¶ 海岸防護設施規劃設計手冊-第四章 防護設施設計(5/7)
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4.9.5 抽水設施[2],[13]
抽水設施係指在排水路出口因地勢低漥或礙於高漲之外水而無法重力
排水處,設置動力抽排機械設施排出內水,以期達成減輕淹水為目的。
抽水站由抽水機組、抽水站房、進出水設施及附屬設施等水利建造物
組成。
說明:
一、 為達治水防災之目的,於有淹水潛勢地區,在評估比較各可
行解決方案後,認為設置抽水站較符合經濟效益時採用之。
二、 抽水設施設計應以排水系統整體考慮,且為系統功能之一部
分。
三、 抽水機組包括抽水機(又可稱為”泵“或”泵浦“,pump)、動力設
備(電動機與內燃機)、傳動設備與其他輔助設備等。
四、 抽水站房為提供安裝抽水機組、電氣設備及提供管理人員操
作營運抽水站之相關設備,設計時須綜合考量選定的抽水機
組、用地條件、防洪保護、計畫功能等條件。
五、 進出水設施包括抽水站的進水與出水設施,其中進水設施作
用為導引匯集水流並使其靜緩,以期抽水機組能正常運轉;
而出水設施則在於提供抽水機組所抽取之水流排放之通道或
空間。
圖4.9.6 抽水設施示意圖
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抽水站設計主要決定抽水站位置、抽水規模、抽水操作模式、
抽水條件、抽水機型式與數量、動力設備、抽水機房及與其他排水
設施搭配機制。
抽水站工程設計原則如下:1.足夠排洩計畫排水容量,2.具有
足夠之結構強度,3.製造及安裝容易,4.操作簡易及平順,5.維護
保養方便,6.工程符合經濟性,7.抽水站設置高程應避免淹水導致
當機。詳細抽水站設計原則請參考經濟部水利署水利規劃試驗所民
國99年12月「區域排水抽水站規劃設計參考手冊(草案)」。抽水站
設計流程可參見圖4.9.7所示。
圖4.9.7 抽水設施設計流程圖
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4.9.6 防風定砂設施[8],[10],[15],[17]
海岸飛砂地設置攔砂設施攔截砂石,再植定砂植物,以穩定砂丘,是
海岸定砂措施最常用且最有效之方法。
說明:
一、 攔砂籬:臺灣海岸編籬定砂工最常用者是以竹枝編成柵籬,
其設置方法及要點如下:
1. 在砂源不多,海岸侵蝕地區,平行海岸線設置主坦(主柵籬)
一道,另與主柵籬交叉每隔10m設翼坦一道,以構成防潮
線,主坦設置位置不宜太過靠近高潮線,以免受颱風或暴
雨之波浪破壞,主坦或翼坦設施方向原則上與主風垂直。
2. 坦之建造方法:以長約1.5m之長桂竹打入土中約0.5m作為
支柱,竹柱間隔為2m,柱間以4到6kg之細竹枝均勻編柵,
上下兩端用橫竹挾緊以鉛線或尼龍繩捆綁,使與支柱連成
整條柵籬。
3. 在砂源豐富,地勢平坦之淤積性海岸,可用與前述防潮線
相同之材料及方法完成竹枝編籬。
4. 臺灣多數海岸飛砂來源多來自東北方,故編籬最好在東北
季風來臨前完成;南部部分海岸砂源來自南方,故在西南
季風來臨前完成。
5. 編籬淤砂快滿時,可增設柵籬以加高或增寬攤岸,然後再
逐步栽植各種定砂植物,至砂灘及砂丘穩定後,再種植防
風林。
二、 防風網:尼龍防風網的高度約120cm,支柱以竹子為材質,間
隔為150~180cm,每500~600cm的距離,再設置垂直方向的防
風隔網,長約200~250cm,以增加防風效果。尼龍防風網的使
用年限約僅3~5年,惟是時植物已成長並足以應付強風吹襲。
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尼龍防風網植生的優點為防風效果佳、施工簡易,且經費低
廉,惟尼龍網無法回收使用,有二次污染之虞。
三、 砂丘植生:砂丘地區的環境特性一般保水力很差且土壤貧
瘠,經常為高溫、乾旱,加上土粒因強風而產生經常性的移
動,植物遭掩埋或根群暴露。能適應這種惡劣環境之植物,
大多有以下幾點特性:
1. 匍匐生長:生長於砂礫灘之植物為了對抗強風,大多有匍
匐生長之傾向,讓莖葉貼近地面來避免強風烈日之傷害。
2. 莖葉肥厚:海邊的強風及烈日加速了植物水分之蒸散,為
了儲存更多的水分,植物將莖葉特化成肥厚保水力強的狀
態,以維持正常之生理機能。
3. 節節生根:匍匐性之植物的節常長出一些細根以抓附地
