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第三章 河口地形短期的變動特性

短期地形變動的探討，依據過去的相關文獻，學者多半界定在一年之內的時

間，且其中亦包含 內變動、月變動或季

節變動(謝欽 台灣東部

岸潮差僅 1 公尺，潮差在季節轉換時也沒有明顯的改變，另就河口坡降而言，

發生變化，

中灘面剖線長度隨著潮汐時間變動的情形就是所謂“岸-沖方向漂沙³”(on-off 著海水堆沙位置亦會隨潮汐漲、落而

有相當大的關係(惲才興，1988；

；沈煥庭等，2001)。如此的特性是否也同樣存在

的乾潮時間點為界，該處先落潮再漲潮 的灘

了幾種相異的時距概念，如日內變動、月

春等，1994；細山田得三等，1997；張喬盛，2000)。由於 海

漲潮流湧入河口的距離不長，對河口沙洲的內推現象便未被突顯(石再添等，

1995)。因此位在台灣最大潮差的一段規則半日潮海岸線上，且下游河道及口外 坡降皆緩的中港溪河口，依潮位漲、落的不同造成地形的日內變動，以及因為月 內大、小潮位的差異而產生的月內變動，就都顯得格外引人注目。

第一節 河口地形的日內變動特性

中港溪河口每日滿、乾潮之間的平均潮差超過 3 公尺，大潮時甚至將近 4.5 公尺，潮汐的影響較大，每小時河口的堆積形態會隨著潮汐的漲退而

其

shore sand drift)沈降位置的變動特徵，反應

有所不同的特性(椹木亨，1982；松富英夫，1998)。由此可知潮汐營力較大的河 口，日內沈積物堆積的情形是相當特別的。

(一)垂直堆沙的變動特性

1.剖面堆沙的漲、落潮流侵、淤特性

一次潮汐週期內堆積形態的差異，與漲潮流與落潮流行進時對於河床底沙再 懸浮作用的強度，所造成的懸浮沙濃度的高低

謝欽春等，1994；Li 等，2000

於中港溪河口，或者會有些許的不同？

針對一次潮汐漲、落週期的測量，除了能夠確定河口地區的潮汐規律性，也 可以初步釐清漲、落潮對於灘面形態的影響究竟有何差異。首先，以 2001 年 11 月小潮為例，圖 3-1 代表的是 12 個小時潮汐漲退週期內的剖線長度與測點高度 的關係，很明顯地，以當日下午 1 點左右

面剖線情形便一目了然。若將剖線測點高度的曲線以中間分隔的乾潮時刻為 基準進行疊合，則可以看出兩種性質不同的潮流在運動的過程中，灘面產生些許

變動的特徵。圖 3-2 便是粹取 2001 年 11 月小潮左岸剖線編號 3 的灘面高度逐時 曲線，再將乾潮兩側的曲線相疊後的結果，兩條曲線高度的平均差距為 44.5 公 分，也就是說，漲潮時灘面會有堆積的現象產生，而落潮則會造成侵蝕，此一漲 一落之間的變動量在 11 月時高達 44.5 公分，但可以理解的是，灘面並不會因為 漲潮時堆積盛行而越積越高、越大，因為每日的潮汐營力不斷往返、持續著，漲 潮流帶來的堆積量大致上會被之後落潮流的侵蝕作用抵銷，日內的地形變動藉由 這樣的運作機制因而達到平衡，這和中國河口海岸學者李春初(1997)潮汐作用具 有漲淤落侵特性的看法不謀而合。

2 3

長 200 度 300 度

ｍ

0 1

07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 時間

︵

ｍ︶

0 100 高

︵︶

高度 長度

圖 3-1 中港溪河口 2001 年 11 月灘面剖線 長度、高度與時間關係圖

0 1 2 3

1 2 3 4 5 6 7

時間(hr) 測

點 高 度 (m)

退潮 漲潮

時間 ^長度

圖 3-3 中港溪河口 2002 年 2 月灘面剖線 長度、高度與時間關係圖

圖 3-2 中港溪河口 2001 年 11 月漲、落潮灘面剖線比較圖

1 50

m) 0 2 3 4

07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00

長 度 (m) 0 100 150 200 250 300 高

度 (

高度

時間(hr)

3-4 中港溪河口 2002 年 2 月漲、落潮灘面剖線比較圖

3 300

高 0 1 2 3 4

1 2 3 4 5 6

測 點 高 度 (m)

漲潮 退潮

圖

0

1 (m)

0 (m) 100

2 長

200 度 度

07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 時間

高度 長度

圖 3-5 中港溪河口 2002 年 4 月灘面剖線 長度、高度與時間關係圖

3

測 漲潮

0 1 點 2 高 度 (m)

退潮

1 2 3 4 5 6 7

時間(hr)

3-6 中港溪河口 2002 年 4 月漲、落潮流的剖線比較圖

同樣的特點也能分別在 2002 年 2 月及 4 月的測量中發現

3-6)，漲潮流堆積、落潮流侵蝕的現象是頗為顯著的。倘若將這三次測量結果按 照時間排序，呈現著另一個特殊的現象，即漲、落潮間堆積作用的差距

圖

(圖 3-3、3-4、3-5、

，隨著時 亦會有所不同；其高差從 2001 年 11 月底的 44.5 公分，到 2002 年 2 月底的 27 以及 4 月初的 18 公分，雖然日內地形變動的特性仍在，漲、落潮間的差 已經逐漸越小。

間 公分，

距卻

初步檢視了中港溪河口潮汐週期內整體灘面的侵、淤概況，瞭解到河口地形 具有漲潮流堆積、落潮流侵蝕的特性，但在每次的漲、落潮之後，灘面的相對堆 沙高度究竟是侵是淤？為釐清一次潮汐漲、落週期後灘面的細部變動情形，本研 究在兩岸的臨海與臨河側各設置一木樁，期能在堆沙高度的變動中歸納變動的特 性。

蝕灘沙的高度皆在 0.75 公分左右。因此，左右兩岸的灘面堆沙隨著季節 的更

右岸臨海 右岸臨河 左岸臨海 左岸臨河

表 3-1 及圖 3-7 顯示，木樁堆沙高度的變動約在 2 公分以內，且具有季節的 差異性，堆積作用最旺盛的情形發生在冬季的 1、2 月，平均每次漲、落潮週期 後堆沙 1.56 和 1.38 公分，而一次潮汐週期內的侵蝕作用則是在夏季的 7、8 月較 大，侵

替，潮汐營力的作用在河口地區具有年內循環的特性，這與李春初(1997)提 到潮汐主導型河口會有洪沖枯淤的特性相同。若比對海陸兩側木樁地點的堆沙情 形，兩岸皆以臨海側的堆積情形較為明顯，右岸臨海側的堆沙高度平均較右岸臨 河側高出 0.17 公分，堆積作用明顯的冬季更高出 0.35 公分，左岸堆沙的差距則 為 0.1 公分，冬季亦有 0.3 公分，展現了相近的趨勢；兩岸同位置的堆沙方面，

右岸臨海側的堆沙速率較左岸快，每次潮汐週期後堆沙的全年平均值較左岸臨海 側多出 0.15 公分，兩岸臨河側的差異不大，僅多出 0.08 公分。

表 3-1 中港溪河口潮汐週期後堆沙高度落差表 單位：公分

7 -

月平均 2001 年 月 -0.50 0.00 -1.00 1.50 -0.75 8 月 -0.50 -1.00 -1.00 -0.50 -0.75 9 月 0.00 -0.50 0.50 -0.50 -0.13 10 月 0.75 0.50 0.25 0.00 0.38 11 月 1.25 0.50 0.50 1.00 0.81 2002 年 1 月 2.00 1.25 1.25 1.75 1.56 2 月 1.50 1.25 2.00 0.75 1.38 4 月 0.50 0.75 1.00 0.00 0.56 5 月 0.00 0.00 0.00 0.50 0.13 6 月 -0.50 -1.00 -0.50 -0.50 -0.63 7 月 -1.00 -0.75 -0.50 -1.00 -0.81 9 月 -0.50 0.00 -1.25 0.00 -0.44

冬季平均 1.20 0.85 1.00 0.70 夏季平均 -0.43 -0.46 -0.54 -0.50 全年平均 0.25 0.08 0.10 0.00

1 2

7月 9月 11月 2月 5月 7月 時間

左岸一次漲落潮週期後堆沙高差

-2 -1 0 1 2 堆 沙 高 (cm)

左岸臨海 左岸臨河

右岸一次漲落潮週期後堆沙高差

-2 -1 0 堆 沙 高 (cm)

右岸臨海 右岸臨河

7月 9月 11月 2月 5月 7月 時間

臨河側一次漲落潮週期後堆沙高差

-2 -1 0 1 2 堆 沙 高 (cm)

右岸臨河 左岸臨河

7月 9月 11月 2月 5月 7月 時間

臨海側一次漲落潮週期後堆沙高差

-2 -1 0 1 2 堆 沙 高 (cm)

