 1 月第一次測量) ......................... 55 圖 46 剖面三(2006 年 1 月第一次測量) ......................... 55 圖 47 剖面八(2006 年 1 月第一次測量) ......................... 56 圖 48 剖面九(2006 年 1 月第一次測量) ......................... 56 圖 49 剖面四(2006 年 1 月第一次測量) ......................... 62 圖 50 剖面五(2006 年 1 月第一次測量) ......................... 62 圖 51 剖面六(2006 年 1 月第一次測量) ......................... 62 圖 52 夏季季風波場分佈圖...................................... 63 圖 53 北段沙洲北部剖面圖...................................... 64 圖 54 北段沙洲中部剖面圖...................................... 64 圖 55 北段沙洲南部剖面圖...................................... 65 V.
(7) 圖 56 南段沙洲剖面十二地形變化圖.............................. 65 圖 57 南段沙洲剖面十三地形變化圖.............................. 66 圖 58 南段沙洲剖面十四地形變化圖.............................. 66. VI.
(8) 表目錄 表 1 冬夏季優勢風向與平均風速表............................... 13 表 2 冬夏季主要波向、示性波高與週期表 ......................... 14 表 3 將軍站與安平站潮位資料表................................. 15 表 4 海側及潟湖側漲退潮流向與流速表 ........................... 15 表 5 人工養灘時間位置及施工長度表............................. 17 表 6 福衛二號衛星影像相關資料與潮位高度表 ..................... 23 表 7 2004、2005 與 2006 年冬季作用之福衛二號衛星影像潮位高度表 . 26 表 8 2005 與 2006 年夏季作用之福衛二號衛星影像潮位高度表 ....... 28 表 9 2005 與 2006 年風暴事件之福衛二號衛星影像潮位高度表 ....... 30 表 10 定量分析使用之福衛二號衛星影像潮位高度表 ................ 33 表 11 風暴事件與日平均示性波高、週期、最多波向表 .............. 59 表 12 風暴事件與日最大波高、週期、波向表 ...................... 59 表 13 風暴事件與日最多風向、平均風速表 ........................ 60. VII.
(9) 照片目錄 照片 1 2005 年海棠颱風後形成的淺潮口 .......................... 27 照片 2 2006 年珍珠颱風後養灘區出現缺口 ........................ 49 照片 3 2006 年珍珠颱風後養灘區遭波浪破壞形成缺口 .............. 49 照片 4 波浪越洗作用使沙洲潟湖側出現越洗扇 .................... 50 照片 5 風作用在沙灘上留下吹蝕的痕跡(北北東往南南西) ........ 53 照片 6 風作用下使迎風側吹蝕,背風側風影區蝕餘殘砂 ............ 53 照片 7 2005 年新潮口北側裸露無植被的橫沙丘(2006 年 1 月拍攝) . 55 照片 8 編籬內原本充填的砂料因風蝕而下凹,留下遍地貝殼 ........ 57 照片 9 固定潮口北側養灘區上覆蓋植被的沙丘 .................... 57 照片 10 西南航道正在進行淤砂抽砂的工程(2007 年 2 月) ........... 67. VIII.
(10) 第一章 緒論 第一節. 研究動機與目的. (一)研究動機 沙洲(sand bar)是充足的砂源供應及波浪、潮汐、海流等條件配合 之下,在濱海地區堆積而成的堤狀堆積地形。沙洲與陸地間若未與陸地相 連者稱為濱外沙洲(offshore bar) ,沙洲與陸地之間所圍水域則稱為潟湖 (lagoon)(石再添,1979)。 國內研究沙洲地形變動,如:張劭曾(1972)、石再添(1979)、黃重 誠(1996)等,多著重比對分析不同年代的海岸線變動,計算沙洲長度、 變動速率、潮口寬度等,很少針對影響地形變動背後的動力機制、濱線變 遷演育過程有進一步的分析和研究。 國外研究沙洲地形變動,如:Hayes(1979) 、Davis and Hayes(1984)、 Davis(1994)、Davis and FitzGerald(2004),由探討沙洲形態與潮汐、 波浪作用的關係為起點,討論沉積物供應,歸納出影響沙洲變動五大因素。 Brock et al(2004)利用雷達波進行沙洲地形動力分類,並計算不同分類 的體積變化以瞭解沙洲的演育過程。Van der Wal(1998)、Marqués et al (2001)、Bilodeau and Bourgeois(2004)、Matias et al(2005)等, 討論為了減緩海岸侵蝕、恢復沙洲保護海岸的功能,用人為力量在沙洲進 行人工養灘(beach nourishment),其所使用的沉積物粒徑大小、風砂搬 運乃至對生物的影響。整體討論面向多元且對影響地形變動背後的動力機 制探討深入。 台灣沙洲的開發與保護之相關課題存在已久,若能對影響沙洲地形變 動背後的動力機制進行探討,將能逐步釐清影響沙洲變動的因素,有助於 發展出適合的沙洲開發與保護對策。. 1.
(11) (二)研究目的 要進行沙洲地形變動動力機制研究,需選擇沙洲、潟湖功能尚健全的 海岸環境。然而自二十世紀以來,台南縣境內沙洲群在自然作用(如:河 川改道淤積)及人為作用(如:開發漁塭、鹽田)之下,大部分陸化而與 陸地連接,僅剩網子寮沙洲尚未與陸地連接,還屬真正的「濱外」沙洲, 需搭乘漁船、膠筏才能到達,相對受人為因素干擾較少,較能反應地形變 化與自然營力作用之間的關係。 加上近年來西南部洲潟海岸附近海域基礎調查增加(如:簡仲和等, 2002、2003、2004、2005a、2005b、2006;許泰文等,2003、2004、2005), 波浪、潮汐、海流、風等各項影響地形變動因子之資訊大增,若能配合地 形剖面調查,輔以高解析度且多產的福衛二號衛星影像,將能更適切了解 沙洲的地形變動、變動的動力機制及濱線變遷演育之間的關係。 因此,本研究的研究目的: 1.分析網子寮沙洲衛星影像濱線變動特性 2.實測剖面地形變動特性 3.分析濱線變動與地形變動的動力機制與關係. 2.
(12) 第二節. 文獻回顧. 有關沙洲地形變動,早先 Hayes(1979)由沙洲型態為出發,研究濱 外沙洲形態與潮汐、波浪作用的關係,以波浪能量為主的海岸環境因波浪 越洗作用(overwash)較強,越洗扇(overwash fan)較多,易生成狹窄、 細長條帶狀沙洲;以潮汐能量為主的海岸環境相對波浪越洗作用較弱,易 生成寬胖、粗短鼓槌狀沙洲。Davis and Hayes(1984)更近一步分析潮汐 與波浪,認為依據潮差、波浪能量的關係,可將濱外沙洲的海岸環境細分 為:波浪主導型、潮汐主導型和波浪潮汐混合型三種。遲至 2004 年,Davis and FitzGerald 研究沙洲的長度、寬度乃至整體地形變動,歸納總結認為 濱外沙洲地形變動是由潮差、波浪能量、沉積物供應、海平面變化趨勢及 底岩等因素所控制。 因本研究的研究期間為 2004 年 12 月至 2007 年 1 月,是針對網子寮沙 洲近五年來的近期變動,時間尺度方面僅含括三年,在海岸變遷研究上屬 於短期研究。沙洲地形變動影響因子中的潮差、海平面變化趨勢和底岩短 期內變化不大,可視為相同;波浪能量、沉積物供應則較易受外在影響而 改變。以下分別由波浪能量及沉積物供應進行文獻回顧。. (一)波浪能量 簡仲和等(2005b、2006)為了提供七股潟湖保護對策、防護工作實施 依據,乃進行地形水深測量、潮波流及漂砂的調查,提供波浪、潮汐、海 流、風等各項地形變動因子之資訊。文中提及 2005 年 6~11 月受到海棠、 泰利、龍王等強烈颱風波浪的影響,網子寮沙洲人工養灘區普遍呈現侵蝕 情形,尤其是北段沙洲中部破壞最嚴重。人工養灘區排除颱風的影響,季 節性波浪作用,以冬季平均示性波高較夏季高,地形侵淤上略呈冬季侵蝕、 夏季淤積之特性。. 3.
(13) (二)沉積物供應 沉積物供應依其來源可分成:水面以上陸域部份之風砂,及水面以下 水域部分之沿岸輸砂;整體沉積物供應充足與否亦會影響沙洲地形的變 化。因此由風砂、沿岸輸砂、沉積物供應與沙洲地形變化三方面進行文獻 回顧。. 1.風砂 石再添 (1979)研究台灣西南部嘉南洲潟海岸地形變遷,由網子寮沙洲 島上中央沙丘迎風坡向北,即使夏季西南季風盛行期間,新月丘迎風坡向 隨之改變,中央沙丘迎風坡向北的情況仍未改變,推知冬季季風較夏季季 風強,且沙洲北端為風砂砂源區,易侵蝕後退;沙洲南端為風砂堆積區, 有堆積而南移的現象。 林宗儀(2003)研究濕砂對風砂搬運的影響,發現濕砂的風砂搬運量 和風速之間未達平衡。且風砂搬運量除了受風速控制外,與可移動砂源面 積大小成正比。 Van der Wal(1998)研究荷蘭人工養灘區與非人工養灘區,風砂搬運 速率的差異,得出人工養灘區風砂搬運速率較非人工養灘區低,這是因為 人工養灘區的沉積物疏濬潟湖流道而來,含有大量的貝殼碎片和黏土,淘 選度差又膠結佳的關係。. 2.沿岸輸砂 簡仲和等(2002、2003、2004、2005a)連續多年在嘉義鰲鼓至曾文溪 口進行潮波流及輸砂調查研究,其調查結果顯示網子寮沙洲的沿岸流與沿 岸縱向輸砂方向皆由北往南,向、離岸輸砂方向則以離岸為多。 曾以帆、許泰文(2005)則根據歷年海岸線變遷資料以及歷年河川輸 砂量變化趨勢,探討台北縣八里海岸、雲林海岸、雲嘉海岸及台南海岸的 變化情形,其透過海岸變遷模式計算模擬,當河川輸砂量減少時,會造成. 4.
