以濕地概念滯洪 大潮州人工湖期使洪水變成水資源

作者:廖靜蕙(台灣濕地網特約記者)

「地底下本為大蓄水庫,如何善用我們的地下水庫(making better use of our largest reservoir)是聯合國教科文組織的研究所提出之本世紀蓄水空間新思維。」屏東科技大學工學院長丁澈士長久來關注地下水庫的利用,這幾年,屏東縣政府在來義、萬巒與新埤鄉交界,開挖大潮州地下水人工補注湖,便成為一項重要的觀察指標。

大潮州人工湖是為了減緩佳冬、林邊及枋寮一帶地層下陷的問題,開發基地位處佔地300公頃。透過補注地下水,除可減緩因下游沿海地區過度抽取地下水造成地層下陷的速度外,另可供應每日約10萬立方公尺的地下水。

2015年大潮州人工湖工程現場。攝影:廖靜蕙 2015年大潮州人工湖工程現場。攝影:廖靜蕙

第一期工程先於50公頃進行先期計畫完成,包括輸水、取水、沈砂及沈澱池湖區、固床等工程項目,分為兩階段完成,工程費共計14億元,第一期第一階段已完工,現進行第二階沈澱池湖區工程。

地下水庫天然好用 善加管理增源減洪

「這座人工湖原理,就是增加人工補注調蓄雨水,實踐『增源減洪』四字箴言,將洪水資源化,水害變成水利!」跟著丁澈士走訪大潮州人工湖腹地,一邊瞭解人工湖的原理以及理想。

「將洪水引導到入湖區,滲透到地底下儲存,之後因應季節需水進行調節;抽水量經過管理,知道哪些地方可以抽,才不會造成地層下陷。」這座人工湖預計達到年補注1.5億噸,補注10年後,提供6,000萬噸的水源。

丁澈士分析,林邊溪的沖積平原大概有250平方公里,1平方公里就100公頃,也就是2萬5千公頃,地底下200公尺的含水層(或理解為地下水庫),土壤孔隙率若以0.15%計算,就能調蓄約75億噸的水源,更何況地底下至少有3,000公尺深的含水層,可想像蓄水空間有多大!

屏科大工學院長丁澈士認為大潮州人工湖有望實踐「增援減洪」的原理。攝影:廖靜蕙 屏科大工學院長丁澈士認為大潮州人工湖有望實踐「增援減洪」的原理。攝影:廖靜蕙

另一方面,抬升地下水能減緩地層下陷,兼顧國土復育。他接著說,林邊溪左右兩岸很多地層下陷區,透過補注地下水,抬升水位即可避免地層下陷。這項計畫預估補注10年平穩後,得以提升地下水位5公尺,防治地層下陷連帶改善沿海地區地下水鹽化現象,甚至還有多餘水源可供水,屏東縣政府正擬訂水銀行政策管理地下水源。

挖人工湖加大容量 期能留住暴雨轉化水資源

既然地下已具備大水庫,為何要挖人工湖?丁澈士解釋,台灣中央山脈都是水系,由東往西流動,中央山脈從平原一下竄升而陡直,造成台灣西南沿海河川都具備又短又急的特質,一旦暴雨來襲,其形成的洪水流速快,不能成為水資源,卻徒增災害。

「入滲到地下水庫的速度緩慢,而河道水流速度快,所以需要類似滯洪補注池緩衝的空間、讓水得以停留、不要溢出溪邊。」而大潮州人工湖就是滯洪補注池。

他提及,濁水溪即因每年地層下陷速度居西海岸之首,而限制了許多區域地下水使用。然而地下水的本質是來自每年雨水的再生補充,若不適時適地適量利用地下水源,結果就是任由雨水及地下水奔流入海。

調蓄之道也在於此。「使用地下水資源,才能補充、循環!」丁澈士指出,讓地下水有入有出不斷循環,尤其是南部乾旱期長,使用地下水讓颱風期前呈現「空腹」狀態,得以吸納驟降的暴雨。

事實上在豐水期也要調蓄,因為一場颱風豪雨可能就造成地下水庫滿載,也是河川濁度飆高之際,由於原水濁度過高,自來水公司處理不及,常常使得颱風過後缺水;而入滲的地下水,經過層層過濾、伏流而入,水質潔淨,此時若能使用地下水庫庫存的水(或稱伏流水),既乾淨又可讓洪水成為補注,減緩下游地層下陷,可說一舉三得。