右岸臨海 左岸臨海

7月 9月 11月 2月 5月 7月 時間

圖 3-7 中港溪河口潮汐週期內堆沙高度變動圖

由此可見，日內的堆積特性會有時間與空間上的差異，前者是由於冬季盛行 的沿岸漂沙主要是由北往南帶，漂沙量的增加亦讓潮流營力可搬運的懸浮微粒增

加；夏季在沿 堆積量便相對減

，故年內各時期的日內變動並不一致。至於空間差異的部分，即便以全年平均 值來

岸漂沙較不旺盛的情況下，每次潮汐漲、落潮間的 少

看，右岸堆積效應同樣較為明顯，其中以臨海側的差異最大，不過這個特性 在兩岸臨河側就顯的不那麼明顯，全年平均值甚至不到 0.01 公分的差距。即便 人為的觀測有不少受限之處，諸如漂沙沈降時混濁造成的視線不佳、觀測人員的

本研究希冀將數據的偏差降至最低的同時，上述的時空差異性卻也反應了一個重 要的意義：正對流路來向的左岸臨河側在夏季的侵蝕情況並未因為河流攜帶的輸 沙量而有所抵銷，而影響河口地形在一日之內變動情形的主要營力為潮汐，本研 究顯示，冬季大量的海中漂沙對於潮汐營力的堆積現象有加強的作用，但夏季較 顯著的逕流輸沙卻沒有相同的效益，其堆沙的速率尚不及落潮流侵蝕帶走的量；

同時，左右兩岸的差異在臨海側表露無遺，臨河側卻微乎其微，便表示屬於海象 營力的潮汐，加諸於河口地區的作用力受到同樣來自海洋的沿岸漂沙影響較大，

與漲潮流方向相反的逕流營力，相較之下，其攜帶的懸浮沙顆粒對於潮汐堆積作 用的影響就不那麼關鍵了。

(二)水平距離的變動特性

日內灘面堆沙的垂直變動部分具有明顯時空差異的特性，水平方面，左岸平 均每小時的灘面長度變動量較明顯，河海兩側的數值相當接近。前面提及，相對 右岸來說，左岸灘面寬廣而平坦，故潮水前進或退卻的速度較快；而右岸的灘 的內側為堆高且陡峭的堆積形態，水位升降造成的灘 面面

日期 起測時間 潮位 右岸臨海 右岸臨河 左岸臨海 左岸臨河 於

面以臨海側較為平坦，臨河

積或剖線長度變動量皆有限，因此右岸臨河側每小時的水平平均變動量約只 有右岸臨海側的 1/2(表 3-2)。基於颱風期間最大營力出現的潮位是事件衝擊地形 的重要關鍵，不過在此得知，仍有一點必須同時納入考量，即灘面形態的高聳、

陡峭或是平坦、寬廣，如左岸平坦且寬廣的灘面，高潮位加上颱風帶來的風浪與 逕流營力便容易讓地形產生大規模的變動，但右岸臨河側的灘面在颱風來襲的滿 潮時，其灘面高度是否會遭到洪水淹沒，或大水的影響力能否深及灘面內側，都 是值得留意的地方。

表 3-2 中港溪河口灘面剖線長度變動表 單位：公尺

2001 年 11 月 24 日 12:05 小潮 28.3 18.7 41.3 36.0 2002 年 1 月 29 日 15:39 大潮 36.8 16.7 45.7 45.2 2002 年 4 月 3 日 9:05 小潮 33.0 15.8 41.8 36.8 2002 年 6 月 24 日 15:42 大潮 36.7 18.7 50.8 46.3

平均變動量(m/hr) 33.7 17.5 44.9 41.1

此外，表 3-2 亦說明了左、 灘面 同位 大潮日內的長度變動量

，也就是說， 時水 、落 較快 較大 揚

起底沙、產生懸浮。因此，河口地形日內潮汐週期間平面變動部分，主要的控因 為灘面形態與天文潮的時間；若與垂直變動的部分配合，可歸納出臨海側的灘面 在日內變動的確較為明顯，不但潮汐營力對於堆積作用的助力較大，漲、落潮流 間的侵、淤高度的差距亦較大，且灘面面積與長度的行進速度也會比較快。

右岸 的相 置上，

較小潮為高的訊息 大潮 位漲 的速度 ，有 的動能

圖 3-8 中港溪河口灘面剖線長度逐時變動圖

13 14 15 16 17 18 時間(時)

2002年1月29日

0 100 200 300

11 12 13 14 15 16 時間(時)

距離(m)

右岸臨海 右岸臨河

左岸臨海 左岸臨河

2001年11月24日 距離(m)

右岸臨海 右岸臨河

0 100 200 300

左岸臨海 左岸臨河

10 11 12 13 14 15 時間(時)

2002年6月24日

0 100 200 300

11 12 13 14 15 16 時間(時)

距離(m)

右岸臨海 右岸臨河

左岸臨海 左岸臨河

2002年4月3日

0 100 200 300 400 距離(m)

右岸臨海 右岸臨河

左岸臨海 左岸臨河

第二節 河口地形的月內變動特性

在潮汐 能量揚起底沙、造成

混濁，其懸浮沙濃度為小潮期間的 4-6 倍，沙洲的堆積現象更為顯著(沈煥庭等，

平均潮差高達 4 公尺，是台灣各段海 岸中

要更高。以右岸為例，2001 年 8 月高出 35 公分(圖 3- (圖 3-10)、2002 年 2 月高出 12 公分(圖 3-11)以及 5 月高出 45 公分

營力的作用之下，大潮流速快過小潮，有更大的

2001)。既然中港溪屬於潮汐主導型河口，

最接近強潮型河口的地區之一，月內大、小潮灘面形態的差異應該相當明顯。

(一)河口地形的變動情形 1.垂直堆沙的變動

圖 3-9 至 3-12 中顯示，無論春、夏、秋、冬哪一個季節，月內大潮的灘面 剖線或多或少都會比小潮還

9)、11 月高出 8 公分

(圖 3-12)，由此可見，大潮時的堆積作用確實比較顯著。而大潮時水域能 夠覆蓋較為寬廣的灘面，亦即潮汐的作用範圍會增加且更為深入，在剖線圖中便 呈現著這樣的特性，尤其以各月的左岸灘面最為明顯，大、小潮間剖線內側(即 接近左岸堤防的區域)的高度差距分別為 2001 年 8 月的 38 公分(圖 3-9)、11 月的 33 公分(圖 3-10)、2002 年 2 月的 40 公分(圖 3-11)以及 5 月的 35 公分(圖 3-12)。

左岸灘面平坦而寬廣，潮水自最低潮位開始漲潮後，一直到最高潮位的這段時間 裡，能夠不受阻礙的逐漸深入到灘面較內側的位置；但右岸的灘面高聳，臨河側 並出現陡崖，海水在這樣的灘面上進行升降，除了潮水行經的距離較短之外，漲、

落潮流的速度也不及左岸或右岸臨海側這些較為平坦的灘面，因此潮水能夠影響 的範圍，便以左岸比較大。

左岸剖線4 (大、小潮比較) 高 4

度

0 1 2 3 5

0 100 200 300 400 500 距離(m)

(m)

8月大潮 8月小潮

0 100 200 300 400 500距離(m)

圖 3-9 中港溪河口 2001 年 8 月月內不同潮位灘面剖線比較圖

右岸剖線4 (月內不同潮位變化)

0 1 2 3 4 高 5 度 (m)

8月大潮 8月小潮

3 高 4

度 11月大潮

11月小潮

0 100 200 300 400 500 距離(m)

右岸剖線3 (月內不同潮位變化)

0 1 2 3 4 高 5 度 (m)

11月大潮 11月小潮 左岸剖線3 (月內不同潮位變化)

0 1 2 5

(m)

0 100 200 300 400 500 距離(m)

圖 3-10 中港溪河口 2001 年 11 月月內不同潮位灘面剖線比較圖

3 度 4 (m)

2月大潮 2月小潮

0 100 200 300 400 500 距離(m)

右岸剖線3(月內不同潮位變化)

01 23 45 高 度 (m)

2月大潮2月小潮 左岸剖線4(月內不同潮位變化)

0 12 5 高

0 100 200 300 400 500距離(m)

圖 3-11 中港溪河口 2002 年 2 月月內不同潮位灘面剖線比較圖

0 100 200 300 400 500 距離 (m)

右岸剖線3(月內不同潮位變化)

01 23 45 高 度 (m)

5月大潮 5月小潮 左岸剖線3(月內不同潮位變化)

01 23 45 高 度 (m)

5月大潮 5月小潮

0 100 200 300 400 500 距離 (m)