(14) 河川出海口附近海岸之侵蝕,反之則淤積。因此河川輸砂為影響台灣西部 海岸變遷之主要因素。 林宗儀等(2001)分析台灣西南部海岸海灘沉積物特性,認為台南縣 頂頭額沙洲附近,為西南部海岸兩個沿岸漂砂系統的分界,其北部的沉積 物來源為北邊的濁水溪及八掌溪,河川輸砂至河口後再藉由沿岸流自北往 南搬運堆積。 另外,許泰文等(2003、2004、2005)研究海岸開發後對地形變遷的 影響機制,除了進行波潮流的調查外,更蒐集濁水溪、北港溪、朴子溪、 八掌溪、急水溪、曾文溪日流量及日輸砂量資料,估算年輸砂量,並依河 川沿岸高程變化繪製河道侵淤圖。發現河砂濫採及曾文水庫的興建使河川 輸砂減少,興建漁港、海埔地等海岸開發,超抽地下水引發地層下陷,及 不當的海岸防禦工法等都會影響近岸流場,使輸砂受阻加速海岸侵蝕。. 3. 沉積物供應與沙洲地形變化 Davis(1994)指出當沉積物供應充足,沙洲高程增高,整體往海側移 動;當沉積物供應不足,則沙洲高程降低,遇極端颱風事件增強波浪能量, 易誘發波浪越洗作用,前灘沉積物穿越沙丘區形成沙丘缺口,並往潟湖內 堆積成越洗扇,加速沙洲攤平,使整體往陸側移動。. (三)人為作用 影響沙洲地型變動的因子,除了上述兩因子之外,網子寮沙洲所屬的 台南縣沙洲群,大部分皆已陸化而與陸地連接,其陸化主要是早期海埔地 開發成魚塭、鹽田的結果,近期網子寮沙洲上則曾施做人工養灘,受人為 作用影響大。. 1.海埔地開發 早期有關台灣西南部洲潟海岸的相關研究,多著眼於海埔地開發所能. 5.
(15) 帶來的經濟效益為出發,如:台灣銀行季刊第十三卷第二期台灣海埔經濟 特輯,其中張劭曾(1962)從海埔地的養護、設計施工乃至後續的海岸防風 林規劃,說明如何借重自然與人為的力量擴展海埔地。沙啟鍾(1962)研究 台灣海埔地的氣溫、雨量、地溫、風、溼度、蒸發、雲量、日照等氣象概 況,説明海埔地開發可能會遇到的水文問題與因應之道。湯麟武(1962b) 則由海埔地開發如何從規劃實地調查工作開始,資料整理及研究波浪、潮 流、沿岸流等推算方法,乃至整體計畫的設計,使其能達到預期的經濟效 益。此外,亦著墨於波浪漂砂調查研究的方法(湯麟武,1962a),以及海埔 地之洗鹽與灌溉排水方面 (金城與湯麟武,1962)。 各式海埔地調查規劃報告,如:台南海埔地調查報告(行政院海埔地開 發規劃委員會,1963)、台南海埔地規劃報告書(台灣省海埔地開發委員會, 1964)等,多圍繞著如何開發海埔地而做一系列調查。 曾以帆、許榮中(2005)研究台灣西部沿海土地開發,包括海埔地、 濱海工業區、商漁港、漁塭、廢棄物處置場等,認為海岸開發行為若未詳 細規劃評估,常會對海岸環境產生負面影響。例如:海岸結構物的不當配 置,會阻攔沿岸漂砂,造成下游海岸侵蝕。. 2.人工養灘 Matias et al(2005)認為先前在葡萄牙進行的人工養灘難以抵擋波 浪越洗事件的發生,加上有疏濬潟湖流道的需求,因此抽取含粉砂、黏土 含量較高的沉積物堆積在沙洲上,形成像沙丘般的人工沙脊;另外,也將 波浪越洗作用破壞前沙丘,在後灘堆積成越洗扇的沙子,挖取重新堆積於 被波浪越洗產生的沙丘缺口處。堆積人工沙脊後明顯減少越洗作用的發 生,但波浪侵蝕使人工沙脊出現侵蝕崖且持續後退,使養灘區越來越窄, 侵蝕速率不變的情況下養灘區最終會消失。 Marqués et al(2001)研究人工養灘應用於西班牙 Riells 海岸,發 現評估人工養灘之際,往往著重於適宜性、施工方式的影響評估,而忽略. 6.
(16) 風的影響評估,使 Riells 海岸在人工養灘之後,風砂由養灘區被搬運侵入 鄰近道路和社區。 此外,人工養灘也會影響環境生態,如 Bilodeau and Bourgeois(2004) 的研究指出人工養灘有助於修復或重建濱外沙洲,但其所使用的沉積物顆 粒粒徑大小,若與當地原始沉積物顆粒粒徑大小差異過大,會對潮間帶水 底生物群落產生不利的影響。. (四)網子寮沙洲變遷 經過 60 年代海埔地大肆開發後至 70 年代初期,張劭曾(1972)在海埔 地開發一段時間後,開始討論海埔地開發對環境的影響,尤其針對海埔地 開發後,濱外沙洲群個別變動情形予以詳細說明,其透過測繪圖套疊,確 認海岸線與砂洲島已在加速陸化中,乃提出改善之養護性海岸工程與更適 合之開發利用性海岸工程,期望能使海埔地開發完成後能達到預期經濟效 益的目標。文中提及網子寮沙洲民國 41 年(1952)及 51 年(1962)都發生出 現新潮口且潮口往南遷移的情形,民國 57 年(1968)及 58 年(1969)比較, 砂洲島亦有明顯的南移及內移現象。數年之中平行移動數百公尺,海岸地 形演變非常快速,及至 58(1969)年 12 月沙洲再次出現新潮口,且島上的 海關建築物、燈塔及水文站皆因而損毀,自從沙洲出現新潮口以及沙洲面 積逐漸縮小高程逐漸減低後,其對七股海岸的保護作用亦隨之降低。為此, 曾文海埔地北堤不得不於民國 61(1972)年實行加高工程。 石再添(1979、1980)對於沙洲島的地形變遷研究,依然著眼於海埔地 開發方面,但首次導入計量地理概念,以實察、實驗與計量方法了解臺灣 嘉南洲潟海岸濱外沙洲群的地形與沉積物粒度特性,及海岸線演變趨勢與 海埔地開發情形,提出海埔地開發的檢討與建議。在討論地形演變方面是 利用 1904、1926、1954、1973 及 1975 年出版的地形圖,比對、分析其海 岸線的變動,發現網子寮沙洲 70 年間南移 2.5km,平均每年約達 35m,是 沙洲內移速度的兩倍以上,整體而言,沙洲南段的變動情況大於北段。. 7.
(17) 黃重誠(1996)有鑑於過去海岸開發後產生海岸侵蝕、超抽地下水引發 地盤下陷、海水倒灌、地下水質鹽化等負面影響,認為應在開發前利用前 人測繪之地形資料先了解當地海岸特性,以作為日後開發與保護海岸的參 考。於探討沙洲變遷上使用 1904、1925~1926、1956~1958 及 1985~1988 年 地圖進行分析,且套疊 Landsat 和 SPOT 衛星共九張衛星影像進行分析, 發 現沙洲總長度逐年增加,潮口總寬度則隨潟湖總面積逐年減少而縮減,七 股潟湖有逐漸淤積陸化的趨勢。 吳啟南和李光炎(1995)利用衛星影像、航照分析嘉南沿海沙洲島的 變遷得知,青山港沙洲和網子寮沙洲的侵蝕情形最嚴重。 陳翰霖(1999a)認為海岸平原環境敏感,各環境要素之間的關係是互動 的,因此在研究西南部洲潟海岸與海岸平原地形變遷上,嘗試以地理學人 地關係的觀點,從宏觀的角度對台灣西南海岸平原三百多年來的地形變遷 做完整的探討。其套疊 1904、1926、1956、1975 及 1990 年地形圖進行分 析,比對曾文水庫施工前之 1965 年地形圖與曾文水庫完工後運作 15 年之 1990 年地形圖,發現曾文水庫興建後海岸侵蝕變化明顯。網子寮沙洲 1904~1990 年間往東南移動,變遷量約 800m,變遷率約 9m/yr。 林宗儀等(2007)研究外傘頂洲和網子寮汕近幾十年來的地形變遷,使 用歷史地圖、航照、衛星影像、斷面測量,發現其變遷趨勢皆是向陸遷移 且高程逐漸降低,究其原因應皆與海岸地區大規模工程建設,使自然平衡 輸砂受到干擾,引發海岸侵蝕,使沙洲島面臨消失的危機。. (五)濱線判釋技術 過去網子寮沙洲變遷研究皆是運用既有圖資,藉由濱線套疊來了解海 岸變化情形。張劭曾(1972)利用古文獻、1952~1970 年聯勤總部測量署繪 製出版之五萬分之ㄧ地形圖,探討臺南海岸自然環境受海埔地開發等經濟 建設後的影響。石再添(1979、1980)使用 1904、1926、1954、1973 及 1975 年出版的日製台灣堡圖、聯勤總部測量署繪製出版之五萬分之ㄧ地形圖、. 8.
