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112年度優良農建工程獎公共工程品質優良獎-治山防災類-優等
蘇樂野溪囚砂設施治理工程第一期
設計監造單位：豐華工程顧問股份有限公司
施工廠商：湧泉營造有限公司
一、工程概述：
　　石門水庫自艾利颱風帶來高達約2,780萬方的淤積量及巴陵壩損毀後，野溪集水區崩塌地及大漢溪主流近岸崩塌持續生產土砂輸送入庫，各權責機關竭盡所能仍無法有效減緩水庫庫容量的減少，統計至110年淤積量已達33.58%，吳政務委員澤成於110年6月17日聽取經濟部水利署報告「強化中長期水資源制度及建設」後指示：「管理面應加強辦理，尤其在水庫集水區保育減淤，應從源頭加強造林及遏止不當開發，請經濟部水利署研擬議程，由政務委員邀林務、水保、公路等相關單位研商」，於110年7月8日聽取農委會簡報「水庫集水區上游保育方案」後指示：「請農委會1個月內彙整各部會提出石門、德基、霧社、曾文及南化等5大水庫執行計畫相關資料」，故本工程係配合「石門水庫減砂入庫計畫」整體策略(如圖1)努力將土砂留在野溪集水區範圍內。
二、工程主要施工項目：
(1)既有防砂設施加高3處
(2)塊石混凝土補強640m2
(3)混凝土砌石護坡183.1m
(4)既有溪床清淤約1.8萬方
　(5)保存濱溪植物帶2公頃
三、工程之創新、挑戰及周延性：
* 創新性：
1.以UAV空拍建模評估河道土砂淤積情形：
　　蘇樂野溪自93年艾利颱風後，編列特別預算經林業及自然保育署與農村發展及水土保持署分年分期進行整治，業已達溪床穩定之階段性目標，惟上游裸露崩塌地仍有3.7公頃，土砂仍然持續輸送往大漢溪(如下圖2及3)，最終會進入庫區影響庫容。
　　為瞭解溪床淤積情形，本工程設計階段利用UAV空拍建模，比對歷年工程設計資料，評估各防砂設施土砂堆積效益，選擇加高後增加庫容效益最大之設施進行活化，並以數值模擬3D地形評估清疏土方量及施工便道，努力朝向土方不外運，清疏土石方就地平衡之目標。
2.全河段系統性減砂入庫：
　　蘇樂野溪自艾利颱風造成集水區13.1公頃崩塌，110年空拍判釋上游裸露崩塌地仍有3.7公頃，持續產出土砂影響水庫庫容，為強化蘇樂野溪減砂入庫，請林業及自然保育署強化上游防砂，本分署則強化中游調砂及下游囚砂(如圖4)，共同努力將土砂留在野溪範圍，減少輸送進入主流。
3.土砂過篩設施：
　　林業及自然保育署在上游設置鋼管壩(梳距2m)攔阻大塊石，本分署先透過縮小溢洪口及加高壩體活化舊壩創造囚砂空間，選用鋼管(梳距1m)及H型鋼柵(柵距0.25m)過篩土砂(如圖5)。
4.增加土砂去化方案：
　　清疏既有溪床土砂以構築施工便道，除可創造囚砂空間外，未來持續清疏之土砂，可逐步構築左岸施工便道或兩岸就近去化，減少陸運去化之經費與時間成本。
5.節能減碳與循環經濟：
　　後續清淤作業縮短車輛運距約78公里，達節能減碳降低交通衝擊之效，約可節省5,833車次砂石車載運，以砂石車公路運輸排放係數34.69kg-CO2e/T計算，約可減少5,099噸二氧化碳排放，並可節省約8,400萬元之經費，有效地將野溪中土砂篩分後轉化為資源，除了可構築施工便道、兩岸緩坡化外，尚可減少入庫泥砂量。
* 挑戰性：
1.既有防砂設施銜接不易：
　　既有防砂設施模板組立不牢固致影響局部外露面斜率，本工程模板組立前均詳細測量，並依照現況進行微調，本案新舊構造物銜接面平順(如圖6)。
2.在陡峭溪床內施工影響施工進度：
　　工區在陡峭溪床內，施工動線受既有防砂設施落差及汛期間天候狀況影響，為能如期如質完工，本工程利用清淤之溪床土砂構築施工便道，克服既有防砂設施之落差，採半半施工克服溪床施工空間不足，且充分利用天候佳時加開工作面及增加施工人員，降雨時隨時注意溪水流況，適時撤離，並盡速復舊施工便道來加以克服。
3.創造囚砂空間：
     蘇樂野溪早期因受土石流影響，既有防砂構造物溢洪口均以土石流進行水理檢算，經多年整治後，現況溪床已趨穩定，故改以高含砂流進行水理檢算，約可減少11m之溢洪口寬度，另外透過加高防砂設施2m，約可創造5.2萬方之囚砂空間，既有溪床土砂清疏(約1.8萬方)以構築施工便道，共創造7.0萬方囚砂空間(如圖7)。
     
* 周延性：
1.數值模擬分析：
     利用UAV進行施工前、中、後各階段數值地形建置，並模擬各重現期洪峰所造成之影響，作為設計參考及完工檢核(如圖8)。
2.塊石撞擊及補強基礎檢算：