圖 3-12 中港溪河口 2002 年 5 月月內不同潮位灘面剖線比較圖

2.平面與立體形態的變動

隨著潮位高低的差異，每月大、小潮時的堆積形態會產生容易觀測到的變 化，主要表現在河口灘面的總面積、體積和剖線長度上，接下來以 2001 年 8 月、

灘面形態為例加以說明。

左、右兩岸的總面積比 小潮

8 月 潮差 (m)

逕流增加 量(CMS)

平均波高 (m)

兩岸灘面 面積(m²)

右岸灘面 面積(m²)

粒徑中數 (ψ)

淘選度 (ψ) 11 月及 2002 年 2 月、5 月的

一般而言，大潮當日的最低潮位較小潮日為低，亦即在乾潮時進行測量的工 作，前者測得的灘面理應會比後者還大，此可由面積或剖線的情形驗證得知。圖 3-9、表 3-3 及圖 3-13 顯示，2001 年 8 月的灘面，大潮時

多出 8310 平方公尺，若只看右岸，灘面亦多出 18010 平方公尺的面積，左 岸灘面的剖線則較小潮時多出 36 公尺的長度。但是，到了同年的 11 月，時序在 後的小潮反而較 22 天前大潮的堆積情形更為顯著，左岸的灘面剖線增加 10 公 尺，右岸亦多了 5 公尺的長度，同時，遭 2001 年 9 月納莉颱風沖毀的右岸河口 沙洲，面積呈現逐漸增長的狀態，小潮較大潮時的沙洲面積多出 11490 平方公 尺，也是另一個證據(圖 3-10、3-13、表 3-4)。2002 年 2 月月內的灘面形態亦呈 現著相同的特性，時序在後且潮差少了 1.06 公尺的小潮灘面，同樣較之前的大 潮更為寬廣，但右岸河口沙洲的面積卻僅增加 144 平方公尺，左岸剖線 3 亦僅僅 多出 4 公尺的長度(圖 3-11、3-14、表 3-5)，各項數據都顯現了如此具有特殊性的 差異已在逐漸縮小當中。

表 3-3 中港溪河口 2001 年 8 月月內不同潮位營力與地形概況表

大潮 4.06 0.5 0.60 561663 319587 1.90 0.41 小潮 2.99 0.6 0.51 553533 301577 1.95 0.45

營 來 央 竹 橋 3

3- 港溪 200 月 同 與地 況表

(m) 量(CMS) (m) 面積(m²) 面積(m²) (ψ)

淘選度 (ψ) 力資料 源：中 氣象局新 南寮測站、水利署平安 測站，表 -4 至 3-6 同

表 4 中 河口 1 年 11 月內不 潮位營力 形概 11 月 潮差 逕流增加 平均波高 兩岸灘面 右岸灘面 粒徑中數

大潮 4.38 0.0 0.85 406131 131931 2.25 0.55 小潮 2.48 0.1 1.10 428299 143421 2.02 0.62

最後，逐漸縮小 面異常 ， 00

大潮灘面超過小潮的規律性再度出現；大潮的潮差比小潮高了 公尺，其右 的灘 現象 表現在 2 2 年 5 月的灘面形態上，便是

1.21

岸灘面較小潮多出 4135 平方公尺的面積，兩岸整體的面積亦多了 21302 平方公 尺(圖

(m) 量(CMS) (m) 面積(m²) 面積(m²) (ψ) (ψ) 3-14、表 3-6)，即小潮灘面超過大潮的特殊性已在此時減弱甚至消失。

表 3-5 中港溪河口 2002 年 2 月月內不同潮位營力與地形概況表 2 月 潮差 逕流增加 平均波高 兩岸灘面 右岸灘面 粒徑中數 淘選度 大潮 4.13 0.4 0.83 456163 147881 2.00 0.58 小潮 3.07 0.0 0.88 468835 148025 2.02 0.64

表 3- 港 00 5 月月內不同潮位營力與地形概況表

(m)

逕流增加 量(CMS)

平均波高 (m)

兩岸灘面 面積(m²)

右岸灘面 面積(m²)

粒徑中數 (ψ)

淘選度 (ψ) 6 中 溪河口 2 2 年

5 月 潮差

大潮 4.50 1.0 0.71 532693 162160 1.88 0.42 小潮 3.29 2.1 0.61 511391 158025 1.93 0.39

圖 3-13 中港溪河口 2001 年 8、11 月月內不同潮位平面形態圖

圖 3-14 中港溪河口 0 2、5 月月內不同潮位平面

11

1 小潮

0 0.4km

N

8 月大潮 8 月小潮

月大潮 1 月

2 02 年 形態圖

2 月大潮 2 月小潮

5 月大潮 5 月小潮

N

N

N

0

0

0

0.4km

0.4km

0.4km

(二)地形變動的營力特徵 1.逕流、潮汐、波浪的作用

態圖，每年 4 至 10 月的灘面以月內大潮較寬廣，為

潮 到隔年 3 月之間，河口右岸灘面則出現異常的堆

積狀

2 月的降雨稀少，逕流量與河流輸沙量也少的穩定，但 2001 年 8

差異的同時，潮汐因子是絕對擁有主導地位的。只 是，

根據灘面剖線及平面形 汐營力主控下的結果；11 月

態，若小潮的時序在後，可能會有堆積情形超過大潮的現象產生。首先，2001 年 8 月的情形，由不同潮位時的營力數據與粒徑中數與淘選度來看，粒度變動的 情形並不顯著，逕流增加與風浪營力皆非常近似，其月內灘面的差異是在整體營 力環境並無明顯變動下產生的，僅有大、小潮間潮差的不同；該月大潮時潮差 4.06 公尺、小潮 2.99 公尺，超過 1 公尺的差距，若將此垂直的差異轉換為灘面 的水平距離，就是造成月內大、小潮之間灘面變動的主因，故潮汐營力在月內不 同潮位的地形變動中，著實扮演著關鍵性的角色。而 11 月的大潮潮差 4.38 公尺、

小潮 2.48 公尺，差距更達到 1.9 公尺，灘面剖線的差距理應增加，大、小潮間水 平距離的差距應會拉的更開，但事實並非如此，很明顯地，潮汐的影響力在本月 內已遭受干擾。

以營力資料檢視這樣的變動特性，2001 年 8 月和 2002 年 5 月有出現降雨但 量並不大，11 月和

月的月內平均波高為 0.46 公尺，11 月為 1.16 公尺，2002 年 2 月為 0.96 公 尺，5 月則為 0.59 公尺，與全年平均波高 0.76 公尺相比，冬季高於平均值而夏 季則低於平均值的特徵相當明顯(圖 3-15)。這樣的營力變動情形也同時表現在粒 度分析的結果上，右岸臨海側的粒徑中數從 2001 年 11 月大潮的 2.33φ降至小潮 時的 2.15φ，變動量超過臨海側及左岸的採沙點，但由於淘選度並沒有相同程度 的變差，推測在 11 月月內大潮轉至小潮的期間，風浪或其他相關的海、陸象營 力都呈現一個較為穩定的狀態。不過除了 11 月大、小潮間風浪營力的變動之外，

2001 年 8 月、2002 年 2 月和 5 月月內營力變動的情形都不明顯，例如右岸上層 垂直沙從 2002 年 2 月大潮的 1.96φ變為小潮的 2.03φ，從 5 月大潮的 2.01φ小 幅提升到 2.08φ(圖 3-16)。

即整體營力的變動微乎其微，營力的來源及強度在一個月的時間裡較為穩 定，當探討月內大、小潮地形

潮汐營力的主導性，在 2001 年 11 月及 2002 年的 2 月，究竟受到什麼因素 的干擾呢？

50

雨量與流量(月內不同潮位變化)

0 10 20 30 40

8(大) 8(小) 11(大) 11(小) 2(大) 2(小) 5(大) 時間

雨量 (mm)

0 10 20 30 40 50

流量 (CMS) 雨量

流量

8(大) 8(小) 11(大) 11(小) 2(大) 2(小) 5(大) 時間

雨量與灘面體積(月內不同潮位變化)

0 10 20 30 40 50 雨 量 (mm)

5 6 7 8 9 10

灘面體積 (0.1Mm3)

雨量 灘面體積

灘面體積與河川含沙量(月內不同潮位變化)

5 7 9 11 體積 (0.1Mm3)

0 200

400 輸沙量 (噸/日)

8(大) 8(小) 11(大) 11(小) 2(大) 2(小) 5(大) 時間

灘面體積 輸沙量

8(大) 8(小) 11(大) 11(小) 2(大) 2(小) 5(大) 時間

波浪與灘面體積(月內不同潮位變化)

0 1 2 3 4 5 波 高 (m)

5 6 7 8 9 10

灘面體積 (0.1Mm3)

平均波高 最大波高 灘面體積

潮汐、波浪與灘面體積(月內不同潮位變化)

0 1 2 3 4 5

8(大) 8(小) 11(大) 11(小) 2(大) 2(小) 5(大) 時間

潮 差

、 波

5 6 7 8 9 10

灘面體積 (0.1Mm3) 平均波高 潮差 沙洲體積

圖 3-15 中港溪河口月內不同潮位營力變動圖

(右岸臨河)