(18) 相片基本圖,說明台灣西南部海岸線演變與海埔地開發。陳翰霖(1999a) 利用古文獻及套疊 1904、1926、1956、1975 及 1990 年出版的日製台灣堡 圖、聯勤總部測量署繪製出版之五萬分之ㄧ、二萬五千分之ㄧ地形圖、相 片基本圖,配合野外調查,研究十九世紀以來台灣西南海岸平原海岸線變 遷情形。 海岸變遷研究除了應用於台灣西部外,台灣東部亦有相關研究,如: 許民陽(1999)利用 1951、1964 及 1990 年航空照片探討花東海岸的侵蝕後 退現象;洪佩鈺等(2006)使用像片基本圖、海岸地形圖及彩色正射圖,討 論花東海岸侵蝕後退現象。 再者,隨著遙測技術的演進,利用衛星影像進行海岸變遷研究已漸漸 成為趨勢。吳啟南和李光炎(1995)利用衛星影像、航照分析嘉南沿海沙洲 島的變遷。黃重誠(1996)於探討沙洲變遷上除了使用 1904 年日本陸軍測量 部測繪之台灣堡圖集、1925~1926 年日本陸軍測量部測繪之二萬五千分之 ㄧ之台灣地形圖、1956~1958 年農林航空測量所測繪之五千分之ㄧ相片基 本圖一、二、三版,及 1985~1988 年聯勤總部測量署繪製之五萬分之ㄧ及 二萬五千分之ㄧ地形圖進行分析之外,亦使用 Landsat 和 SPOT 衛星影像。 林宗儀等(2006)應用福衛二號影像於新竹苗栗海岸變遷監測。 由上述諸多研究可知,海岸變遷所使用的圖資眾多,早期受限於圖資 來源多為軍方測繪之地形圖、海圖。隨著測量技術的進步,各式圖資增加, 如:相片基本圖套色版、經建版地形圖等,國內有關單位至今仍尚未制定 濱線繪製的標準。有關濱線的應用與限制相關研究方面,洪佩鈺(2005)以 連續性、穩定性及辨識度去討論大比例尺地圖濱線擷取的適宜性,並以台 東海岸為例。研究成果認為台東岩石海岸抗蝕力較強,海岸後退速率較低, 較不適合利用濱線進行海岸變遷的監測,若要使用則以乾溼線為濱線指標 最適宜。陳映璇(2008)探討台灣圖資在沙質濱線繪製的應用與限制,並以 白沙灣、八里海岸為例,認為經建版地形圖、相片基本圖套色版皆經過製 圖人員的判釋及繪圖,無法知道判釋參考線為何,可應用於長時距、變化. 9.
(19) 量大的研究區域之定性描述與觀察。航空照片、相片基本圖單色版及彩色 正射影像、衛星影像則適合研究者自行判釋,考量連續性、穩定性及辨識 度,認為穩定度皆低的水線及乾溼線,即便水線的連續性較乾溼線高,但 因乾溼線的判釋度較水線高,仍以乾溼線為濱線指標最適宜。 衛星影像濱線判釋方面,吳啟南和李光炎(1995) 利用衛星影像多光譜 特性,使用影像自動化分類的方式產生濱線,分析嘉南沿海沙洲島的變遷。 黃重誠(1996)使用 Landsat 和 SPOT 衛星影像,亦利用衛星影像多波段特性 自動擷取濱線,再參考拍攝時間的潮位資料及海灘斷面之平均坡度,推算 出當潮位校正至平均高潮位時的海岸線位置。林宗儀等(2006)使用人工判 釋方式擷取濱線,為了驗證人工判釋濱線能否表示實際現場狀況,乃於 2005 年 5 月 30 日進行現場濱線調查與衛星影像同步拍攝作業,其結果顯示人工 判釋成果與現場利用 GPS 實測所得的濱線大致吻合,精確度可以符合需 求,再根據衛星拍攝時間配合當時的潮位高度,即可得知濱線絕對高程。. 10.
(20) 第三節. 研究區概況. (一)網子寮沙洲的範圍 網子寮沙洲位於台南縣曾文溪口北岸七股潟湖外緣,總長約 6 公里, 寬則約數十至數百公尺不等。網子寮沙洲北側之青山港沙洲位於將軍溪出 海口南側、七股溪出海口與曾文溪出海口北側之間,受到將軍漁港與青鯤 鯓漁港西南航道興建(1991~1997 年)之影響,青山港沙洲遭截斷,其小 部分南段沙洲逐漸南移與網子寮沙洲連接,並於西南航道之間形成北潮 口;南側則隔潮口與頂頭額沙洲相鄰。 近年來沙洲出現新潮口,北潮口逐漸淤積,退潮時可由西南航道導流 堤步行至沙洲上,因此有部分研究報告將此段沙洲稱為青山港沙洲,本研 究認為不甚妥當。 因此,本研究將網子寮沙洲範圍定義為,分佈於七股潟湖外側,自青 鯤鯓漁港西南航道以南,網子寮沙洲與頂頭額沙洲間潮口以北者,皆為網 子寮沙洲(圖 1)。. (二)網子寮沙洲地形概述 網子寮沙洲外形狹窄、細長,根據 Hayes(1979)及 Davis and Hayes (1984)的研究分類,應屬於波浪潮汐混合型海岸中,波浪能量相對較強 的海岸環境。其地形上南北兩段明顯不同,北段沙洲地勢平坦低緩,海側 是沙灘灘面及海灘平台,潟湖側為潮汐灘地,其中北部有部分橫沙丘區; 中部與南部都有第六河川局為了保護沙洲自潟湖抽砂養灘,養灘區靠海側 嚴重侵蝕,形成 2m 高侵蝕陡崖。南段沙洲則有較寬的海灘及連續沙丘發 育,北部有部分養灘區,侵蝕後退亦嚴重,部分防風林有受海岸後退影響 傾倒的情形;中部靠潟湖側有一大片防風林,海側沙丘廣佈並往防風林侵 積,是整個沙洲地勢最高處;南部則是一整片連續橫沙丘。. 11.
(21) 圖 1 研究區位置與範圍圖. 12.
(22) (三)網子寮沙洲長期變動趨勢 關於網子寮沙洲長期變動趨勢。石再添(1979)的研究指出,民國 36~50 年間,沙洲南移約 500m,平均每年約 40 餘公尺。南半部向東內移約 300m, 北半部則無甚大改變。陳翰霖(1999b)的研究, 1904-1990 年網仔寮沙洲 海岸線變遷量為 800m,海岸線平均變遷率 9m/yr,移動方向為東南。曾以 帆與許泰文(2005)研究河川輸砂對海岸變遷之影響提及,1961 至 2003 年 間網子寮沙洲幾乎呈現全面侵蝕情形,平均每年侵蝕幅度約達 11 公尺, 其侵蝕率加劇的原因與河川輸砂量逐年遞減的趨勢有關。. (四)海氣象資料概況 1. 風 本海域夏季季風約發生在 4~9 月,優勢風向為 SSW,其次為 NNE,平均 風速 4.4m/sec;冬季季風約發生在 10 月至翌年 3 月,優勢風向為 NNE,平 均風速 6.3m/sec,詳見表 1 (許泰文等,2005)。 表 1 冬夏季優勢風向與平均風速表 夏季季風. 冬季季風. 發生月份. 4-9 月. 10 月至翌年 3 月. 優勢風向. SSW、NNE. NNE. 平均風速. 4.4m/sec. 6.3m/sec. 資料來源:許泰文等(2005)海岸開發後對地形變遷影響機制分析 研究(水利規劃試驗所-曾文測風站). 2.波浪 波浪方面(表 2),夏季期間(2004 年 6~7 月),主要波向為 W、WNW、 WSW,佔 96%以上,示性波高介於 50~150cm,週期約在 5.5~9.5sec 之間; 冬季期間(2004 年 12 月~2005 年 1 月),海側主要波向為 WNW、NW、NNW, 13.
