以古坑溪及崁顶溪集水区为例-水土保持学系-国立中兴大学课件

1一、前言台灣地區地勢陡峻、環境特殊、地質脆弱、年雨量雖多但是分配不均，這樣先天上的特性導致豪雨來臨時易引發山崩、地滑、土石流等水土災害，嚴重威脅到人民生命與財產之安全。自921地震發生後，因受其後極端水文事件之影響，集水區災害的發生已非單一的洪水或土砂類型災害，而是洪水伴隨土砂之複合型災害。因集水區內降雨空間及時間性的不均勻，造成土砂生產不均，又由於集水區土石移動具有連續性，因此保育治理需以集水區為單元方能奏效。近年來全球溫室氣體的增加所形成的暖化現象，造成各地氣候特性改變，大氣、水文、地文、生態環境、以至於人文社經等層面都包含在內，加上高山農作物栽種經濟需求提高，遊憩業的發展，導致河川集水區過度開發，坡地超限利用等問題，故如何降低重大土石災害區之威脅與有效進行治山防災工作即為本研究所欲探討之內容。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議2研究動機與目的

為了解決土石災害、保障人民生命財產之安全，達成治理執行成效，本研究以「雲林縣古坑鄉古坑及崁頂溪子集水區」為研究區域進行探討，區內之山坡地地層屬頭嵙山層，因其礫岩、砂岩的組織膠結不良，且易受沖蝕造成崩塌，自1999年921地震於山坡地造成崩塌地後，加上近來2001年桃芝颱風、2004年敏督利颱風引起之72水災、艾利颱風、2006年因長延時降雨造成之水災及莫拉克風災，均引發土石流並造成極嚴重之土砂災害，故以本研究試區進行集水區內之現況調查、野溪整治及調查、水文資料、治理效益評估及建議，進行集水區整體保育治理策略分析，使本區達到經濟發展、集水區經營之目的及集水區保育等多項目標。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議3二、文獻回顧集水區保育治理集水區問題分析前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議41.集水區保育治理李錦育（2002），集水區經營與治山防洪是一體兩面，實質意義與實施宗旨，為國土保安及保護集水區自然資源之永續利用，因此集水區經營應著重於多元化、多目標及全方位之計畫理念。李木青（1990）指出：整體規劃治理計畫主要是以「集水區」為單元，依泥沙生產型態、災害成因、狀況等審慎研究，以集水區為單元，考慮上、中、下游河道之平衡，整體規劃配合，達到整體性與連貫性之治理。吳輝龍（1992），集水區內不當之農墾，常引發大量土壤沖蝕，並導致河川水質污染。依據試驗觀測結果，山坡果園之土壤流失量較森林地增加數十倍及百餘倍，因此應有妥善的農地水土保持措施以減少負面影響。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議52.集水區問題分析吳江富、許玉明及黃奕璁（2007）指出：集水區經相關基本資料調查及水理演算後，即進行後續問題研析，主要為集水區災害致災原因分析及水土保持需求性分析。徐淑竹（2006）討論台灣地區集水區治理規劃，過去常以治山防災工程為主要對策，近年則較強調兼顧自然生態保育及產學發展、民生樂利之集水區永續發展。亦考量集水區的自然環境、社會人文條件及過去水土災害、兼顧保育、防災及產業發展等原則，分析集水區相關資料，並研擬集水區的整體保育治理方案，以維護集水區內所具有的保土、護坡、理水、淨水等國土復育、涵養水源的功能。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議6三、研究材料與方法研究流程與步驟研究試區基本資料集水區現況調查前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議71.研究流程本研究是以永續發展為主，提出集水區整體治理之對策，選定「雲林縣古坑鄉古坑及崁頂溪子集水區」為研究區域，希望藉由調查分析問題，並落實於規劃層面的實際執行步驟，使集水區能夠符合安全、自然、產業的普遍性規劃主軸，達到集水區永續發展之目標。治山防災部分，整體保育治理是以保護對象的安全為目的，分析土石流潛勢溪流、崩塌地溪流及過往災害等因子，建立集水區安全之基礎，並對規劃之集水區進行現況調查、資料統計分析、研擬治理對策、抑止泥砂下移、減低災害的發生，提後續計畫之參考。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議8研究流程圖

