臺大氣候變遷與永續發展中心
  • 中心首頁
  • 關於中心
    • 中心任務
    • 中心夥伴
    • 研究團隊
  • 前瞻研究
    • 研究計畫
    • 研究成果 >
      • 成果海報
  • 國際交流
    • 國際活動
    • 國際期刊
  • 國內交流
    • 國內活動
  • 社會服務
  • 新知講堂
  • English

跌水工法

5/25/2016

 
(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)
國立臺灣大學土木工程學系 徐偉哲
跌水工法 (Drop Structure) 
為何需要跌水工法?
臺灣地形大部分為較陡的山區,河流相對短小,加上臺灣氣候特性,每年降雨皆相當集中,容易產生洪流,此時遇到河道蛇行或是河床較陡的地區,容易造成縱橫向侵蝕嚴重,使河流挾帶大量的泥沙和土石,一方面造成被侵蝕區地基嚴重的掏刷,一方面這些被帶走的砂石運至下游,將導致下游河道或水庫淤積嚴重,甚至引起氾濫,為了保護民眾的安全,常常需要考慮施以整流工程,跌水工法為其中之一[1]。跌水工法的原理是:在河道中適當地點建造之構造物,透過構造物製造河床垂直高低落差(如階梯般如圖一),當水流經過時能減小水流流速,消耗水流的能量,減緩水流對河床的掏刷,穩定河床的底質,避免災害產生[3]。
图片
圖一 台北北投貴子坑溪跌水工法[2] (引用自https://www.flickr.com/photos/alextsai/4416405850/)
實施跌水工法的主要目的在於降低水流的能量,防止縱向及橫向侵蝕,而為了能達到較佳的效果,一般會與其他工法一起構築,如:堤防、護岸、固床工、溪床保護工等,最後成為一集合各種工法的組合工程。完整的跌水工法對生態及環境的效益有以下三點[3]:

  1. 減緩水流能量,避免河道中土砂的產生與移動。
  2. 保護被侵蝕河岸坡腳避免崩塌(尤其是泥岩、火山灰地區等特殊地形)。
  3. 若跌水工增設魚道功能,可有利魚類和水生動物棲息。
除了上述效益外,跌水工法的最終目標,是希望減少災害對居民(又稱保護對象)的危害。

跌水工法的建造
過去的跌水工建造時,一般使用鋼筋混凝土為主要材料,然而近幾年因生態工法的推行,跌水工法的建材漸漸有了變化。目前跌水工在建造時,以生態工法取代過去大量使用之人工材料,以「順應自然,就地取材」為主要概念進行跌水工工程之建造,透過工程整治減少自然災害(如:土石流等)對自然環境與人類生存環境之破壞,其優點為成本低且同時能維護生態環境,現今許多的環境整治工程皆使用生態工法,期望在改變自然的同時能帶給環境最小的衝擊。
使用生態工法概念建築的跌水工法,一般使用河道周圍之石塊建造之,其建造形式分為兩大類[4]:
  1. 石樑工:以天然石塊構築於河床中之橫向構造物,如圖二使用石塊建構出階梯狀的跌水工。
图片
圖二 台北信義區神大排跌水工法[5] (引用自http://pwd.gov.taipei/ct.asp?xItem=1229934&ctNode=23060&mp=106001)
     2. 河床拋石:於河道將石塊不規則分佈於河床,使水流流向改變,減低水流速度,如圖三。
图片
圖三 士林平菁街野溪河床拋石[6] (引用自http://www.cc.ntut.edu.tw/~wwwwec/eco-engineering/eco_hydrolic/eco_hydrolic4.htm)
以上兩種類型之跌水工法,由於使用施工地區附近的材料,省去搬運材料的困難度以及材料成本,同時消除人工材料對生態環境的破壞,將可達到環境永續發展及整治之目標。
生態工法雖然可帶來許多效益,不過由於使用非人工材料,長期而言容易有缺損與侵蝕,因此後續維護相當重要。以跌水工之維護與檢查為例,一般為暴雨或洪水消退後即應儘速進行,以確保石塊穩定、安全性及其是否有發揮預期之功能[7]。唯有有效地善用生態工法,並維護其功能,才能達到河川整治且保護當地生態環境之多重效益。

