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台灣河川生態保育工程的發展與問題 清華大學生命科學系曾晴賢
一、前言
如果我們將大地比喻為人的軀體，則河川就像是大地的血管，水則就是不斷流動的血液，它不僅帶來豐富的營養，同時也將大地的廢棄物帶走。水的不停循環與自淨的能力，讓我們有一個乾淨的生活環境。然而河川和溪水並不是無窮的資源，並不能毫無限制的摧殘，也不能隨所欲為的加以破壞。這幾年裡，我有機會到許多不同的地區和國家旅行，在一些並不是具有豐富水資源的地區，卻發現到當地的人毫不留情的在摧殘那些僅有的河川和清水。然而我也在一些水資源算是相當豐富的地區，當地的人們卻萬般的珍惜清水與河川，因此發展許許多多的親水性旅程和生活。然而後面這一些看似較理性對待河川的人們，也是曾經有過摧殘河川的經驗，只是他們反省的較早吧了！然而生活在台灣這個人人喻為寶島的我們，又是如何看待台灣的河川呢？ 不要說早年台灣河川到處舟楫通暢的行駛於許多中下游地區，就連我小的時候那種自自然然的河川，在目前都已經不見了，或許這種現象是大家共同的感覺吧！究其原因可能都是因為人類的行為所導致的結果吧！台灣淡水河川環境的改變正逐漸的加深，然而許多的自然反撲正也隨踵而至，我們不能檢討如何順應自然，卻頑強的抵抗自然的力量，到處有人鼓吹“愚公移山”的精神，卻鮮少有人提倡“順其自然”的理念。我知道許多的人到現在都還是以冬山河整治做為台灣人治理河川成功的典範，然而我不知道要做到這種程度要付出多少的代價？我不知道為了維持這樣的環境，我們要付出多少的心血？我也不知道冬山河是不是就從此青山永碧綠水常流了？我以前就曾經嘗試想要改造一些河川的環境，試著以人為的方法做過一些小型的棲地改善工程，也曾經為了減低人工堰堤對於洄游生物的阻礙，也試著規劃一些所謂的魚道工程。至今或許有過十餘年的經驗，希望在這次的研討會中提出來和大家分享錯誤的經驗和觀念，或許可以讓有心的朋友避免再犯這些錯誤吧！ 改變河川環境的原因，大致上可以分為物理性、化學性和生物性等三大類。由於時間的關係，其中化學性和生物性的影響情形暫時不談，本文僅就物理性改變的部分做較多的說明。所謂的物理性影響原因，係指人為建造攔砂壩、攔河堰、水庫或是河川護岸工程等等所造成河川環境改變的情形。這些物理性的改變可能引起(1)水流或是水量的變化，有的時候造成部分地區的斷流現象。(2) 影響水溫─通常係降低了上游的水溫而提升了下游的水溫，阻斷魚類找尋適當水域產卵覓食的生理需求，有的時候卻也因為放流低水層的關係，導致下游水溫降低的情形。(3)減低溪床環境的多樣性，減少自然的淵瀨變化，毀壞生物原本的棲地環境。 根據國內外以往相關工程的經驗而言，河川水利工程對於河域生態可能的影響有； 1.因為施工所造成的污濁水，對於下游魚場長期間的影響。 2.魚場因為施工時所帶來的微細泥沙沈積時的影響。 3.下游水位的減低。 4.下游水位較大的變動。 5.下游河川型態（深潭和急湍）與分布位置的改變。 6.河川岩盤和底石的減少，生物棲息空間的變化。 7.高鹽度海水的入侵。 8.魚類溯河和降海時的障礙。 9.河川工事所造成的人工護岸改變魚類的生息條件等等。 在近年因為保育意識的提升，許多工程也逐漸關心到保育的問題上，因此就有所謂的河川保育工程的發展。其中最受大家矚目的一些河川保育工程，包括魚道的設計與建造，河川棲地改善工程和親水性河川工程等等。我們試著就這三項主題加以深入討論。