     加高既有防砂設施後，透過塊石撞擊、沖刷坑深度及護坦長度等檢算，作為設計參考(如圖9)。
3.預留清疏通道：
     溢洪口2側均預留4m通道，僅需將H型鋼吊起即可供重機具穿越(如圖10及圖11)。
4.佈設水砂觀測：
     透過他按專業勞務契約，佈設水砂觀測儀器於交通便利及通訊條件佳之固定斷面處，以取得上下游通過之水砂量體，作為評估囚砂量之依據(如圖12)。
5.表面粒徑分析：
     先利用UAV進行空拍，再利用影像判釋技術分析表面塊石土砂粒徑，可研判過篩設置之效益(如圖13)。
     本案分析結果，下游的表面粒徑細顆粒比例較高，顯示以發揮過篩效果。
6.回復縱橫向生態廊道：
     溪床土砂清疏構築之施工便道可作為縱向生物廊道，16處緩坡堆疊設置可回復橫向生物廊道(如圖14)。
7.減輕生態影響：
     參考生態檢核資料庫及生態專家建議，避免自防砂設施翼牆新闢施工便道，保留濱溪植物帶及溪床巨石，降低生態衝擊。
8.整合各界意見：
     本工程從災因勘查、規劃設計至施工階段多次與居民、專家學者及跨機關討論，充分協調取得共識。
四、生態環境維護之措施(包括自然生態工法)
* 生態檢核
(一)設計階段
1、依據集水區友善環境生態資料庫套繪結果，本工程坐落於二級生態檢核區，所涉物種以爬蟲類(褐樹蛙、台灣黑錦蛇、環紋赤蛇、瑪家山龜殼花及斯文豪氏游蛇)、鳥類(小剪尾)及哺乳類(山羌、山豬、食蟹?及台灣獼猴)為主，因工區周邊森林棲地完整，生態良好，包含多種爬蟲類及哺乳類棲息，因此自主調升為強化二級，邀集生態背景NGO單位及生態團隊等現勘，降低工程對環境的影響。
2、現勘時發現既有防砂設施造成生物縱橫向廊道阻隔(如圖15)，須加以改善。
3、依據上述資料，友善措施建議為：
(1)緩坡廊道-利用清淤的土砂塊石緩坡堆疊，恢復縱橫向生物廊道。
(2)林木保存-利用現有道路作為施工便道，避免對河流兩岸陸域棲地及森林進行不必要之擾動，工區則盡量迴避、縮小對於溪流與濱溪植被的干擾與破壞，縮小對森林的干擾。
(3)巨石保存-保留溪流自然基質及巨石，維持孔隙及微棲地，供水生生物躲藏及鳥類停棲。
(4)水質維持-施工中避免造成溪水混濁，維持下游溪流的水生生物棲息，提供溪流水棲昆蟲為鳥類食物來源。
(5)保留自然砂土基質之施工便道，作為後續清疏壩體砂石之維護管理。
(6)工程土砂回填處無灑草籽，讓鄰近植物自然入侵生長，避免外來種植物隨工程導入。
4、針對設計內容及保護措施原則，制定符合需求之工程友善措施確認表，供後續施工階段生態保護事項之檢核紀錄。
(二)施工階段
施工廠商依據工程友善措施自主檢查表所列重要事項填寫，連同施工日誌一併提送監造單位審查。
(三)經生態追蹤顯示，施工後本工程人為擾動之溪床已有鳥類覓食之紀錄，鄰近濱溪植物已有自然入侵之現象，可見本工程之施工並未造成環境之明顯影響。
(四)工程完工後將持續進行生態的影響追蹤。
* 節能減碳
(一)減碳
1、本工程屬野溪治理類，設計之碳排量依照排放係數法及經費推估法分別計算後約為1254.75kg-CO2e/T，未超過碳排上限約1772.62kg-CO2e/T，符合標準。
2、未來囚砂空間(7.0萬方)清疏將逐步構築施工便道及兩岸就近回填堆置，取代以往陸運去化土砂之方式，約可節省5,833車次砂石車載運，以砂石車公路運輸排放係數34.69kg-CO2e/T計算，約可減少5,099噸二氧化碳排放，並可節省約8,400萬元之經費。
(二)碳匯
本工程目前雖不具實際碳匯量，但藉由分階攔阻不同粒徑土砂以及強化防砂設施，可增加砂源穩定而產生之黃碳，同時達到穩定土砂作用減少土石流發生風險。
透過生態檢核原則針對工區實施迴避、縮小，減少對於溪流與濱溪植被的干擾與破壞，增加綠色碳匯之潛能。
五、工程優良事蹟及顯著效益
* 工程優良事蹟:
(一)督導及查核成績均為甲等。工程施工期間零工安事故，與鄰近工充分協調施工動線，避免互相干擾影響工程進度。充分與在地居民協商，避開重要農產運輸時間，減少民怨。
(二)設計、施工階段落實生態檢核機制及參酌生態團隊意見，調整施工方式採排樁工法，達成公部門及民間NGO團體相互理解配合，共創整體最佳效益。
* 工程顯著效益:
(一)本工程完工後經歷多場降雨，已能有效發揮囚砂效益，根據水砂觀測結果，約囚砂0.9萬方，透過空拍照片亦可清晰辨別囚砂情形(如圖16)。
(二)本工程完工後進行生態追蹤作業，已觀察到鳥類及哺乳類動物至溪床覓食，濱溪植物已自然入侵，顯示本工程之施工並未造成環境之明顯影響。