認識堤防

認識堤防 (Green Roof)
國立臺灣大學土木工程學系 徐偉哲

為什麼我們需要堤防？

臺灣平地面積小、人口稠密，隨著經濟蓬勃發展，土地利用率相當高，與河爭地的情況隨處可見。然而每年臺灣易受豪雨、颱風等災害威脅，大量雨水匯入河流，造成河流沿岸氾濫。為了避免水患影響沿岸居民的生命財產安全，建築堤防是快速且有效率的保護方式之一。

「堤防」為限制河水在一定範圍之河道內流動的人工建造物，一般順著河流方向構築並高於地面高度，使河道可以容納比原本更多的水量，當因為豪雨造成河流水量暴增時，可防止水流沖刷、淹水，而在枯水期則能繼續維持河流之正常機能（如圖一），屬於防災工程方法—束範洪流（又稱束洪）之範疇[3]。

圖一 堤防基本架構 （作者徐偉哲繪製）

堤防的建造

堤防可以根據材料或功能進行分類。以材料而言一般分為兩種：

• 土石堤：堤身以土沙、沙礫、卵碟石、塊石等填築而成，一般斷面呈梯形，由於施工上常常就地取材，使用當地河床砂石建築，因此施工成本低廉，穩定性高，維護容易，使用壽命也相對長，大部份防洪堤防採用此型式[5]。
• 防洪牆：在都市高度發展的區域，因沿河地區用地難以取得，加上人口密集附近易有重要設施，興建堤防的可用空間非常有限，材料上也無法就地取材，以土石堤的方式興建相當不適合[2]，因此在都會區，一般會選擇以鋼筋混凝土建築的堤防，使用牆型式縮小堤防斷面。相較於土石堤，興建防洪牆雖然空間利用上效益較大，但是成本較高，安全性也較低，結構設計上需要多加謹慎。

堤防的結構設計，主要考量為堤防斷面，在有限的施工經費下，工程師必須設計出最符合經濟效益的斷面，並同時確保其安全性、穩定性以及後續維護難易度[3]。而除了斷面，工程師還要注意堤防在符合預定的高度時，堤防主要結構體會不會因為流速和水壓的改變，造成土料從堤防內部流出、建造位置土壤的穩定性、未來是否會有沈陷現象……等等，於建造前需仔細評估。

興建堤防是好的防洪策略嗎？

堤防興建的目的為保護沿岸居民免於淹水之苦，然而其束洪作用為一兩面刃，在豪雨期間可增加河流流速，對於河道淤積情況能加以改善，但另一方面，洪水嚴重沖刷河床，影響了堤防基礎之穩定性，如果堤防遭洪水沖毀，則會造成河流兩岸居民比原本建造堤防前更大的災害[4]，如 2012 年 6 月濁水溪水底寮堤防因洪水沖刷，洪水破堤直接流入沿岸平原，不但直接沖毀附近聯絡道路，也威脅到下游農田灌溉與用水（圖二）[1]。

圖二 2012年6月豪雨造成濁水溪水底寮堤防破損(拍攝日期為2012.8.9) （圖片來源：http://www.ttfri.narl.org.tw/sp/?p=1549）

堤防工程是防洪工程中最為直接、費用較低、最快見效的方法，建造上不需要特別困難的技術，興建位置與方式也有相當的彈性，可根據當地用地狀況與河槽變動情形可以選擇不同的建造形式，適時地使用在地材料，可避免生態玻壞，並降低施工成本。但人工建造物往往會伴隨相對的風險，強制提高河流水位，不僅會使河流兩岸低地排水不易[3]，若維護不當則會造成更嚴重的災害。建造前正確地評估與設計、建造後確實維護修繕、搭配完善的排水系統，才能將堤防的效益發揮到最大。

參考文獻

1. 怒川守護員—堤防｜臺灣颱風洪水研究中心。
   http://www.ttfri.narl.org.tw/sp/?p=1549
2. 林商裕。堤防工程與基礎處理｜朝陽科技大學。
   https://www.cyut.edu.tw/~sylin/index.files/page0082.htm
3. 河川教育主題網｜經濟部水利署。http://www.e-river.tw/e_eduction/p2_3_1.aspx?type=水利工程
4. 陳瑞國、黃文昭 (2014)。極端降雨下堤防破壞機制探討—以舊寮堤防為例。國立中央大學。
5. 郭振泰。臺灣的洪水災害｜地球科學園地。
   http://web.fg.tp.edu.tw/~earth/learn/esf/magazine/980902.htm