二、台灣的魚道工程發展與問題 台灣最早的魚道設計，應屬於日本人在1918年左右於淡水河以上南勢溪沿線所造的三至四個魚道，由下游往上分別在桂山攔水壩、龜山路、忠治以及烏來等地均有此類設施，可惜截至目前僅剩桂山攔水壩的魚道亦因年久自然毀損而於前幾年重新按舊設計整修，其餘的均因壩堤二次改建後遭廢置了。然而這個魚道虛有其表而毫無利用之實。 十餘年前，林務局在南勢溪上游各地，以及水利局在北勢溪上游陸續建立幾處魚道的設施，帶動了本省各地魚道設計的風潮。可惜這些早年的魚道設計因為參考之資料相當有限，大都只是仿美日等溫帶地區國家常用做為鮭鱒類所用的魚道設計觀念，因此對本省淡水魚類而言，使用上仍有不方便之處。理論上我們應當首先了解當地魚類的特性，再針對各種魚類的習性加以規劃，方能將魚道造的適合當地魚類所需，否則誠屬可惜！因此這些設施的基本問題則是我們這些從事河川生態研究工作者所應當檢討的，因為我們沒有任何的資料提供當時的工程單位作為參考。 這幾年各相關工程單位積極引進新的魚道設計技術和觀念，因此近年來所建造之魚道日漸精良，但是有關的效益是否有所提升，均未有過相關的調查分析與評估。因此每每有人想要徵詢現有哪一個是值得推介之魚道，實有相當的困難。雖然台灣目前即將施工中之魚道設計已應用一些較新之觀念，但是對於以往舊有魚道的優缺點未能有詳細的分析評估，可能還是不易將台灣的這項河川生態保育工程推向另一個新的紀元。 雖然近年來各地有一些魚道、魚梯的設計，逐漸改善了這種阻隔的障礙，但是因為基本資料的不足，設計和施工仍未能完全發揮其功能。有一些魚類在上游產卵，卵會順著水流而下，如果水流太緩，則會降低其活存率。甚至魚卵在較深的水庫區中，會沈到較冷、較深的水庫底，或是被埋到水庫底的沈積淤泥之中而大量的死亡。我們砍伐河岸的植物或是開墾性活動如抽砂、河川地耕作等等，會增加河川的淤泥，可能汙染魚類的產卵場或毀去了魚類賴以為生的底棲性生物，如水生昆蟲和藻類等。混濁度之增加也會對一些表層掠食性的魚類造成威脅，因為河水混濁將造成其不易捕獲食物。 本省各地數十條河川裡，因各種給水，蓄水、發電、灌溉、娛樂、防洪或是水土保持等不同的目的，興建有數千座的攔水壩、攔砂壩或是堰堤、水庫。這些人工構造物之興築，大都會對於河川生態造成莫大的衝擊，其中之一即為阻絕了魚類的洄游。早年（日據時代）為了保護珍貴的河川資源，許多的河川工程（電力株式會社所設的發電廠水壩）均特別設置有魚道的設施，以供珍貴的洄游性魚類（鰻魚、香魚等等）及蝦蟹（長腳大蝦及毛蟹等等）度過這些人工障礙物。這些設施不僅真正做到資源保護的工作，同時也樹立了環保教育的好形象。 光復後這項河川保育工程停頓甚久，一直到近十餘年來，才逐漸在各相關單位之重視之下，部份堰堤陸續設了魚道設施，或是在規劃前即考慮加設魚道之設施，再再顯示國人對魚道功能的重視。目前林務局、山地農牧局（水土保持局前身）、水利局、水庫管理局、國家公園管理處等單位，分別在全省各地河川，設計與建造了數十座魚道。但是一般國人尚未能知曉魚道的現況及其真正效益。許多魚道的設計亦因缺乏經驗及參考資料，缺失甚多而且無法改善。1990年於日本舉辨了第一屆國際魚道研討會，更說明魚道在河川資源保育以及環境保護等工作上，具有極大的價值及重要性。1995年更又舉辦第二屆國際魚道會議，加緊推動相關的工程研究。因此，儘早收集本省各有關之魚道設計資料，並進行初步效益評估，將有助於日後類似工程設計之水準提升，亦將有助於推廣河川環境教育。 在以往我們所調查過的台灣各地魚道設施而言，現有的數十座魚道之中，除了極少數還算是能夠發揮功能之外，大部分的魚道都有許多共同的缺點，甚至有一半左右的魚道已經毀壞或是近於毀壞的程度。