(23) 佔 92.6%以上,示性波高介於 45~225cm,週期約在 5.0~8.5sec 之間,潟 湖側主要波向為 NNE、N、NE,佔 88.8%以上,示性波高介於 0~25cm,週 期約在 0~4.5sec 之間(簡仲和等,2006)。. 表 2 冬夏季主要波向、示性波高與週期表. 季節. 夏季. 主要波向. 冬季 海側. 潟湖側. W、WNW、WSW. WNW、NW、NNW. NNE、N、NE. 示性波高. 50~150cm. 45~225cm. 0~25cm. 週期. 5.5~9.5sec. 5 .0~8.5sec. 0~4.5sec. 資料來源:七股潟湖保對策研究(簡仲和等,2006). 3.潮汐 潮汐方面(表 3) ,網子寮附近潮位站有:經濟部水利署設置的將軍潮 位站及高雄港務局早期設置的安平站,將軍站(1979~2001)最高高潮位為 1.52m,平均高潮位為 0.76m,平均潮位 0.24m,平均低潮位為-0.27m,最 低低潮位為-1.12m,平均潮差為 1.03m;安平站(1979~1993)最高高潮位 為 1.30m,平均高潮位為 0.49m,平均潮位為 0.20m,平均低潮位為-0.08m, 最低低潮位為-0.84m,平均潮差為 0.57m(許泰文等,2005、簡仲和等, 2006)。. 14.
(24) 表 3 將軍站與安平站潮位資料表 將軍站. 安平站. 年份. (1979~2001). (1979~1993). 最高高潮位. 1.52m. 1.30m. 平均高潮位. 0.76m. 0.49m. 平均潮位. 0.24m. 0.20m. 平均低潮位. -0.27m. -0.08m. 最低低潮位. -1.12m. -0.84m. 平均潮差. 1.03m. 0.57m. 資料來源:海岸開發後對地形變遷影響機制分析研究(許泰文等, 2005) 七股潟湖保護對策研究(簡仲和等,2006) 經濟部水利署-將軍站. 高雄港務局-安平站. 4. 潮流 潮流方面(表 4) ,海側主要流向約與海岸線平行,漲潮往 NNE 方向為 主,退潮時則以 SSW 方向為多,夏季(2004 年 6~7 月)流速介於 0~75cm/sec 間,漲潮略大於退潮,冬季(2004 年 12 月~2005 年 1 月)流速介於 0~77cm/sec 間,退潮略大於潮漲;潟湖側流向較無規律性,流速明顯偏小,介於 0~15 cm/sec 間,且季節性、漲退潮差異不大(簡仲和等,2006)。 表 4 海側及潟湖側漲退潮流向與流速表 海側. 潟湖側. 漲潮方向. 往 NNE. 退潮方向. 往 SSW. 較無規律. 季節. 夏季. 冬季. 不分季節. 流速. 0~75cm/sec. 0~77cm/sec. 0~15cm/sec. 15.
(25) 資料來源:七股潟湖保護對策研究(簡仲和等,2006 研究單位自行設站). 5.沿岸流優勢方向與海岸漂砂 由風、波浪所引起之沿岸流均呈現由北往南之走向,漂砂優勢方向係 由北往南,與海岸線平行。漂砂輸砂方向與海岸的關係,又可分為將沉積 物帶向海岸的向岸輸砂、將沉積物帶離海岸的離岸輸砂,及沒有將沉積物 帶向或帶離海岸的沿岸輸砂。在水深 0~-5m 處,夏季(2004 年 7 月)漲潮 時以沿岸輸砂為主,離岸輸砂次之;退潮時以離岸輸沙為主,沿岸輸砂次 之。冬季(2005 年 1 月)漲潮時以向岸輸砂為主,沿岸輸砂次之;退潮時 以沿岸輸沙為主,離岸輸砂次之。因此,網子寮沙洲海側漂砂優勢方向為 由北往南。漂砂輸砂方向除局部地區之有向岸輸砂外,大部份區域多以離 岸輸砂居多(簡仲和等,2006)。. (五)人工養灘的時間、位置 網子寮沙洲自 58(1969)年 12 月出現新潮口後,沙洲面積逐漸縮小高 程逐漸減低後,其對七股海岸的保護作用亦隨之降低,為此,曾文海埔地 北堤不得不於民國 61(1972)年實行加高工程 (張劭曾,1972)。林宗儀(2001) 的研究指出,網子寮沙洲於 1999 年 10 月初颱風後出現二道新潮口,至 2001 年 7 月這二道潮口合併成一寬潮口,其認為應與沿岸漂砂砂源受到人工結 構物阻隔無法補給有關。簡仲和等(2006)研究中特別說明第六河川局為了 減緩網子寮沙洲高程逐漸降低、海岸持續後退,七股潟湖水道淤淺、陸化 的情形,於展開七股潟湖保護對策研究(2005、2006 年)之前的 2001~2004 年間,即先進行抽砂養灘的工作。其抽取潟湖內側或西南航道內淤沙回填 至沙洲上,並編籬定砂以提高、增加沙洲的高度與寬度,因此在後續研究 中稱之為「人工養灘」 、 「抽砂養灘」或「編籬定砂工法」 。本研究統一稱之 為「人工養灘」,並說明如下。 網子寮沙洲人工養灘工作自 2001 年以來共分四次進行,如:表 5。第. 16.
(26) 一次人工養灘是於 2001 年 11 月~2002 年 4 月網子寮沙洲南段北部開始, 施工長度 640m;第二次人工養灘於 2003 年 4 月~9 月,網子寮沙洲北段南 部,施工長度 1200m;第三次人工養灘於 2004 年 4 月~7 月,接續第二次人 工養灘處往北施作,位於網子寮沙洲北段中部,施工長度 620m;第四次養 灘於 2006 年 10 月~2007 年 3 月,其是在第三次人工養灘處東邊潟湖側再 次施作,施工長度 650m,因此,網子寮沙洲共歷經四次人工養灘,前三次 人工養灘除小部分重疊外大部分是由南往北堆置在不同位置上,第四次人 工養灘的位置與走向則明顯與前三次不同,其位於第三次人工養灘東側 (圖 2)。 表 5 人工養灘時間位置及施工長度表 日期. 位置. 施工長度. 第一次人工養灘. 2001 年 11 月~2002 年 4 月. 南段北部. 640m. 第二次人工養灘. 2003 年 4 月~9 月. 北段南部. 1200m. 第三次人工養灘. 2004 年 4 月~7 月. 北段中部. 620m. 第四次人工養灘. 2006 年 1 月~2007 年 3 月. 北段中部. 650m. 本研究的研究期間為 2006 年 1 月~2007 年 2 月,即於第三次人工養灘 完成後兩年至第四次人工養灘施工將近完成的期間。. 17.
(27) 圖 2 網子寮沙洲人工養灘區位置圖. 18.
(28) 第四節. 研究概念與流程. 本研究是要了解沙洲地形變動與地形變動的動力機制與關係。其中, 沙洲的地形變動可從水平位置變動與垂直高程變化來探討;沙洲地形變動 的動力機制則和影響沙洲地形變動的因子有關。沙洲的形成與沙洲地形變 動影響因子包含:潮差、波浪能量、沉積物供應、海平面變化趨勢和底岩 (Davis and FitzGerald,2004)。除了上述因子外,本研究區曾進行人工 養灘,且網子寮沙洲所屬的台南縣沙洲群,大部分受海埔地開發成魚塭、 鹽田的影響陸化,因此前述地形變動影響因子應再加上「人為作用」這個 因子。 因本研究的研究期間僅三年屬於短期研究。沙洲地形變動影響因子中 的潮差、海平面變化趨勢和底岩短期內變化不大,可視為相同而不討論; 波浪能量、沉積物供應與人為作用則較易受外在影響而改變。 以下為本研究的研究概念圖(圖 3):. 圖 3 研究概念圖. 19.
(29) 本研究之主要概念與作法如流程圖所示(圖 4):. 圖 4 研究流程圖. 20.
(30) 第五節. 研究方法. 本研究欲藉由沙洲地形的水平位置變動與垂直高程變化,配合海氣、 象資料,以探討沙洲地形變動與地形變動的動力機制與關係。因此研究方 法有以下的設計。. 一、文獻、資料蒐集 (1)蒐集國內外有關濱外沙洲的文獻,並加以評讀與應用。 (2)蒐集網子寮沙洲地區 2004 年至 2007 年的潮位、波浪、風、沿岸流方 向等資料,及颱風等突發事件的規模、影響範圍。 (3)蒐集網子寮沙洲 2004 年至 2007 年福衛二號衛星影像。. 二、福衛二號衛星影像濱線套疊分析 利用 ArcGIS 數化 2004 年至 2007 年網子寮沙洲福衛二號衛星影像,取 得網子寮沙洲濱線位置,配合潮位依冬、夏季節、風暴事件前後、年與年 套疊,藉以分析濱線前進與後退,以了解網子寮沙洲水平位置變動的過程。. 三、沙洲剖面測量 在網子寮沙洲地形易變動處劃設剖線,每一條剖線與台灣海峽側海岸 線垂直。在 2006 年 1 月、7 月及 2007 年 2 月測量,以取得冬、夏季節沙 洲剖面變動情形。套疊同地不同時多次沙洲剖面測量,可了解網子寮沙洲 垂直高程地形變化及侵淤情形。. 四、實地觀察 實地勘察網子寮沙洲,觀察、紀錄、描述具有特殊意義的地形景觀, 並配合福衛二號衛星影像,檢核、驗證衛星影像與實際地貌之間的關係, 以減少應用衛星影像時發生誤用的機會。 21.
(31) 五、綜合分析 將福衛二號衛星影像濱線套疊分析結果,與沙洲剖面測量分析結果, 配合所蒐集之海、氣象資料,一同探討網子寮沙洲地形變動與地形變動的 動力機制與關係。. 22.
