- 水環境生態工法篇< 第一章 > 自然生態工法簡介
所謂生態工法即當人們採用工程行為改變或破壞大自然環境時，應遵循的自然工法，拋棄以人為本位之觀念，將萬物共榮共存於心，衡量既有生物與環境因子相互關係之維護與延續。例如：河川整治之馴化，不應該以犧牲所有河川原有之生命來換取，基於河川整治之功能下，採用生態工法，將可創造河川多樣性生機盎然之親水景觀空間，並滿足人類與萬物之需求。
為保持生態環境之完整，以維持多樣化生物之生存權，需避免棲息地及遷徙路徑等破壞，在尊重當地天然條件，及人為設施與環境不相衝突前提下，穩妥適當導入人類在環境生活中為提供安全所利用的土木工程構造，均可謂生態工法。
生態工法土石護岸取代混凝土（圖片來源：織臺灣水網)
河溪生態工法思考模式（圖片來源：河溪生態工法，2004年出版）
生態工法，又可稱自然工法，是基於對物種保育、生物多樣性及永續發展之體認，而提出的一種新思維和新的施工技術，其內涵包括揚棄因工程建設而阻絕生物遷徙、繁衍的不當措施，並提醒工程師在設計時，除須考量工程要求外，亦得兼顧生態系統之自然要求。
近年來生態工法崛起，日漸受到大家的重視、推崇，並廣泛地應用，使開發工程都趨向於對環境保育之重視，加強原生地水土保持的強度，減低及預防天然災害之發生率，使自然生態環境能永續之利用。
（資料來源：淺談河川整治生態工法-工程資訊）
< 第二章 > 淺談河川整治生態工法
由於臺灣具有特殊自然地理環境，水土保持極為不易，很容易造成坡地災害，臺灣的自然地理環境敍述如下：
（一）地理位置：
臺灣位於亞洲大陸外緣，環太平洋地震帶上，臺灣周圍離島絕大部分屬於火山島嶼，在地理構造上，臺灣島跨歐亞大陸板塊與菲律賓板塊，有甚多的活動斷層，由於板塊擠壓，地震頻繁，為地質較脆弱之地帶。
（二）氣候：
1、臺灣年雨量平均高達2,500mm以上，屬高雨量地區，民國98年侵臺的莫拉克颱風，更創下單日降雨量超過1,400mm以上的歷史紀錄，因此，臺灣是屬於降雨量及降雨強度上都很驚人的地區。
2、根據統計資料，每年侵襲臺灣的颱風平均有3至4個，由於颱風引進西南氣流，帶來豐沛雨量，加上近年來極端氣候影響，造成的災損，更是年年攀升。
3、土壤沖蝕效應與程度，與降雨量、降雨強度以及持續時間有著密不可分之關係。降雨量愈多、降雨強度愈大又持續時間愈久，土壤所遭受的沖蝕效應則愈大。
臺灣雨量與河川流量比較圖（圖片來源：經濟部水利署）
臺灣主要河川流域位置圖（圖片來源：經濟部水利署）
（三）地形：
1、高度：臺灣整體地形來看，平原約占1/4，丘陵及山地約占3/4，山地位在中央偏東，平原主要在西南部，西北部以丘陵及臺地為主。依研究統計，全島高度1,000m以上之面積約占31%，因此臺灣是一個高山的島嶼。
2、坡度：坡度對於土壤沖蝕影響很大，坡度越陡、地表逕流速度越快、沖蝕力越強，所以臺灣為高坡度地區。
3、坡長：臺灣坡地土壤的透水性，一般都不強，所以坡長大時，逕流的沖蝕力一般很強。
4、坡形：坡面越崎嶇，增加土壤逕流量，對於土壤沖蝕作用越厲害。
5、坡向：迎風之坡面通常沖蝕作用較大。（四）地質：
臺灣約在400萬年前因造山運動及板塊運動擠壓，將海底沈積物推擠到海平面以上而形成，地質年代很輕。（五）河川：