參考文獻
  1. 李祈宏、周憲德(2000)。砂礫河床之跌水沖刷分析。國立中央大學土木工程研究所
  2. 貴子坑溪跌水工法:
    https://www.flickr.com/photos/alextsai/4416405850/
  3. 水環境研究中心生態工法-工法篇:
    http://www.cc.ntut.edu.tw/~wwwwec/eco-engineering/eco_eng/eco_eng3.htm
  4. 生態工法於水利上之應用:
    http://140.124.61.21/ecoTechCourse/NTUT/H_NTUT_S.pdf
  5. 台北市政府工務局:
    http://pwd.gov.taipei/ct.asp?xItem=1229934&ctNode=23060&mp=106001
  6. 水環境研究中心-水理篇:
    http://www.cc.ntut.edu.tw/~wwwwec/eco-engineering/htm
  7. 水環境研究中心-管理篇:
    http://www.cc.ntut.edu.tw/~wwwwec/eco-engineering/eco_managemant.htm


評論已關閉。
    图片

    Archives

    December 2016
    November 2016
    October 2016
    September 2016
    August 2016
    July 2016
    June 2016
    May 2016
    April 2016
    March 2016
    February 2016
    January 2016
    December 2015
    November 2015
    October 2015
    September 2015
    August 2015
    July 2015
    June 2015
    May 2015
    April 2015
    March 2015
    February 2015
    January 2015
    December 2014
    November 2014
    October 2014
    September 2014
    August 2014
    July 2014
    June 2014
    May 2014
    April 2014
    March 2014
    February 2014
    January 2014
    December 2013
    November 2013
    October 2013
    September 2013
    August 2013

    Articles

    All
    2013/08/25 水利防災經驗學習平台
    2013/09/02 台灣颱風雨不停
    2013/10/11 雨水下水道警戒水位制定評估研究
    2013/11/21 D-Watch 防災資料視覺化展示系統
    2013/12/31 災害管理經驗學習中心
    2014/01/15 人性化操作考量之歷史颱風事件搜尋程式
    2014/02/15 策略剖析工具─以濁水溪綜合流域治理為例
    2014/03/20 災害防治行動裝置應用程式之使用者介面設計準則
    2014/04/13 防災決策支援系統
    2014/05/12 防災資訊視覺化呈現
    2014/06/05 與自然共存之非工程防災方法
    2014/07/30 防災資料視覺化之應用(上)
    2014/08/13 防災資料視覺化之應用(中)
    2014/09/30 防災資料視覺化之應用(下)
    2014/10/15 Data Visualization 開啟新興研究領域的觸媒
    2014/11/10 水利緊急應變經驗學習中心
    2014/12/31 防災資訊儀表板開發研究
    2015/01/27 有地震!居家房屋怎麼選?
    2015/02/05 水遊戲應用於環境教育活動之初探──以嘉義東石高中水資源防災ߌ
    2015/03/09 天然災害緊急應變演練腳本產生器
    2015/04/09 100年洪水有多大?—淺談重現期距在防災上的應用
    2015/05/13 認識「原水濁度」
    2015/06/25 伏流水
    2015/07/22 颱風假,放不放?停班停課的判定要點
    2015/08/25 與水共存的新世紀 ─ 透水保水的城市
    2015/09/07 水庫清淤
    2015/10/22 眾包救災 ─ 人人都可以是英雄
    2015/11/30 水文歷線,看一場雨後的河川變化

    RSS Feed

Powered by Create your own unique website with customizable templates.
  • 中心首頁
  • 關於中心
    • 中心任務
    • 中心夥伴
    • 研究團隊
  • 前瞻研究
    • 研究計畫
    • 研究成果 >
      • 成果海報
  • 國際交流
    • 國際活動
    • 國際期刊
  • 國內交流
    • 國內活動
  • 社會服務
  • 新知講堂
  • English