河道平衡

河道平衡
新北巿立安康高級中學地球科學張亞君老師/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

影響河道平衡的因素有很多，包括自然現象，如山崩、地震等；也有人為的因素，如興建水庫、攔砂壩等。這些因素如果造成河床變化，進而改變了流水作用，就會改變河道的平衡。像是地殼抬升使得海平面相對下降，河流的侵蝕能力會隨之增強；或者山崩、土石流或火山熔岩等，阻塞河道形成堰塞湖，以及人工築堤、興建水壩、攔砂壩等，都會形成新的暫時侵蝕基準面，而使上游的河流流速減弱，而下游方向則相對增強。此外，如果在河床上開採砂石，形成河道上的窪地，會使窪地的上游方向河流侵蝕作用增強，這些都會造成河川作用的改變，並改變地貌。

台灣年雨量高達2500公釐，但降雨的時間與空間分布極為不均，加上陡峻的地勢，造成坡陡水急，雨水容易流入大海，水資源保存困難。為了保留較多的水源，往往在河川中、下游興建水庫。在持續的造山運動影響下，脆弱的地質環境，在地表累積了大量的泥、砂與礫石，容易在雨季隨著山崩和土石流，大量的衝入水庫，使水庫的蓄水量銳減，使用年限縮短。為了延長水庫的壽命，常會在上游的溪流裡興建攔砂壩，攔截自河流上游沖刷下來的砂石，減緩水庫淤積的速度。近年來，在水庫集水區的溪流，更是常常可以看見大大小小為數驚人的攔砂壩。

以興建於民國43年的石門水庫為例，在民國52年完工，原來預估每年泥沙的淤積量大約為80萬立方公尺。但是完工當年的9月，遭遇葛樂禮颱風侵臺，帶來了接近2千萬立方公尺的泥沙，遠超過預估的年淤沙量24倍之多。於是石管局開始著手進行石門水庫集水區的長期治理計畫，加強集水區的水土保持，一個接著一個的攔砂壩，也開始逐步興建。

大漢溪是石門水庫集水區的主要河川，河道上興建了三個大型的攔砂壩，約攔下95%的砂石量，對水庫的蓄水量有著重要的貢獻，如果沒有在上游攔砂，水庫的有效容量就會快速減少，對整個桃園地區和板新地區的用水，會有極大的影響。

但是，起初能發揮應有功能的攔砂壩，因為多數很快就被淤沙、礫石所填滿，需經常的進行清淤工程。然而，大多數的攔砂壩卻因地理位置與交通等問題，清淤相當困難，於是只好又在更上游處，再興建新的攔沙壩，以解決燃眉之急，因此，造成現在河流集水區出現這麼多攔砂壩的現象。

興建欄砂壩之後，在壩體的上游處，因為砂石堆積，造成河床坡度減緩、流速變慢（圖一中甲、丙處）；在壩體的下游處，則造成河床坡度落差變大，在豐水期間，流水的加速沖刷，使得河床受到強烈的侵蝕（圖一中乙、丁處），河谷兩側山坡坡腳長期受到挖蝕，會造成邊坡不穩，而發生崩塌。另外，像是大漢溪河道上的三個大型攔砂壩中的巴陵壩，於民國96年9月發生潰壩，更是直接威脅到中、下游地區居民的生命財產安全。