臺灣地區共有河川131條水系，主要河川21條，次要河川29條，普通河川81條及無數的野溪坑溝，由於受到地形影響，各河川流短水急，河川侵蝕作用力大，河川流量隨降雨而迅速漲落。綜上所述可以看出，臺灣因地勢陡峻，河川坡降急促，枯豐流量相當懸殊，所以在引水灌溉利用及防洪工程甚為不易。一般水利整治的設計規劃，常於河川上游集水區擇址興建水庫，在下游平原地區實施河川整治，堤防構築及配合區域排水系統。可惜早期興建水庫與河川整治，大多未考慮到河川生態保育，只著重於興建防洪堤以束範洪水，殊不知堤防讓民眾與河川疏離，難以靠近；另早期河川水利工程大多使用混凝土材料，著重於工程效益，往往忽略自然環境的協調及生物生存之考量，導致河川整治完後，呈現單一灰色調外觀及內涵，及造成原棲息河川之動、植物生態環境被破壞，不利於生存，最後逐漸消失，淪為河川生物之沙漠。
近年來，民間的生態保育意識及觀念日益漸升，政府則全力推動河川生態保育及河川親水景觀美化工程。因此，生態工法之觀念大為推行，落實以出永續生態觀念為主的設計，以保存河川永續之生機及發展。
（資料來源：生態工法應用於河川治理&淺談河川整治生態工法-工程資訊）
臺東入船橋溪整治以大量混凝土施作導致生機盡失（圖片來源：聯合報）
< 第三章 > 淺談河川整治生態工法
為創造一個河川棲地多樣性的生態，河川治理重點在於增加生物的岐異度（多樣性），因此必須從河川平面及其縱、橫斷面形式的配置上，予以整體充分的考量，規劃原則如下：
（一）確立生態基流量：
河川生態基流量需考量流域集水區河川型態、水體、生物存活最小需求等因素，進而推估維持河川水路與河川生物共同所需之基礎流量。河川實施低水治理設計生態基流量，應在規劃及設計階段即導入河川生態工程理念，整合當地河川流域型態及動植物生態特性調查分析結果，併入改善工程考量內。
（二）維持既有河道天然蜿蜒度：
依據日本河川研究資料指出，天然河川蛇行長度約為河川寬幅8～20倍，河道應避免過度人工槽化或截彎取直，否則將造成減少蓄水、滯洪空間及降低下游洪峰到達時間。
（三）河川護岸型式、高度、坡度與材質之選擇：
基於工程安全條件下，應針對河川生物生長過程、植物根系、棲息環境特性等，選擇最適當之護岸種類。可以活用就地植生，採用粗糙性及多孔隙之護岸材料取代水泥鋪面，如石積護岸、蛇籠、原生植被、植岩互層法等，以營造適合生物棲息地之環境。（四）營造河川廊道生態系保育空間：
沿河向及河岸兩側緩衝帶，創造多層次之植栽景觀綠帶，提供民眾休閒遊憩之親水空間，兼具給予多樣性生物群生存空間。
（五）營造多變化之水流狀態：
創造兼具沈砂池之深淵，改變緩流淤積之淺瀨，透過適度改變流向及流速，提供河川多樣性生物群棲息環境，如河床木柵、木工沈床、蛇籠斜堰、潛壩、石塊堆置等設施。
（六）減少河道阻礙性人工構造物：
如水庫、溢洪堰、攔河壩及攔砂壩等。依必要性於河道阻礙構造物，設置適當魚道或魚梯，容許迴游性魚類之溯溪，維護魚類族群之生存繁衍。
（七）避免非必要之混凝土鋪底工：
改鋪以砂石透層，增加河底浸透性及生物膜之層次，以增強水域自然淨化之機能。（八）確保河川支流水路與主流之連續性：