1 1.5 2 2.5

0.3 0.45 0.6 0.75 淘選度 粒

徑 中 數

8月(大) 8月(小) 11月(大) 11月(小) 2月(大) 2月(小) 5月(大) 5月(小)

(左岸臨河)

1 1.5 2 2.5

0.3 0.45 0.6 0.75 淘選度 粒

徑 中 數

8月(大) 8月(小) 11月(大) 11月(小) 2月(大) 2月(小) 5月(大) 5月(小)

(右岸臨海)

1 1.5 2 2.5

0.3 0.45 0.6 0.75淘選度 粒

徑 中 數

8月(大) 8月(小) 11月(大) 11月(小) 2月(大) 2月(小) 5月(大) 5月(小)

(左岸臨海)

1 1.5 2 2.5

0.3 0.45 0.6 0.75 淘選度 粒

徑 中 數

8月(大) 8月(小) 11月(大) 11月(小) 2月(大) 2月(小) 5月(大) 5月(小)

φ

8月(大) 8月(小) 11月(大) 11月(小) 2月(大) 2月(小) 5月(大) 5月(小) 日期

兩岸淘選度

0 0.2 0.4 0.6 0.8

右岸垂直沙(上) 右岸垂直沙(下) 左岸垂直沙(上) 左岸垂直沙(下)

兩岸粒徑中數

0 1 2 3

右岸垂直沙(上) 右岸垂直沙(下) 左岸垂直沙(上) 左岸垂直沙(下)

φ

8月(大) 8月(小) 11月(大) 11月(小) 2月(大) 2月(小) 5月(大) 5月(小) 日期

圖 3-16 中港溪河口月內不同潮位堆積物粒徑與淘選度變動圖

2.沿岸漂沙的影響

既然前述 2001 年 11 月及 2002 年 2 月，月內大、小潮灘面形態的不尋常現 象 和潮汐營力解釋，因此本研究亦針對海向陸的另一項營力 要素

Q = αE

α和 n 為因時因地制宜的常數，漂沙量(Qy)以 m³/day 表示，波 能(E 的單位則為 t-m/day/m。但此式並未表現出風浪的波向、流速等資料不足時 的解

E = 5.562 × 10 × H × L × n ×

的有義波高(以 H1/3表示)，Lb是碎浪 的波長，n 則代表適用於當地海岸環境的常數。沿岸漂沙量與風浪能量間便呈現 正比

.7 4 + 4.947 V – 0.271 V

的有義波高，V 則是指當時的風速。由此 可知 判斷沿岸漂沙量的多寡，除了可藉由風浪浪高的資料之外，若欲縝密地推 敲，

，無法以月內的逕流

作深入的分析。整體而言，在冬季的 5 個月裡，風浪的相對強勢已被凸顯，

此營力的加大連帶使得沿岸漂沙量的增加，是否就是造成灘面變動的主因？不過 由於研究區的即時漂沙資料付之闕如，只能利用與沿岸漂沙相關性較高的其他營 力指標加以說明。港灣技術研究所(1991)指出，過去計算沿岸漂沙量多採用波能 推算法，因為波能與流速、流向有關，若風浪資料不足時可用風向風速加以估算。

其中漂沙量與風浪能量間的關係式為：

y y

此方程式中，

y)

決方法，因此本研究另引用張鴻洋(1979)推估波能的方程式：

b b

Sin

方程式中的 E 即是波能，Hb是近岸碎浪

的關係，越大的風浪能量會表現在越大的波高數值上，而風浪營力的向量與 風力、風速的關係又極為密切，尤其冬季風向穩定且風力強勁時更是如此(侯和 雄，1987)：

H = -3 3

此方程式中的 H 代表著沿岸風浪

，

風浪能量的方向亦應考慮。也就是說，風力與風浪能量成正相關，風浪能量 與沿岸漂沙量成正相關，故風向、風速穩定且強勁時，沿岸漂沙的量亦相對提高。

接著便以風力、風向的數據取代風浪的波向及沿岸漂沙等相當缺乏的資料，

希望能對於月內不同潮位的灘面變動情形作初步且合理的解釋。圖 3-17 中顯示

8 月與 2002 年 5 月大、小潮間的風力呈現微弱且較為紊亂的情形，平均風速不 及每秒 2 公尺，因此在前半月的大潮與後半月的小潮期間，風力並沒有明顯增強 的現象，對於沿岸漂沙量變動的影響較小；反觀 2001 年 11 月與 2002 年 2 月，

圖中顯示著明顯東北風盛行的情況，不但風向穩定，多以北風及東北風為主，風 速亦都超過每秒 3 公尺，尤其 2001 年 11 月後段的小潮更是顯著，每日平均風速 超過每秒 4 公尺，並持續由東北方吹來，與先前大潮風向相仿，風速卻僅約每秒 3 公尺的情形不同。依據風速越大、波能越高的理論來看，雖同在一個月內，小 潮前風力作用的強度卻高出甚多，沿岸漂沙的量增加，首當其衝的右岸灘面便產 生堆積作用旺盛並逐漸加大的情形，故沙洲面積的大小便不再符合單純由潮汐營 力所能造成的變動特性。由此可知，冬季季風越強盛，沿岸漂沙量越多，則潮汐 營力的影響性便會降低，所以在中港溪河口地形的月內變動部分，大致上是潮汐 與風浪互相競逐下的結果；因此，當東北季風在 2002 年 2 月後段的小潮期間，

不再具有絕對優勢的情形下，右岸灘面面積增加的幅度有限，便使得大、小潮間 灘面的反常現象逐漸式微。不過需要特別說明的是，若是冬季月內時序在後的大 潮，堆積作用當然也會比之前的小潮更具旺盛的堆積現象，所以當我們探討冬季 月內不同潮位特殊變動情形的同時，更應注意月內大、小潮的時序先後，時間在 後的面積總會較大、堆積作用皆是更為明顯的。

歸納以上所述，進入冬季之後，因為東北季風的強盛，不但風力強勁且風向 穩定，使得沿岸的漂沙量增加，與孫林耀明(1988)在台灣西部海埔地的研究結果 一致。根據台灣大學海洋研究所(1992)的研究，新竹、苗栗沿海，每年的沿岸漂 沙系統主要有兩個方向，分別是夏季自西南西方而來，推估的漂沙量約為 19 萬 立方公尺，冬季則以北北東方向的來沙最多，平均每年有高達 164 萬立方公尺的 漂沙流經沿岸；由於冬季的波能大於夏季，故全年的沿岸漂沙以東北向西南佔有 優勢，本研究前述冬季右岸月內不同潮位的異常現象便與此特性有較大的相關 性。而海域的漂沙近岸後轉為與幾乎垂直海岸的方向進行堆積，中港溪河口冬季 的海域漂沙來源以北方為主，對右岸臨海側灘面的影響便比較明顯；侯和雄等 (1980)亦曾提及，海岸上若存有一有效攔沙的沙岬或沙洲，則其上游側的堆積率 即為沿岸的漂沙率，中港溪河口右岸不但居於冬季旺盛漂沙來向的上游側，且東 北-西南走向的右岸河口沙洲壩勢必也會產生相同的堆積特性。綜合以上所述，

沿岸漂沙在潮汐營力主控著月內地形變動的情況下，的確也具有不小的影響力。

<2m/s 2-3m/s

3-4m/s

>4m/s

11 月大潮 11 月小潮

時間 →

2 月大潮 2 月小潮

風 速

5 月大潮 5 月小潮

圖 3-17 中港溪河口地區月內風向、風速變動圖

64

8 月大潮 8 月小潮

(

月內不同潮位的灘面形態反而具有一致性。在 3-13

三)河口地形的變動特性 1.地形變動的空間差異性

當右岸灘面具有隨月份更替而變動的特性的同時，左岸並沒有相同的情形，

四個月的月內灘面平面形態圖

、3-14)中可知，大 時的左岸灘面面積皆大於小潮，不受到前述 差異 與沿岸漂沙量多寡的影響，相對來說

在接下來河口左岸灘面與各項營力間的相關性中詳述 在此先由兩點觀之：其一 是冬季較豐富的沿岸沙源自北向南供輸，由於右岸沙洲突出於海岸線，故漂沙受 到阻擋後在右岸臨海側先行堆積，進而使得右岸灘面的面積在東北季風盛行時逐 漸增長，但也因此左岸灘面能夠收納到的沿岸漂沙量有限，故不易出 堆積 作用較為明顯的情形；工研院能源與資源研究所(1998)以衛星影像分析海岸線變 遷的研究裡亦曾談到中港溪右岸河口沙洲在此處沿岸漂沙運動中的影響性，最主 要便是其阻擋沿岸漂沙、造成堆積的作用。其二則是由於左岸本身的灘面形態較 為平坦，潮汐得以不受阻的在漲、落潮之間移動，故大潮期間較大的潮差及較高 的高潮位造成較大灘面的情形便更加顯著。

