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曾文、南化、烏山頭水庫集水區保育治理成效

水保局 簡以達

壹 . 曾文、南化、烏山頭水庫治理及穩定南部地區供水特別條例之工作推動

  臺灣南部地區 98 年 8 月遭受莫拉克颱風侵襲,南部主要水庫如曾文、南化水庫集水區大幅崩塌,造成水庫土砂淤積量新增 1.1 億立方公尺,相對降低水庫蓄水庫容,尤其曾文、南化及烏山頭水庫兼具南部地區農業供水之重責大任,水庫供水之穩定將影響農作物收成及農民生計甚鉅,故為確保南部主要水庫營運功能及有效提升南部區域水源備援及常態供水能力,保障民眾用水權益,於 99 年 5 月 12 日奉總統令公布實施「曾文、南化、烏山頭水庫治理及穩定南部地區供水特別條例」。

  為落實延長水庫壽命及穩定南部地區供水,經濟部依條例第 3 條研擬「曾文、南化、烏山頭水庫治理及穩定南部地區供水計畫」並函報行政院核定實施。穩定供水計畫共分為四項子計畫,分別為水庫集水區保育治理、水庫更新改善及淤積處理、調度及備援系統提升、新水源開發等,計畫執行期間為 99 年至 105 年,總經費為 540 億元(分由振興經濟擴大公共建設特別預算、水資源作業基金及各執行機關公務預算支應),並由中央執行機關研擬相關實施計畫;行政院農業委員會為水庫集水區水土保持業務之中央執行機關,循依上開條例規定,提報「曾文、南化、烏山頭水庫治理及穩定南部地區供水計畫-水庫集水區保育治理」實施計畫,並經經濟部 3 月 23 日經水字第 10000019810 號函覆審查核定據以實施。

  行政院農業委員會水土保持局(以下簡稱本會水土保持局)依據行政院農業委員會之實施計畫內容,於曾文、南化及烏山頭水庫集水區(山坡地部分)分別制訂水庫集水區保育治理原則與復建工程優先順序,提出: 1. 抑止土砂生產,減少泥砂入庫; 2. 加速植生復育,防止崩塌擴大; 3. 進行災害防治,降低致災風險; 4. 加強土地合理使用宣導,減少違規使用等四項整治目標,且研擬落實土地管理、強化集水區防災監測、加速集水區保育治理及推動保育防災宣導等執行策略及措施,並採滾動式檢討與管理,適時修正與調整。

  經本會水土保持局積極趕辦各項保育治理工程,且近年水庫集水區無重大颱風豪雨災害影響下,部分原預定整治崩塌地面積自然復育成效良好,已逐漸接近莫拉克風災前植生覆蓋程度,顯示水庫集水區上游土砂來源趨於穩定,現因政府公共建設經費緊縮,後續將採自然植生復育或防汛期災害復建方式緊急處理,除可避免水庫集水區生態環境因工程施工造成干擾外,亦可撙節整治經費。

  本會 依據水庫集水區現況復育情況及各分項工作經費籌措與執行進度,提報經濟部辦理 「曾文、南化、烏山頭水庫治理及穩定南部地區供水計畫-水庫集水區保育治理實施計畫」第 1 次修正計畫 ,經行政院 102 年 1 月 9 日院臺經揆字第 1010083037 號函核定在案,準此,在穩定供水計畫後期( 102-105 年),因尚未整治之崩塌地及野溪主要位在偏遠山區交通不便、地勢較陡,如開闢施工便道將造成環境二次破壞,導致施工因難度增加,整治經費偏高等因素,考量全面性整治不易達成,且整治效益較低,故計畫後期調整以當年度新增災害為治理重點,對於交通不可及、治理成效低部分,以自然植生復育為原則。

貳 . 水庫集水區環境變異及治理成效評估

  因受莫拉克颱風極端降雨事件影響,曾文、南化、烏山頭水庫集水區崩塌地遽增為 2,280.4 公頃,其中山坡地範圍崩塌地面積約 387.0 公頃,係為莫拉克颱風前之 7.6 倍(如圖 1 );極端降雨造成水庫集水區坡面有大量崩塌、山溝野溪沖蝕加寬加深,其土石伴隨洪流進入水庫,致使水庫庫容總淤積量約增加 1.1 億立方公尺,衍生水庫淤積問題及影響水庫供水能力。

  基於上述,為有效完整呈現重要治理區域成效及評估集水區土砂生產環境,分析保育治理措施投入後對於環境復育影響及土砂控制成效,本會水土保持局委託工程顧問單位藉由遙測影像判釋技術、現地踏勘、監測等調查技術,建置水庫集水區重點區域多時期、多元尺度之環境空間變遷資訊,以為水庫集水區整體治理成效之評估。

一 . 治山防災構造物防砂成效評估

  經由統計與調查成果顯示,截至 101 年 12 月,本會水土保持局已完成 295 處集水區內交通可及、治理成效高等需優先治理之水庫集水區保育治理工作,對於曾文、南化及烏山頭水庫集水區內已竣工之防砂設施、固床工、護岸等河道橫向構造物實際與潛在野溪總防砂量為 358.08 萬立方公尺(如圖 2 ),可見因降雨沖蝕或颱風豪雨運移而落入河道土砂,已被囚禁橫向構造物後方,顯示水庫上游集水區治理工程已逐漸發揮原設計水土保持目標,且相對穩定野溪側向受擾動坡面,而達到野溪河段穩定之成效,整體而言,水庫集水區土砂生產環境已逐漸改善,對於減少入庫土砂量體,延長水庫使用年限之目標,已初具成果。