「又因地下水質乾淨,相對處理的成本就不高,也不需為了潔淨水源猛加藥,成本十分划算。」從監測站數據也得此印象。

大潮州人工湖於林邊溪畔打造引水口,也是傍河取水的概念,原本洪水一來,急速朝下游奔流、造成洪災,現在則因在中上游攔截取水,減緩奔流的速度與數量,又有乾淨的水可供使用。

丁澈士解釋,此處曾洪水氾濫,影響林邊的聚落,日治時期曾做過堤防,減少洪水,直接把洪水流到海裡,只是枯水期就沒水用了。因此可說,人工湖和堤防都為了防洪,不過人工湖轉化了洪水成為資源,而非只是避開擋掉水源。

二峰圳以地下集水原理,藏水於地底,得以維持潔淨水資源又源源不絕。攝影:廖靜蕙 二峰圳以地下集水原理,藏水於地底,得以維持潔淨水資源又源源不絕。攝影:廖靜蕙

這個原理就是「洪水資源化」,二峰圳就是一個例子。採取地下取水,也不至於造成地貌太大的改變。「地下取水比較不危險,在河床上也不會有跨河或地上構造物,景觀也比較好。」可惜的是,大潮州人工湖受限地形地貌的因素,而使用地面取水,未能達到地下取水的理想。

重現都江堰人工智慧

大潮州人工湖工也配合地形,於上游處全台首次使用「彎道取水」技術,利用溪水過彎的離心力,通過輸水口後在湖內儲存,利用入滲速度快的滯洪補注湖補足地下水量。這並非新的概念,而是仿效兩千多年前先人設計都江堰取水的智慧。

都江堰市設計的原型簡單說就是凹沖凸淤,束水分流。所謂「凹沖凸淤」是說,水流過之後,凹岸被沖刷崩退,凸岸泥沙淤積。靠近凸岸的含沙量大,靠近凹岸的含沙量少,透過魚嘴設計,優雅地就把含沙量大的水流排走,把含沙量小的水流引入內河道輸水入湖。

大潮州人工湖工程概念是管柵後方取水加地下集水廊道。攝影:廖靜蕙 大潮州人工湖工程概念是管柵後方取水加地下集水廊道。攝影:廖靜蕙

「彎道取水」技術是利用溪水過彎的離心力,通過濾網後在湖內儲存,慢慢補足地下水量。攝影:廖靜蕙 「彎道取水」技術是利用溪水過彎的離心力,通過濾網後在湖內儲存,慢慢補足地下水量。攝影:廖靜蕙

丁澈士說,防洪的觀念不一定要在地面上,最好的做法是「上游保水與還地於河、中游廣設滯洪補注、下游蓄水或與水共生」的策略,涵養與利用地下水資源,則長久以往,地層下陷問題當日益減輕其災害。

對此,美濃農村田野學會常務理事溫仲良表示,這是台灣首次計畫性的將地下水的使用與管理納入政策視野中,過去政府對於地下水的管理與使用都是放任民間自行發展,等到問題出現或導致大面積地層下陷時,政府才開始構思對策與行動;但大潮洲人工湖是從「補注」規劃開始,以地下水和地面土地使用管理的角度,監測地下水資源的效益。

結合林後四林平森內的二峰圳模擬場域,認識大潮州人工湖的集水原理。攝影:廖靜蕙 結合林後四林平森內的二峰圳模擬場域,認識大潮州人工湖的集水原理。攝影:廖靜蕙

由於大潮州人工湖強調與當地景觀融合,未來或能結合潮州鎮區域發展。丁澈士建議,例如潮州鎮可於附近發展精緻農業,接著導引進入景觀宜人的林後四林平森,從二峰圳模型進行水資源環境教育,最後到大潮州人工湖認識水源保護與補注源頭;並與當地部落居民發展成立河川巡守隊,讓水資源治理更貼近居民生活。

參考資料

大潮州人工湖 補充地下水

歷經15年 潮州人工湖第一期完成

閱讀 267 次數 最後修改於 週三, 16 八月 2017 17:19