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若大禹再世(一):治水策略 學日荷,好不好?

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

一條河川可能會遇到的各種問題及所轄機關。(圖片來源:水利署)

一條河川可能會遇到的各種問題及所轄機關。(圖片來源:水利署)

陳妤寧 | 台灣數位文化協會

全世界面臨海平面上升、降雨極端化,水患問題以更複雜的組合來襲;都市中的河川尚有下滲不足、逕流量超出過去下水道設計的容納量等眾多治理問題。荷蘭在數十年前便有了「還地於河」的覺悟;我們的鄰居日本則為了因應都市化飽和,發展出以流域為單位、綜合河川治理各種面向的「總合治水對策」。他國案例之中是否有值得台灣借鏡之處?從台灣的水文特質看水利工程的發展,背後有哪些成因及脈絡?水利署河川海岸組的蔡孟元組長,從水利工程的角度提出說明,解釋臺灣的河川治理現況和可向國外借鏡之處,讓我們更有憑有本可思索我們理想中的「未來防災城市」的可能性。

荷蘭-「還地於河」

荷蘭多數的土地由河口三角洲所組成,面對著頻繁的河道改道、氾濫、沼澤沖積,加上獨特的泥炭層土壤,使得地層下陷及排水的情況更為複雜。也注定了荷蘭人與水共生的歷史宿命。早期荷蘭的低地城鎮,即隨築堤與排水技術而發展。治水從來無法自外於人類活動而規劃,打從堤防出現在荷蘭歷史開始,歷史上就出現各方角力:市民喜好沿堤防之上而居,地區管委會卻偏好在堤防之內發展以保護堤防;市民和漁民希望水閘門常開保持清潔,農民卻擔心農田會因此淹沒。

1953 年荷蘭發生了有史以來最嚴重的水患,荷蘭政府決定補強原有的堤防和海岸沙丘,規劃了一系列「三角洲計畫」,並訂定了一萬年的防洪頻率標準。(洪水頻率意即某個規模洪水量再次發生的平均間隔,例如「2年洪水頻率」較「100年洪水頻率」而言更常發生、洪水量也較小。但此僅為機率上的名詞,並非預測未來洪水週期的依據。)但 1993 年荷蘭東南部的林堡省依然發生水患,超過 180 平方公里的土地積水 1.5 公尺;這次,水利專家建議疏浚河床,設立滯洪區和加蓋堤防。短短兩年後,同個地點的水患規模卻再度超越以往。此時,荷蘭人雖然一邊訂定新的疏濬計畫,但也逐漸開始檢討,隨著氣候變遷的加劇,到底多少年的洪水頻率才算安全?荷蘭人最引以為傲的水利工程技術,都無法解決水患問題的話,是否根本思維上需要調整?

荷蘭人因此決定加大河川斷面積,依據最大逕流量推算出需要拓寬河道的地點,河道從原本的三百多公尺被拓寬至七百多公尺。並輔以九個方式加大河川斷面積:挖低泛洪平原、堤防往後遷移、將窪地變湖泊、加深夏季河床、加高堤防、減低水閘高度、移除橋墩障礙物、設滯洪池和加築臨時河道。治水眼光從部分河段,拉長到整個河川流域。

不過,都市中飽和的人口密度,對於流域治理永遠是更棘手的問題。因此,荷蘭的「還地於河」思維強調都市內以親水公園、遊樂場等複合式的人水共存空間,取代過去單一功能的防禦性設施,並允許部份條件下的水存在於都市空間之中,「在控制條件內的淹水」也創造了較高的都市的水承載力與適應性。近年來,位於丹麥羅斯基勒市、可身兼蓄洪池的羅北拉滑板公園(Rabalder Parken),即為多工設計的一例。

荷蘭有其特殊的水文和地質結構,我們未必能夠全盤移植其治水模式,但值得學習的是,「還地於河」強調學門之間的對話和整合,至少必須整合水利、土木、都市計劃與景觀設計四個學門的知識。我們應廣納社會中不同組織、以及不同專業領域之間的意見與對話,讓公眾思考希望以什麼樣的觀點發展未來城市,並輔以情境模擬的技術,讓水利問題提升到更高的都市規劃等級來處理。

日本-「總合治水對策」

台灣的地理環境、降雨型態、和災害成因和日本較為近似,因此參考日本的「總合治水對策」概念,研提適合臺灣的「綜合治水」。依各別河川流域不同特性,打破屬地界限,以流域為單位進行整體規劃。相較於傳統治水做法,強調先研究水的源頭和分配,確認降雨的「進」以及逕流入海的「出」,統合一整條河川的病灶和解方,建立屬於流域治理的法規系統和管理權責。