就整體的問題來分析，大致上發現本省現有魚道的問題包括有； 一、生態性問題； （1）魚道設計的適用對象不恰當；本省大部分的魚道都是參考教科書的範例，而以寒帶性的洄游性生物為對象魚，完全忽略亞熱帶洄游性魚類的不同需求。因此千篇一率的設計基準並未見到有不同生態需求的考量，例如河川上中下游不同河段中的洄游性生物，會因為種類和體型大小的不同，所需要的水理條件基準有很大的差別，但是幾乎沒有一個魚道考慮到這些問題。例如雙溪貢寮取水堰與知本攔河堰的魚道，主要都是小型洄游性蝦虎和溪哥是最主要的使用魚種，坪林攔河堰是小型香魚和鯉科魚類幼苗為最主要使用的對象，但是這些魚道的落差和水理條件都是用大型魚類的標準來設計的，因此使用上極為不便。 （2）同一魚道缺乏可供不同魚類使用的多重考量；大部分的魚道都只是單一規格，幾乎都是給跳躍性或是游泳能力極強的種類使用，對於那些攀爬性或是黏貼性的生物種類較不易使用現有的魚道，例如平鰭鰍類、鰍類、蝦虎、鰻魚和蝦蟹類等等，運動的方式不同於一般的鯉科魚類，因此應當有特殊的魚道模式。 二、工程設計問題； （1）堰堤主體工程設計上的問題；有許多攔砂壩或是攔河堰本身結構有問題，因此颱風侵襲之後，連帶造成附屬魚道工程一併被摧毀。以今年賀伯颱風侵襲苗栗縣為例，後龍溪上游的十餘座魚道無一倖免的全數毀壞。 （2）魚道配置未能和主體工程配合；有的魚道只設在主壩的地方，而副壩卻沒有魚道。例如仁澤防砂壩副設魚道工程、七家灣溪簡易魚道設施的例子，都沒有一併考慮副壩也需要魚道的問題。 （3）魚道的擺設位置和主水流方向不同；這個問題是極普遍的現象，主要的原因有的時候是因為設計者忽略當地水文特性，有的時候是因為忽略魚道引水的考慮。甚至是因為壩體結構工程本身不平，或是水流逐漸切割壩體形成缺刻之後，主水流不往魚道的方向流過。魚道這種情形普遍的造成魚道缺水。這個問題也因為台灣河川流心的不確定性，造成許多設計者規劃時的困難，或許這就是挑戰吧！ （4）魚道進水口堵塞；由於流木或是砂石的堆積造成進水口淤積或是堵塞，同時又缺乏清理保全，因此魚道功能就此荒廢，桶後溪、烏石坑溪、楓港溪雙流森林遊樂區與知本溪等地的魚道都有同樣的問題。這點問題其實是管理上的缺失、但是也可以用工程手法加以克服。有一些魚道因為進水口的高度和水位線有相當大的落差，因此只有在某一個程度的高水位才有足夠的水流經魚道內，因此大部分的時候魚道都是乾枯的，例如雙流森林遊樂區內的魚道。 （5）出水口位置佈置不當；許多的出水口位置並不能適當吸引魚類的聚集，許多魚類找不到真正的魚道入口，因而迷失於攔砂壩或是攔河堰之下。這種問題在各地魚道都存在，例如粗坑壩、鹿角坑溪攔水堰、貢寮攔河堰、桶後溪各地攔砂壩、烏石坑溪攔砂壩等等附設的魚道都有這類的問題。這種問題也經常發生在一些增設魚道的堰堤之上，因此如何改善缺失正是大家努力的地方。 （6）魚道內水理條件欠佳；例如水流過快、泡沫過多、休息場所的缺乏等等。例如南湖溪、烏石坑溪和桶後溪等地的攔砂壩附設魚道，大都有類似的問題。 （7）魚道結構未能考量到洪水衝擊的可能性；魚道結構直接暴露主水流的位置，在洪水期經常遭受到流木或是砂石的撞擊而毀壞。例如南庄東河的幾座魚道，都因此而損毀。也許我們未來應當考慮考慮就將魚道建成粗壯而有淤沙或是有許多石頭堆積的樣子，避免直接做成過份精細的結構。的 （8）魚道保全與管理的欠缺；大部分的魚道因為缺乏水流量調節措施，甚至是有調節措施也不用（例如鹿角坑溪攔水堰魚道和粗坑壩附設魚道），因此許多時候都是缺乏水流的狀況。