前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議選定研究區域現地勘查與資料分析區域人文地文分析土壤性質氣象水文生態環境歷史災害集水區現地調查崩塌地溪流區域與景觀特性集水區水文分析泥沙調查各類問題分析整體保育規劃治理分析治理效益評估結果與討論92.研究區域基本資料行政區域、人文及交通氣象水文地形概述地質結構土壤分布溪流情況崩塌地及土石流潛勢溪流生態環境歷史災害前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議10行政區域、人文及交通研究區位於雲林縣古坑鄉，包含古坑、崁頂溪等二個子集水區，總面積約5,360公頃，位於雲林縣南端。其中古坑集水區約為1,075公頃，崁頂溪集水區約為4,285公頃。交通方面，國道3號貫穿本區，南接大林、北往林內，東西向快速道路由古坑系統交流道起點直達台西等沿海地區，對外交通便利。在921地震後政府極力推動產業觀光，本區內除原有劍湖山遊樂世界外，另有劍湖山王子大飯店，大華山庭園咖啡店，已成為全國休閒的著名景點。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議11氣象水文根據中央氣象局1981~2010年間的氣候統計資料顯示，本區年平均氣溫為23.3℃。月平均溫度超過25℃的月份為每年的5至10月。統計期間，最高溫為於1998年8月9日之36.6℃，最低溫為於1999年12月23日之4.7℃。依據水利署水文年報1957~2009年顯示本區年平均降雨量約2,492mm，年平均降雨日數約為96天。每年的5至9月為雨季，平均月降雨量都在200mm以上，最大平均月降雨量在八月份為606mm。每年10至次年3月為乾季，平均月降水量均在100mm以下，最小月平均降雨量在11月為19mm。統計期間，最大年雨量出現在2005年為3809mm。最大日雨量出現在1959年8月7日，年一日最大降雨量達748mm，年最大二日降雨量則出現在2009年8月8日為859mm。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議12氣象水文（2/2）

前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議研究區月平均氣溫統計圖

研究區月平均雨量統計圖

13地形概述（1/3）試區西半部為平原地形，東半部鄰近嘉義梅山地區，受斷層作用的影響，其高程由鄰近梅山台地的海拔200m，上升至最高點大尖山，標高海拔1,305m。大尖山嶺線約呈東北—西南走向，為本區水系的重要分水嶺。嶺線東南側為濁水溪支流清水溪水系，因屬順向坡面，坡面較為緩斜；嶺線西北側為北港溪支流大湖口溪水系，因構造上屬逆向坡面，地形坡度較為陡峭。高程：集水區高程以100～200m所佔面積最大(約佔集水區面積27.68％)，其次為200～300m(約佔集水區面積19.27％)。坡度：坡度以一級坡(小於5％)所佔面積最大，約佔集水區面積32.94％；其次為三級坡(15～30％)，約佔集水區面積19.69％。坡向：坡向以西北方坡向所佔面積最大，約佔集水區面積26.72％。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議14地形概述（2/3）高程：集水區高程以高度100～200m所佔面積最大(約佔集水區面積27.68％)，其次為高度200～300m(約佔集水區面積19.27％)。

坡度：坡度部分以一級坡(小於5％)所佔面積最大，約佔集水區面積32.94％；其次為三級坡(15%～30％)，約佔集水區面積19.69％。

坡向：坡向以西北方坡向所佔面積最大，約佔集水區面積26.72％。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議15地形概述（3/3）高程分級(M)面積(ha)百分比(％)0～100908.9616.96100～2001,483.8427.68200～3001,032.6419.27300～400719.6813.43400～500435.848.13500～600292.165.45600～700211.203.94700～800124.482.32800～90059.201.10900～100030.880.581000～150061.121.14合計5,360.00100.00坡度分級(％)面積(ha)百分比(％)一級坡(0～5)1,765.7632.94二級坡(5～15)970.0818.10三級坡(15～30)1,055.2019.69四級坡(30～40)599.8411.19五級坡(40～55)536.4810.01六級坡(55～100)366.246.83七級坡(＞100)66.401.24合計5,360.00100.00前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議坡向分級面積(ha)百分比(％)北方1,108.8020.69東北方446.728.33東方134.722.51東南方140.162.61南方310.565.79西南方713.4413.31西方1,073.4420.03西北方1,432.1626.72合計5,360.00100.0016地質結構（1/2）