東京都隨都市化進展,降雨逕流大增,水害頻繁威脅住民生命財產安全,遂推展「中小河川流域治水計畫」,重新建立下水道的排水標準,將設計標準從 3 年頻率降雨強度 50.0mm/hr,提昇至 15 年頻率降雨強度 75.0mm/hr 以上。除了提高老舊的下水道(排水路)、抽水站的排水標準外,也加入蓄洪、入滲、貯留、系統預測、土地管制檢討等減洪思維,新建地下調節池及雨水貯留管。地下調節池可疏導調節 25%之洪水量。

在建立地下調節池及雨水貯留管的初期,日本政府曾被質疑為何不直接浚深河川,透過增加通水斷面減少水患。浚深河川的難處在於,日本都市化發展飽和,許多河川水道之下已佈滿地鐵、自來水、瓦斯等設施管線,因此改以建立地下調節池及雨水貯留管來提昇排水標準。未來台北市也可能面臨類似問題,加上潮汐迴水的問題,可將地下調節池及雨水貯留管列為長期的規劃目標。惟興建此類設施的人力、時間、經費成本都極為巨大,政府應讓公民更加深入了解此議題,促進未來的政策透明及規劃方向。

除了規劃超大型蓄洪設備之外,日本鶴見川流域也針對基地開發要求設置「流出抑制設施」,以達成分散式保水的目的,總貯水量高達250萬立方公尺。至於綠地能夠容納的下滲水雖然不多,但從生態的觀點來看,可補充地下水、達成涵養土壤的功能。滲透效果的效果好壞,取決於以下數個要素:若地勢太低、地下水位太高,容易積水不利滲透;坡度太大、土壤的滲透係數太低、或是滲透設備老舊而使得孔隙被細砂阻塞,都會影響水體下滲的能力。

台灣-流域綜合治理

流域綜合治理的觀念之所以興起,目的是為了解決一條河川分屬眾多不同機關分治的問題。比如日本的「總合治水對策協議會」,組成單位包括流域所在各地方政府之河川、都市計畫、建築、土地、公路等單位,及中央的國土交通省。水利署在103年也以「流域綜合治理計畫」,接續自95年以來俗稱八年八百億的「易淹水地區水患治理計畫」。

但蔡孟元組長提醒,綜合治理是眾人理想中最好的做法,但一條河川牽涉的面向「包山包海」,從上游到下游、從中央到地方,涵蓋森林、地質、水土保持、生態保育、水利工程、農林魚牧產業、都市開發各種面向,橫向和縱向都跨了各種專業領域和行政單位。如果追求一個一個 all-in-one 的萬能組織,需要極為龐大的人力,甚至可能成為一個笨重的機關。如何同時避免各專業間各行其事,同時保留分工制度下的專業和效率,是個不簡單的課題。

在接續的「流域綜合治理計畫」之中,首先強調從過去的水道線型規劃轉向流域面整體治理。水道線性規劃多以流水斷面、通洪能力以及堤岸承受力的「河道本位」思考,但無論是農地開墾或都市聚落,人和河川的關係從來都不僅在河川兩岸的兩條堤線之間就可釐清。因應都市逕流的增加,為了避免超過現有下游水道和水利設施的負荷,土地開發利用必須增加透水和滯洪設計,分擔流域增加的整體逕流量,以不增加下游河川、排水系統負擔為原則。也就是流域綜合治理計畫中強調的「出流管制」和「逕流分擔」原則。例如開發基地若位處高淹水潛勢之低窪地區,應提出與原有天然滯蓄洪空間相同功能的補償設施。

其實,這就是大禹治水的故事中所闡述的道理:防堵不如疏通。談到台灣最具代表性的水利建設,蔡組長立刻舉了員山子分洪道為例子。員山子分洪道位於新北市瑞芳鎮,為了避免基隆河上游在降雨量過大時造成下游地區淹水,開鑿了內徑12公尺、長 2483 公尺的引水隧道,可導引 1310cms 的水量排入東海,平均降低下游水位 1.5 m,更有利於下游防洪區段工程採行生態或近自然工法。而為了應對分洪期間夾帶大量泥砂的高速水流,員山子隧道內側的襯砌必須更提高耐磨耗係數。

台灣河川坡短流急,歐美國家雖然防災科技進步,但水情和我們大不相同。如果臺灣無法企及歐洲國家水岸風情的浪漫,那麼是否應該更需要摸索出屬於自己的治水哲學和策略?對此,蔡孟元組長亦指出,和歐美相比,臺灣更適合和地理環境條件相近的日本交流治水經驗,在摸擬後借用適合的觀念,讓臺灣的治水政策得以持續檢討和進步。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

 

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「專題報導」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

 

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