魚道內的淤砂或積土都沒有清除（貢寮攔水壩附設魚道），毀壞的隔壁也都沒有修理（南湖溪魚道）。 （9）管理法令的缺乏；由於缺乏相關法令的限制，對於這類最需要管理的設備都無法限制人類的活動，因此魚道內經常有人趁機擺設陷阱捕魚（桶後溪魚道），或是在魚道附近釣魚（粗坑壩魚道），影響魚類的溯河意願。 （10）設計概念的過於保守與缺乏新知；本省現有的魚道設計大都是水利或是土木工程師所設計，他們所能參考的資料有限，因此大部分的設計都還是傳統第一代的設計概念，許多新的革命性觀念與設計實例都缺乏認識。大部分的設計者沒有機會到國外實際參觀考察，國內也缺乏相關工程規劃研討的機會，因此進步相當有限。甚至有許多規劃中的案例，都還是採用逐漸被淘汰的設計觀念。 綜括以上的分析和實際調查本省現有已經使用中的魚道（不包括興建中的魚道），很不幸的我們實在找不到一座可以當做示範性的魚道，因此我們還是有必要將一些設計的必要概念重新灌輸給相關的設計人員。當然，在我們所造訪的幾個相當有經驗的設計工程師的過程之中，我們的確發現他們的設計概念已經有了相當程度的進步，如果相關單位還能夠加以輔導的話，或許未來的設計將會有長足的進步。 然而在整體研究的結論裡，我們發現所有的工程規劃設計與施工，都是非常容易可以克服的問題，所有的缺失都很容易改正。但是對於所有設計人員而言，最大的問題卻是本省洄游性生物基本生態資料的缺乏。沒有相關的資訊可以提供設計基準的對象魚種、洄游季節、游泳能力、活動週期、生理需求（例如集集攔河堰附設魚道需要魚類對於光線的需求資料）等等基本生態資料。因此所能設計的基準沒有辦法做任何的調整，這個問題一直是本省魚道工程發展上的一大瓶頸，未來所有的努力應當以此為優先才對。
三、河川棲地改善與親水性護岸工程的發展與問題 除了河川內的魚道工程之外，國內有許多的河川棲地改善工程的經驗，例如外雙溪、七家灣溪、大甲溪等地都有過直接以改善魚類棲地為目的的研究經驗。然而除了極少部分的研究性價值之外，真正有過評估說明得到正面效果的例子還不多。綜觀各地的研究與實際施工的經驗而言，本省的河川棲地改善的模式主要有兩種方式；
未來我們如何作好河川棲地改善的工作，事實上應當多了解自然河川的形成原因，儘量配合自然河川形成深潭或是急瀨的條件，不要勉強自然而應當順乎自然。例如自然河川能夠形成深潭的位置，通常需要有岩盤的配合，不管岩盤是在底部或是側邊，水流經過的時候自然就會因為淘蝕的關係，形成各種不同的深潭。自然的河川必須有連續性的深潭與急瀨的相互交替，方能成為一個完整的生態單元。 除此之外，最好以自然的材料，例如天然石塊（當然不能以鋼索五花大綁的方式固定）或是木材樹枝，都是比較好的自然材料。有許多國家甚至是利用樹脂材料以模擬自然環境的方式去塑造棲地，隨後又因為藻類的覆蓋，幾乎可以達到以假亂真的程度。雖然這種高成本的工作讓人讚嘆，但是是否具有長時間的維持效果還是讓人擔心，因此自然材料的使用可能最能讓人接受。 未來也有許多的地方將會繼續進行所謂的棲地改善，但是並非每一個地方都適合做這樣的工程，如何事先的評估可能變得非常重要，例如儘量避免在原本就相當自然的地方施工，儘量以高度人工化的河段做選擇對象，配合各項正在進行中的河川工程做局部性的棲地改善，以減少成本的支出，或許這樣的規劃較能夠讓一般的民眾接受，否則每每要花上幾十萬甚至上百萬的棲地改善工程，如果僅能增加幾十尾的魚群數量，不被罵死才怪！ 除了河道內的棲地改善工作之外，台灣目前也如火如荼的進行所謂的親水性河川護岸工程建設，然而許多的地方都還只是實驗階段，或者只能說是樣板階段。