地質：研究區域集水區出露的地層有南莊層、桂竹林層、頭嵙山層、紅土台地堆積層、階地堆積層、現代沖積層。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議地層編碼地層名稱岩性說明面積(ha)百分比(％)a沖積層礫石，砂及粘土2,114.4839.45t階地堆積層礫石，砂及粘土219.244.09l紅土台地堆積層紅土，礫石，砂，砂及粉砂之透鏡體120.522.25Tkh頭嵙山層火炎山礫石礫石夾砂岩之透鏡體650.3412.13Tks頭嵙山層香山砂岩砂岩、泥岩、頁岩1,834.0534.22Cl卓蘭層砂岩、泥岩、頁岩互層116.162.17Kck桂竹林層泥質砂岩夾頁岩127.882.39Nc南莊層砂岩及頁岩互層177.333.31合計5,360.00100.0017地質結構（2/2）前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議18土壤分布

區內土壤分布有石質土、沖積土、紅壤、崩積土、黃壤及雜地等六種，其中以崩積土涵蓋面積最大，達2,065.69公頃。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議土壤分類土壤深度(cm)古坑及嵌頂溪集水區面積(ha)百分比(％)沖積土30～1501,647.7230.74紅壤50～150251.494.69黃壤10～120453.958.47崩積土30～1202,065.6938.54石質土2040.290.75雜地-900.8616.81合計5,360.00100.0019溪流情況研究區之古坑及崁頂溪子集水區為北港溪流域，其主要溪流有大湖口溪、崁頂溪、石牛溪、松柏坑溪及崙子溪等，以上水系皆發源於台地與麓山帶交界處，並為東向西之流向水系。大湖口溪之主流及支流華山溪、石牛溪、松柏坑溪之上游處，其溪流源頭之向源侵蝕作用極為旺盛，陡峭之凹坡狀侵蝕地形甚為顯著。其中因溪流平均坡度陡峭，地層為粉砂岩及礫石層其膠結差，造成上游地區侵蝕崩塌嚴重，下游地區則易有土石流災害發生。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議20崩塌地及土石流潛勢溪流依據水土保持局2004年「七二水災崩塌地判釋及分析」計畫，顯示在2004年7月敏督利颱風後，於古坑及崁頂溪子集水區內約有10.49公頃之崩塌地分布，2009年莫拉克颱風後又再次重創華山溪，使得猴洞橋上方產生四處崩塌，總崩塌面積約10.3公頃。依據水土保持局所公佈之圖資，顯示本研究區共有3條土石流潛勢溪流（DF001～3）且均為高危險度土石流潛勢溪流。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議21前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議22生態環境

古坑鄉墾耕甚早，且丘陵及山地海拔不高，大多數可耕地及丘陵均以闢作農耕、檳榔、竹林、人工林或大面積果樹，植群分佈以人工栽培為主，天然植群僅於山地局部地區可見較典型之天然次生林，植群之演替有停留在初期階段之定型植群之趨勢，故植群之分類則依據樹種之組成，而非聚落之外觀。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議類別本土種外來種植物

台灣山龍眼、落鱗鱗毛蕨、五節芒、颱風草、台灣蘆竹、台灣野薔薇、烏心石、幹花榕

野牡丹、華八仙草、九芎、硃砂根、三葉爬崖藤23歷史災害本集水區災害歷史以土石流及野溪災害為主，在土石流部份2000年6月3日因降雨誘發土石流災害，造成二尖山崩塌，連帶原淤積溪床之土石一起滑動，而下科角河床彎道土石改道，衝至民宅，危及6戶住家安全。2000年6月25日又再暴發土石流災害，係因大尖山崩塌之淤積土石因豪雨沖刷至華山溪。2001年9月16日十多戶民宅遭土石流淹沒，下游處天秀山莊一樓幾遭淹埋，另有一棟房屋被沖入華山溪內。野溪部分在1984至1985年間曾發生幾次豪雨，致使溪床沖蝕嚴重，兩岸崩塌、底層裸露。另在2001年桃芝及納莉颱風時，溪水夾帶大量砂石順勢而下，引發土石災害，淤積河道，部分河段淤及堤頂，溢流至道路，致使居民之生命、財產與安全遭受威脅，2009年8月莫拉克颱風再度重創華山溪，使華山溪猴洞橋上方產生四處崩塌，總崩塌面積約10.3公頃。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議243.集水區現況調查

集水區現況調查旨在補充資料蒐集之不足，且具更新資料之意涵，對研提適宜之集水區整體治理規劃相當重要。集水區現況調查包含野溪調查（含土石流潛勢溪流調查）、崩塌地調查、道路（含農路）水土保持調查、農地水土保持調查及既有防災構造物調查等項目。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議25四、結果與討論