2.河海營力的相關差異性

經由相關分析的結果可知月內不同潮位各項營力與地形變動的關係，正如前 述的觀點，在一個月的短時距裡，潮汐和風浪是主要的控因(表 3-7)。夏季不論 左、右分開來看或是兩岸合計，月內的地形變動皆以潮汐因子的相關性最高，雖 然潮汐在左岸的影響力不如預期的高(右岸的相關係達到 0.82)，接近 0.05 顯著水 準(0.707)的 0.68 的表現卻依舊遠高於風浪或逕流兩個因子；冬季各項營力因子 和地形變動的相關性不復夏季潮汐獨佔優勢的局面，顯示在逕流量稀少，風浪加 大進而干擾潮汐主控性的情況下(圖 3-16)，月內不同潮位的地形變動較為紊亂無 章，其中稍微凸顯的是風浪營力在右岸的相關性(0.69)，這也驗證了前面提到冬 季風浪營力挾帶的沿岸漂沙在右岸灘面造成堆積現象的特性。若就剔除突發事件 的 2001 年 10 月至 2002 年 9 月間的全年時距來看⁴，風浪在左岸的相關性達到幾 近 0.01 顯著水準-0.834 的-0.83，表示這段期間內，風浪營力越強則左岸面積增 加的幅度越小，不過這樣的推測並不能與右岸相呼應，因為右岸與風浪的相關性 僅 0.44，不如冬季 0.69 的具有優勢。而潮汐因子則對於月內不同潮位地形的變

4 2001 年 9 月的納莉颱風導致中港溪河口發生地形的重大變動，事件前後的灘面面積或體積皆 不可與一般能量時的月內變動情形相提並論，故在此就事件後 2001 年 10 月至 2002 年 9 月的月 內變動情形作相關分析。

潮 季

， 節風 這一點將

，潮汐在左岸具有較大的主控力

。

現小潮 (圖

動具有較高的影響力。就全年的平均情況而言，風浪在左岸的影響甚大、在右岸

卻 ，但潮汐在右岸的相關性為 0.64、

左岸

夏季 冬季 全年(10 月-翌年 9 月)

不高，相關分析的結果不如預期的清晰可見

為 0.65，兩岸合計亦達到 0.62，較風浪及逕流兩項因子更加接近 0.05 的顯 著水準。因此，潮汐在月內變動的時距裡的確具有穩定且相對較高的影響力。

表 3-7 中港溪河口地形月內變動量與各項營力因子之相關係數統計表

潮汐 風浪 逕流 潮汐 風浪 逕流 潮汐 風浪 逕流 左岸 0.68 -0.27 -0.22 0.54 -0.36 0.34 0.64 -0.83* 0.48 右岸 0.82* -0.59 0.67 -0.59 0.69 0.45 0.65 0.44 0.38 兩岸 0.70 -0.27 -0.22 -0.27 0.24 0.34 0.62 -0.53 0.47

註：*表示達到 0.05 顯著水準(±0.707)；**達 0.01 顯著水準(±0.834)

3.潮位時序的重要性

不只有河口兩岸的灘面面積能夠凸顯潮汐與風浪在月內地形變動的季節差 異，灘面體積的部分也展現了相同的趨勢。兩岸灘面的體積在 2001 年 8 月明顯 是大潮高過小潮，前者的灘沙較後者多出 72331 立方公尺，大潮時較高的懸浮物 質濃度造成灘面河口較大的堆積作用，而大潮時較低的乾潮位，灘面的面積便更 加寬廣，表現在體積上便是如此的體積差異；但在 2001 年 11 月和 2002 年 2 月，

時序在後的小潮，其灘面體積皆為變小，甚至超越大潮，如 11 月小潮已多出 11472 立方公尺的堆沙，便是風力與風浪營力增強後沿岸漂沙量亦隨之變大，並不斷將 漂沙堆積於右岸臨海側灘面的後的結果。因此，當河口灘面進入堆沙旺盛的時期 之後，潮位在後者則堆積現象較為明顯，此時影響月內大、小潮地形變動的因素，

也包括大、小潮潮位的時序。

(四)小結

綜合以上所述，中港溪河口左右兩岸在月內不同潮位的變動特性是不同的，

右岸具有季節性變動的差異，冬季受到沿岸漂沙量增加的影響使得大、小潮的前 後時序成為地形變動的關鍵，夏季則回到潮汐主控下較為單純的形態；左岸則由 於灘面形態較為平坦、廣闊，不論那個時期，潮汐都具有一定的優勢。

第三節 河口地形的月間變動特性

颱風、暴雨的襲擊常造成地形的顯著變動，但何時會發生並不得而知，若要 觀察河口形態月間變動的特性，應以突發事件較少的冬、春兩季或年份為主，亦 即林雪美(1996)所謂河海營力的平均能量，用以表示河口地區通常性所處的營力 環境 由於 2001 年 9 月 17 日侵台的納莉颱風對中港溪河口地形的衝擊甚大，故 本

(一)月間的變動情形 1.剖線的變動

河口左岸的剖線自 2001 年 9 月的 210 公尺長，到 2001 年 10 月時增為 235 公尺，到 2002 年 1 月再增加至 250 公尺，灘面剖線呈現不斷增長的情形；但在 2002 年 4 月到 5 月間呈現停滯的狀態，剖線保持在 256 公尺上下，一直到 9 月 為止，將近有半年的時間左岸剖線長度幾乎沒有變化，月間的變動量皆在 5 公尺 之內。剖線高度的變動量以 2001 年 11 月至 2002 年 1 月之間最大，0.4 公尺的堆 高在這兩個月內發生，不過 4 月之後堆沙高度再度削減，至 5 月又大約降低了 0.4 公尺的高度；6 月之後的左岸灘面，剖線高度變動的頻率較為頻繁、幅度也 比較大，其中 6 月的灘面剖線在近水處堆積而剖線中段卻有侵蝕作用的發生，7 月出現正好相反的情形，到了 9 月剖線起伏量變動不大，但平均高度降低了 0.15 公尺(表 3-8、圖 3-18)。相較於左岸， 右岸灘面在 2001 年 9 月的剖線長度為 230 公尺，至 10 月增長了 18 公尺，11 月再增加 20 公尺，到了 2002 年 1 月底剖線 長度已達 275 公尺，但自 2 月起一直到 9 月，右岸剖線 3 不再增長，期間雖有小 幅變動，但都在 5 公尺以內，9 月的剖線長度同樣只有 275 公尺。相對而言，剖 線高度的變動就比較明顯了，尤其在左岸呈現穩定狀態的冬季，右岸灘面於 2001 年 10 月發生些微的侵蝕，11 月則堆積 0.6 公尺的高度，到了 2002 年 1 月更大幅 度地堆高 0.6 公尺，且並非只是剖線上局部性的堆積；2 月、4 月、5 月到 6 月之 間，剖線高度的變動量縮小，皆不超過 0.2 公尺，而 7 月的右岸剖線大量削減了 0.6 公尺高的堆沙，侵蝕作用主要發生在剖線的下段近水處，至於 9 月的剖線形 態與 7 月近似，變動量不大(表 3-8、圖 3-19)。

綜合以上所述，左、右兩岸灘面從 2001 年 9 月底開始，進入堆積旺盛期，

除了剖線增長約 40 公尺的長度之外，經過 4 個月的時間，左岸堆高 0.4 公尺，

右岸的變動量更高達 1 公尺，都顯示這個時期以堆積為主的特性；當時序進入 2002 年 4、5 月，堆積速率逐漸低降，甚至在 6、7 月開始出現侵蝕的現象。

。

研究探討月間變動的時距便從颱風後到 2002 年 9 月為止。

表 3-8 中港溪河口月間剖線變動表

2001 年 9月 210 1.54 230 1.90 10 月 235 1.10 248

左岸剖線 右岸剖線

長度(m) 高度(m) 長度(m) 高度(m)

2.00 11 月 236 1.40 268 2.00 2002 年 1 月 250 1.84 275 2.60 2 月 6 25 1.62 277 2.40

月

6 月 254 1.50 278 2.00 7 月 257 1.10 276 1.40 9 月 255 0.98 275 1.20

1 3 5

0 100 200 300 距離 (m)

度 2001年10月

1 3 5

0 100 200 300 距離 (m)

度 (m)

2001年11月

0 2 4

10 高

m)

1 3 5

0 0 200 300 距離 (m)

度 (

2001年11月

0 2 高 4 (m)

2002年1月

1 3 5

度

m) 2002年5月

1 2 3 5

度

(m) 2002年6月

4 月 255 1.35 275 2.20 5 258 1.20 278 2.10

圖 3-18 中港溪河口左岸月間灘面剖線變動圖(以剖線 3 為例)

0 2 高 4 (m)