(32) 第二章 福衛二號衛星影像濱線套疊分析 本研究共蒐集自 2004 年 12 月至 2007 年 6 月,福衛二號衛星影像黑白 及彩色影像共 16 張(黑白 13/彩色 3)(表 6)。黑白衛星影像與彩色衛星 影像空間解析度不同,黑白衛星影像 2m;彩色衛星影像 8m(太空及遙測研 究中心,2008/12/28 瀏覽),因此,數化衛星影像濱線,進行沙洲水平變 遷分析,以黑白衛星影像為主;彩色衛星影像則做為輔助檢核之用。 表 6 福衛二號衛星影像相關資料與潮位高度表 解析度(m) 將軍站潮位高度(m). 年. 月. 日. 黑白/彩色. 2004. 12. 9. 黑白. 2. 0.347. 6. 9. 黑白. 2. 0.806. 7. 23. 黑白. 2. 1.005. 9. 4. 黑白. 2. 0.978. 9. 20. 黑白. 2. 0.637. 10. 18. 黑白. 2. 0.951. 2. 5. 黑白. 2. -0.146. 5. 20. 黑白. 2. 0.174. 5. 25. 黑白. 2. 0.889. 1. 31. 黑白. 2. 0.233. 1. 31. 彩色. 8. 0.233. 2. 28. 黑白. 2. 0.665. 3. 2. 彩色. 8. 0.607. 4. 19. 黑白. 2. 0.807. 4. 19. 彩色. 8. 0.807. 4. 28. 黑白. 2. 0.613. 2005. 2006. 2007. 23.
(33) 再者,福衛二號衛星通過台灣上空進行影像拍攝之時間大約於 120˚E 中央標準時間早上九點四十分(太空及遙測研究中心,2008/12/28 瀏覽)。 每次拍攝時的潮位高度隨著潮汐變化皆不同,而洲潟海岸又是個海灘坡度 小,濱線位置容易受潮位高度的影響而改變的環境,因此衛星影像濱線套 疊比較需配合潮位進行分析(林慶偉等,2005)。 本研究以交通部中央氣象局海象中心,將軍潮位站之潮位逐時月報表 為準,若缺乏潮位高度紀錄者,則參考潮位預報資料以數值內插方式補齊, 且為了後續能與實測剖面比較分析,乃進一步將潮位資料校正為地形絕對 高程。 每一張衛星影像拍攝當時的潮位高度有可能相同亦可能不同。將濱線 變動與潮位的關係分為:. 1.定量分析:當潮位高度相同時,濱線套疊可得不同影像時間間隔內 濱線的實際變動量,稱為定量分析。 2.定性分析:當潮位高度不同時,濱線套疊無法得到濱線的實際變動 量,僅能推估海岸侵淤變化相對趨勢,則稱為定性分析。. 例如:後期且潮位高度較低的濱線套疊後理論上應出現在外海側,若 反而出現在內陸側,表示此處海岸處於侵蝕狀態;相反的,後期且潮位高 度較高的濱線套疊後理論上應出現在內陸側,若反而出現在外海側,則表 示此處海岸有淤積情形。詳情請見下圖(圖 5):. 24.
(34) 圖 5 潮位高度、定性/定量分析、地形變化與濱線位置關係圖. 第一節. 濱線套疊定性分析. 任兩張潮位高度不同的衛星影像即可進行定性分析,然而每張衛星影 像拍攝的季節不盡相同,拍攝日期前後有無特殊天氣狀況…等,濱線變動 所代表的意義皆不同。因此,本研究將 16 張衛星影像依季節、風暴事件概 分為:冬季作用結果、夏季作用結果及風暴事件三方面來討論。. (一)冬季作用 從 16 張衛星影像中挑選出當年度夏季作用後的第一張衛星影像,與下 一年度夏季作用之前的最後一張衛星影像,代表冬季作用盛行與夏季作用 尚未開始之前的情形,濱線套疊分析可反應冬季作用後的結果。ㄧ個年度 的夏季作用在此定義為當年度影響研究區的第一個颱風至最後一個颱風期 25.
(35) 間。 總共挑選出三組,為 2004 年 12 月 9 日與 2005 年 6 月 9 日、2005 年 10 月 18 日與 2006 年 2 月 5 日,及 2007 年 1 月 31 日與 2007 年 4 月 19 日 黑白衛星影像進行分析(表 7),分別代表 2004 年、2005 年及 2006 年。 表 7 2004、2005 與 2006 年冬季作用之福衛二號衛星影像潮位高度表. 1. 2. 3. 年. 月. 日. 將軍站潮位高度(m). 2004. 12. 9. 0.347. 2005. 6. 9. 0.806. 2005. 10. 18. 0.951. 2006. 2. 5. -0.146. 2007. 1. 31. 0.233. 2007. 4. 19. 0.807. 代表年度 2004. 2005. 2006. 圖 7 2005 年冬季作用濱線套疊圖. 圖 6 2004 年冬季作用濱線套疊圖 26.
(36) (圖 6)與 2005 年(圖 7)冬季作用結果可發現不論北段和南段沙洲,都 有往南延伸的現象。其中 2005 年(圖 7)北段沙洲新潮口呈現閉合狀態 (2006 年 01 月考察可步行通過(照片 1)) ,北段與南段沙洲間固定潮口其 北岸往南延伸的同時南岸往南後退,使整個潮口位置往南遷移。. 照片 1 2005 年海棠颱風後形成的淺潮口. 2006 年(圖 8)結果因兩張衛星影像僅間隔不到三個月,沙洲往南延 伸現象不明顯,短期內形態變化不大。. 27.
(37) 圖 8 2006 年冬季作用濱線套疊圖 (二)夏季作用 從 16 張衛星影像中挑選出當年度夏季作用前的最後一張衛星影像,與 夏季作用之後的第一張衛星影像,代表夏季作用盛行與結束之間的情形, 濱線套疊分析可反應夏季作用後的結果。 總共挑選出二組,為 2005 年 6 月 9 日與 2005 年 10 月 18 日及 2006 年 2 月 5 日與 2007 年 1 月 31 日黑白衛星影像進行分析(表 8) ,分別代表 2005 年及 2006 年。 表 8 2005 與 2006 年夏季作用之福衛二號衛星影像潮位高度表. 1. 2. 年. 月. 日. 將軍站潮位高度(m). 2005. 6. 9. 0.806. 2005. 10. 18. 0.951. 2006. 2. 5. -0.146. 2007. 1. 31. 0.233 28. 代表年度 2005. 2006.
(38) (圖 9)、2006 年(圖 10)濱線套疊,可看到沙洲北段都產生新潮口,新 潮口附近及北段沙洲南端都往東移動。. 圖 9 2005 年夏季作用濱線套疊圖. 圖 10 2006 年夏季作用濱線套疊圖. 综合上述,冬季作用後的結果整體形態上變化不大;夏季作用後的結 果常在北段沙洲產生新潮口。因此,夏季作用是沙洲形態變化的主因,以 下就夏季作用期間的風暴事件進一步分析。. (三)風暴事件 從 16 張衛星影像中挑選出颱風作用前的最後一張衛星影像,與颱風作 用之後的第一張衛星影像,代表颱風作用前後的情形,濱線套疊分析可反 應颱風作用後的結果。 總共挑選出五組,為 2005 年 6 月 9 日與 2005 年 7 月 23 日、2005 年 7 月 23 日與 2005 年 9 月 4 日、2005 年 9 月 4 日與 2005 年 10 月 18 日、2006 29.
(39) 年 2 月 5 日與 2006 年 5 月 25 日,及 2006 年 5 月 25 日與 2007 年 1 月 31 日黑白衛星影像進行分析(表 9),以下分 2005 年及 2006 年討論。. 表 9 2005 與 2006 年風暴事件之福衛二號衛星影像潮位高度表. 1. 2. 3. 4. 5. 颱風. 年. 月. 日. 將軍站潮位高度(m). 2005. 6. 9. 0.806. 2005. 7. 23. 1.005. 2005. 7. 23. 1.005. 2005. 9. 4. 0.978. 2005. 9. 4. 0.978. 2005. 10. 18. 0.951. 2006. 2. 5. -0.146. 2006. 5. 25. 0.889. 2006. 5. 25. 0.889. 碧利斯、凱. 2007. 1. 31. 0.233. 米、寶發. 代表年度. 海棠. 珊瑚、泰利. 2005. 龍王. 珍珠 2006. 1.2005 年風暴事件 2005 年共有海棠颱風、珊瑚和泰利颱風、龍王颱風三組風暴事件。海 棠颱風(圖 11)在北段沙洲形成 2005 年新潮口,除了新潮口附近有往潟 湖移動後退情形,其餘無太大變化。珊瑚、泰利颱風後(圖 12),2005 年 新潮口往北延伸近乎閉合,南北段沙洲間固定潮口南岸亦有往北延伸的情 形。北段沙洲潟湖側產生越洗扇。龍王颱風後(圖 13),珊瑚、泰利颱風 後閉合潮口受龍王颱風影響而有擴大的情形。. 30.
(40) 圖 11 海棠颱風前後濱線套疊圖. 圖 12 珊瑚、泰利颱風前後濱線套疊 圖. 圖 13 龍王颱風前後濱線套疊圖 31.