水文、水理分析泥砂調查集水區水土災害探討農村特色發展暨願景規劃治理效益評估前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議261.水文、水理分析（1/3）為瞭解研究區內水文狀況，故蒐集集水區附近氣象站或雨量站之資料，由於大埔雨量距離研究區集水區最近，故水文資料主要蒐集大埔站之資料。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議編號站名TM2-E（m）TM2-N（m）標高（m）設站機關啟用年月01J960大埔2099312614352205水利署1957/11/1271.水文、水理分析（1/2）前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議大埔雨量站281.水文、水理分析（2/3）前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議291.水文、水理分析（3/3）合理化公式演算結果前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議302.泥沙調查泥砂來源及原因分析坡面沖蝕前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議31泥砂來源及原因分析氣象水文地質與土壤土地利用地震因素32氣象水文本區降雨集中於梅雨季節及颱風季節，5月至9月降雨量佔全年降雨量之84.7%，大部份係颱風雨所誘導之豪雨，每次發生颱風暴雨，覆蓋不良地區遭受異常嚴重沖蝕，土質鬆軟之邊坡容易發生崩塌，土石隨大量雨水往河谷流動，豪雨集中、雨量大、延時長，易引發崩塌及土石流。此項降雨量集中之因素為自然氣象特性，人為無法克服。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議33地質與土壤研究區集水區地質出露的地層有南莊層、桂竹林層、頭嵙山層、紅土台地堆積層、階地堆積層、現代沖積層；本地層之岩性主要由厚層砂岩和砂岩與頁岩互層所組成，地層主要可分為上中下三部份，上層以塊狀礫岩為主，夾有薄層砂岩，中層主要由砂、黏土和礫石的互層組成，下層大部分由砂岩和頁岩夾礫石薄層所組成。土質膠結相當疏鬆，膠結物為黏土，少數礫石薄層偶夾在砂岩或泥岩之中，極易受雨水打擊而分離，隨大量雨水而流到河谷，尤其以裸露地為甚。由河道狀況可發現集水區中上游部分均淤積大量礫石。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議34土地利用沿產業道路兩旁，因交通方便，大量開墾種植果樹及其他經濟作物，另外亦有為數不少之檳榔園，表土鬆散，覆蓋不良，造成泥砂來源因素之一。

前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議35地震因素

東邊有大尖山斷層經過，雖然規模大的地震並不是每年發生，但其影響深遠，以921地震為例，在本集水區東部山麓一帶，許多表土之植生被震落，形成裂縫，裸露之土石，被雨水沖蝕挾帶而下。由於本集水區東側之山峰地形高聳陡峭，植林不易，為泥砂最大的來源。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議36坡面沖蝕（1/2）本計畫在坡地土壤沖蝕量估算方面，擬採用國內常用之美國通用土壤流失公式(USLE)進行坡面沖蝕估算及現場調查估算方法進行。式中，A=每公頃之年平均土壤流失量(公噸/公頃-年)Rm=降雨逕流因子(106焦耳-毫米/公頃-小時-年)Km=土壤可蝕性因子(公噸-公頃-小時-年/106焦耳-毫米-公頃-年)L=坡長因子S=坡度因子C=作物管理因子P=水土保持處理因子前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議37坡面沖蝕（1/2）土壤沖蝕估算表前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議383.集水區水土災害探討土石流潛勢溪流問題分析野溪治理問題分析崩塌地問題分析前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議39土石流潛勢溪流問題分析充分的土砂料源陡急的溪流坡降助長土砂流動狹窄的溪流出口易造成土砂或洪水溢流