根本上台灣目前各地的河川護岸工程，對於生態的迫害簡直不敢想像的嚴重。最近我在台北縣的雙溪沿線，到處看到地方政府和公路單位，幾乎將北台灣僅剩的一條最漂亮溪流完全做成台灣平原區常見的灌溉溝渠，兩岸青翠扶疏的自然護岸變成醜陋的水泥堤岸，自然宛延而具有多樣性的溪流河道竟然變成一條平直的排水溝，我不知道這些始作庸者的原本居心如何？但是我知道未來這裡將會喪失許多大家原本極容易親近?漱藽銦A連帶的這裡將不會再有許多漂亮的野薑花，也不會有滿天揮舞的蜻蜓和螢火蟲，再也不會吸引人們前來垂釣，因為魚類將會逐漸的減少，再也不會有人到此夜遊點燈捉蝦，因為河岸根本沒有蝦子可以躲藏的地方了。 其實如果將上述雙溪河川整治的狀況和蘭嶼野溪整治的狀況相比，簡直是小巫見大巫，因為後者的整治方式竟然是連溪底都可以打上混凝土，也許只差沒有貼瓷磚罷了！我不知道是否政府的錢真的多到花不完，各位真正從事保育的朋友可能不知道任何一條小小的野溪整治的經費，可能比政府編列給全國從事保育研究工作的經費還要多，看到那種真會讓人昏倒的工程，或許你就會明白工程勢力的龐大和可怕！反而保育工作者整天叫的很大聲，卻沒有什麼作用，因為保育研究經費越編越少，我都開始擔心一些積極籌設中的保育相關科系如果大量的培養畢業生，未來他們將如何?鋮儩A合的工作呢？各位可能不知道蘭嶼的一些短短的野溪有多麼豐富的水生動物，這裡的溪流是全中國（包括中國大陸）唯一具有馬來亞區系的熱帶水生動物樂園，如今他就這樣毀在一個無知的工程單位手中，怎不能叫人心痛！ 去年台東市郊的太平溪河口段因為工程單位堅持整治的關係，縱使許多保育團體和人士的高聲疾呼，還是抵不過工程人員一句“如果河水淹到人民財產的時候怎麼辦？”的話。如今河口經常可以見到的遷徙性候鳥不見了，只留下一段讓許多附近居民傷心的臭水溝。沒有多少人願意再到這裡散步，因為這裡已經缺乏生命的感覺了。 本省各地的平原溝渠一直都在做各項的農業水利工事，就連最純樸的宜蘭縣鄉下也難逃這種命運。許多原本可以捉蝦摸蜆的水溝一段段的消失，許多原本棲息著各式各樣小魚兒的水溝也步上消失的命運。雖然許多農業水利專家堅持為了珍惜寶貴的水資源，必須以最有效率的水泥灌渠構築灌溉系統。然而卻也因為這樣的堅持讓台灣原本自自然然的小水溝一條條的消失在我們的眼前。我們可能在目前對於這樣的工程毫無感覺，但是我相信不久的將來我們就會後悔了，因為我們將會由於喪失了許多兒時記憶中的親切生物和活動場所而感到悲傷，然後再想辦法彌補這樣的錯誤。這一類工程我也在一些先進國家中找到類似的例子，例如日本各地都有許多將原本構築的相當堅固的水泥溝渠敲掉，重新建造以往那種我們所熟悉的親水性河川。他們也發現到水利需求實際上是可以和生態保育並存的，因此積極的改善那種我們正在努力進行的工程模式。我不知道為什麼國內的水利專家怎麼還不能看出來我們目前所作的事情，早已經是大家所公認會後悔的問題呢？ 雖然我知道國內許多工程單位早就有許多有新的人士，積極的引進各項所謂的多自然型河川工法或是近自然河川工法，引進一些較新的觀念和技術，並且翻譯出版一些相關手冊並且選擇一些地區在做試驗工程。他們的用心是值得我們敬佩的，但是整個觀念的推廣速度似乎還是不夠快，因為有許多溪流幾乎是命在旦夕。希望有心的工程師朋友將這些觀念儘快的傳達到基層設計人員的手上，或許那個時候台灣的溪流才有救。 總之，台灣如果沒有自自然然的溪流，她將會是有如哭槁的行屍走肉一般，沒有任何的生氣。反之，如果我們可以留有一些屬於自然的河川，那才像是一個血脈通暢的健康人，這樣的選擇可能就在你我一念之間。 |