1、水土保持工程,1.1水土保持之意義與目的(Implication and purposes of Soil and Water Conservation) 1.2水土保持之內容(Contents of Soil and Water Conservation) 1.3水土保持方法(Practices of Soil and Water Conservation) 1.4台灣水土保持工作之範圍(Scopes of Soil and Water Conservation in Taiwan),第壹章 總論,第貳章 坡地保育,2.1通論2.1.1 坡地保育2.1.2 土壤沖蝕2.1.3 土壤流失量之估
2、算2.1.4 坡地水土保持方法及配置2.1.5 林地水土保持2.1.6 分段截流2.1.7 覆蓋與敷蓋2.1.8 蝕溝處理2.1.9 農路系統,2.2農地水土保持(Soil and Water Conservation Measures for Farmland)2.2.1 等高耕作. 2.2.2 山邊溝2.2.3 山邊溝植草2.2.4 平台階段2.2.5 寬壟階段2.2.6 台壁植草2.2.7 石牆法2.2.8 草帶法2.2.9 覆蓋2.2.10 敷蓋2.2.11 綠肥2.2.12 坡地防風2.2.13 農地沉砂池.,第參章 蝕溝控制,3. 蝕溝控制3.1 蝕溝控制4. 安全排水4.1 截水
3、溝4.2 草溝4.3 排水溝4.4 路面排水4.5 小型涵管4.6 L 型側溝4.7 過水路面 384.8 跌水,第伍章 農路系統,5.1 農路5.2 園內道5.3 作業道5.4 步道,第陸章工程方法,6.1 通論6.1.1 野溪治理(Torrent Control) 6.1.2 坑溝整治(Gully Control)6.1.3 崩塌地處理(Landslide Treatment6.1.4 土石流防治(Debris Flow Prevention and Control)6.1.5 邊坡穩定(Slope Stabilization6.1.6 坡地排水(Slope Drainage)6.1.7
4、滯洪及沉砂設施(Detention and Sediment Control6.1.8 道路水土保持(Soil and Water Conservation on Road)6.1.9 礦區及土石採取區水土保持(Soil and Water Conservation on Mining Terrain)6.1.10 開挖整地水土保持(Soil and Water Conservation on Developing Site)6.1.11 遊憩區之水土保持(Soil and Water Conservation on Resort Area).,6.2處理單元(Measures)6.2.1 防
5、砂壩(Check Dam)6.2.2 梳子壩及開口壩(Slit Dam)6.2.3 固床工(Ground Sill)6.2.4 丁壩(Spur Dike)6.2.5 堤防(Levee)6.2.6 護岸(Revetment)6.2.7 整流工程(Regulation Works on Torrent)6.2.8 土壩(Earth Dam)6.2.9 擋土牆(Retaining Wall)6.2.10 土石堆置場(Soil Bank)6.2.11 排水設施(Drainage Facilities)6.2.12 沉砂池(Sedimentation Pond)6.2.13 滯洪池(Flood Dete
6、ntion Pond),第壹章 總論,1.1水土保持之意義與目的(Implication and purposes of Soil and Water Conservation) 1.2水土保持之內容(Contents of Soil and Water Conservation) 1.3水土保持方法(Practices of Soil and Water Conservation) 1.4台灣水土保持工作之範圍(Scopes of Soil and Water Conservation in Taiwan),1.1 水土保持之意義與目的地球上存在許多可供生物生存所必要的資 源，人之各種土地開