前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議40野溪治理問題分析松柏坑溪：上游區域因崩塌地提供大量土砂導致河床淤積，下游部份凹岸區段，河床沖刷，保全對象上游為土砂災害嚴重河段之橋樑及防洪構造物；下游應為基礎裸露之橋樑。大湖口溪：自1973年迄今數十年整治，但仍有部份區段未治理，為避免該段河道持續縱、橫向之侵蝕，造成兩側坡面持續崩落坍塌，連帶影響下游構造物之安全，應予治理。崙子溪：崙子溪於古坑南橋以上河道整體河道狀況尚稱穩定，但在古坑南橋至上游萬善祠區段，其北側緊鄰古坑市區，因為土石堆積河道，部份凹岸區段未設置護岸保護，若遇豪大雨恐生溪岸崩塌，危及聚落安全。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議41崩塌地問題分析集水區內目前崩塌地主要係分佈於松柏坑溪、石牛溪及大湖口溪上游坡地。根據地質圖比對及現場調查資料研判，上述之崩塌地鄰近地質屬頭嵙山層火炎山礫岩區域。崩塌地主要分佈之區域因地形坡度陡峭，並未有大規模之人為開發現象，亦無直接保全對象，目前崩塌地下游松柏坑溪、石牛溪及大湖口溪中上游均已治理，設置橫向構造物等設施，可有效攔阻崩塌土石下移，因此本區崩塌地建議採自然復育方式處理。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議424.農村特色發展暨願景規劃現階段古坑鄉之發展構想，乃在現有產業結構基礎與本身環境條件上，健全基礎性公共設施建設，利用其豐富之農業與觀光資源，配合行銷策略與社區總體營造之文化建設，塑造古坑鄉為觀光精緻化、居住優質化與文化本土化之地區。另外農村發展乃藉由「環境景觀、地方產業特色及願景規劃等」議題探討分析，規劃出具體的各種策略方案，使得社區內既有主要產業配合「生產」、「生活」、「生態」三生原則與社區共榮。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議43環境景觀古坑鄉觀光遊憩資源之空間分類屬東部山地丘陵系，屬性分類有自然遊憩資源、產業遊憩資源、遊樂設施與活動，其中休閒產業是近年來雲林縣興起的重要產業之一，而除了傳統的休閒產業以外，農業轉型成為休閒產業的型態將提升傳統產業的附加價值。

前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議44地方產業特色（1/2）

檳榔：1981年起，檳榔的經濟效益為華山居民的主要收入，但在歷經921地震與土石流災害的傷害下，居民對於無法幫助水土保持，甚至為社區帶來負面文化印象的檳榔樹，才開始有了其他的想法。咖啡：自921地震及土石流災害侵襲之後，居民們將田園中僅存的咖啡樹加以維護，及「台灣咖啡節」舉辦下，在幾年之內，華山地區的休閒咖啡店林立，儼然形成咖啡集中地，且因「台灣咖啡原鄉」之名，使得華山成為咖啡產業的發展重鎮。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議45地方產業特色（2/2）

柳丁：古坑鄉的柳丁產量，約佔全國的46％，是目前消費市場之最大宗來源。古坑鄉在2004年起，與南榮技術學院生物科技中心合作，研發青皮柳丁的精油、面膜及乳液等美容產品，另也以柳丁製成土司等麵包，提高柳丁附加價值。若可量化生產，有可能繼咖啡後，成為古坑鄉第二項觀光產業。茶葉：華山屬於新茶區，茶的栽種始於1981年初，因為茶葉利潤高，因此吸引農民栽種，在當時亦吸引了大批青年回鄉投入茶產業，但現今因受到大陸低價茶的競爭、採茶成本又相對提高的情況下，茶產業在華山地區已逐漸地沒落，僅剩少數茶園。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議46規劃區願景規劃

古坑地區，目前咖啡店林立，民宿、餐廳業者快速增加，但當地農民從過去至今都以其他農作物為主要生計來源，對咖啡的栽種知識與技術，沒有文化的傳承與經驗的累積，且多數業者是因一時的風潮，在缺少經驗下轉戰經營咖啡館，初期雖可以咖啡為號召吸引外來遊客，但走進華山地區的店家，卻無法感受其與咖啡的關聯性與氛圍，加上經營的業者對咖啡的認知有限，使得咖啡要融入當地文化更加困難，外來遊客自然無法感受古坑華山與其他觀光地區，有何獨特性與差異性，因此如何妥善規劃與創新將是其重要課題。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議47五、結論與建議

結論後續治理建議前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議481.結論（1/2）因受地震、地形、地質及極端水文事件等因素之影響，台灣島上之集水區災害已非單一洪水或土砂類型災害，而是洪水伴隨土砂之複合型災害，因集水區內降雨時空的不均，造成土砂產量不穩定，又由於集水區土石移動具有連續性，因此保育治理需以集水區為單元。因現階段古坑鄉之發展構想，乃在利用其豐富之農業與觀光資源，配合各種行銷策略與社區總體營造之文化建設來塑造古坑鄉，然其優勢條件如咖啡可能因過度發展，反而成為其它產品發展之阻礙，而劣勢條件如柳丁與茶葉亦可能成為未來發展契機，因此如何在其環境與人文等變化中不斷創新才是最重要的方向。前言文獻回顧研究材料與方法結果與討論結論與建議491.結論（2/2）台灣地區集水區治理規範，近年來較強調兼顧自然環境生態保育及地方特色產業發展之集水區