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蘇花工程師的理性與感性:便利、永續能否共存?(下)——蘇花改特輯

自然保育季刊_96
・2021/05/07 ・3980字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 602 ・九年級

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本文接續上一篇:蘇花工程師的理性與感性:便利、永續能否共存?(上)

友善環境生態紋理策略 

(一) 以隧道與橋梁為構築主體

蘇花路廊山勢綿延險峻,既有蘇花公路緊依海岸鑿闢,長期邊坡風化崩蝕,原線拓寬改善,將衍生大規模邊坡開挖環境景觀破壞及施工中交通衝擊;就工程地質觀點,臺灣東部臨海廊道若以陸塊巨觀思考,地形由海底爬升至峰頂大斷面為高達約 5,000m 高差邊坡,蘇花公路臨海鑿岩拓寬或以短隧道改善,大區域路線均潛在有地質偏壓之風險,此由清水斷崖早期之台 9 線清水隧道演變內移為匯德隧道之崩落偏壓歷程可得證明。鑑此,工程地質專家多主張靠內陸之山線長隧道路廊為有效提升抗災性之改善方案。另借鏡以同樣地形多山複雜之日本及歐洲國家,隧道與橋梁工法早為山區公路主要構築方式,面對極端氣候日益頻繁的島嶼,考量公路抗災性、運輸安全及兼顧環境生態紋理衝擊影響,改善工程建議採新闢長隧道路廊設計。

蘇花公路邊坡及路基崩蝕與退縮。圖/作者提供

考量花東國土環境敏感性,階段性推動係以安全可靠服務為目標,以路段災損阻斷及交通肇事頻率高路段進行優先改善,工程配置採雙向雙車道規劃,預留提升空間,先行推動蘇澳至東澳段、南澳至和平段及和中至大清水段改善工程,兼具工程減量、環境友善及強化公路抗災性原則。改善工程長 38.8km,計 8 座隧道 (24.5km)、橋梁 (8.5km)、平面道路 (5.8km),工程配置以隧道及橋梁為構造主體 (85%),為臺灣公路最大規模長隧道群,大幅減輕地貌環境及生態紋理切割衝擊影響。除了思考突破性工程技術實踐,我們關心工程尺度量體對環境地景的影響,也在乎道路從路堤到橋梁到隧道,每一個工程元素的意象美。另兼顧道路開發與生態保育,以迴避、縮小、減輕、補償之友善策略進行工程設計,並與生態諮詢顧問研訂施工階段嚴謹之環境保育規範。

長隧道工程為計畫關鍵技術工項,主要風險控管為地質條件、地下水文課題及施工進度掌握,故路線研選將就廊帶地質水文易於勘測及掌握度較高處為優先考量。依國道 5 號雪山隧道與鐵路東改線新永春隧道之施工經驗,山岳地區複雜之地下水文地質條件,實不易於規劃設計階段完全精確掌握,隧道施工期間仍有遭遇滲湧水之風險,除影響施工安全與工程進度外,地下水滲流改變亦可能影響地表環境,衍生民眾對隧道工程是否造成水資源環境嚴重影響之疑慮。

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基於路廊沿線已有臺鐵北迴線、東改線山線長隧道及既有公路相關計畫等豐富技術資料,針對地質水文課題策略為蒐集區域地質調查相關文獻與研究報告,以及區域鐵公路 38 座隧道規設與施工紀錄資料,續依據工程方案需求進行嚴謹地質調查分析,並擴大進行長期路廊地質水文調查分析,模擬廊帶地層湧水來源及流向。

自施工期 2012-2018 年進行水文地質模式檢測及區域水資源環境影響分析,包括資料蒐集分析、施工階段水文地質調查、隧道鄰近區域三維水文地質模式之補充建立與整合、隧道鄰近區域水文地質模型檢討修正與驗證、隧道湧水對水資源環境之影響評估等,除可進一步研判隧道施工可能遭遇之滲湧水問題,並於隧道完工後研提長期區域水資源環境影響評估,以及營運階段資料蒐集與水文地質觀測計畫。依據多年調查分析,蘇花改山岳隧道對於區域地質水文環境於施工期間有局部性短期影響,惟隧道襯砌完工後影響甚微。此調查研究係透過長期量化科學方式、學理與施工回饋推演、專家會議及研究資料公開,成為臺灣山岳隧道工程與地質水文環境影響議題驗證指標案例。

蘇花公路清水段路基崩蝕示意。圖/作者提供

(二) 施工環境友善措施

計畫隧道工程規模龐大,為工程要徑,其中南澳和平路段兩座主要隧道觀音隧道 (7.9km) 及谷風隧道 (4.7km) 以長 60m 鼓音高架橋銜接形成長約 12.6km 超長封閉隧道段,為工期控管關鍵。路線於觀音隧道段利用既有鐵路閒置隧道為施工導坑及增設橫坑工作面,避開觀音海岸自然保留區,兼具環境友善及縮短工期雙贏策略。鼓音橋於觀音谷地出露銜接觀音隧道南口與谷風隧道北口,基於觀音谷地生態環境敏感及地勢險峻,設計採不落墩單跨鋼橋配置及隧道口施工由洞內鑽掘出洞模式,雖於施工階段廠商建議於谷地闢設施工便橋以利機具進出及施工安全性,惟經設計、監造暨施工團隊多次縝密檢討施工程序與風險控管,仍維持原設計階段環境友善初衷並克服艱困體現。