(41) 2.2006 年風暴事件 2006 年則有珍珠颱風、碧利斯與凱米和寶發颱風兩組風暴事件。珍珠 颱風後(圖 14),在北段沙洲 2005 年新潮口的南部產生 2006 年新潮口, 潮位高度達 0.889m 時,北段沙洲北部僅剩三小塊,高程下降嚴重。碧利斯、 凱米、寶發颱風後(圖 15),台南縣政府於 2006 年 9 月底在 2006 年新潮 口進行第四次人工養灘,2007 年 1 月衛星影像已可見新養灘區。新養灘區 以南海側有嚴重後退情形。. 圖 14 珍珠颱風前後濱線套疊圖. 圖 15 碧利斯、凱米、寶發颱風前後 濱線套疊圖. 3.風暴事件的影響 (1)風暴事件大部分會產生、擴大潮口,亦可能使潮口閉合,是沙洲形 態變化的主因。 (2)風暴事件對沙洲海側的影響大於潟湖側。 (3)整體而言,北段沙洲較易受風暴事件影響。 32.
(42) 第二節. 濱線套疊定量分析. 衛星影像濱線套疊定量分析,是為了瞭解不同影像時間間隔內,濱線 的實際變動量,因此應選擇潮位高度相同者進行比較才具意義。然而在衛 星拍攝時間限制下,衛星影像潮位高度很難相同,再者每張衛星影像估計 誤差約 15m,在灘面坡度 1/400 的情況下,潮位高度相差 3cm 以內都在估 計誤差內,因此將潮位高度差於 3cm 以內者視為潮位高度相同,並進行濱 線套疊定量分析。 由本研究自 2004 年 12 月至 2007 年 6 月蒐集的 16 張黑白及彩色福衛 二號衛星影像中,選出潮位高度相差 3cm 以內的 2005 年 7 月 23 日與 9 月 4 日、2005 年 9 月 4 日與 10 月 18 日,及 2005 年 6 月 9 日與 2007 年 4 月 19 日黑白衛星影像共三組(表 10)進行定量分析。 表 10 定量分析使用之福衛二號衛星影像潮位高度表. 1. 2. 3. 將軍站潮位. 潮位高度. 高度(m). 差(cm). 年. 月. 日. 2005. 7. 23. 1.005. 2005. 9. 4. 0.978. 2005. 9. 4. 0.978. 2005. 10. 18. 0.951. 2005. 6. 9. 0.806. 2007. 4. 19. 0.807. 2.7. 2.7. 0.1. 代表意義 珊瑚、泰利颱風 影響 龍王颱風影響 2005 年與 2007 年 變動. 選定適合定量分析的衛星影像之後,在網子寮沙洲左側畫出一條參考 基準線,沿著參考基準線,由北往南擷取與參考基準線垂直且間距 200m 之 平行線(圖 16),數化濱線與參考基準線之間的距離隨時間不同而改變, 擷取數化濱線與參考基準線之間距離變動量資料,可畫出沿著參考線的侵 33.
(43) 淤變化量圖。. 圖 16 參考基準線示意圖. (一)珊瑚、泰利颱風影響 珊瑚、泰利颱風之後,海側、潟湖側濱線絕大部分呈現濱線前進情形 (圖 17) 。3.4 公里及 6.4 公里處仍維持潮口狀態,0.8 公里及 3.6 公里處 皆由潮口轉變成非潮口。去除潮口干擾,網子寮沙洲海側北段平均前進 24.81m,南段平均前進 23.32m,南、北段沙洲前進量相當;潟湖側北段平 均前進 34.54m,淤積量大,南段平均前進 6.80m,小於估計誤差,可視為 無變化。 整體而言網子寮沙洲在珊瑚、泰利颱風風暴事件後,2005 年新潮口閉 合,南、北段沙洲間固定潮口往北延伸,北段沙洲海側與潟湖側皆呈現濱 線前進情形;南段沙洲則呈現海側濱線前進,潟湖側無顯著變化的情形。 34.
(44) Lagoon. Sea -100. 0. 100 -100. 0. 0.0. 0.0. 0.2. 0.2. 0.4. 0.4. 0.6. 0.6. 0.8. 0.8. 1.0. 1.0. 1.2. 1.2. 1.4. 1.4. 1.6. 1.6. 1.8. 1.8. 2.0. 2.0. 2.2. 2.2. 2.4. 2.4. 2.6. 2.6. 2.8. 2.8. 3.0. 3.0. 3.2. 3.2. 3.4. 3.4. 3.6. 3.6. 3.8. 3.8. 4.0. 4.0. 4.2. 4.2. 4.4. 4.4. 4.6. 4.6. 4.8. 4.8. 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4. 100. 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4. 圖 17 珊瑚、泰利颱風濱線變化圖 (二)龍王颱風影響 龍王颱風之後,海側、潟湖側濱線大部分呈現後退情形(圖 18),除 了 3.4 公里處仍維持潮口狀態,3.4 公里潮口南岸 3.6 公里由非潮口轉變 成潮口。6.4 公里處由潮口轉變成非潮口。0.8 公里處在珊瑚、泰利颱風後 閉合的潮口,龍王颱風後有海側後退,潟湖側前進的情形。. 35.
(45) Sea -200. -100. 0. Lagoon 100 -100. 0. 0.0. 0.0. 0.2. 0.2. 0.4. 0.4. 0.6. 0.6. 0.8. 0.8. 1.0. 1.0. 1.2. 1.2. 1.4. 1.4. 1.6. 1.6. 1.8. 1.8. 2.0. 2.0. 2.2. 2.2. 2.4. 2.4. 2.6. 2.6. 2.8. 2.8. 3.0. 3.0. 3.2. 3.2. 3.4. 3.4. 3.6. 3.6. 3.8. 3.8. 4.0. 4.0. 4.2. 4.2. 4.4. 4.4. 4.6. 4.6. 4.8. 4.8. 5.0. 5.0. 5.2. 5.2. 5.4. 5.4. 5.6. 5.6. 5.8. 5.8. 6.0. 6.0. 6.2. 6.2. 6.4. 6.4. 100. 圖 18 龍王颱風濱線變化圖 去除潮口干擾,網子寮沙洲海側北段平均後退 45.34m,南段平均後退 27.48m,海側北段沙洲後退量顯著大於南段沙洲;潟湖側北段平均後退 11.34m,南段平均後退 8.87m,潟湖側南、北段沙洲後退量大致相同,因 後退量小於估計誤差量,可視為無變化。. 36.
(46) 整體而言,網子寮沙洲在龍王颱風風暴事件後,閉合潮口擴大且往潟 湖推進,海側明顯後退且以沙洲北段較嚴重。. Lagoon. Sea -200. -100. 0. 100. 0.0. 0.0. 0.2. 0.2. 0.4. 0.4. 0.6. 0.6. 0.8. 0.8. 1.0. 1.0. 1.2. 1.2. 1.4. 1.4. 1.6. 1.6. 1.8. 1.8. 2.0. 2.0. 2.2. 2.2. 2.4. 2.4. 2.6. 2.6. 2.8. 2.8. 3.0. 3.0. 3.2. 3.2. 3.4. 3.4. 3.6. 3.6. 3.8. 3.8. 4.0. 4.0. 4.2. 4.2. 4.4. 4.4. 4.6. 4.6. 4.8. 4.8. 5.0. 5.0. 5.2. 5.2. 5.4. 5.4. 5.6. 5.6. 5.8. 5.8. 6.0. 6.0. 6.2. 6.2. 6.4. 6.4. 圖 19 2005 年與 2007 年濱線變化圖. 37. -100. 0. 100. 200. 300.
(47) (三)2005 年與 2007 年變動 2005 與 2007 年比較(圖 19) ,海側與潟湖側變化趨勢不同。海側濱線 普遍呈現後退;潟湖側濱線則呈現前進情形。1.0 公里與 1.2 公里間出現 新潮口,3.4 公里處由潮口轉變成非潮口,有往南延伸情形。3.6 公里處則 由非潮口轉變成潮口,有往南後退情形。 去除潮口干擾,海側呈現全面後退情形,且北段沙洲後退(90.03m) 量為南段沙洲(18.47m)的五倍。潟湖側普遍呈現前進情形,北段沙洲 (88.25m)前進量為南段沙洲(2.48m)的三十倍以上。 整體而言,網子寮沙洲移動速度南、北段不一致,北段沙洲不論在海 側後退量或潟湖側前進量皆比南段沙洲大,變化劇烈;南段沙洲海側與潟 湖側皆呈現前進、後退互現情形,整體變化小。. 38.