面,用來固定植物避免強風之吹襲。
4. 深根性:砂礫灘的植物為了吸收充足之水分及養分,特化
出較長之根系,有些植物之根還可儲存養分,以供不時之
需。
這些特性可以固定植物體及增加吸水機能,適合典型的砂
地草本植物大多為匍匐性之藤本植物及耐鹽之草本、木本植
物,如三角葉西番蓮、三裂葉蟛蜞菊、土沈香、五節芒、天人
菊、毛馬齒莧、白花馬鞍藤、百慕達草、宜梧、苦藍盤、海雀
稗、草海桐、馬尼拉芝、馬鞍藤、甜根子草、甜藍盤、細葉草
海桐、單花蟛蜞菊、象草、黃荊、黃槿、蔓荊、濱水菜、濱刺
麥、濱豇豆、翼柄鄧伯花、雙穗雀稗、蟛蜞菊、類地毯草等,
這類植物藉著形態或生理上的適應,配合先前的介紹防風籬抵
抗風害、鹽害及砂埋,並維持水分收支平衡而生存。
四、 防風林植生:臺灣東西部海岸防風林,先期主要為木麻黃純
林,但因木麻黃純林甚易衰退,且易受星天牛、黑角舞蛾等
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為害。故以其他樹種或以複層混交造林方式代替木麻黃純林。
1. 複層防風林之配置與設計:
(1) 第一線防風林之建造
A.海岸最前線造林時,必須選最具抗旱、耐鹽及抗風植
物,包括海馬齒莧、甜根子草、馬鞍藤、蔓荊、草海
桐、濱刺麥、蟛蜞菊、濱刀豆、濱豇豆、臺灣海棗、
林投等。
B.第一線防風林之建造方式,乃以海岸最前線之可用樹
種於栽植溝內採用單株混植方式,以達地表之覆蓋及
提供第二道防風林之屏障。
(2) 第二線防風林之建造
第二線防風林因有第一線防風林為屏障,而為了構
成歧異度大之傾斜式複層防風林,因此,樹種選擇時,
必須考慮其生長速度之相互配合,及各樹種之需光性特
性。建造時,第一年每隔一或二栽植溝,以生長快速、
耐旱、抗風力強之木麻黃配合以耐鹽、萌芽力強之檉
柳,以單株混植方式,形成帶狀保護行,第二年因當地
的土壤環境逐漸適合植物生長,便可混植其他植物以達
到複層防風林的目標,主要適用植物包括白水木、海檬
果、福木、欖仁、瓊崖海棠、黃槿、水黃皮、木麻黃、
林投、大葉山欖、臺灣海桐、苦楝等。
(3) 複層防風林之配置
複層防風林之應用植物,依冠層之層次而言,上、
中層之樹木,如木麻黃、黃槿、福木、瓊崖海棠、海檬
果、蓮葉桐、水黃皮、榕樹、沙朴、小葉南洋杉、相思
樹、白千層、茄苳(重陽木)、鳥榕、臺灣海桐、欖仁、
大葉山欖、樟樹、無葉檉柳、苦楝、毛柿等。下層以灌
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木為主,如林投、草海桐、夾竹桃、白水木、朱槿、臭
牡丹、胡頹子、日本女真等(如圖4.9.8)。
木麻黃或黃槿
風向
小灌木群植
草海桐 檉柳 白水木
地被植生
馬鞍藤 蔓荊 雀稗
圖4.9.8 複層防風林斷面示意圖
2. 設計規格
防風林高度越高則其背後之保護距離越大。防風林的
拖曳力作用一如植生柵或防風牆,可緩和空氣的流動。一
般而言,耕地防風林密度越大,則其背風狹小範圍之風速
減低效果越佳,但防風之有效距離將減小。以木麻黃防風
林為例,其密度以60~80% 最佳。耕地防風林帶之方向,
一般是與主風向垂直,因其最具防風效果。大概在最大風
速15 m/s以下者,可與風向成垂直。超過15m以上者,可酌
量改變方向,使成65°~75°之夾角。
圖4.9.9 防風林帶周邊氣流模式
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五、 防風林植生,請參閱水利署水規所2009年編制「海岸植生方
法規劃設計參考手冊」。
4.9.7 河口防護設施
河川海堤、堤防為河口交界之主要防護設施,設計時得考量河川洪流
量與海岸暴潮之交會作用,依照其水位、流速與波浪合成作用所造成
之影響。
說明:
一、 可由河海交會數值模式推算河口防護設施所在地區之波浪、
水流與水位分布。
二、 通常在河口地區受暴潮、洪水與波浪交互作用,水位會有抬
高情形,海岸防護設施位置之入射或碎波波高會相對增大,
河川堤防設施離海岸越遠,底床越高者,設施前前波高會遞
減。
三、 由該地區防護設施所在位置之波浪、水位、流速,參照其防
護設施型式進行設計。
4.9.8 離岸砂洲防護
離岸砂洲在發展期後,由於漂砂來源減少,臨海側砂灘漂離流失,會
有後退情形,受潮汐力、波力、風力影響,砂洲逐漸會有往陸側漂移
之陸化情形,減緩沿岸漂砂被波浪帶走、增加砂洲高度能減阻離岸砂
洲的侵退情形。
說明:
一、 減阻沿岸漂砂被波浪帶走,相關設施參照突堤、離岸堤與人
工岬灣等。
二、 增高砂洲措施得以砂洲與海岸間之淤積粒料,抽放砂洲頂
部,並進行定砂與植栽工作,其方式參照砂丘養灘設計。
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4.9.9 海岸生態景觀環境營造[4],[8]
各種海岸工程建設的目的,均為抵抗浪潮,維護陸上生命財產及
生存活動的安全方便,利用不同工程結構有的功能和特性,儘量兼具
改善生態環境的作用,在工程設計階段稍加考量,可有效的創造生態
豐富性。
說明:
各種海岸工程建設在達到必要的防災功能的前提下海岸工程
建設應儘量規劃採用具有生態功能的結構設施物。與海岸工程相關
的動植物生態,包括附著性生物、底棲生物、游泳動物以及陸上植
栽等,各種海岸工程類別及主要設施,與前述動植物生態相關性,
可參考表4.9.1,各種海岸工程建構,各項工程增加生態性的設計手
法,可參考表4.9.2,相關設計原則與注意事項如下:
一、 混凝土硬化過程會溶出強鹼成分,阻害水中生物生長,若使
用高爐水泥以消化氫氧化鈣鹼性成分,或將亞硝酸鐵塗佈於
混凝土表面防止強鹼溶出,對生物附著生長都是有益。但這
種現象只發生在初期階段,半年或一年後就沒有影響了。
二、 石材或混凝土表面若附著沉泥,會嚴重妨礙藻類孢子在基質
上的著生。
三、 混凝土表面所有溝紋或凸起物,其周圍形成的渦流域容易讓
孢子或卵捲入著生。
四、 輕量多孔質混凝土表面有很多微小的連續孔隙,具有成為甲
殼類、多毛類之生息場所的機能,故很是合於做魚礁、藻礁,
對生態環境調和而言非常有益,但其強度小、重量輕,在工
程的設計要更為用心。
五、 礁體安定不移動,藻類植被的密度則明顯增加,對抗波浪所
需礁體大小的估算可利用Hudson公式計算。
六、 營造人工藻場而附近缺乏天然藻場供給種源時,可利用人工
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植生。
七、 生物附著之空隙可做為海生動物隱藏或棲息的場所,但為抑
制食害動物過量繁殖,必須限制孔隙的數量。
表4.9.1 海岸工程項目與生態相關性參考表
附著性生物 底棲生物
工程設施 游泳動物 植栽
藻類 附著動物 藻類 底棲動物
防波堤 ○ ○ ○ ○
防砂堤 ○ ○ ○ ○
導流堤 ○ ○ ○
護岸 ○ ○ ○ ○
海堤 ○ ○
防潮堤 ○ ○
突堤 ○ ○ ○
離岸堤 ○ ○ ○
潛堤 ○ ○ ○
人工潛礁 ○ ○ ○ ○ ○
人工海岸
○ ○ ○ ○
溼地
人工海灘 ○ ○ ○
人工岬灣 ○ ○ ○ ○
人工潟湖
○ ○ ○ ○ ○ ○
或潮池
碼頭 ○ ○ ○ ○
泊地 ○ ○
道路 ○
資料來源:海岸生態景環境營造
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表4.9.2 增加海岸工程生態性之設計手法參考表
工程項目 增加生態性手法
碼頭 岸壁增加孔隙
泊地 水質、底質改良
防波堤 多孔隙、透水性、緩傾斜式、複斷面式
防砂堤 潛堤、多孔隙、透水性
護岸 緩坡、多孔隙
海堤 緩坡、多孔隙
導流堤 多孔隙、潛堤
突堤 潛堤、多孔隙、透水性
離岸堤 潛堤、多孔隙、透水性
人工潛礁 多孔隙、保持適當水深
人工岬灣 慎選砂灘之砂礫組成、多設固定基質
人工養灘 慎選砂灘之砂礫組成、多設固定基質
人工沙丘 植生、潟湖
定砂 植生、保持潮溼
道路、停車場 透水鋪面、植生
植栽 採用地方原生植物
防風工程 防風林、結構物綠化
混凝土減量、多用砂土、土石和植栽等自然
親水遊憩設施
材料
資料來源:郭一羽、李麗雪(2007),「海岸生態景觀環境營造」
4.9.10 海岸生態綠化應用植物[8],[15],[17]
海岸生態綠化是利用經選擇之海岸適生植物,以人工的方式建造
海岸自然林,以期達到涵養水源、調節微氣候、防風、美觀等環境保
護及引誘野鳥、蝴蝶等生物群棲之保育功能,再者更可提供人們於假
日時攜家帶眷至海濱活動、休憩之地點
說明:
海岸生態綠化適生植物以計畫區原生種為主,不同之立地環境
及生態考量選用植物將有所不同,請參閱水利規劃試驗所2009年編
制「海岸植生方法規劃設計參考手冊」所列舉有關定砂、防風林等
不同植生手段及適用植物。
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