堤防的綠化與危機

早期在社會對於生態議題尚未有過多關注的時候
堤防工程要求的就只是安全

(摘自網路)

正如同上面的堤防圖片一樣
堤前(靠河側)、堤頂及堤後(靠陸側)，都是以混凝土結構為護坡工的土堤形式
近年來生態景觀的意識抬頭以及民眾參與的程度上升
政府為了彌平對生態不友善及對景觀不重視的標籤
開始了許多環境營造的作業以及衍生出把堤後坡作為綠帶的設計方式

(摘自網路)

這樣的一個設計 乍看之美觀又綠意盎然
似乎看起來非常的安全
卻也暗藏著危機

熟知水利工程壩工的人就會知道
土石壩是由土石堆積夯實而成的水壩
這種壩體最怕的就是承載的水體溢流(overtopping)

一旦overtopping 壩體就可能會受沖蝕而破壞
所以才會設置溢洪道(spillway)去導排水

(摘自網路)

然而在氣候變遷的狀況下
降雨趨於集中
有可能一場颱風事件 就蘊含了整個梅雨季的雨量
在台灣坡陡流急的情況下
急流時間短 洪峰到達速度快
除了迅急的流速對堤防基礎施以考驗外
高漲的水位 搭著堤防一看
不正如一座土石壩一般嗎?

大家在設計堤後綠化堤防的時候
或許沒有考慮到有溢堤的一天
但在這幾次日本風災淹水的狀況
有多數的堤防 不是因為基礎沖刷而failure
而是因為overtopping 的水流導致堤後土坡結構受損
進而導致堤身整體結構破壞
災害就從溢堤變成潰堤
堤防溢堤事小 潰堤事大
洪水時期一旦出現了破口 水流將會從破口源源不絕的湧入

(摘自網路)

在現今的社會氛圍下
設計全混凝土形式的護坡工 似乎又有點與環保理念背道而馳
不過只要多點思考就可以解決這個問題
例如錢夠多的話 可以參考扶壁式擋土牆的精髓
在土堤填方前 設計扶壁版(坡面工可以佈點焊網)
然後扶壁版間填土一樣可以做綠化
這樣的設計概念 曾經在白沙屯海堤的前段被實現過
(但現今因為居民的因素已經把綠帶用混凝土填起來了)

(摘自網路)

上面的方法著重於給予穩定不怕overtopping破壞的支撐系統
接著也可以試著削減overtopping的能量並給予保護層
例如後坡用乾砌石的方式砌築
乾砌石間仍然可以有自然綠化的植生
穩定的後坡結構也較不易因為overtopping的流水而沖蝕破壞
如果想要綠化的更全面
也可以在乾砌石完成後覆上一層土 提供植物更多根系的生存空間
又或者可以考慮使用一些植生磚來代替塊石砌疊後坡
減少結構被破壞的可能

水利工程設計 在現今需要的是適度的取得安全與環保的平衡
倘如在高經濟範圍區域則需要權衡彼此間的權重
只是通常權衡的考量不會是經費
因為經費只會隨著要考量的東西 越來越多而已.....