另為減輕施工外運土石方對既有台 9 線交通衝擊,除規劃工區施工便橋,並於環評階段承諾推動工程土石方遠距鐵路運輸,由交通部協調臺鐵局執行「臺鐵配合蘇花改北迴鐵路貨運運能提升計畫」。此配套需增加臺鐵擴充相關設施(貨車斗改造及場站裝卸股道)含舊鐵路隧道租用等費用高達 18.5 億。工程土方開挖量除近運利用,規劃估需鐵路輸運 305 萬鬆方(458 萬噸),其中包含土石方 123 萬方及有價料 182 萬方需利用鐵路運輸。另路廊礦砂(礦砂車)移轉至鐵路輸運量,則利用臺鐵和平、和仁車站北運 80 萬噸/年,利用臺鐵和仁車站南運至花蓮港 200 萬噸/年(中鋼煉鋼石)。此鐵路運輸配套措施大幅降低施工期間對既有臺 9 線交通衝擊,實為國內工程執行之典範案例。

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以橋隧為構築主體。圖/蘇花改善工程處提供

(三) 武塔隧道停工危機之部落友善溝通

南澳武塔段工程於 2012 年 3 月 13 日召開武塔村施工說明會,部落部分居民對於路線以隧道穿越經過緊鄰聚落西邊山丘,因莫拉克小林村事件產生強烈安全疑慮及反對路線緊鄰武塔公墓衝擊,且質疑建設推動未進行部落溝通同意,遂發動陳情停工。基於尊重部落訴求,工程單位當下即刻停止爭議工項,並積極進行部落對話及參與部落會議。此事件持續發酵衍生影響工程進度壓力,惟工程團隊秉持同理心,以歷經 4 個月傾聽、溝通、研析、評估、協商及雙贏細膩對話,終化解住民爭議。為消弭部落不安,工程團隊承諾武塔隧道採機械開挖(非鑽炸法),於隧道口與公墓路權間施設隔音牆及植栽緩衝綠帶,施工中設置鋼構臺及鋼便橋供施工車輛進出,減輕對於公墓道路使用,另針對山壁落石疑慮,除隧道施工採機械開挖,施工中考量配合住民需求於聚落與山坡間設置防落石柵欄。此路段工程規模雖不大,然事件危機處理過程對於蘇花團隊仍具深刻學習性。

鼓音橋上構推進施工。圖/作者提供

(四) 漢本遺址工程策略 蘇花公路改善計畫完工最後一哩路

谷風隧道南口 2012 年 3 月 5 日工程開挖發現疑似文化層,搶救團隊中央研究院漢本遺址搶救發掘計畫經宜蘭縣政府核備,搶救發掘作業於 2012 年 9 月 15 日進行。後經中央研究院提報預估搶救期程尚需 10 年,搶救工作已超過考古團隊負荷量,為縮短遺址搶救發掘時程,蘇花工程處分區引進新搶救團隊庶古文創事業股份有限公司進行合作發掘工作。

中研院考古發掘研究,初判遺址為距今 1,200-1,600 年前的金屬器時代文明。2015 年 7 月,考古團隊續向下挖到第 2 個文化層遺址,初判是 2,000 年前的新石器時代後期遺址,且範圍達 300m 長、100m 寬,遺址不僅有完整的部落和房子,也發現 100 多具遺骸,對北臺灣和東臺灣的考古文化具有重要突破和關鍵意義。遺址續經文化部於 2016 年 7 月 1 日審議委員會決議同意指定「Blihun 漢本遺址」為國定遺址,並針對谷風隧道南口整體機房設施及滯洪池調整議題啟動專家審查。

經團隊縝密檢討,以尊重文化遺址保留審議、工程配置可行及減輕工期影響為原則,順利完成審議並辦理工程變更,主要內容包括洞口機房建築輕量化(鋼構)、基礎高程提高、調整機房機電設施配置、隧道通風管道及電纜管道平縱面調整、滯洪沉砂池位置暨尺寸調整及洞口整地工程變更,由於工程限制複雜,施工數度推進受阻,本段工程成為全線完工最後一哩路。