2001年9月

0 2

高 4 2001年10月

1 3 5

0 100 200 300 距離 (m)

度 2002年4月

2002年1月

100 200 300 距離 (m)

0

0 100 200 300 距離 (m)

高 4 2002年5月

0 2 4

0 高 (

2002年4月

中港溪河口左岸月間灘面剖線變動圖(續

圖 3-19 中港溪河口右岸月間灘面剖線變動圖(以剖線 3 為例)

圖 3-18 )

300 (m) 0

0 100 200

100 200 )

1年10月

0 1 (m)23

高 4 度

5

100 200

200

1年11月

5

20 0

1 2 3 4 5

0 100 200 距離

高 度 (m)

0 1 2 3 4 5

0 100 200 300 距離 (m)

高 (m)

200 2002年1月

0 1 2 3 4 5

0 100 200 300距離 (m)

(

2002年2月 2002年4月

0 1 2 3 4 5

0 100 200 300 距離 (m)

(m)

2002年5月 2002年6月

0 1 2 3 4 5

0 度 (

2002年7月 2002年9月 2002年6月 2002年7月

高 4 度

1 2 3 5

300 距離 (m) (m)

2002年7月 2002年9月

0 300距離 (m)

2001年10月 1年11月

0 1 2 3 4 5

0 300距離 (m

高 度 (m)

2001年9月 200

0 1 2 3 4

0 100 200 300距離 (m)

高 度 (m)

02年1月 2002年2月 度

0 1 2 3 4 5

0 100 200 300距離 (m)

高 度 (m)

2002年4月 2002年5月 高

度 m)

0 1 2 3 4 5

0 100 200 300距離 (m)

高 度 (m)

2002年6月 2002年7月 高

度

高 m)

100 200 300距離 (m)

2.面積的變動

平面形態顯示，右岸河口沙洲的主體在 2001 年 7 月與 8 月相當明顯，雖有 桃芝颱風使其稍微狹長的衝擊，但相較於 9 月納莉颱風將沙洲完全沖毀的影響，

得微弱許多(圖 3-20)。右岸河口沙洲消失之後，以緩慢的速度回復，到 2001 10 月為止增加 9842 平方公尺的灘面面積，到 11 月時再增長 11490 平方公尺，

至 2002 年 1 月 的時期。當堆

作用進行到 2002 年 5 月底時，右岸灘面的面積已較 8 個月前多出 40071 平方 公尺(表 3-9)，且右岸河口沙洲在這段期間有逐漸堆砌、發育並拉長的趨勢，但 事實上，如此的面積回復量與納莉颱風沖毀的面積(共計 171013 平方公尺)相比，

似乎微不足道，可見其回復速度的緩慢。經過堆沙旺盛期，2002 年 6 月、7 月到 月間右岸的平面形態變動不大，面積與體積的增長量亦不多，其中 9 月右岸沙 洲有稍稍向外偏移的傾向，灘面面積一共減少了 31587 平方公尺，灘面並有多處

到侵蝕。

左岸的月間變動亦有獨特之處，雖然 2001 年 10 月、11 月到 2002 年 1 月間，

面面積持續增加的特性與右岸類似，但平面形態圖中顯示，堆積的區域以臨海 為主，臨河側的灘面變動量相當些微，即此時的優勢營力為海向陸的風浪，內 向外的逕流輸沙對於左岸灘面的加積幾乎沒有貢獻。2002 年 5 月之後，左岸灘 面便處於一個時侵時淤的不穩定狀態，其中較明顯的變動出現在 6 月，左岸灘面

少 41302 平方公尺的面積。

3.體積的變動

與平面形態的變動情形類似，2001 年 9 月的立體形態由於納莉颱風巨大營

，左岸灘面堆高且臨河側坡度變陡，右岸灘面的臨河、臨海側均有堆高、變陡 的情形，而右岸河口沙洲的消失是月間最明顯的變動特徵；10 月的灘面變的稍

緩和，11 月起一直到 2002 年 5 月為止，兩岸灘面堆高、臨海側變陡的情況持 存在，6 月時右岸灘面變得較為低緩，7 月則是左岸有灘面坡度明顯變緩的情 形，接著在 9 月的時候右岸灘面又有小幅度的堆高(圖 3-21)。於表 3-8 各月灘面 體積的數據中得知，2001 年 9 月至 2002 年 9 月間灘面增加了 91884 立方公尺的 沙，其中以 2001 年 11 月至 2002 年 1 月間的堆積量最大，達 72965 立方公尺 多。至於 2002 年 5 月到達年內的最大體積 905578 立方公尺之後，灘面開始有 侵蝕的現象，6 月的灘面大量縮減了 40729 立方公尺的體積，7 月的侵蝕量較小，

顯 年

又增加 4459 平方公尺的面積，這是面積增長量最大 積

9

遭

灘 側

減

力

微 續

堆 之

體形態與平面形態的變動情形雷同，都是在 2001 年 11 月開始出現較為明顯的堆 積作

間 灘 灘面面積

(m²)

灘面總面積 (m²)

灘面總體積 (m³) 用，2002 年 5 月到 9 月之間則有小幅度的侵蝕現象產生。

表 3-9 中港溪河口月間兩岸灘面面積及體積變動表

時 面

3 7594

左岸 284877.1 2001 年 11

月 右岸 143421.4

428299.0 770937.3

2002

左岸 255722.9 2001 年

9 月 右岸 122089.1

377812.0 755624.0

左岸 274199.8 2001 年 10

月 右岸 131931.2

4061 1.0 64.9

左岸 308281.9

年 456163.0 843902.0 1 月 右岸 147880.8

左岸 320809.9 2002 年

2 月 右岸 148025.0

468835.0 857968.0

左岸 326906.6 2002 年

4 月 右岸 135682.1

462589.0 878919.0

左岸 360433.1 2002年

5 月 右岸 162159.7

532693.0 905577.9

左岸 323366.5 2002 年

6 月 右岸 168024.7

491391.0 864848.5

左岸 329300.9 2002 年

7 月 右岸 167946.0

491247.0 864594.4

左岸 297713.6 2002

9 月 右岸 173124.7

470838.0 847508.3 年

圖 3-20 中港溪河口月間平面形態變動圖

2001 年 8 月

2001 年 8 月 2001 年 9 月

2001 年 10 月 2001 年 11 月 2001 年 9 月

2001 年 10 月

2001 年 11 月 2002 年 1 月

0.8 km

N

0

2001 年 7 月

0.8km

2002 年 1 月 2002 年 2 月

2002 年 2 月 2002 年 4 月

2002 年 4 月 2002 5 月

2002 年 5 月 2002 年 6 月

2002 6 月 2002

8 月 2002 年 9 月

圖 3-20 中港溪河口月間平面形態變動圖(續)

0

N

0.8km

2002 年 年

年 7 月 年

2001 年 8 月 2001 年 7 月

N

單位：公尺 高度垂直放大 10 倍 2002 年 2 月

2002 年 1 月 2001 年 11 月

2001 年 9 月 2001 年 10 月

圖 3-21 中港溪河口月間立體形態變動圖(續)

N

單位：公尺 高度垂直放大 10 倍 2002 年 9 月

2002 年 4 月 2002 年 5 月

2002 年 6 月 2002 年 7 月

(二)地形變動的營力探討 1.逕流、潮汐與風浪的作用

月間的營力變動展現了逕流、風浪相互消長的特徵。逕流量自 2001 年 9 月 始便保持漲幅不大的狀態，一直要到 2002 年 6、7 兩個月才有較大的逕流增 量；風浪營力的波高方面， 0 月到 2002 年 5 月之間的平

尺，為全年較高的數值，尤其前三個月的平均波高都超過 1.10 公尺，風浪營 的強勁更是顯著(表 3-10)。潮差的數據則顯示，每個月進行灘面剖線實測時的 差皆不相同，換句話說，每次乾潮測得的灘面面積應會隨著大潮時加大、小潮 縮小；不過先前在地形變動的部分已經提到，並非全年的灘面形態都按照這樣 規律變動。因此，逕流、潮汐與風浪這三個最主要的河海營力，在河口地形的 間變動中，各有不可或缺的份量。

表 3-10 中港溪河口月間河海營力變動變動表 2001 年 2002 年 底開

2001 年 1 均波高為 1.04 加

公 力 潮 時 的 月

時間

9 月 10 月 11 月 1 月 2 月 4 月 5 月 6 月 7 月 9 月 逕流增加量

(CMS)

0.88 0.21 0.08 0.33 0.01 1.74 1.02 6.40 4.38 0.98 平均波高

(m)

0.76 1.11 1.19 1.14 0.88 0.98 0.91 0.65 0.84 0.71 進行實測當

日潮差(m)

