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金質獎參選工程 - 台坂溪野溪治理二期工程

水利類工程(第四級)-台坂溪野溪治理二期工程:

  • 主辦單位:行政院農業委員會水土保持局臺東分局
  • 設計單位:佳綸工程科技有限公司
  • 監造單位:佳綸工程科技有限公司
  • 預算金額:新臺幣27,404,257元整
  • 工程底價:新臺幣26,460,000元整
  • 決標金額:新臺幣23,800,000元整
  • 承攬廠商:新東錦營造有限公司
  • 結算金額:新臺幣23,764,985元整
  • 工 期:105年04月25日至106年03月09日

 
一、工程內容:

  1. 梳子壩1座
  2. 多孔隙固床工1座
  3. 混凝土鋪石固床工8座
  4. 砌石階梯固床工2座
  5. 混凝土塊保護工1組
  6. 混凝土砌石護岸,共702公尺
  7. 護岸基礎塊石保護工,共31處

二、工程概述

(一)地理環境:台坂溪位於臺東縣達仁鄉境內,為土石流潛勢溪流(編號:東縣DF083),集水區面積約1,013公頃,為大竹溪集水區之布拉布拉溪子集水區之一支溪。因莫拉克颱風,該地區48小時累積降雨量1,493mm,造成上游坡地崩塌,大量土砂隨溪水下移形成亂流,導致本野溪兩岸農地沖刷流失及土坂一號橋損毀,通往拉里吧、台坂及土坂部落主要鄉道東68線為之中斷,當地因而成為孤島。
(二)環境地質:計畫區位於中央山脈南部的板岩帶,本區出露的潮州層,岩性以板岩為主偶夾變質砂岩、硬頁岩,其上部所夾的大溪舌狀體,則以厚層變質砂岩與板岩互層為主。
(三)土壤分佈:工區土壤主要為變質岩類石質土,底土質地多為砂質壤土~坋質粘壤土者;剖面中常含55~90%之石礫。
(四)河道環境:河道平均粒徑分布在30公分~50公分之間;溪流平均坡度約11%。
(五)生態調查:本工程工區內生態豐富,其中以毛蟹、日本禿頭鯊與鱸鰻三種為本區指標物種。其他常見物種,列表如下。

生態調查列表
種類 物種
哺乳類 臺灣獼猴、赤腹松鼠、穿山甲
兩棲類 澤蛙、日本樹蛙、黑眶蟾蜍、黑蒙西氏小雨蛙
爬蟲類 股鱗蜓蜥、赤尾青竹絲、斯文豪氏攀蜥
鳥類 大冠鹭、五色鳥
魚類 臺灣馬口魚、日本禿頭鯊、鱸鰻
水棲類 毛蟹、石蛉科幼蟲、石蠅科幼蟲

資料來源:大武山自然保留區生物資源調查研究-大竹溪

(六)歷年災害
1.94年海棠颱風期間,土坂雨量站觀測得連續二日降雨量為1,008.5公釐;更觀測得連續三日降雨量達1,150.0公釐,造成計畫區內拉里吧溪集水區多處崩塌、邊坡沖毀、構造物基礎淘空、土石流肆意流竄,多處河道及產業道路嚴重土砂堆積,災情十分嚴重。
2.98年莫拉克颱風(88風災)期間,土坂雨量站觀測得二日降雨量為1,493公釐;土坂村通往新興社部落的新興橋,在暴漲的溪水沖擊下整個毀損達仁鄉農田土地多處流失;8月9日晚間拉里吧野溪爆發土石流災情,對外橋梁土坂一號橋沖毀。

(七)工法說明:
1.梳子壩:於適當隘口且兩岸地質較良好位置設置梳子壩,將上游土砂攔阻限制於本處,利用局部清疏管理之手段,減少工程維護之成本。
(1)梳子壩阻上游土砂塊石(間距120cm,設計攔蓄D=60cm粒徑塊石)
(2)透過性配合斜坡道設計達到生態棲地連續
(3)中間開口3.5m,旨為加強流心控制
(4)副壩及水墊格框拋填現場大塊石(採覆瓦式砌排石)

2.多孔固床工:固床工拋填現地塊石,營造多孔隙含氧棲地環境,增加水流多樣性,提供毛蟹棲息。
(1)拋塊石增加多孔隙環境(毛蟹棲地)
(2)減少混凝土使用量,達到節能減碳