(48) 第三章 沙洲剖面實測分析 沙洲受到水力、風力等自然營力影響,會做相對應的適應調整。進行 沙洲剖面測量,可以反應測量當時的營力狀況與沙洲形貌,而不同測量時 間的相互比較,更可以顯示沙洲高程變化,進而瞭解在不同時間沙洲的侵 淤情形。 因研究區範圍廣大,為了完整呈現沙洲剖面,部分地區需穿越防風林, 選擇地形易變動處設置剖線,剖線盡量與台灣海峽側海岸線垂直。為了方 便定位及水準測量,在每條剖線上皆設置三個參考木樁。施測時間盡量選 擇在低潮時段進行。研究期間為 2006 年 1 月至 2007 年 2 月,共針對 15 條 剖面分別測量三次,以比較冬、夏季沙洲地形變化。佈樁及第一次沙洲剖 面測量於 2006 年 1 月 18~23 日進行,第二次測量於 2006 年 7 月 2~6 日完 成,第三次測量於 2007 年 2 月 4-7 日實施。 本研究採用內政部地政司衛星測量中心所設之點號 S361 西土城子二 等衛星控制點,利用 GPS 衛星定位系統定位木樁;高程系統則引自 G075 後港派出所一等一級水準點。沙洲剖面水準測量,乃使用電子經緯儀,沿 著前、中、後三根木樁做剖面測量,蒐集剖面長度與高程資料,爾後利用 Microsoft excel 繪製。為了方便表示,所繪製出來的每一張剖面圖中的 比例尺不盡相同。 沙洲剖面三次測量剖線位置與環境狀況,請參考圖 20、圖 21、圖 22。 其中第二次測量時(圖 21) ,剖面六成為 2006 年新潮口無法測量,剖面七 為第二次測量時新增。剖線位置與養灘區的關係請見圖 23。 再者因受颱風事件影響,沙洲隨之遷移變動,若原先設置之木樁不見 者,利用 GPS 找尋原始樁點,重新打樁施測。若原先設置木樁位置已在海 中,則沿著原先設置之剖線方向延伸至沙洲上,補打新木樁再行施測。. 39.
(49) 圖 20 第一次測量剖線位置示意圖. 圖 21 第二次測量剖線位置示意圖. 圖 22 第三次測量剖線位置示意圖. 圖 23 剖線位置與養灘區關係圖. 40.
(50) 第一節. 北段沙洲. 剖面一(圖 24),因位於堤後,海側在三次測量都沒有前進或後退的 情形;潟湖側珍珠颱風後的 7 月測量,往東延伸 30m,2007 年 2 月測量後 退約 10m。三次測量形態上無顯著變化,皆為潮汐灘地,絕對高程則持續 下降(不足 1m 降至不足 0.5m)。 剖面二~五(圖 25~圖 28) ,在 2006 年 1 月測量時,剖面二、三海側有 橫沙丘,剖面四有低矮沙丘,剖面五則為平緩灘地。珍珠颱風後 7 月測量, 剖面二~五海側皆侵蝕後退,平均後退 75m;潟湖側皆往潟湖延伸,平均前 進 124m,整體高程下降,尤其剖面二、三橫沙丘消失。2007 年 2 月,剖面 二、四、五海側平均前進 59m,僅剖面三後退 23m;潟湖側剖面二、三後退 平均 59m,與海側前進量相當,剖面四無顯著變化,剖面五則往潟湖延伸 約 11m。三次測量絕對高程持續下降,剖面三下降最多(3m 下降至 1m 以下) , 剖面二下降至不足 2m,但已是所有剖面中稍高者,整體平均下降至 1m 左 右。 剖面六(圖 29),位於第三次養灘範圍內(2004 年 4~7 月),至 2006 年 1 月養灘區已嚴重侵蝕,總寬度 60m 是 1 月測量時整個沙洲的最窄處, 高程達 2m 以上者僅 20m 寬。珍珠颱風後在 7 月測量,已成為 2006 年新潮 口的一部分而無法測量。2007 年 1 月測量時,因在第四次人工養灘區的最 末端尚未完工,養灘區上泥濘不堪無法架設測量儀器,故放棄測量。 剖面七(圖 30),2006 年 1 月沒有測量,是在 7 月測量時加測的。其 位在第三次與第二次(2003 年 4~9 月)養灘區交界附近。珍珠颱風後養灘 區侵蝕嚴重,僅在靠海側留下一高 0.5m 侵蝕小崖,隱約可見養灘區範圍, 整體絕對高程不足 2m。2007 年 1 月,在原養灘區的以東約 50m 處進行第四 次人工養灘,測量時尚未完工,但可見新養灘區的絕對高程將在 2m 以上。 剖面八~十(圖 31~圖 33),剖面八、九位於第二次人工養灘內,剖面 十則不在養灘區內。2006 年 1 月測量時,剖面八、九養灘區完整,其上沙. 41.
(51) 丘遍佈,絕對高程最高可達 4m,剖面十亦沙丘廣佈,絕對高程最高可達 3m。 7 月測量時,剖面八~十海側平均後退 23m,潟湖側平均前進 32m,整體往 東移,高程平均下降 1m,剖面八、九潟湖側有淤高的情形。2007 年 2 月測 量,剖面八海側後退嚴重,第四次養灘區在原本的養灘區東邊 25m 處施作, 測量時尚未完工,其最高處已達 3m。剖面九海側後退 40m,施工單位使用 海事布袋堆積成約 1m 土堤,並在堤後潟湖側堆沙高達 3m。剖面十海側、 潟湖側皆前進,整體寬度比 2006 年 1 月測量時寬,沙丘綿延。. 剖面一. 2. 垂 直1 高 差( 0 m) -150 -1. -100. -50. 0. 2006.01. 50. 100. 150. 200. 水平距離(m) 水平距離 (m) 2006.07 2007.02. 圖 24 剖面一 沙洲剖面變化圖. 4 垂3 直 高2 差( 1 m) 0 -1-150. 剖面二. -100. -50. 0 2006.01. 50 100 150 水平距離(m) 水平距離 (m) 2006.07 2007.02. 圖 25 剖面二 沙洲剖面變化圖. 42. 200. 250. 300.
(52) 垂 4 直 3 高 2 差( 1 m) 0 -1-100. 剖面三. -50. 0. 50. 100 150 200 水平距離(m) 水平距離 (m) 2006.01 2006.07 2007.02. 250. 300. 350. 250. 300. 圖 26 剖面三 沙洲剖面變化圖. 垂4 直3 高 差( 2 m) 10 -100. 剖面四. -50. 0. 50 2006.01. 100 150 水平距離(m) 水平距離 (m) 2006.07 2007.02. 200. 圖 27 剖面四 沙洲剖面變化圖. 垂4 直3 高 差( 2 m) 10 -100. 剖面五. -50. 0 2006.01. 50 100 水平距離(m) 水平距離 (m) 2006.07 2007.02. 圖 28 剖面五 沙洲剖面變化圖. 43. 150. 200.
(53) 垂4 直3 高2 差( 1 m) 0. 剖面六. -50. 0. 水平距離(m) 水平距離(m) 2006.01. 50. 100. 圖 29 剖面六 沙洲剖面變化圖. 垂4 直3 高2 差( 1 m) 0 -1-100. 剖面七. -50. 0. 50 水平距離(m) 水平距離 (m) 2006.07 2007.02. 100. 150. 200. 圖 30 剖面七 沙洲剖面變化圖. 垂 54 直 高3 差( 2 1 m) 0 -100. 剖面八. -50. 0 2006.01. 50 水平距離(m) (m) 水平距離 2006.07 2007.02. 圖 31 剖面八 沙洲剖面變化圖. 44. 100. 150.
(54) 剖面九. 垂 54 直 3 高 2 差( 1 m) -10-100 -2. -50. 0 2006.01. 50. 100. 150. 水平距離(m) 水平距離 (m) 2006.07 2007.02. 圖 32 剖面九 沙洲剖面變化圖. 垂4 直3 高 差( 2 m) 10 -200. 剖面十. -150. -100. -50 0 50 水平距離(m) 水平距離 (m) 2006.01 2006.07 2007.02. 100. 150. 圖 33 剖面十 沙洲剖面變化圖. 第二節. 南段沙洲. 剖面十一(圖 34),位於第一次(2001 年 11 月~2002 年 4 月)人工養 灘區內。2006 年 1 月測量,沙丘堆積其上但絕對高程不足 2m。7 月測量, 海側後退 30m,潟湖側前進 30m,整體往東移動。2007 年 2 月測量,其整 體形態與 7 月測量時大致相同,海側高程稍降,潟湖側則稍增。 剖面十二、十三(圖 35、圖 36) ,皆穿越防風林,2006 年 1 月測量時, 在沙洲中央防風林左邊靠海側皆有一個 5m 高的大沙丘。7 月測量時,中央 45.
(55) 大沙丘都往防風林內侵積移動,海側高程皆下降,其中剖面十二海側後退 25m,潟湖側則堆高。2007 年 2 月測量,中央大沙丘堆積增高至 6m,剖面 十三海側及潟湖側高程都有上升情形。 剖面十四、十五(圖 37、圖 38) ,其中剖面十四穿越防風林末端。2006 年 1 月測量時,兩者皆沙丘遍佈。珍珠颱風後 7 月測量,剖面十四海側前 進約 40m,潟湖側亦後退 40m,整體向西移動,絕對高程與 1 月測量時相當; 剖面十五則高程整體上升 2m。2007 年 2 月測量,剖面十四潟湖側前進 50m, 整體高程再度提升;剖面十五則高程稍降,但往海側前進 90m,潟湖側則 前進 20m。. 剖面十一. 垂 43 直 高2 差( 1 m) 0 -1-100. -50. 0 2006.01. 50. 水平距離(m) 水平距離 (m) 2006.07 2007.02. 100. 150. 圖 34 剖面十一 沙洲剖面變化圖. 剖面十二. 垂6 直 高4. (2 m ) 差. 0 -100. -50. 0. 2006.01. 50 水平距離(m) (m) 水平距離. 2006.07. 100. 2007.02. 圖 35 剖面十二 沙洲剖面變化圖. 46. 150. 200.