維繫河川之主流、支流、分流及水路流域網絡，尤其在河川主流與支流水路間合流部分，務必確保水面和河床間之連續性，若有主流與支流水路因應落差變化時，須設置跌水工，確保水生生物在水中自由游動，無受阻礙之慮。（資料來源：生態工法應用於河川治理&淺談河川整治生態工法-工程資訊）
各種不同生態工法的河川護岸型式（圖片來源：網路截圖)
彌陀區彌陀漁港海岸光廊（資料來源：高雄市海洋局）
< 第四章 > 高雄市水環境改善運用之生態工法
此次全國水環境改善計畫內，「鳳山溪都市水環境營造計畫-民安橋下游左右岸生態緩坡營造」工程，即運用生態工法，將原本水泥直立式護岸，設計採用植生緩坡護岸，以營造自然生態棲地，兼具美化河川及休憩景觀之效果，待工程完成後，不但可以降低淹水風險，更可形塑優質的水岸環境。
在此次計畫中，延續鳳山溪上游已完成整治河岸，於下游段繼續整治，於88快速道路（民安橋）至中厝橋（寶華一路）左右兩岸執行整治。
民安橋至中厝橋左右岸生態緩坡工程說明圖（資料來源：承造商鴻威工程公司)
在不影響下游通洪能力原則，將原本混凝土砌作，生硬且陡直的水泥護岸，重新予以修築。左右兩岸採用1：2.5植生砌石打造生態緩坡護岸，可達到提供雨水滲入土壤，減少逕流量之效果，更可營造最接近自然生物棲地的環境，為鳥類、蝴蝶等提供食物來源和棲息地，並兼具美化河川，營造良好景觀效果。
生態緩坡工程完工後模擬圖（資料來源：鴻威國際工程顧問股份有限公司）
未來，本案工程完工後，可將治水工程結合周邊景觀，以及河岸綠地，營造出鳳山溪畔優質河岸休憩空間，以提供沿岸過埤里、保安里、南成里、中厝里及明正里等地居民優質休憩環境，提升民眾生活環境品質
生態緩坡工程完工後模擬圖（資料來源：鴻威國際工程顧問股份有限公司）
< 第五章 > 未來發展重點
生態工法是為了在水利工程與生態保育間取得平衡，但並非百分之百符合自然，國內專家學者對生態工法有抱持樂觀態度亦有悲觀看法。國內對於生態工法的理論探討，或是本土性生態衝擊影響評估，還處於剛起步階段，目前臺灣河川生態保育的基本資料仍相當缺乏，水利工程人員在兼顧棲地保育之規劃設計上，亦無適當可依據之方式可供遵循。
臺灣河川、溪流坡度與水流湍急程度遠大於日本與歐美等國家，淤沙量大，每年洪水期間，大量的淤沙隨波沖下，短時間內就把昂貴的人工設施淹沒或是損毀。
生態工法運用於河川整治，是未來趨勢，生態工法喚起人們對生態保育與建設間權衡利弊得失之醒思與啟示，當工程進行規劃設計時，應朝多元性分析與綜合評量，並拋棄人定勝天、唯我獨尊的思考模式，尊重自然萬物共榮，順應自然法則，以「達到最大工程效益而犧牲最小自然生態之代價」，做為選擇方案之最高原則。
然而，若只是一昧將國外經驗複製到國內引用，必定會面臨到是否適用問題，如未能審慎規劃及評估，屆時洪水來臨，將可能損失大筆公共工程經費，也喪失生態保育策略。因此「因地制宜」，找出適合本土化的生態工法便是當務之急，也是必須面對的迫切課題。（資料來源：生態工法-臺灣大學生物多樣性研究中心&生態工法的生態迷
－談臺北市野溪整治(上) - 臺灣環境資訊協會）
整治完成後的後勁溪，兩岸風光明媚（圖片來源：後勁溪整治網)