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工程師信念與蘇花路廊韻律譜寫

公路工程師信念一一建構一條安全幸福回家的路。圖/作者提供

2020 年 1 月 6 日蘇花公路改善計畫全線通車,北花線客運重現,對工程團隊是一個深刻鼓舞的日子。朔自 2009 年 1 月,改善計畫從可行性研究、規劃、設計到施工,團隊步步戒慎,工程尺尺艱鉅,每一次計畫程序通過與每一個隧道貫通,背後是無數次群體腦力激盪、燈火夜戰及雷管爆破的場景,漫長 11 年歲月,這是扎扎實實的蘇花工程師日常。作為一位公路工程師,佇足於險峻蘇花海岸,看著蘇花公路車流蜿蜒於臨海峭壁,我們的信念清晰而堅定,深知每一條路都烙刻著一個動人的流動生命,更堅定以為沒有一個文明國家可以讓百姓在這樣天險環境唯一的道路上,沒有選擇的忐忑通行。

蘇花路廊具世界級天險景觀資源,透過新闢山線隧道與既有蘇花公路之快慢分流與運具管理,建構複層運輸網路系統,成為點燃蘇花廊帶道路空間活化效應之引信,這是本計畫於安全穩定可靠目標外,衍創出一個令人期望的重大非運輸效益。路廊除了壯麗山海景觀,特殊聚落原民文化、在地濱海漁港風情,富故事質感的蘇花古道及原始生態保護區,皆為極具吸引力的深度旅遊資源,透過完整道路交通服務網絡,整合鐵路、自行車、太平洋藍色公路及獨木舟探險等動線,將可建構以蘇花海岸體驗為主題之島嶼旗艦遊憩廊道。2020 年,我們看見區域空間豐富的當代生命力發酵,也看見一個創意溫暖韻律實踐的可能。

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自然保育季刊_96
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自然保育季刊為推廣性刊物,以推廣自然教育為宗旨,收錄相關之資源調查研究、保育政策、經營管理及生態教育等成果,希望傳達自然科普知識並和大家一起關注自然!

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Intel® Core™ Ultra AI 處理器:下一代晶片的革命性進展
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/21 ・2364字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 Intel 委託,泛科學企劃執行。 

在當今快節奏的數位時代,對於處理器性能的需求已經不再僅僅停留在日常應用上。從遊戲到學術,從設計到內容創作,各行各業都需要更快速、更高效的運算能力,而人工智慧(AI)的蓬勃發展更是推動了這一需求的急劇增長。在這樣的背景下,Intel 推出了一款極具潛力的處理器—— Intel® Core™ Ultra,該處理器不僅滿足了對於高性能的追求,更為使用者提供了運行 AI 模型的全新體驗。

先進製程:效能飛躍提升

現在的晶片已不是單純的 CPU 或是 GPU,而是混合在一起。為了延續摩爾定律,也就是讓相同面積的晶片每過 18 個月,效能就提升一倍的目標,整個半導體產業正朝兩個不同方向努力。

其中之一是追求更先進的技術,發展出更小奈米的製程節點,做出體積更小的電晶體。常見的方法包含:引進極紫外光 ( EUV ) 曝光機,來刻出更小的電晶體。又或是從材料結構下手,發展不同構造的電晶體,例如鰭式場效電晶體 ( FinFET )、環繞式閘極 ( GAAFET ) 電晶體及互補式場效電晶體 ( CFET ),讓電晶體可以更小、更快。這種持續挑戰物理極限的方式稱為深度摩爾定律——More Moore。

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另一種則是將含有數億個電晶體的密集晶片重新排列。就像人口密集的都會區都逐漸轉向「垂直城市」的發展模式。對晶片來說,雖然每個電晶體的大小還是一樣大,但是重新排列以後,不僅單位面積上可以堆疊更多的半導體電路,還能縮短這些區塊間資訊傳遞的時間,提升晶片的效能。這種透過晶片設計提高效能的方法,則稱為超越摩爾定律——More than Moore。

而 Intel® Core™ Ultra 處理器便是具備兩者優點的結晶。

圖/PanSci

Tile 架構:釋放多核心潛能

在超越摩爾定律方面,Intel® Core™ Ultra 處理器以其獨特的 Tile 架構而聞名,將 CPU、GPU、以及 AI 加速器(NPU)等不同單元分開,使得這些單元可以根據需求靈活啟用、停用,從而提高了能源效率。這一設計使得處理器可以更好地應對多任務處理,從日常應用到專業任務,都能夠以更高效的方式運行。

CPU Tile 採用了 Intel 最新的 4 奈米製程和 EUV 曝光技術,將鰭式電晶體 FinFET 中的像是魚鰭般阻擋漏電流的鰭片構造減少至三片,降低延遲與功耗,使效能提升了 20%,讓使用者可以更加流暢地執行各種應用程序,提高工作效率。

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鰭式電晶體 FinFET。圖/Intel

Foveros 3D 封裝技術:高效數據傳輸

2017 年,Intel 開發出了新的封裝技術 EMIB 嵌入式多晶片互聯橋,這種封裝技術在各個 Tile 的裸晶之間,搭建了一座「矽橋 ( Silicon Bridge ) 」,達成晶片的橫向連接。