7、發為均在於尋求食、衣、 住、之滿足與方，而斷從地球上之自然資源加以取，此可由人從早期 用土地開墾獲取食之需求以，即使至現代已進步到所謂之文明社會，人 仍然必須依賴土地生產最基本之食作物，以及其他延申之開發為，以維持 人文明之進步與發展。 並非所有地球上的土地均可供無限開發用，仍有其條件之限制，其中 以關係再生資源營造環境所需的土壤乃是限制土地資源能否永續用之另一項 重要自然資源，此因土壤的生成需時極長且久， 受風吹雨打與水之沖蝕，斷失，其是在之減少與質之化，均 將影響農作物的生長與產之減少。 目前之科技無法製造大的土壤，因此，與其任由土壤受自然沖蝕 或人為奪式開發而造成土壤的失，以至於無法恢地
8、，則對土壤的保育當 具積極性意義。,土壤的失亦代表土地在失，其所引發的問題乃涉及 生死存亡之關鍵，當今許多國際上之政治問題或外交問題，乃至於內政問 題，無與土地爭奪有關。土地是人生存的基地，土地之減少或消失乃代 表一個國家或地區在漸趨沒或衰亡，因此，一部人的文明史可是一部土地的開發史。土壤除提供農作物、植物或其它生物生長或棲息空間以外，亦是水資源在地上涵養之空間。深厚土壤的存在，將有助於水資源之蓄，並得以控 制土壤水份，而發揮水資源的調蓄功能，使水資源供應獲得保障。因此水資源之保育首重土壤之保育。,水土 保持之意義即是以蓄水、保土為目標，在土地開發用之同時確保水、土資源之安定，進而培育水、土資
9、源之充實與涵蓄，以防止水、土災害發生，或低水、 土災害規模，並維持土地永續用與維護環境安定。 在人口對土地開發壓還大嚴重的時期，平地或已足夠供應各種產業開發 用，因此水土失或土壤化等問題當太嚴重，可能無水土保持需要的急迫 性，故無所謂之水土保持問題。但隨著人口日增，土地需求迫，當平地已敷 供給使用時，首先面急需解決的產業發展，即為農業開發問題。因此，為解決 農地足，農業發展即延伸至自然環境較為的邊際土地。所謂邊際土地即指 坡較陡，土層瘠薄，土壤失嚴重的土地；或是沙漠、沙灘、風勢強勁等邊際 效較低的土地。早期的水土保持即以邊際土地之農業生產為對象，考慮 保土、保肥、蓄水之配合措施，因此，水土保持
10、措施之重點，乃以提高土地之農 業生產為主。,隨著人口增加所產生的食問題以外，居住空間之足、休閒 遊憩之需求、生活品質之提升等問題乃接踵而，因此，山坡地大面積之非農業 開發用乃日頻繁，而其所延伸的水土保持問題亦趨複雜，尤以山坡地大面 積開發所造成之各種土砂災害，在規模上或是在頻方面均大且多，使得水 土保持的考從單純的增進土壤肥與提高農業生產及蓄水防沖以調節水資 源與防止土壤失等目的，演進至水土災害防止及生活環境品質與安全水準提升 等廣泛的目標。 水土保持的最終目的是在保護地球上人賴以生存 的這片有限地資源，並使這些資源得以適時適地發揮最大之用效果。,1.2 水土保持之內容,水土保持的主要對象為水
11、資源與土壤資源的保育，但因水土資源分布面極 廣，故水土資源之用型態與方式頗有差別，因此為於水土保持處之系統性 推動與管之有效性進，可將水土保持的工作內容界定如下：1. 合之土地用 土地受自然地形之限制，有平坦地形，有位於陡峻坡地。平坦土地較無水土失之虞，相對於陡急坡地即會因雨 或自然重的作用，而造成嚴重水土失情形。水土保持工作原即針 對此等水土失嚴重的土地進保育措施，但以目前之技術，欲達到水土 失之完全控制，可能並容，或是須投入極多財、物才可勉強達 成。因此，基於經濟與安全之考，應依土地的自然環境條件，予以適 當分級，就各級土地之容許開發特性作合之開發用，以在人為能 範圍內達成水土資源保育與永
12、續用的效果。,水土保持工作的前題即在合土地開發用範疇內進各項保育 措施，至於超過土地所能負荷以上的開發用，即所謂之土地超限用， 即使進水土保持措施，其水土保育效果相當有限，因此必須予以限制開 發使用，或完全禁止該等開發為。,2. 農地生產環境之改善 山坡地的農業開發主要在從事作物或果樹等農業生產活動，由於農業耕作短期或長期栽培，土壤耕犁、翻土均為必要工作，因此翻鬆的土 壤極遭雨水或地表逕沖蝕而失，土壤肥亦然。因此，山坡地農地 水土保持乃在控制土壤沖蝕以收保土、保肥之效，並營造生產環境之安定 與安全，以維持土地永續生產與提高生產。,3. 水土災害之防治 山坡地因地形之特殊性，雨所產生的地表逕或地