4.02 4.38 2.48 3.98 2.80 3.09 4.50 3.29 3.52 3.31

資料來源：中央氣象局新竹南寮測站、水利署平安橋測站

例如 2002 年 6 月，右岸剖線下段堆積、上段侵蝕的情形，就是因為 6 月 13 日當天 173 公釐的降雨量，造成逕流量增加並直接沖刷左岸灘面的結果，由於此 時的潮位較低，大水仍未覆蓋整個灘面，故左岸的堆積與侵蝕作用並未深達灘面

內側；而右岸臨 形變動的原因僅

流一項(逕流增加量達到 6.40CMS)，0.83 公尺平均波高和 1.14 公尺最大波高的 量與降雨事件前後的差異並不大。延伸第二章的研究成果，9 月的變動應屬 8 2 至 6 日間共 108 公釐的降雨，以及 9 月 5 日暴風圈接近台灣的辛樂克颱風⁵的

海側剖線 3 的變動量極小，顯示導致當天河口地 逕

能 月

影響。前者的降雨雖發生在中潮，但最大的雨勢發生在 8 月 4 日(單日降雨量 58 量的極端值亦隨之到來，此時的潮位高度 1.60 公 尺，

零星的降雨，造成的逕流增加量尚不及 0.25CMS。但夏季逕流量與河流輸沙量增加時，河口地形的反應並非多有堆積，

整個灘面體積反 2 年 6 月都有這

樣的例子，而這期間正好就是明顯降雨事件發生的時間點，因此當我們探討河流 的大量輸沙對於潮汐主導型河口作用的同時，必須注意其與逕流主導型河口的不

同之處，也就 端 流 與 量 半 河 受 的 。

對照年內河口灘面體積與面積的月間變動趨勢，兩者固定的比例在 2

特性，而此差距持續到 2002 年 5 月始縮小，這樣在冬季堆高、夏季和緩的變動 特徵與風浪營力關係較為密切(圖 3-22)。當風浪強勢時期，灘面會因為大浪持續 的拍擊而維持較高且近水處陡峭的形態；堆高作用會在滿潮時進行，在水位高漲 的狀態下，風浪得以將近岸的漂沙攜帶至灘面較高的位置堆積。但當風浪的能量 縮減、平均波高從將近 1 公尺降到 0.6 公尺時，風浪能夠影響的高度降低，有效 雕塑灘面的範圍變小，從現場的堆積形態推測，此時灘面會經由兩個途徑調整灘 面陡峻的坡度：其一是乾潮時風力持續吹拂灘面頂部的堆沙，因而降低了灘面的 高差，其二是依據本章第一節的推論，夏季漲、落潮流堆積與侵蝕的差距變小，

且通常是侵大於淤的情況，因此當滿潮時水位淹及灘面頂部，落潮流自灘面高處 帶走的沙量便會大於漲潮流於此的堆積量，如此消長之間，灘面便從原本高陡的 形態逐漸有所轉變。

公釐)當天早上 5 至 7 點，逕流

為第一次滿潮的時間；後者的總降雨量雖只有 24 公釐，僅形成 0.98CMS 的 逕流增加量，但 9 月 5 日當天降雨、逕流達到高峰時正好為上午 10 點的第一次 高潮位(潮位高度 2.03 公尺)，因而加強了颱風的破壞力，不過兩次降雨事件中，

各項營力的共同作用皆不若本研究探討的三個颱風事件般的強勁，所以河口沙洲 的輪廓只作些許的內部調整。

圖 3-22 顯示營力的詳細變動情形與灘面體積之間的關係。降雨的情形在 2001 年與 2002 年夏季的 5 月至 9 月最為明顯，連帶著使得夏季的河流逕流量和 輸沙量呈現常有波動的狀態，尤其是 2001 年 7 月底和 9 月中旬兩次颱風事件期 間更是明顯；相反的，冬季僅有一些

而有侵蝕的現象發生，2001 年 8 月、9 月及 200

是極 的河 輸沙 逕流 ，多 造成 口遭 侵蝕 結果 此外，

001 年 9 月之後更加擴大，體積增加的幅度比面積要高，代表此時灘面堆高的

0 0 0 0

00 7 9 1

雨量與

7 9 1

面 積

7 9 1

與 量

5 7

灘 體

3 5 7 9

河 輸沙量

3

灘面體積

雨量 流

10 20 30

2 1. 1 2002.1 3

雨 量 (mm)

0 0 0

流量 (CM 雨

流

9 時間

0 10 20 30

S) 量

量

時 5 6 7 8 9 1

灘面體積 (0 Mm )

7 9 時

輸沙量 /日

面 積

0 100 200 300 400

2001. 1 2002.1 間

雨 量 (mm)

0

.1 3

灘 體 與 川

5 6 7 8 9 10

2001. 1 2002.1 5 間

體積 (0.1Mm3)

0 500 1000 1500 2000

(噸 )

78

波浪與灘面體積

0 1 2 3 4

2001.7 9 11 2002.1 3 5 7 9 時間

波 高 (m)

5 6 7 8 9 10

灘面體積 (0.1Mm3)

潮汐、波浪與灘面體積

0 1 2 3 4 5

2001.7 9 11 2002.1 3 5 7 9 時間

潮 差

、 波 高

5 6 7 8 9 10

灘面體積 (0.1Mm3)

平均波高 潮差 灘面體積

79

灘面面積與體積

0 2 4 6 8 10

2001.7 9 11 2002.1 3 5 7 9 時間

面積 (0.1Mm2)

2 3 4 5 6 體積

(0.1Mm3) 灘面體積 灘面面積

圖 3-22 中港溪河口月間營力變動圖(續 )

河口堆積物粒度的月間變動與營力的變動情形非常接近，最明顯的變動量 出現在 2001 年 9 月，左右兩岸的臨海或臨河側都有相同的變動趨勢，顯現出當 時伴隨事件而來營力的巨大。除了這個格外明顯的粒度落差之外，整體看來，

中港溪河口的粒徑粗細其實大抵都維持在一定的範圍內，包括 2001 年 7 月至 月，以及 2001 年 11 月至 2002 年 9 月，其值約在 1.5φ至 2φ之間(圖 3-23)，即 便像單日降雨量達 249 公釐、最大波高 1.67 公尺的桃芝颱風，事件前後粒徑的 變動幅度仍不是非常顯著，這正是郭金棟(1988)提及沙質灘面的粒徑變動會較 礫質灘面些微許多的說法。

不過，摒除重大突發事件的影響，自 2001 年 10 月起變動不大的月間差異 中，2002 年 6 月的左岸粒徑中數有稍微變粗的情形，這就是先前提到 6 月中旬 那場降雨事件的影響，右岸的變動情形未如左岸般顯著，也再次印證本研究對 於中港溪河口流路方向與左岸堆積形態間關係較為密切的解釋，逕流量增加時 左岸灘面會早一步受到衝擊，尤其是左岸臨河側，也就是說，夏季由陸向海的 營力主要控制著左岸灘面的形態變動；而相對而言，右岸臨河側在 2001 年 11 月至 2002 年 5 月間堆積物質的粒徑最細(粒徑中數皆超過 2φ)，也是由於這個 原因，枯水季節狹窄的流路並未流過右岸，造成右岸臨河側的堆積物來源僅潮 汐一項，故以相當細微的懸浮物質為主。至於右岸臨海側的灘沙，在 2001 年 月是兩岸採樣點中粒徑最粗的，但到了 2002 年 9 月時卻變成四者中最細的，顯 現右岸灘面營力來源較為複雜，包括海向陸的風浪、潮汐以及陸向海的逕流，

在各個時期會有不同強度的作用力，使得粒徑中數的變動不定。

灘面垂直沙樣粒徑的部分，變動的情形與灘面表層沙接近，年內月間下層 沙的粒徑幾乎沒有改變，亦即雖然河口的營力多變且複雜，但除非是營力夠大 的突發事件，否則灘面主體的結構並不容易鬆動。最後，在海陸方向的粒度變 動上，兩岸都具有臨海側堆積物粒徑較粗、淘選度稍差的特性，若灘面單純只 受到逕流或風浪營力的影響，堆積物的粒徑不論是粗顆粒或細沙質，淘選度理 應屬於良好的等級，但就中港溪而言，口外的區域較口內更容易受到海象營力 的衝擊，在海、陸象營力的交相混雜、共同作用之後，淘選度因而較口內的臨 河側更差。

8

7

2001.7 9 0 2 1 4 5 9 日期

圖 23

2001.7 8 9 1 2002. 2 6 日期

φ

0 0.5 1 1.5 2 2.5

右 垂 沙(上 岸 沙( )

左 垂 沙(上 岸 沙( )

φ

兩岸 徑

0 1 2 3

粒 中數

10 1 1 4 5

兩岸粒徑中數

1 11 002. 2

岸 直 岸 直

中港溪河口月間粒徑與淘選度變動圖

7 9

右岸臨河 右岸臨海

左岸臨河 左 臨海

6 7

) 右 垂直 下

) 左 垂直 下

岸

8

3-

81

2001.7 8 9 10 11 2002.1 2 4 5 6 7 9 日期

圖(續)