圖/Intel

而 Foveros 3D 封裝技術是基於 EMIB 更進一步改良的封裝技術,它能將處理器、記憶體、IO 單元上下堆疊,垂直方向利用導線串聯,橫向則使用 EMIB 連接,提供高頻寬低延遲的數據傳輸。這種創新的封裝技術不僅使得處理器的整體尺寸更小,更提高了散熱效能,使得處理器可以長期高效運行。

運行 AI 模型的專用筆電——MSI Stealth 16 AI Studio

除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel® Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門用於在本機端高效運行 AI 模型。這使得使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時節省了連接雲端算力的成本。

MSI 最新推出的筆電 Stealth 16 AI Studio ,搭載了最新的 Intel Core™ Ultra 9 處理器,是一款極具魅力的產品。不僅適合遊戲娛樂,其外觀設計結合了落質感外型與卓越效能,使得使用者在使用時能感受到高品質的工藝。鎂鋁合金質感的沉穩機身設計,僅重 1.99kg,厚度僅有 19.95mm,輕薄便攜,適合需要每天通勤的上班族,與在咖啡廳尋找靈感的創作者。

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除了外觀設計之外, Stealth 16 AI Studio 也擁有出色的散熱性能。搭載了 Cooler Boost 5 強效散熱技術,能夠有效排除廢熱,保持長時間穩定高效能表現。良好的散熱表現不僅能夠確保處理器的效能得到充分發揮,還能幫助使用者在長時間使用下的保持舒適性和穩定性。

Stealth 16 AI Studio 的 Intel Core™ Ultra 處理器,其性能更是一大亮點。除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門針對在本機端高效運行 AI 模型的需求。內建專為加速AI應用而設計的 NPU,更提供強大的效能表現,有助於提升效率並保持長時間的續航力。讓使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時也節省了連接雲端算力的成本。

軟體方面,Intel 與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化。與 Adobe 等軟體的合作使得使用者在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。獨家微星AI 智慧引擎能針對使用情境並自動調整硬體設定,以實現最佳效能表現。再加上獨家 AI Artist,更進一步提升使用者體驗,直接輕鬆生成豐富圖像,實現了更便捷的內容創作。

此外 Intel 也與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化,讓 Intel® Core™ Ultra處理器將AI加速能力充分發揮。例如,與 Adobe 等軟體使得使用者可以在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。為各行專業人士提供了更加多元、便捷的工具,成為工作中的一大助力。

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資源短缺怎麼平衡?從農工革命到永續性的革命之路——《成長的極限》
臉譜出版_96
・2024/05/12 ・2455字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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前兩次革命:農業和工業

大約在一萬年前,世界上的人口經過數千年的增長,已達到相當龐大的(就當時而言)1000 萬人左右。這些人屬於游牧的狩獵/採集者,但於某些地區,他們的數量已經超過當地植物和野生鳥獸所能供養的程度。他們採取兩種作法因應野生資源逐漸消失的問題。有些人進一步強化他們的遷徙生活形態,從他們在非洲和中東的祖居地遷移到野生鳥獸為數甚多的地區。

另外一些人開始馴養動物、種植植物,並在某地定居下來。這是種全新的生活形態。這些最早期的農民從來沒想到,他們因此改變了地球的風貌、人類的思想,以及社會的形態。

此時,擁有土地首度具有意義。人們不必隨身背負家當也可以累積財產,而且,有些人還能累積得比別人多。財富、地位、遺產、貿易、金錢和權力等觀念於焉形成。有些人能靠別人生產的多餘糧食過活,因此,他們可以成為全職的工具製造者、音樂家、文字抄寫者、祭司、士兵、運動員或國王。某種形態的工會、樂隊、圖書館、廟宇、軍隊、競賽活動、朝代和都市乃應運而生。

身為農業革命的繼承者,我們認為此一革命是人類向前邁出的一大步。不過,當時此種新的生活形態可能利弊參半。許多人類學家認為,農業生活並不是更好的生活形態,卻是養活愈來愈多人口的必要生活形態。定居的農民從每公頃土地獲得的糧食多於狩獵/採集者,但此種糧食的營養成分較低且種類較少,而且要花更多勞力才能有收穫。農民比游牧者更容易受天氣、疾病、害蟲、和外來者入侵的危害,及受到新形成的統治階級的壓迫。此外,農民不會搬離他們自己製造的廢物之堆積地,因而最早體驗到人類製造的長期污染。

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農民不會搬離他們自己製造的廢物之堆積地,最早體驗到人類製造的長期污染。圖/envato

儘管如此,農業不失為因應野生動植物日漸稀少的有效對策。農業生活使得人口成長的速度加快,幾千年下來,人口增加的數量非常可觀:從早先的 1000 萬人增加到 1750 年的 8 億人。人口劇增後,出現了新的資源短缺問題,尤其是土地和能源日漸不敷使用。此時,需要有另一波的革命。