(56) 6 垂 直 4 高 差( 2 m) 0 -2-250. 剖面十三. -200. -150. -100. -50 0 50 水平距離(m) 水平距離 (m) 2006.01 2006.07 2007.02. 100. 150. 200. 100. 150. 200. 圖 36 剖面十三 沙洲剖面變化圖. 垂5 直4 高3 差( 2 m) 1 0 -250. 剖面十四. -200. -150. -100 2006.01. -50 (m) 0 50 水平距離(m) 水平距離 2006.07 2007.02. 圖 37 剖面十四 沙洲剖面變化圖. 剖面十五 5 垂 4 直 3 高 差( 2 1 m) 0 -1-350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 水平距離(m) 水平距離(m) 2006.01 2006.07 2007.02. 100 150. 圖 38 剖面十五 沙洲剖面變化圖. 47. 200. 250.
(57) 第三節. 小結. 珍珠颱風使剖面除了最南端的十四、十五以外,海側普遍呈現侵蝕後 退情形;潟湖側則呈現與海側相反,有普遍淤積前進的情況,明顯表示風 暴事件引發越洗作用造成海側侵蝕,潟湖側越洗扇淤積情形(珍珠颱風後 2006 年 5 月 25 日衛星影像即可見沙洲上出現缺口(圖 39) 、潟湖側扇狀堆 積成越洗扇(圖 40) ;於 2006 年 7 月考察發現在剖面八附近養灘區出現缺 口(照片 2、照片 3)、潟湖側有越洗扇(照片 4)。 至隔年 2007 年 2 月,海側除了剖面三及 2006 年新潮口附近的剖面六~ 九沒有逐漸恢復外,其餘都有逐漸回淤的情形;潟湖側則僅有剖面二~四後 退逐漸侵蝕情形,其餘變化不大。. 圖 40 2006 年 5 月 25 日衛星影像沙. 圖 39 2006 年 5 月 25 日衛星影像沙. 洲缺口與越洗扇位置圖. 洲缺口位置圖 48.
(58) 潟湖側. 南. 海側. 波浪越洗作用方向. 照片 2 2006 年珍珠颱風後養灘區出現缺口. 北. 海側. 波 浪 越 洗 方向. 照片 3 2006 年珍珠颱風後養灘區遭波浪破壞形成缺口. 49.
(59) 北. 潟湖側 越. 洗. 扇. 波浪越洗作用方向. 照片 4 波浪越洗作用使沙洲潟湖側出現越洗扇. 整體而言,不論北段還是南段沙洲,侵蝕較嚴重的都是沙洲北部,沙 洲南部則有淤積前進情形,北段沙洲的中部第二、第三次養灘處則是持續 後退,沒有逐漸恢復的跡象。. 50.
(60) 第四章 討論 本研究藉由福衛二號衛星影像進行濱線套疊分析成果,配合現地海灘 剖面實測分析成果,以及前人的研究調查報告進行討論。. 第一節 潮口季節性變化 衛星影像濱線判釋發現 2004 年(圖 41)與 2005 年(圖 42)冬季作用 後結果,不論北段或南段沙洲南端皆有往南延伸現象。在沙洲地形變動影 響因子中,自然因子方面以波浪能量與沉積物供應影響較大,其中波浪能 量因季節同為冬季,不予以討論;沉積物供應方面,依來源則又可分為風 砂與沿岸輸砂。. 圖 41 2004 年冬季作用後沙洲延伸圖. 51. 圖 42 2005 年冬季作用後沙洲延伸圖.
(61) 風砂方面,根據許泰文等(2005)的研究指出本區的冬季季風約發生 在 10 月至翌年 3 月,優勢風向為 NNE,平均風速 6.3m/sec,恰與網子寮沙 洲走向北北東-南南西方向相符,風砂由北北東往南南西搬運、堆積。野外 實察亦可見,風作用在沙灘上(照片 5),使迎風側吹蝕,背風側風影區蝕 餘的情形(照片 6)。 沿岸輸砂方面,本區沿岸流方向早年有石再添(1979)依濱線灘沙粒 度分析,認為台南縣境內沿岸流皆由南往北流,漂砂方向往北,並以新浮 崙沙洲在曾文溪口北岸形成為證。但林宗儀(1997)研究頂頭額沙洲南北 兩側漂砂活動,認為頂頭額沙洲南端以北,東北季風作用大於西南季風, 冬季波浪作用下,沿岸流由北往南流,漂砂優勢方向由北往南;頂頭額沙 洲南端以南,冬季受地形遮蔽影響波浪作用小,反倒是夏季西南季風期間 波浪作用較強,漂砂優勢方向為東南往西北,即以頂頭額沙洲南端為界, 南、北漂砂優勢方向不同。再者,依據簡仲和等(2006)鰲鼓至曾文溪口 的調查,網仔寮沙洲附近沿岸流方向不論冬、夏季均呈現由北往南之走向, 漂砂優勢方向係由北往南,與海岸線平行。綜合上述,網子寮沙洲沿岸流 方向應由北往南,漂砂優勢方向亦由北往南輸砂。 因此,在盛行風風向、風砂搬運方向、沿岸流及漂砂優勢方向皆由北 往南的影響下,冬季作用後會使沙洲有往南延伸的現象。. 52.
(62) 北. 照片 5 風作用在沙灘上留下吹蝕的痕跡(北北東往南南西). 照片 6 風作用下使迎風側吹蝕,背風側風影區蝕餘殘砂. 53.
(63) 第二節 新潮口與固定潮口變化 2005 年冬季作用後北段沙洲中部的新潮口閉合,而北段沙洲與南段沙 洲間固定潮口則有往南遷移的情形(圖 43)。在沙洲地形變動影響的自然 因子中,波浪能量因同年且同季節,基本上差異不大;沉積物供應方面, 沿岸輸砂影響範圍大且整體,新、固定潮口範圍小基本上差異不明顯。風 砂方面,雖然搬運、堆積方向都是北北東往南南西,但砂源區砂源供應豐 富與否,則較易有空間上的差異。. 圖 43 2005 年冬季作用後潮口狀況圖. 從. 圖 44 潮口位置與剖面位置圖. 圖 44 可知沙洲北段新潮口位置介於剖面四與剖面五之間。其北. 側 2006 年 1 月剖面實測的剖面二(圖 45)、剖面三(圖 46),可見高程達 近 3m 的沙丘。另由野外現場觀察可見一道道的橫沙丘(照片 7),沙丘裸 露無植被覆蓋,可移動砂源多,顯示新潮口北側砂源供應豐富。 54.
(64) 垂 43 直 高2 差( 1 m) 0 -1-150. 剖面二 橫沙丘. -100. -50. 0 50 水平距離(m) 水平距離(m) 2006.01. 100. 150. 200. 圖 45 剖面二(2006 年 1 月第一次測量). 剖面三. 4. 垂 直 3 高 2 差 1. ( m ). 橫 沙 丘. 0 -1 -100. -50. 0. 50. 100. 水平距離(m) 水平距離(m). 2006.01. 圖 46 剖面三(2006 年 1 月第一次測量). 北 海側. 潟湖側. 照片 7 2005 年新潮口北側裸露無植被的橫沙丘(2006 年 1 月拍攝). 55.
(65) 北段沙洲與南段沙洲間固定潮口介於剖面十與剖面十一之間。潮口北 側 2006 年 1 月剖面實測的剖面八(圖 47)、剖面九(圖 48),剖面八位於 人工養灘區上,編籬內原本充填的砂料因風蝕而下凹,留下遍地貝殼(照 片 8) 。剖面九亦是在人工養灘區上,但其上僅有部份沙丘堆積(照片 9), 且沙丘上植被覆蓋。根據 Van der Wal(1998)的研究指出人工養灘區風 砂搬運速率較非人工養灘區低,可移動砂源較少。且風砂搬運量又與可移 動沙源面積大小成正比(林宗儀,2003) ,因此砂源供應不若剖面二、剖面 三豐富。. 垂5 直4 高3 差( 2 1 m) 0 -100. 剖面八. 窪地. 人工養灘區. -50. 0 水平距離(m) (m) 水平距離 2006.01. 50. 100. 圖 47 剖面八(2006 年 1 月第一次測量). 垂 直 高 差. ( m ). 5 4 3 2 1 0 -1 -100 -2. 剖面九. 沙丘. 人工養灘區 -50. 0. 50. 100. 水平距離(m) 水平距離(m). 2006.01. 圖 48 剖面九(2006 年 1 月第一次測量). 潮口的閉合或遷移與砂源供應量和被帶走量有關。當砂源供應量大於 被帶走量,潮口逐漸淤積閉合;砂源供應量小於被帶走量,潮口逐漸侵蝕 擴大;若砂源供應量約等於被帶走量,潮口則順著沿岸流、漂砂方向往南 遷移(林宗儀,2001)。 56.
(66) 照片 8 編籬內原本充填的砂料因風蝕而下凹,留下遍地貝殼. 照片 9 固定潮口北側養灘區上覆蓋植被的沙丘. 57.
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