2001.7 8 9 10 11 2002.1 2 4 5 6 7 9 日期

兩岸淘選度

0 0.5 1 1.5

右岸垂直沙(上) 右岸垂直沙(下) 左岸垂直沙(上) 左岸垂直沙(下) δφ

兩岸淘選度

0 0.5 1 1.5

右岸臨河 右岸臨海

左岸臨河 左岸臨海

δφ

82

圖 3-23 中港溪河口月間粒徑與淘選度變動

2.沿岸漂沙的影響

一般說來，潮差越大、灘面的面積或體積也應該越大，但 2001 年 9、10 月 超過 4 公尺的大潮差時，灘面面積約 400000 平方公尺，2002 年 6、7、9 三個月 潮差不到 3.5 公尺時，灘面面積卻都將近 500000 平方公尺，且有時侵時淤的波 動特徵，即潮汐在河口地形月間變動特性裡的影響力並不高。前面已經探討過，

夏季地形波動的特性是因為逕流量在夏季展現了侵蝕作用的緣故，但相反的，潮 汐大、小潮的差異卻無法提供為何在經過一個冬季之後，灘面加大現象的解釋。

檢視表 3-10 及圖 3-22 後發現，這段期間裡，相對較為強勢的風浪營力凸顯了與 地形變動間的關連；但就 0.88 公尺至 1.19 公尺的平均波高而言，其能量表現在 河口地形上，是以侵蝕為主，因此風浪與沿岸漂沙間成正比的相關性

要再次被強調，亦即這段期間堆積作用的主導因子，可能就是由北向南不斷輸送 沙源的沿岸流。這與堺茂樹(1997)在日本米代川河口連續 10 年的追蹤研究中，

年內風浪小、流量大時沙洲面積縮減，風浪大、逕流小時沙洲面積增加 河口幅 縮減的發現一致。

由各月平均風速和最多風向的資料顯示，2001 年 11 月開始，風力進入全年 最強盛的時期，連續 4 個月的平均風速都超過 3 公尺/秒，12 月甚至高達 4.16 公 尺/秒，風力的方向亦相當穩定，大致呈東北風的狀態；強勢的風力在 年 5 月之後才告消退，連續 5 個月的平均風速未超過 2 公尺/秒，且其方向紊亂，西 北、西、南、西北西、西南等方向的來風都分別在月內佔有較多的比例 3-11)。

表 3-11 中港溪河口平均風速及最多風向月間變動表 2001 年 2002 年

，此時有必

、

2002

(表

時間

10 月 11 月 12 月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8月 9 月 平均風速

(m/s)

2.49 3.03 4.16 3.49 3.41 2.72 2.56 1.47 1.59 1.79 1.23 1.70

最多風向 NNE NE NE NNE NE NE N NW W/S WNW W W/SW 資料來源：整理自中央氣象局竹南測站

也就是說，2001 年 11 月至 2002 年 3 月間較大的風力造成沿岸漂沙量的增 加，便有更大的機會將堆積作用展現在左、右兩岸的臨海側灘面；在月間的地形 變動上，也才會出現經過一個冬季，灘面的堆積情形顯著而導致潮汐的影響力縮

減的異常現象。不過，當風力自 2002 年 5 月起，進入全年較低的時期之後，灘 面的

地形月間變動量與各項營力因子之相關係數統計表 平均 總雨 平均 平均 平均 最大 平均 潮差

堆積形同停滯，可見沿岸漂沙與地形的月間變動，的確存在著相當程度的相 關性。至於近岸河口地區的沈積物沈降機制如何運作，是冬季大量的沿岸漂沙先 堆積在近岸海底，經由漲潮的揚升力將其帶起進而堆積在兩岸灘面，或是冬季較 強的波浪營力使得近岸產生相當巨量的懸浮沙，在潮汐漲、落之間，漂沙便順勢 擱淺於兩岸？尤待河海沈積學者做進一步的釐清。

3.河海營力的相關性

月間地形變動與營力之間的關係，同樣經由相關係數加以分析的結果(表 3-12)顯示，無論面積或是體積，都以風浪營力的相關性最高，但兩者的關係是 相反的，亦即在年內的月間變動情形裡，當最大波高或平均波高越大時，灘面的 面積與體積反而越小，風浪營力消退時，河口灘面卻呈現較大的特徵。

表 3-12 中港溪河口

雨量 量 流量 輸沙量 風速 波高 波高

左岸 0.16 0.16 0.16 0.15 -0.58 -0.86** -0.82** 0.08 右岸 0.65* 0.62* 0.64* 0.65* -0.66* -0.61* -0.59 -0.13 面

積 兩岸 0.32 0.31 0.32 0.31 -0.67* -0.83** -0.79** 0.17 左岸 -0.05 -0.01 -0.10 -0.08 -0.31 -0.80** -0.77** -0.08 右岸 0.65* 0.64* 0.51 0.54 -0.50 -0.62* -0.63* 0.13 體

積 兩岸 0.19 0.22 0.13 0.14 -0.49 -0.88**-0.85** 0.04

0.05 顯著水準(±0.602)；* 達 0.01 顯著 準(± .735)

註：*表示達到 * 水 0

這樣的結果與前一章及前一節在突發事件與月內變動時提到風浪與灘面的 關係恰好相反，不過這並非自相矛盾，表 3-9 所顯示的灘面形態，是灘面實體的 的情形會越來越顯著，灘面的體積或右岸的面 便會逐漸加大，時序越後堆積作用進行的時間越久，若沒有夠強突發事件的衝 擊，

量，既然隨著東北季風的增強堆沙 積

灘面的堆沙量在後面幾個月的確會累積至最大的狀態。再者，2002 年 5 月、

6 月、7 月和 9 月為夏季風浪營力相對較小的時期，故便出現平均波高與面積相

性-0.88 的結果。由表 3-12 可以看出，最大波高和平均波高這兩個風浪營力的指 標，無論與左、右岸或兩岸體、面積的相關性，至少都已經達到 0.05 的顯著水 準，便是年內月間地形變動與沿岸漂沙密切相關的證據之一。

若將焦點放在右岸灘面，則在面積與體積的相關係數裡，右岸與風浪因子的 相關性並不甚高，都在 0.05 顯著水準的-0.602 上下，且最大波高或平均波高皆 然。表示右岸在冬季面臨沿岸漂沙的堆積作用旺盛，以及夏季缺少海沙來源且較 的逕流營力容易擾動河口沙洲的情況下，與風浪因子的相關性不容易產生隨著 漸加大的現象。這一點也同時表現在左、右兩岸灘面穩 定性

，但反 過來說，亦即右岸並未與任何一項營力密切相關，頂多達到 0.05 的顯著水準，

亦只有 0.65 而已，展現影響右岸地形變動因子的複雜性。

除了風浪營力之外 量 在 月間變動中的

相 並 ， ， 與 、 的 0.04，

極 的相 動 非 的 雖屬

於 主 口 均 幾 公

的月間變動特性，但潮汐的主導性卻為沿岸漂沙取而代之。

(三 間的變

1.月間變動的敏感性

河口沙洲的形態能展現該環境營力的特徵，當納莉颱風將右岸沙洲沖毀之 後，12 個月的時間裡沙洲以緩慢的速度回復，但其形態並非穩定而不具任何變 動特性的，於此本研究聚焦於沙洲的長軸⁶。如圖 3-24 所示，沙洲長軸在 2001 年 9 月位在朝向 N76°W 的位置上延展了 445 公尺的長度，10 月和 11 月長軸分 別往南偏移 14°與 12°，到了 2002 年 1 月，沙洲長軸的方向較 4 個月前南偏 71°；

如此沙洲長軸的方向不斷南移，長度亦逐漸增加，當 2002 年 5 月時已位在 S6°

W 的方向，沙洲長軸並有 370 公尺的長度，不過 6 月的長軸卻開始往北回偏，7 大

時間的演進，灘面會有逐

的差異上，河口右岸在月間的變動較為顯著；由於風浪、潮汐與逕流等三種 河海營力在此交會，無論冬季或夏季，右岸灘面形態的變動皆較左岸顯著，尤以 剖線起伏狀態的變動差異最大(圖 3-18、 3-19)。此外，若相關係數較低的潮差暫 不列入，右岸與營力間的平均相關性看似較高，相關係數都在±0.602 上下

如右岸面積與平均風速相關性最高，僅-0.66，體積與平均雨量最為相關，

，雨 、流量、輸沙量和潮汐等因子 地形

關性 不顯著 其中 潮汐 面積 體積 相關係數分別只有 0.17 和 低 關性表示此項營力在月間變 裡並 居於關鍵地位 特性，中港溪 潮汐 導型河 ，平 潮差 達 4 尺，地形在短期年內的時距裡亦具有明顯

)月 動特性

6 沙洲長軸的定義為以右岸測量的基站為基準，與整個沙洲最遠端點的連線。