工業革命始於英國,帶來的主要變化是以豐富的煤礦取代消失中的林木。使用煤礦牽涉的實際問題包括廢土的移除、礦場的構築、抽水、運輸和燃燒控制等。這些問題很快就獲得解決,使得勞力開始大量集中於礦場和礦石碾碎廠。此一革命凸顯了科技和商業在人類社會中的地位——超越了宗教和倫理。

和農業革命一樣,此時許多事物都出現料想不到的改變。機器,而不是土地,成為生產的主要手段。封建制度為資本主義及與資本主義作對的衍生體制共產主義所取代。大地上出現公路、鐵路、工廠和煙囪。城市日益擴大。同樣的,這些改變也是利弊互見。工廠的勞力工作比農村的勞力工作更低下、更辛苦,新建工廠附近的水和空氣髒得嚇人,大部分工業勞動人口的生活水準遠不如農民。但農地取得不易,工廠的工作卻多的是。

圖/envato

現在的人很難理解工業革命為人類思想帶來多麼重大的改變,因為已然改變的思想,迄今仍塑造了我們對世事的看法。1988 年,歷史學家唐納德.沃斯特(Donald Worster)深刻描述了工業主義對人類思想造成的影響。今天看來,他的觀點仍然非常中肯:

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資本家保證,他們以科技支配世界後,將可讓每個人過著更公平、合理、有效率和更具生產力的生活。⋯⋯他們的方法只是在促使個別企業能免於傳統的層級系統和社會的束縛,不論這些束縛是來自其他人或來自地球本身。⋯⋯此點意味著要教導每個人以坦率、積極和自主的態度面對地球、相互打交道。人們必須經常想要如何賺錢;必須視他們周遭的每一樣事物——土地、自然資源和本身的勞力——為可能在市場上賺取利潤的潛在商品;必須要求有權利能在不受外在規定和干擾的影響下,生產、購買和出售這些商品。⋯⋯隨著需求的遽增和市場的擴大,人類和大自然的關係只剩下最起碼的工具主義而已 1

工具主義帶來極其可觀的生產力,使得現在的世界能養活 60 億人——此一人口數量比發生農業革命之前的人口數量足足高出六百倍。市場的擴大和需求的遽增,驅使人類孜孜矻矻向大自然獲取資源,從極地到熱帶地區,從山巔到深海,不錯失任何機會。工業革命的成就,和以往狩獵/採集行為與農業革命的成果一樣,都造成資源的短缺,不只是野生鳥獸、可耕地和燃料及金屬的日漸稀少,地球環境的整體承載能力也為之下降。人類生態足跡再一次超越能永續發展的程度。工業革命的成就,創造了進行另一次革命的需求。

下一次的革命:永續性

現在任何人都不可能描述永續性革命可能造就什麼樣的世界,就像公元前 6000 年的農民無法預見現今愛荷華州——一望無際的玉米田和大豆田,以及公元 1800 年的英國煤礦工人無法想像豐田汽車公司(Toyota)的自動化裝配線一樣。一如其他的重大革命,即將到來的永續性革命將改變大地的風貌及人類認同感、制度和文化的基礎。一如以往的幾次革命,永續性革命也要花好幾個世紀才能完全展開,雖然嚴格地說它已經開始。 當然,沒有人知道如何促使這樣的革命發生。並沒有一套準則可以告訴我們:「為完成全球性的重大改革,應遵循這二十項步驟。」像以往的重大革命一樣,這波新革命無法預先加以計畫且其本身不受控制。它不會聽命於政府的一連串法令或電腦模擬的指使。永續性革命將是結構性的改變。它將產生自數十億人的願景、見解、實驗和行動,促使其發生的責任不在於任何一個人或團體。沒有一個人能獨攬功勞,但每一個人都能做出貢獻。

——本文摘自《成長的極限》,2024 年 03 月,臉譜出版,未經同意請勿轉載。

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臉譜出版_96
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臉譜出版有著多種樣貌—商業。文學。人文。科普。藝術。生活。希望每個人都能找到他要的書,每本書都能找到讀它的人,讀書可以僅是一種樂趣,甚或一個最尋常的生活習慣。

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蘇花工程師的理性與感性:便利、永續能否共存?(下)——蘇花改特輯
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友善環境生態紋理策略 

(一) 以隧道與橋梁為構築主體

蘇花路廊山勢綿延險峻,既有蘇花公路緊依海岸鑿闢,長期邊坡風化崩蝕,原線拓寬改善,將衍生大規模邊坡開挖環境景觀破壞及施工中交通衝擊;就工程地質觀點,臺灣東部臨海廊道若以陸塊巨觀思考,地形由海底爬升至峰頂大斷面為高達約 5,000m 高差邊坡,蘇花公路臨海鑿岩拓寬或以短隧道改善,大區域路線均潛在有地質偏壓之風險,此由清水斷崖早期之台 9 線清水隧道演變內移為匯德隧道之崩落偏壓歷程可得證明。鑑此,工程地質專家多主張靠內陸之山線長隧道路廊為有效提升抗災性之改善方案。另借鏡以同樣地形多山複雜之日本及歐洲國家,隧道與橋梁工法早為山區公路主要構築方式,面對極端氣候日益頻繁的島嶼,考量公路抗災性、運輸安全及兼顧環境生態紋理衝擊影響,改善工程建議採新闢長隧道路廊設計。

