¶ 海岸防護設施規劃設計手冊-第二章 海岸防護設施型式、功能(3/5)
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照片2.4.1 一般潛堤(左)及人工潛礁(右)
(2) 依堤寬可分為:
A. 一般潛堤:如一般傳統式之離岸堤斷面大約堤頂寬
只有3~5個消波塊,約數公尺寬與波長比甚小者。
B. 寬頂潛堤:堤頂寬達數十公尺約為數倍於波高之堤
寬,或約與波長同位階有如珊瑚礁岩,故又稱人工
潛礁。
2. 非直線形潛堤:一座堤堤頂兩端寬度不同,其平面形狀為
三角形、盾形或梯形如圖2.4.2大約平行海岸佈置。
圖2.4.2 梯形潛堤
3. 依堤列數可分:
(1) 單列式潛堤:僅有一道潛堤。
(2) 多列式潛堤:二道或二道以上潛堤並列,藉其堤間波浪
共鳴及碎波減衰波浪如圖2.4.3及圖2.4.4所示。
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圖2.4.3 多列潛堤
圖2.4.4 二列拋石潛堤佈置圖
2.4.2 離岸堤(潛堤)功能
離岸堤(潛堤)設施之功能在減衰入射波能量或改變其進行方向,抑制
堤背後透過波的能量,一者減少後側海堤溯上、越波災害,二者促成
海灘回淤及穩定效果,但多少也會阻遮沿岸流、沿岸漂砂,破壞漂砂
連續性,而使上、下游海岸發生侵退現象。
說明:
一、 降低海岸災害:離岸堤(潛堤)藉其形狀(堤頂水深、堤寬、坡
度、空隙),達到(1) 堤身反射、減少入射波浪能量(2)堤高強
制波浪提早碎波;(3)頂寬使入射波浪分裂轉移主成份波能
量、產生高頻成份波;(4)透水性使波動產生之滲透水流造成
摩擦、攪亂,將使堤後波浪能量衰減,降低海堤溯升及越波
量及其發生機會。
二、 促進安定海灘:藉離岸堤(潛堤)之形狀及平面佈置,除可促使
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波浪碎波減衰波能外,及波浪發生折、繞射現象,改變原有
波浪進行方向,同時改變沿岸流流向控制漂砂分佈。使其堤
後形成繫岸砂洲、砂舌、弱砂舌或無起伏地形等灘線情形,
其灘線情形則決定於漂砂多寡及堤線佈置。
三、 離岸堤(潛堤)設施可配合養灘作業,以減少上下游海岸侵退情
形。
四、 其他:離岸堤(潛堤)可抑制水流及波高,造成較安定水域,其
構造孔隙可供水中及底棲生物棲息。
2.5 人工養灘
2.5.1 人工養灘型式
以人工方法自他地取得土砂補充本地海岸砂源之不足,用於創造或維
護海灘安定,取代海堤、離岸堤或突堤等剛性工法的一種柔性海岸保
護工。
說明:
一、 人工養灘位置
1. 就斷面位置區分:
(1) 堆放土砂於砂丘頂或其後側波浪作用無法到達處如圖
2-5-1(a)中之D處,用來加強砂丘以減阻大暴風浪來襲之
破壞。
(2) 堆放土砂於砂丘前緣如圖2-5-1(a)之A處,防阻砂丘被波
浪沖刷。
(3) 堆放土砂於後灘平台與/或內灘上如圖2-5-1(a)之B處,加
寬砂灘寬度以備波潮流之連續沖刷作用。
(4) 拋放土砂於外灘區如圖2-5-1(a)之C處,藉波與流的力量
將土砂輸送至內灘區。
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(5) 全面拋放:自後灘至外灘全面堆砂。
(a)置砂斷面位置圖
圖2.5.1 置砂位置圖
2. 就沿岸位置區分:
養灘可直接於需砂處養灘或其他地點養灘,再藉自然
水力輸送到需砂地點。
(1) 直接置砂:直接堆放於需砂之侵蝕區,例如於砂丘上或
於其前後方及砂灘上堆砂。通常堆置位置平行於需砂
區,如圖2-5-1(b)。
(2) 儲蓄置砂:先儲蓄土砂於海岸某一地點,再藉波、流等
自然水力輸送分佈到侵蝕區沿岸。