二 . 集水區裸露地復育

  植生覆蓋率為水土保持技術規範中,做為評估地表植生綠化程度指標;該指標係代表集水區範圍內所有被綠色植物覆蓋部分面積百分比值,可供以探討崩塌區位植生復育程度及優劣;植生覆蓋率越高代表裸露地面積越少,即裸露地植生復育效果越好。本會水土保持局透過多期衛星影像分析曾文、南化、烏山頭水庫集水區於莫拉克颱風災害前、後山坡地植生覆蓋率變遷情況,及水庫集水區保育治理計畫執行成效,發現各水庫集水區植生覆蓋率皆已接近或優於莫拉克颱風前植生覆蓋情況(如圖 3 ),曾文水庫植生覆蓋率由莫拉克災害後 77.21% ,提升為 90.15% ,已接近莫拉克風災前 90.63% ,山坡地崩塌復育地面積為 270 公頃;南化水庫植生覆蓋率由莫拉克災害後 63.51% ,提升為 71.79% ,已超過莫拉克風災前 67.85% ,山坡地崩塌復育地面積為 17.4 公頃;烏山頭水庫植生覆蓋率由莫拉克災害後 49.5% ,提升為 68.87% ,已超過莫拉克風災前 64.3% ,山坡地崩塌復育地面積為 6.3 公頃,總崩塌地復育面積為 293.7 公頃。可見植生復育及治理工程已達成「直接治理減少既有土砂來源」以及「間接穩定潛在土砂來源」目標,發揮實際土砂抑制效果,抑止崩塌裸露地持續擴張。

三 . 集水區整體土砂防治成效評估

  坡面土砂因受雨水、逕流的剝蝕作用,所產生的土體分離、搬移與沈積之土壤沖蝕行為,係屬自然現象,本會水土保持局所辦理水庫集水區保育治理工程之目的,在於以人為方式協助坡面不穩定土砂加速穩定,改善山坡地範圍土砂生產環境,降低土砂災害所造成之損失,故為追蹤「曾文、南化、烏山頭水庫治理及穩定南部地區供水特別計畫」水庫集水區災害後保育治理工程於環境復育情形及土砂抑制成效,針對水庫集水區整體土砂生產環境,含土砂生產量、土砂防治量、土砂淤積量、土砂入庫量等四項課題,分項進行重點研析,並以定量分析方式,推估保育治理工程實施成效。

(一)土砂生產量:評估莫拉克風災後迄今上游野溪集水區於坡面供砂料源產量,逐年追蹤水文活動影響土砂演變趨勢及監測土砂產量變動幅度。

(二)土砂防治量:評估莫拉克風災害後本會水土保持局投入相關保育治理措拖,實質量化「直接治理之既有土砂來源減少量」與「間接影響之潛在土砂來源穩定量」等土砂防治效益;據以評估各年所占曾文、南化、烏山頭水庫集水區防砂目標之百分比以及整體治理現況達至土砂防治目標值。

(三)土砂淤積量:根據歷年野溪河道斷面調查成果估算野溪主河道停淤土砂量,藉以估算集水區土砂運移量以及評估土砂入庫量。

(四)土砂入庫量:透過前三項體積量計算相差值,以定量方式,說明上游集水區保育治理措施對於曾文、南化及烏山頭水庫土砂入庫量控制成效。

土砂入庫量=土砂生產量-土砂防治量-土砂淤積量

  依此,先於崩塌地生成後估算集水區土砂生產量;接著於相關保育治理措施進駐後,檢算坡面及野溪河道土砂防治量、土砂淤積量;最後,結合前述土砂量估算成果,推估土砂入庫量,以反映工程投入後對曾文、南化及烏山頭實質治理成效。檢視土砂入庫量分析結果,有逐年遞減的趨勢,如圖 4 所示。

  綜上,各項保育治理工程已逐年顯現實際或潛在防砂效益,累計總防砂量約 1,090 萬立方公尺,且坡面供應土砂來源之崩塌地面積已逐年下降而趨於穩定,直接降低土砂生產量,可提高水庫庫容量延長水庫壽命。

參 . 保育治理成效對水庫蓄水量之貢獻

  本會水土保持局於 99 年至 101 年期間已完成曾文、南化、烏山頭水庫集水區 295 處土砂防治、野溪清疏、崩塌地等整治工程。在積極辦理治理情況下,水庫集水區山坡地範圍植生覆蓋率逐漸恢復於治理前情況,且山坡地區域整體土砂防治量約 1,090 萬立方公尺,考慮土砂遞移及野溪主河道土砂淤積效應,以定量方式推估入庫土砂量,亦有逐年遞減的趨勢,有效提高水庫庫容量,對於南部地區農業用水之需求,具有穩定供水實質效益。惟因近年異常水文事件發生頻率有增加趨勢,未來恐難避免諸如莫拉克颱風此種極端異常水文事件發生,且因穩定供水計畫係屬短期應急措施,人為治理工程手段僅可初步解決水庫集水區及供水系統所面臨之急迫性土砂問題,欲達水庫永續經營,除辦理保育治理工程外,仍需加強山坡地管理措施及配合水土保持教育宣導方式,提升與強化國人水土資源保育重要性。

圖1 曾文、南化、烏山頭水庫集水區莫拉克颱風前後崩塌地面積統計圖

圖 1 曾文、南化、烏山頭水庫集水區莫拉克颱風前後崩塌地面積統計圖

圖 2 水庫集水區河道防砂量統計圖

圖 2 水庫集水區河道防砂量統計圖

圖 3 水庫集水區植生復育評估成果示意圖

圖 3 水庫集水區植生復育評估成果示意圖

圖 4 民國99年至101年曾文、南化、烏山頭水庫集水區山坡地範圍土砂入庫量及防治達成百分比圖

圖 4 民國99年至101年曾文、南化、烏山頭水庫集水區山坡地範圍土砂入庫量及防治達成百分比圖

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