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長隧道工程為計畫關鍵技術工項,主要風險控管為地質條件、地下水文課題及施工進度掌握,故路線研選將就廊帶地質水文易於勘測及掌握度較高處為優先考量。依國道 5 號雪山隧道與鐵路東改線新永春隧道之施工經驗,山岳地區複雜之地下水文地質條件,實不易於規劃設計階段完全精確掌握,隧道施工期間仍有遭遇滲湧水之風險,除影響施工安全與工程進度外,地下水滲流改變亦可能影響地表環境,衍生民眾對隧道工程是否造成水資源環境嚴重影響之疑慮。

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基於路廊沿線已有臺鐵北迴線、東改線山線長隧道及既有公路相關計畫等豐富技術資料,針對地質水文課題策略為蒐集區域地質調查相關文獻與研究報告,以及區域鐵公路 38 座隧道規設與施工紀錄資料,續依據工程方案需求進行嚴謹地質調查分析,並擴大進行長期路廊地質水文調查分析,模擬廊帶地層湧水來源及流向。

自施工期 2012-2018 年進行水文地質模式檢測及區域水資源環境影響分析,包括資料蒐集分析、施工階段水文地質調查、隧道鄰近區域三維水文地質模式之補充建立與整合、隧道鄰近區域水文地質模型檢討修正與驗證、隧道湧水對水資源環境之影響評估等,除可進一步研判隧道施工可能遭遇之滲湧水問題,並於隧道完工後研提長期區域水資源環境影響評估,以及營運階段資料蒐集與水文地質觀測計畫。依據多年調查分析,蘇花改山岳隧道對於區域地質水文環境於施工期間有局部性短期影響,惟隧道襯砌完工後影響甚微。此調查研究係透過長期量化科學方式、學理與施工回饋推演、專家會議及研究資料公開,成為臺灣山岳隧道工程與地質水文環境影響議題驗證指標案例。

蘇花公路清水段路基崩蝕示意。圖/作者提供

(二) 施工環境友善措施

計畫隧道工程規模龐大,為工程要徑,其中南澳和平路段兩座主要隧道觀音隧道 (7.9km) 及谷風隧道 (4.7km) 以長 60m 鼓音高架橋銜接形成長約 12.6km 超長封閉隧道段,為工期控管關鍵。路線於觀音隧道段利用既有鐵路閒置隧道為施工導坑及增設橫坑工作面,避開觀音海岸自然保留區,兼具環境友善及縮短工期雙贏策略。鼓音橋於觀音谷地出露銜接觀音隧道南口與谷風隧道北口,基於觀音谷地生態環境敏感及地勢險峻,設計採不落墩單跨鋼橋配置及隧道口施工由洞內鑽掘出洞模式,雖於施工階段廠商建議於谷地闢設施工便橋以利機具進出及施工安全性,惟經設計、監造暨施工團隊多次縝密檢討施工程序與風險控管,仍維持原設計階段環境友善初衷並克服艱困體現。

另為減輕施工外運土石方對既有台 9 線交通衝擊,除規劃工區施工便橋,並於環評階段承諾推動工程土石方遠距鐵路運輸,由交通部協調臺鐵局執行「臺鐵配合蘇花改北迴鐵路貨運運能提升計畫」。此配套需增加臺鐵擴充相關設施(貨車斗改造及場站裝卸股道)含舊鐵路隧道租用等費用高達 18.5 億。工程土方開挖量除近運利用,規劃估需鐵路輸運 305 萬鬆方(458 萬噸),其中包含土石方 123 萬方及有價料 182 萬方需利用鐵路運輸。另路廊礦砂(礦砂車)移轉至鐵路輸運量,則利用臺鐵和平、和仁車站北運 80 萬噸/年,利用臺鐵和仁車站南運至花蓮港 200 萬噸/年(中鋼煉鋼石)。此鐵路運輸配套措施大幅降低施工期間對既有臺 9 線交通衝擊,實為國內工程執行之典範案例。