3.混凝土鋪石固床工:混凝土固床工,採面層植石,增加固床工表面糙度。
(1)配置不等寬且二階低水流路,維持豐枯基流量
(2)固床工設計低矮化,確保溪流連續

4.階梯固床工:採現場塊石舖設營造多樣之水陸域棲地環境。

5.砌塊石護岸:石材妥善分類,放樣精確,疊砌嚴謹,展現工程之美。
(1)直線段低水固床流心穩定
(2)就地取材-利用現地塊石
(3)營造多孔隙環境(毛蟹友善環境)

三、工程特色:

(一)因地制宜:利用當地石材構建護岸及固床工,減少混凝土用量及土方挖填平衡,將環境之衝擊及民眾之影響降至最低,同時達到節能減碳、防洪減災及景觀美化等多樣化目的。
(二)維護簡易:串聯一、二期工程,將上游土砂攔阻限制於貯砂區,輔以清疏管理之手段,減少工程維護之成本。
(三)景觀優美:重力式混凝土護岸採用造型模版,模版拼貼及洩水管規劃完善,整齊劃一;砌石護岸,石材妥善分類,放樣精確,疊砌嚴謹,展現工程之美。
(四)考量生態:本工程防災及生態兼備,透過不等寬的低水流路設計,引導多變之流況,維護溪流生態基流量;固床工設計採無高程落差,減少構造物衝突感,確保水流廊道的連續;考量指標物種毛蟹,透過設置多孔隙透水之砌石生態護岸,營造毛蟹棲地永久屋。

四、工程之創新性:

1.多孔隙環境營造
(1)多孔固床工以拋塊石,增加構造物透水性
(2)塊石階梯固床工,營造多樣水域棲地環境。
(3)考量指標物種毛蟹,透過設置多孔隙之混凝土砌石生態護岸,營造毛蟹棲避空間。

2.生態基流量維持
(1)透過不等寬的低水流路設計,引導多變之流況。
(2)溪床設計採二階低水流路,確保枯水期生物基流量維持,維護溪流生態。

3.水陸域廊道暢通
(1)固床工設計採無高程落差,減少構造物衝突感,確保水流廊道的連續。
(2)護岸採1:1及1:2緩坡化設計,有善動物遷徙及民眾親近。

4.節能減碳愛地球
(1)固床工及護岸設置減少混凝土使用量,以達到節能減碳需求。
(2)配合稻草蓆灑播草籽植生,增加植生演替效率,達到植生減碳效益。

五、工程之挑戰性:

1.溝通多元橫向,考驗耐心毅力
(1)權屬單位多,包括林班地及私有地。
(2)施工前,需向各所有權人進行用地取得程序,歷經多次與各所有權人接洽後始獲得土地無償使用同意。

2.降低生態影響,利用迴避補償
(1)如何使工址處生態在工程完工後,儘速恢復為本工程挑戰之一。
(2)工程於設計前,即商請生態觀察團體進行工區處環境調查,並依據生態建議調整構造型式、施工方式等,並於施工中、後持續觀察,期對環境生態影響降至最低。
(3)壩體留設開口、增加孔隙促進溪流生態復育。

3.選擇壩址位置,專家學者協力
(1)如何選定本次壩址位置,並發揮最大囚砂量為本工程主要挑戰之一。
(2)設計初期即邀請專家學者進行河道現勘,找尋並評估最佳地點。最終,於一期壩體下游約220公尺處選定為本次施工位置。

4.地質氣候不佳、妥善規劃克服
(1)本野溪屬土石流潛勢溪流東縣DF083,具豐富潛在土砂。故工程首重防砂控制,考量土砂的處置與疏導。
(2)地質屬破碎易風化之廬山層,整體地質條件不佳,以致施工不便。
(3)透過妥善的施工流程動線規劃,減少工程對生態棲地之擾動。
(4)本野溪具有常流水,施工期間因溪水及地下水豐沛,利用溪水引流改道及半半施工方式,成功克服基礎施工的困難,並如期完工。

六、工程之周延性:

1.權責分工,共同治理
(1)水土保持局臺東分局於民國100年辦理「大竹溪集水區坡地保育調查規劃」報告,詳細確認集水區內土砂來源,並規劃進行適當工法整治。
(2)本工程設置有效串聯上下游治理工程,完成各治理工程的銜接。
(3)工程治理周延考量,梳子壩設置配合水墊、副壩、鼎塊保護工整體治理,增加工法強度及安全性;0K+550多孔隙固床工,考量位處河道治理工程起點,故確實加深壩翼嵌入長度,加強流心控制。

2.多元需求,評估損益
(1)工法設計採用利於動植物親近、快速恢復之方式(孔隙化、緩坡化等),並且委請生態觀察團體進行工區生態調查,並參考其生態專業意見,列入設計方針及施工作為。

3.廣邀專家學者參與,提供專業意見
(1)於設計階段,邀集各方專家學者現勘,提供專業意見,提高工程設計與現地需求一致性。
(2)工程發包施工後,亦再次邀請專家學者進行施工階段指導,避免施工後不符設計需求之情事產生,完成整體治理之目標。
(3)透過完整的地方用地及工程說明會,提升民眾對環境的重視。
(4)對當地居民融入環境教育,以增加工程後續生態保育成效工程教育之效。

七、工程優良事蹟

1.查核甲等,成績優異
(1)106年2月20日上級機關行政院農業委員會工程查核,獲得委員肯定,並給予86分「甲等」的優越成績。

2.工程施作,完整溝通
(1)工程設計階段於104年11月26日及105年1月27日召開設計及用地說明會,積極與當地居民溝通,並聽取當地需求,皆已取得地主同意無償提供,並獲得達仁鄉公所認養維護管理工作。
(2)工程發包階段於105年4月11日召開施工前協調會,與當地地主協調施工便道事宜,減少施工過程對當地農民造成之影響。

3.工程品質,精益求精
(1)工程施工階段主辦機關已建立品質督導機制,除按月辦理工程品質稽查作業,不定期至現地督導達20次以上。
(2)成立工程品質精進小組,並已進行2次督導會議(105年10月19日、106年1月25日),有效提升工程施工品質,促使工程更加完善。
(3)專任工程人員多次親赴現場,督導施工及品質人員,落實執行契約規範,詳細填具督導紀錄。

4.在傳統工法中結合生態加值內涵下,創造出適用於區域之創新作法。

八、工程優良事蹟及顯著效益:

1.節能減碳,永續維繫
(1)善用現場塊石施工,比傳統壩體減省約42%,碳排放量減省592噸。

2.有效防砂,確保安全
(1)配合一期工程可囚砂量約18,000立方公尺,並可透過定期維護及清疏整理,發揮整體工程最大效益。
(2)上游防砂控制,以保下游橋梁通水空間暢通,不受阻塞而致災。
(3)有效改善溪水擺盪,致使農地流失情形,農地復耕,還地於民。

3.景觀協調,產業可期
(1)本野溪治理有效改善溪流生態環境,配合當地封溪護魚措施,以期活化當地毛蟹產業。
(2)砌石護岸工程疊砌穩固平順,整體視覺景觀融入自然環境。

九、成果照片:

區域保全對象為台坂及拉里吧部落
區域保全對象為台坂及拉里吧部落
保全台坂部落下邊坡坡面安全
保全台坂部落下邊坡坡面安全
二號梳子壩體中央開口,加強流心控制
二號梳子壩體中央開口,加強流心控制
二號梳子壩體中央開口,利於生物縱向回溯,物種繁衍
二號梳子壩體中央開口,利於生物縱向回溯,物種繁衍
本次壩體中央開口,並採覆瓦式拋石增加孔隙
本次壩體中央開口,並採覆瓦式拋石增加孔隙
中央開口延續河床縱向上下游生態廊道
中央開口延續河床縱向上下游生態廊道
護岸施作起點,固床工翼牆確實延伸至兩側岸壁
護岸施作起點,固床工翼牆確實延伸至兩側岸壁
低水流路設計,確保生態基流量充足
低水流路設計,確保生態基流量充足
緩坡化護岸設計,友善生態及人類親近水環境
緩坡化護岸設計,友善生態及人類親近水環境
二階護岸景觀協調,整體線型良好-圖一
二階護岸景觀協調,整體線型良好-圖一
二階護岸景觀協調,整體線型良好-圖二
二階護岸景觀協調,整體線型良好-圖二
二階護岸景觀協調,整體線型良好-圖三
二階護岸景觀協調,整體線型良好-圖三