13、下逕容順斜面下，而且山坡地土壤本身即處於容向下運動之穩定態，因此， 豪雨之際，大逕水容集中而形成洪水或引動坡面上穩定土體大規 模向下坡運動，即釀成水土災害，輕者衝毀田園、房舍，重者掩埋人命，造成生命財產重大損失。因此，在山坡地地形與地質條件的環境中， 水土災害的預防與治，乃為避免災害擴大或避免災害發生的重點工作。,4. 集水區之綜合治 集水區是依地形特性以溪或河道為中心沿線所環繞的地形單元。一個集水區內可能涵蓋各種土地用型，可能有人口聚集與大 公共設施之存在，而集水區是雨最終集中出之所在，因此為避免每 個集水區內的社區群遭受水土災害影響，甚至為使集水區的社會環境能 獨生存與發展，當必須考慮集水
14、區內的水源供應無缺，且遭受災害破壞 最小甚至無災害發生，因此必須綜合考集水區社會人文背景與自然環境 特性，而採取多樣化的水土保持工作。因此，集水區綜合治即包括水源 涵養、溪整治、坡面防沖與土砂災害防治等重點工作。,5. 風蝕防治與沙漠化 在風勢強勁且季風盛的地區，由於長期之強風吹襲，可將表土逐漸風蝕以去，致使表土逐漸減少，土壤變成瘠薄，甚至砂長期堆積而逐漸 砂漠化，於土地用甚或造成居住環境化。因此，在風勢強勁或沙 地分布範圍廣大的地區，控制風速與風向的措施及導入植物覆蓋的工作， 即為防風定砂的目標，期使表土免受風蝕剝去，並使地表營造一較安定的 氣象條件，有於植生入侵、安定與繁延，進而改變沙漠環
15、境成為蒼鬱之 色景觀。,6. 生態平衡之維持 各種土地開發用的同時，會對原有環境造成衝擊，進而破壞生態平衡，並造成環境 無法恢的情形，因此，在進水土資源保育的各項為時，必須同時考 對生態系的最小衝擊，與可能對維持生態平衡的必要配合措施，以免顧 此失彼，而失去水土保持的真諦。是以在生態保護意日被重視之當下， 水土保持工作與生態平衡維護的配合，乃是必然趨勢，亦為必須堅持的原 則。,1.3 水土保持方法,水土保持措施係依土地特性與環境限制，採取適當的水土保持方法予以配 合，因此在同的用目標下，而有各種同的工作項目與範疇，以符合因地制 宜，並發揮水土保持方法的最大效果。水土保持方法係依據農學與工學的基
16、礎，並配合土地用與環境特性所 發展出的水土資源保育技術，主要是藉著自然材的特性與人為技術的配合， 從土壤改與地形改造為出發點，開發出各種可的方法。一般可分為農藝方 法、植生方法與工程方法等三大。,1. 農藝方法 水土保持農藝方法是為配合農藝作物或園藝作物的栽培而採用的方法，包括等高耕犁、等高栽植、等高條作等耕作方法。亦即在栽種主要作 物時，以採取與等高線平的耕作與栽植方式，使作物或犁溝等高平橫 於坡面上，用以阻截沿坡面下的地表逕或失的土壤，並可增加水 分滲透，以達到水土保持目標。 農藝方法的施作，作物種的選擇亦為一重要的項目，由於山坡地土 壤或經常翻犁均於土壤保育，因此選擇覆蓋愈高的作物與非勤
17、 耕性的作物，方才適合於山坡地栽植。,2. 植生方法 植生方法是以草、木或枯枝等殘株作為材，栽植覆蓋於地表上，以保護土壤避免受雨滴打擊或逕沖蝕，並由此等植生材提 供有機質，以改土壤物性質，使土壤具有好滲透性與含水能，充 分達到涵養水源功能與防止土壤失的效果。 一般植生方法有採用植物活體的覆蓋方式，如地表種植草、木等， 稱之為覆蓋；亦有用植物殘體的覆蓋方式，如稻草、割刈下的草莖、枯 枝等的覆蓋，這種覆蓋方式稱之為敷蓋。,植生方法中的森覆蓋為水土保持的最佳方法，因為森樹冠的多層 次分布可充分保護地面；而森生長斷產生的枯枝，以及森環境 所形成的微氣候特性，對於土壤改善、水源涵養的功能，是其他植生所
18、無法替代。 為快速達到植生全面覆蓋的效果，植生方法可以採取各種噴植技術或 人工植草帶、植草包，以及打樁或穩固基礎的工程等技術的配合；而對特 殊地區，如岩地區、礦區、或陡坡地等使植生入侵的地區，可依其 環境特性採特殊的植生方法予以因應。,3. 工程方法 水土保持工程方法是指以機具與設施構造物以改變地形、抑制土砂運動或攔阻土砂，並有效阻滯水、涵蓄水源的各種工法。 水土保持工程方 法是在農藝方法與植生方法均無法有效發揮水土保持功效，或無法以農藝 方法與植生方法施設以控制水土失的情況下，所得採取的對策。 水土保持工程方法大致可分為工程與土方工程大。 工程- 主要在將坡面上動的水予以有效的截、集、引，並