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以橋隧為構築主體。圖/蘇花改善工程處提供

(三) 武塔隧道停工危機之部落友善溝通

南澳武塔段工程於 2012 年 3 月 13 日召開武塔村施工說明會,部落部分居民對於路線以隧道穿越經過緊鄰聚落西邊山丘,因莫拉克小林村事件產生強烈安全疑慮及反對路線緊鄰武塔公墓衝擊,且質疑建設推動未進行部落溝通同意,遂發動陳情停工。基於尊重部落訴求,工程單位當下即刻停止爭議工項,並積極進行部落對話及參與部落會議。此事件持續發酵衍生影響工程進度壓力,惟工程團隊秉持同理心,以歷經 4 個月傾聽、溝通、研析、評估、協商及雙贏細膩對話,終化解住民爭議。為消弭部落不安,工程團隊承諾武塔隧道採機械開挖(非鑽炸法),於隧道口與公墓路權間施設隔音牆及植栽緩衝綠帶,施工中設置鋼構臺及鋼便橋供施工車輛進出,減輕對於公墓道路使用,另針對山壁落石疑慮,除隧道施工採機械開挖,施工中考量配合住民需求於聚落與山坡間設置防落石柵欄。此路段工程規模雖不大,然事件危機處理過程對於蘇花團隊仍具深刻學習性。

鼓音橋上構推進施工。圖/作者提供

(四) 漢本遺址工程策略 蘇花公路改善計畫完工最後一哩路

谷風隧道南口 2012 年 3 月 5 日工程開挖發現疑似文化層,搶救團隊中央研究院漢本遺址搶救發掘計畫經宜蘭縣政府核備,搶救發掘作業於 2012 年 9 月 15 日進行。後經中央研究院提報預估搶救期程尚需 10 年,搶救工作已超過考古團隊負荷量,為縮短遺址搶救發掘時程,蘇花工程處分區引進新搶救團隊庶古文創事業股份有限公司進行合作發掘工作。

中研院考古發掘研究,初判遺址為距今 1,200-1,600 年前的金屬器時代文明。2015 年 7 月,考古團隊續向下挖到第 2 個文化層遺址,初判是 2,000 年前的新石器時代後期遺址,且範圍達 300m 長、100m 寬,遺址不僅有完整的部落和房子,也發現 100 多具遺骸,對北臺灣和東臺灣的考古文化具有重要突破和關鍵意義。遺址續經文化部於 2016 年 7 月 1 日審議委員會決議同意指定「Blihun 漢本遺址」為國定遺址,並針對谷風隧道南口整體機房設施及滯洪池調整議題啟動專家審查。

經團隊縝密檢討,以尊重文化遺址保留審議、工程配置可行及減輕工期影響為原則,順利完成審議並辦理工程變更,主要內容包括洞口機房建築輕量化(鋼構)、基礎高程提高、調整機房機電設施配置、隧道通風管道及電纜管道平縱面調整、滯洪沉砂池位置暨尺寸調整及洞口整地工程變更,由於工程限制複雜,施工數度推進受阻,本段工程成為全線完工最後一哩路。

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工程師信念與蘇花路廊韻律譜寫

公路工程師信念一一建構一條安全幸福回家的路。圖/作者提供

2020 年 1 月 6 日蘇花公路改善計畫全線通車,北花線客運重現,對工程團隊是一個深刻鼓舞的日子。朔自 2009 年 1 月,改善計畫從可行性研究、規劃、設計到施工,團隊步步戒慎,工程尺尺艱鉅,每一次計畫程序通過與每一個隧道貫通,背後是無數次群體腦力激盪、燈火夜戰及雷管爆破的場景,漫長 11 年歲月,這是扎扎實實的蘇花工程師日常。作為一位公路工程師,佇足於險峻蘇花海岸,看著蘇花公路車流蜿蜒於臨海峭壁,我們的信念清晰而堅定,深知每一條路都烙刻著一個動人的流動生命,更堅定以為沒有一個文明國家可以讓百姓在這樣天險環境唯一的道路上,沒有選擇的忐忑通行。

蘇花路廊具世界級天險景觀資源,透過新闢山線隧道與既有蘇花公路之快慢分流與運具管理,建構複層運輸網路系統,成為點燃蘇花廊帶道路空間活化效應之引信,這是本計畫於安全穩定可靠目標外,衍創出一個令人期望的重大非運輸效益。路廊除了壯麗山海景觀,特殊聚落原民文化、在地濱海漁港風情,富故事質感的蘇花古道及原始生態保護區,皆為極具吸引力的深度旅遊資源,透過完整道路交通服務網絡,整合鐵路、自行車、太平洋藍色公路及獨木舟探險等動線,將可建構以蘇花海岸體驗為主題之島嶼旗艦遊憩廊道。2020 年,我們看見區域空間豐富的當代生命力發酵,也看見一個創意溫暖韻律實踐的可能。

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自然保育季刊_96
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自然保育季刊為推廣性刊物,以推廣自然教育為宗旨,收錄相關之資源調查研究、保育政策、經營管理及生態教育等成果,希望傳達自然科普知識並和大家一起關注自然!

