頭前溪河口段生態水利整體規劃及舊港島分流工效益評估研究(1/2)
一、計畫緣起與目的
頭前溪河口段受到外海波浪、潮汐、流量交匯之水理輸砂影響，歷年來變遷頗為顯著。水利署自民國94年起，陸續辦理河口段之治理規劃檢討、物模試驗、數模研究及工程執行規劃等計畫。目前河口段相關工程已完工約兩年，河床已開始出現回淤情形，其中舊港島分流工、苦苓腳凹岸丁壩及河口段疏濬等之效益，值得持續評估探討與研究。此外，為提升河川生態環境之維護與保育概念，結合水文、地文、人文、生物、空間利用，整合相關水利工程措施，營造浮覆地與生態棲地環境，研擬頭前溪河口段生態水利整體規劃，作為未來國內河口治理規劃之參考。
本計畫分兩年執行，藉由動床數模工具、生態與人文調查等，評估頭前溪河口段舊港島分流工、相關工程措施之效益，進行河口段生態水利整體規劃，結合生態與人文基本調查資料與相關水利模擬分析，綜合呈現整體規劃意涵與風貌，以供相關治理規劃與決策參考。
二、河口段基本資料之調查與收集彙整
本計畫收集彙整頭前溪相關水文、地文、人文、生態、研究報告等基本資料，並進行河口段(斷面0至10)河床大斷面之測量，指標物種生態調查等。
比較101與103年8月大斷面，斷面1左岸深槽淤積深度約1 ~ 2m；斷面2深槽為淤積，淤積深度約1.82m；斷面3左股流路深槽沖刷；斷面4左股流路無明顯沖淤變化、右股流路淤積約1.9m；斷面5右股流路淤積深度約為1m；斷面6深槽右側有些許淤積。整體來說，河口段自完成治理工程後為淤積趨勢。
生態調查方面，第一次(8月26、27日)共捕獲41條花身雞魚、1隻彈塗魚及1隻招潮蟹，共記錄到146棵水筆仔，植株高度分布在8.5 ~ 31cm；第二次(10月20、21日)共捕獲27條花身雞魚、4條蝦苗、2隻彈塗魚、1隻招潮蟹及1隻沙公，共記錄到88棵水筆仔，植株高度分布在4 ~ 72cm。綜合評估結果，選定本計畫之指標物種為水筆仔，原因為水筆仔是維繫生物多樣性之基礎，在河口地帶具有耐鹽、耐淹及競光之優勢，而廣泛分布於河口地帶，常成為新生泥灘地之先驅植物，其生長受限於水流流速，可根據其生長判斷河口、河岸或海岸之侵蝕與淤積。
三、河口段動床數模之檢定驗證
CCHE2D模式之檢定驗證中，考慮近岸潮汐、頭前溪及鳳山溪匯流之水理輸砂影響，模擬101年6月至102年10月之主要颱洪事件，配合101及103年實測河道大斷面進行檢定驗證。模擬與實測水位有相同變化趨勢，波峰之水位皆可預測良好，模擬水位平均絕對誤差約為0.18 ~ 0.28m，檢定驗證結果良好。
底床沖淤之檢定驗證中，鳳山溪匯流前底床皆以淤積為主，集中於斷面1、2之北寮嶼，以及斷面5、6分流工右側區域，舊港島右股流路亦有淤積情形，模擬與實測沖淤趨勢相近。
四、舊港島分流工水理與沖刷機制探討
採用本局102年「頭前溪水系本流治理規劃檢討-水文分析報告」分析之重現期距流量，配合外海潮位EL.4m進行定床、定量流之模擬。不同流量下舊港島左股流路之流速皆略大於右股流路，於Q100時，舊港島有溢淹情形，以島頭迎水面最為明顯。模擬101 ~ 102年洪水過後之底床沖淤情形，分流工左右側皆有淤積產生，又以右側較為明顯，並有向上游延伸之趨勢，與現場觀察情形相符，說明分流工雖有分流效益，但亦具有攔砂效果。
採用CCHE3D模式進行舊港島周圍之局部三維水理模擬，模擬水面流速明顯大於底床面流速，流速剖面呈現對數分布，最高流速發生在左股流路之舊港橋下游。水流通過分流工進入舊港島後，左、右股流路靠近底床之流速比分別為3：2，由於底床面流速大小關係泥砂之起動門檻，當流速過小時，將導致泥砂無法起動運移、輸砂能力降低，長期將有淤積之潛勢。
五、河口段相關工程措施之效益評估
評估河口段治理工程之效益，苦苓腳堤防與丁壩完工後，經歷102年之蘇力、潭美颱風等洪水事件，現況丁壩間已形成護灘，可防止堤防產生基腳沖刷，具有提升河防安全之效益。此外，護灘在河口漲退潮時，為良好生物棲地環境，具有生態復育之效益。舊港島分流工可提升右股流路之分流量約3%，均衡左、右股流路之洪水位，減緩左、右股流路流速之差異，同時可減緩上游水流直沖舊港島島頭情形，具有提升河防安全之效益。
舊港島環島護岸具有河防安全效益，在Q10流量下，舊港島受到環島護岸之保護，無溢淹情形；無環島護岸及分流工時，舊港島有明顯溢淹情形。疏濬使河口段達分流治理目標，降低洪水位，確保頭前溪河口兩岸在設計洪水下不溢淹，具有河防安全效益，且疏濬之砂石可做為河道填方或進行標售，具有經濟效益。
六、河口段生態水利整體規劃研擬與建議
本計畫蒐集利益相關者意向，以呈現河口海域生態系統維護、結合河口段防洪工程等動態平衡為目標，進行整體規劃研擬與建議。
生態水利整體規劃研擬與建議主要包括兩大主軸，公眾參與及生態水利評估指標工具。本年度公眾參與針對舊港里、新港里、白地里，以訪談方式進行問卷調查及里民座談會，問卷內容包括受訪者對頭前溪河口段相關治理工程基本認知、對疏濬後土方之利用所持之態度、其他建議或期許等項目，相關資料將用以做為後續生態水利整體規劃使用。生態水利評估指標工具採用河川復育整合模式(5S model)，藉由收集之資料與生態調查結果，擬定指標物種(水筆仔)並利用河川水文水理、河川型態結構之計算結果，初步建置於5S model，以作為後續生態水利整體規劃之參考。