19、安全的排放 至適當的場所，以防止水在坡面上或河道中引起土壤沖蝕，並適攔阻上游所沖刷下的土砂。主要工程項目包括截水溝、跌水、洩槽、暗渠、 排水溝等排水工程，與防砂壩、固床工、護岸、堤防等整工程。 土 方工程-包括合宜的整地技術及在抑制土體的運動，以防止崩塌、土石 等大規模的土砂災害，其內容包括擋土牆、護坡、打樁、挖填土方、防 砂壩等工程。 另為防止風蝕所採用的工程方法則有防風籬（牆）、堆砂籬、防風土堤 與砂面覆石等工程。,1.4 台灣水土保持工作之範圍,臺灣地區容產生水土失的場所，外是山坡地與海岸大土地敏感區。 山坡地因雨導致水土失，海岸則因風造成風蝕，均有其自然環境的因素， 同時在此等地區的土
20、地用方式與對水土資源要求的差性，使得水土保持工作 的推動，依需要的同而有其同的目標，故在臺灣地區水土保持工作的實施可 分為坡地水土保持、集水區治與海岸防風定砂等三大方向。,1. 坡地水土保持 坡地的開發依其土地用需求，大致可分為農業生產，社區建築、遊憩開發等型，但何種使用均可能因坡面的地形特性，而有土壤沖蝕 甚或土砂災害之虞，因此在坡地從事土地開發用時，最主要的水土保持 工作乃在防止土壤沖蝕及抑制土砂災害的發生。 坡地的用從事農業生產，則為獲得產的提升及土地的永續 用，其水土保持的工作在選取適當栽培的主作物以外，通常即以農藝方法 的栽植方式配合植生方法將作物株的地予以覆蓋；至於排水設施則 配合
21、工程方法並於蝕溝嚴重地點施設蝕溝控制工程，以確保耕地的安全與 生產環境的改善。,社區、遊憩及其他非農業的土地開發 最常發生水土失災害的階 段，乃在整地時因大面積的開挖基地，而使坡面土壤、挖填土方疏鬆， 在豪雨下經常釀成崩塌、地、土石等災害。因此整地階段的水土保持 工作尤為重要，其水土保持處通常以植生與工程方法配合施設，務使地 面能完全受到保護控制。而開發整地後的各項建築工程及爾後的安全設 施，亦需經常的加以維護，以避免意外災害的發生。另外山坡地開設道往往必須進上、下邊坡的挖填為，其續性 的截斷原坡面，可能促使道上下邊坡穩定，而有崩塌、地的發生， 其對水土保持的破壞至為嚴重，因此在坡地闢建道除考
22、慮基的安定之 外，其上下坡面全面性的安全排水、沖蝕控制與邊坡穩定乃為其水土保持 工作的重點。,2. 集水區治 坡面土地在開發作為各種目的使用而以水土保持設施予以整治後，並代表山坡地即屬安全，因為其他土地雖未加以開發用，但山地環境的 脆弱性，自然崩塌、土壤失等為均隨時存在，因此有可能發生水土 失之處所幾乎無所在，自無法以點控制此等水土失的問題，為此以 集水區的地形單元為對象，進集水區整體治工作乃為水土保持系統性 設施的最基本工作。,所謂集水區即沿山線圍繞而成一以溪谷為中心的集水區域，在集水 區內的坡面有各種同的土地用方式，但沿坡面動的水乃至於入滲 至地下的地下水，最終將匯集於溪谷中的沿河溪至湖、
23、海。因此集水區整體治的目的，在山坡地依土地使用方式採取必要的水土保持 處以外，其重點在於將匯集於溪谷中的水予以有效的控制，一則避免 水在集水區內造成溪谷淘刷，甚而導致崩塌、地、土石等災害發生； 再則將水予以調整，避免豪雨時發生洪患、旱季時則缺水的調合環境。,集水區治工作：(1)控制土砂致於出集水區外及防止 土石發生，以整工程、防砂工程等措施予以整治溪溝；(2)涵蓄水源、調節水、減少土砂生產，而以造、崩塌地或荒廢地舊， 及蓄水工程相互配合，以達到保土蓄水的水資源保育目標。,近，生態保育觀意日漸增高，集水區治的工作除在保土 蓄水之外，須配合野生動植物棲息環境的改善，而使許多整工程與防 砂工程的設計
24、須作調整，以避免阻斷魚迴游或破壞生物棲息環境。因此 集水區治工作目標擴大至生態環境的改善，集水區治配合生態工法 的實施，將成為未集水區治工作的重要方向。,3. 海岸防風定砂 目前臺灣海岸地區除澎湖等島因地位置特殊而較早開發用之外，臺灣本島最近才開始用抽砂造地在海岸地區大闢建工業區或發電 廠。 早期海岸風衝地帶多屬農業使用，基於經濟效故對防風定砂所採 取的對策，均因就簡的以竹籬充作防風或定砂的設施，但仍失其防風 定砂的效果。但隨著港區、工業區、發電廠在海岸地區的擴大設，其保 護對象的重要性亦大幅提高，而開始以較具規模的防風構造物予以施設保 護，對於風抑制與風蝕控制的功效大為提高。而海岸防風定砂的工作，除構築防風構造物與定砂設施之外，必須 配合大面積防風的營造，方能對海岸強風的氣候環境有所改善，亦才能 對風蝕問題得到徹底解決，因此海岸防風的營造工作乃為海岸防風定砂與氣候改善的最終目標。,