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資源使用、汙染排放超過限度?我們可能需要一個新的系統,來一場永續性革命!——《成長的極限》
臉譜出版_96
・2024/05/11 ・2060字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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過渡到一個永續性系統

靜止狀態對我們環境資源的需求減少,但對我們精神資源的需求卻大增。

——赫曼.戴利,1971 年

當人類社會發現資源使用和污染排放有超過永續極限的跡象時,可能會做出三種反應。第一種反應是對這類訊息加以否認、掩飾和擾亂。這種反應的方式形形色色:有些人聲稱,根本沒有必要擔心極限的問題,市場和科技自然會解決這些問題;有些人聲稱,在沒有進行更深入的研究之前,不應該試圖限制所謂超過限度的行為;更有人設法將他們超過限度的行為造成的代價,轉嫁給在時空上距離他們很遙遠的人。舉例而言,可能會發生以下的情形:

  • 樹立更高的煙囪,俾使污染廢氣飄到更遠的地方,讓別人呼吸遭受污染的空氣。
  • 將有毒化學製品或核廢料運送至遙遠地區進行處理。
  • 以保住眼前的就業機會或支付債務為由,從事過度漁撈或過度砍伐林木的行為,卻因此耗竭用以支持就業機會和償債能力的自然資源。
  • 對因為資源枯竭而致營運困難的採掘工業提供補貼。
  • 未能有效率的使用已開採的資源,卻不斷地探勘新的資源蘊藏。
  • 不斷施肥以彌補土壤肥沃度的下降。
  • 以法令或補貼來壓低價格,導致市場無法以價格的上漲來反映資源匱乏的現象。
  • 因為資源成本過高,無力支付,而改以運用武力或威脅運用武力的方式,確保對資源的使用權。

這些反應非但不能解決因為生態足跡擴大所衍生的問題,反而使問題更形惡化。

第二種反應係以科技或經濟的應急措施,緩解各種極限所造成的壓力。可能的具體作為如下:

  • 降低汽車每行駛一哩或發電機每生產一千瓦電力所產生的污染量。
  • 更有效率地使用資源、進行資源的回收利用,或以再生資源來取代非再生資源。
  • 運用能源、人類資本和勞力來取代以往由大自然執行的功能,如污水處理、防洪、或增加土壤的肥沃度。

這些措施確實有其迫切性,因為可提高生態效率、可暫時緩解壓力,也可以爭取寶貴的時間以利發展徹底解決問題的方法,卻無法消除造成壓力的原因。假如汽車每行駛一哩產生的污染量已經減少,但開車的人愈來愈多,或者,處理污水的能力增加,但污水的排放量愈來愈大,則將只能延緩問題所造成的危害,而無法根本解決問題。

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第三種反應是從問題的肇因著手,設法尋求解決之道;也就是退一步想想,承認人類的社經體系結構本身難以管理、已經超越自然極限並朝崩毀的狀態發展,因此,釜底抽薪的辦法是改變系統的結構。

圖/envato

改變結構此一用詞常常具有負面的意義。就革命分子而言,此一用詞表示要將掌權的人物趕下台,而且在過程中有時還會扔炸彈。或許有人認為,改變結構是指改變實體結構,也就是先破壞再建設的過程。更有人解釋為改變權力結構、統治集團和指揮系統。基於這種解釋,改變結構顯然困難重重、極其危險,而且會對經濟和政治力量構成威脅。

然而,在系統學的名詞裡,改變結構與驅逐人員、拆除建築物或摧毀官僚體制等並不相關。事實上,採取這些行動但卻未能真正改變結構,則只會造成新一批人進駐新建築物或新單位,並花更多時間、更多金錢追求相同的目標,最後產生的結果和舊體制一模一樣。

在系統學的名詞裡,改變結構指的是改變一個系統內的回饋結構,也就是訊息的連結關係:包括系統內的行為者必須處理的資料之時效與內容,以及會促成或限制行為的觀念、目標、誘因和回饋資訊。假如系統內的行為者認為有充分的理由做出改變,又假如他們能自由行事而且又有誘因做出改變,則同一批人、同一個組織和同一個實體結構,可能會有完全不同的行為。此外,一個系統若有了新的資訊結構後,假以時日,也可能會改變本身的社會和實體結構。這個系統可能發展出新法規、新組織、新科技、具有新技能的人員、新機器或新建築物。這種轉變不見得需要由一個中央單位來加以督導。這種轉變的發生可以是毫無計畫的、自然的、帶有革命性質而又令人感到興奮和愉悅的。

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新的系統結構自然會產生無所不在的改變。我們不必做出犧牲或施加脅迫,除非為了防止既得到益者忽視、扭曲或阻撓相關資訊的傳播。人類歷史已出現過好幾次重大的結構性轉變,其中影響最深遠的兩個事例為農業革命和工業革命。這兩次革命都肇因於種植糧食、運用能源和組織工作的新觀念。事實上,我們在下一章會討論到,正因為以往的結構性改變獲致重大成就,世界才有必要進行下一次的結構性轉變,我們稱此一轉變為永續性革命。

這張圖片的 alt 屬性值為空,它的檔案名稱為 168_150342785_830_mainCoverImage1.jpg

——本文摘自《成長的極限》,2024 年 03 月,臉譜出版,未經同意請勿轉載。

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臉譜出版_96
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