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水土保持保育治理工程三維建模與分析東西坑溪集水區治理成效

一、地理位置

東西坑溪位於嘉義縣大埔鄉,溪流長度為6.78公里,集水區面積為11.68平方公里,為曾文溪的支流野溪,匯入曾文水庫。

圖1集水區地理位置圖
圖1集水區地理位置圖

二、歷年災害紀錄

根據歷年災害調查成果,東西坑溪於民國97年卡玫基颱風,超大豪雨誘發東西坑溪二岸邊坡崩塌,造成溪流縱、橫向侵蝕及土砂災害;98年莫拉克颱風總雨量2,047毫米,新增崩塌地裸露地面積約20.2公頃,且造成邊坡不安定土砂流致河道內,並形成土石流流入曾文水庫內,減少水庫有效蓄水容量,影響水庫穩定供水能力。

圖2卡玫基颱風-土砂災害影響公共設施
圖2卡玫基颱風-土砂災害影響公共設施

圖3莫拉克颱風-河道堆積不安定土砂
圖3莫拉克颱風-河道堆積不安定土砂

圖4集水區歷年災害點位與土砂災害潛勢分布圖
圖4集水區歷年災害點位與土砂災害潛勢分布圖

圖5集水區歷年崩塌地統計圖
圖5集水區歷年崩塌地統計圖

三、歷年治理工程

東西坑溪集水區於民國99年至106年共辦理9件治理工程,其重於野溪治理,興建潛壩、固床工與護岸等工程以穩定流路,保全大茅埔聚落、嘉149線、台3線及大同3號橋,並有效抑制土砂,攔阻土砂入庫,以維持曾文水庫庫容。

圖6集水區歷年治理工程分布圖
圖6集水區歷年治理工程分布圖

四、歷年治理成效

為展現集水區防砂治理工程之成效,參考「治山防洪分級制度與年計效益評析成果報告書」(水土保持局,104年)提出年計防砂效益計算方式,評估防砂設施之防砂量。 東西坑溪集水區歷年治理工程之防砂量:防砂設施為13.47萬立方公尺、固床工為22.67萬量方公尺、護岸為7.86萬立方公尺,總計防砂量為44.01萬立方公尺。

表1集水區歷年治理工程構造物統計表
年份 工程名稱 數量
防砂設施(座) 護岸(m) 固床工(座)
106 東西坑溪崩塌地及野溪治理七期工程 1 178 3
105 東西坑溪崩塌地及野溪治理六期工程 0 720 5
103 東西坑溪崩塌地及野溪治理五期工程 1 253.5 4
103 東西坑溪旁坑溝整治工程 0 168.1 12
101 麻竹湖坑野溪整治工程 0 251.5 7
100 東西坑溪崩塌地及野溪治理四期工程 0 460.1 11
100 東西坑溪崩塌地及野溪治理三期工程 0 1156 13
100 東西坑溪崩塌地及野溪治理二期工程 0 373.5 1
99 東西坑溪崩塌地及野溪治理工程 6 167.5 0
合計 8 3728.2 56
表2集水區歷年治理工程防砂量分析表
年份 工程名稱 防砂量(萬m3/年)
防砂設施 護岸 固床工 合計
106 東西坑溪崩塌地及野溪治理七期工程 2.84 0.70 0.60 4.14
105 東西坑溪崩塌地及野溪治理六期工程 0.00 4.52 0.59 5.10
103 東西坑溪崩塌地及野溪治理五期工程 3.35 1.16 1.03 5.54
103 東西坑溪旁坑溝整治工程 0.00 0.14 2.71 2.85
101 麻竹湖坑野溪整治工程 0.00 0.21 4.69 4.90
100 東西坑溪崩塌地及野溪治理四期工程 0.00 0.25 6.16 6.41
100 東西坑溪崩塌地及野溪治理三期工程 0.00 0.46 6.57 7.02
100 東西坑溪崩塌地及野溪治理二期工程 0.00 0.32 0.34 0.65
99 東西坑溪崩塌地及野溪治理工程 7.28 0.10 0.00 7.38
合計 13.47 7.86 22.67 44.01

五、重點治理工程

本分局106年辦理「東西坑溪崩塌地及野溪治理七期工程」,運用數值地形與構造物三維建模技術,進行現地驗證比對實地工區與三維建模完工之樣貌,且經重現期50年降雨情境土砂收支演算,集水區土砂生產調節較治理前集水區控制15.55萬立方公尺,顯示治理工程可發揮防砂功能,調節土砂量減少曾文水庫入庫砂量,維持水庫穩定供水能力及穩定溪床沖淤變動之效益。

圖7「東西坑溪崩塌地及野溪治理七期工程」工區現況圖
圖7「東西坑溪崩塌地及野溪治理七期工程」工區現況圖

圖8「東西坑溪崩塌地及野溪治理七期工程」3D場景布置完工模型
圖8「東西坑溪崩塌地及野溪治理七期工程」3D場景布置完工模型