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(3) 持續置砂:於海岸某些地點連續養灘再藉波、流等自然
水力輸送分佈到侵蝕區沿岸,如土砂迂迴法。
2.5.2 人工養灘功能
復育海灘減緩海岸侵蝕,形成緩衝帶吸收波浪能量,減少海岸災害保
護海灘或砂丘,降低波浪溯升高防止波浪越過離岸砂洲、保固砂洲,
提供寬敞之海灘休憩親水區,亦可防阻海堤堤趾沖刷、降低鹽害、淨
化海灘之功能。
說明:
一、 人工養灘不會造成下游海岸侵蝕:堤防、突堤、離岸堤等防
護設施多少會阻擋漂砂導致上游、下游海岸侵蝕變化,而養
灘則可使海岸獲得砂源之補充、減緩侵蝕;但宜就採砂區、
養灘區之生態影響進行評析。
二、 具高可塑性:剛性防護工法興建即難遷移改變,且利用其強
度阻擋波浪之傳播,會產生波浪之強烈反射反而造成海灘之
流失,而養灘則藉砂灘空隙滲透性吸收波浪能量,並隨波浪
特性調整海灘形狀達到消能目的。不像剛性結構物一旦破壞
即需撤除重建,倘有損失再補充即可。
三、 設置範圍具有彈性能與自然環境融合提供親水環境:可依需
要選擇養灘位置、養灘寬度、養灘量及砂源。且天然材料與
剛性防護結構物相較,不致於擾亂海岸之自然特性及阻絕生
物廊道、改變生物棲息環境,且能保持自然砂灘提供更寬敞
之海灘供休閒親水之用,具有高潛能之旅遊環境。
四、 資源再利用:以航道、港灣、河川、水庫淤積浚渫土砂為養
灘料源,不必運到外海拋放,或將淤積於漂砂下游,或者防
波堤上游側以土砂迂迴方法循環輪送再利用。
五、 不確定性較高:新填土方之土砂鬆軟易於流動損失,尤以颱
風暴雨時期最為明顯。流失之砂仍然堆積於鄰近海岸或外海
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並非實質的消失,部份損失土砂可能於颱風過後會漂回。
六、 需反覆養灘:需養灘處所原本乃屬於侵蝕性海岸,除非以較
原海灘更粗粒徑之土砂為養灘料源或更平緩之斷面,使海灘
特性變為堆積性或中間性海灘否則乃具有侵蝕傾向。即使保
持動態平衡,一旦有暴風浪來襲海岸仍然會侵蝕,故通常經
過若干時間後需再養灘,尤以無突堤或低檻堤等配合設施限
制漂砂活動時,其損失率較高,補充量也較多。
七、 成本較難估計:據歐美經驗初期養灘成本較剛性防護工低,
但經若干時間後需一再補充養灘料維持海灘之安定,維護費
難予預估,如料源近,其成本一般都較剛性防護設施為低。
2.6 人工岬灣
2.6.1 人工岬灣型式
人工岬灣設施形同T型或型突堤,所不同者考慮二堤間之半月形海灘
形狀,並維持二控制堤間形成漂砂獨立系統,保持安定之海灘。
說明:
人工岬灣如圖2.6.1A多由兩岬頭形成,而岬頭形狀依Hsu提議
有如圖2.6.1B所示五種形式。
人工岬灣
圖2.6.1A 兩岬頭形成之人工岬灣(高雄西子灣)
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圖2.6.1B 五種岬頭形式(Hsu, 1993)
2.6.2 人工岬灣功能
人工岬灣乃模仿自然海灣地形用於保護海灘之一種概念,期待二岬頭
間在同一波向之溫馴波浪長期作用下終於形成與波向線垂直之弧形
灘線,從而降低沿岸漂砂至最少,以達到穩定海灘之目的,但於岬灣
外側也會產生灘線調整、侵退情形。
說明:
一、 人工岬灣係仿效自然小型岬頭間形成安定曲線之平面地形設
計。用於波浪單向入射或垂直入射時之局部海灘安定。所形
成之半月形灘線曲線優美,適宜於數百公尺規模小型人工養
灘海水浴場之建設。
二、 波浪方向如非來自單向則岬灣地形形狀隨繞射方向調整,倘
堤長不足於抑制沿岸漂砂時,土砂仍有流失之可能。
三、 如考慮二岬頭間成為獨立漂砂系統,則堤頭需延伸至臨界水
深;若堤身較長則堤頭部份水深斷面大,工程頗為龐大。
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