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生態工程與環境規劃分析－以河川整治為例

李健雄 [1]                           柯一青 [2]    

             Lee Chien-Hsiung1                   Ko Yii-Ching 2       

摘要

生態工程(eco-engineering)近年來在河川規劃設計大量世界各國被採用，主要原因在於人類多只求經濟建設與發展，長期以來忽略對自然環境的重視。德國的 Seifert早在 1938 年整治河溪時，即提出了「近自然河溪整治」的概念。在臺灣延至近年林肯大郡雨水逕流（ground water rnnoff）造成山坡地邊坡滑動危機，象神及納莉颱風所造成的水災及土石流（debris flow）等，才開始有覺醒的聲音出現，對環境的破壞的警覺顯已落後其他國家，這些都是人定勝天迷思下所造成的後果。

事實上，再臺灣特殊的政經環境下，長期對環境及生態忽略，一直以來都是臺灣許多環境規劃者唯我獨尊觀念下所造成的問題，其實並非施工採用生態工程即可表示已經對環境有所尊重，並須從基本調查及規劃時回歸尊重環境的觀念，順應自然才能創造永續的生活環境。本文擬以河川整治為例，檢討分析河川生態工程施作之方法及其環境規劃，並提出建議方向。

關鍵字:生態工程、雨水逕流、土石流、環境規劃

Eco-Engineering and Environmental Planning and Analysis– Through the Example of River Remediation

Lee Chien-Hsiung                          Ko Yii-Ching  

Abstract

In recent years, eco-engineering has been adopted in various nations for river planning and design, mainly because of the fact that people have neglected the natural environment over a long period where focus was solely devoted to economic construction and development. Back in 1938, Seifert from Germany proposed the concept of near-natural river remediation. Taiwan did not begin to wake up until the ground water runoff at Lincoln Mansion caused a mudslide crisis on the side of a hill, and the Xangsane and Nari Typhoons caused flooding and debris flow in recent years. It is clear that Taiwan has come to a much slower realization of this environmental destruction than other nations, a consequence of the school of thought which dictates that man will always overcome nature.

The reality of the situation is that long term neglect of the environment and ecology has always been an issue due to the egocentric concepts of many environmental planners in Taiwan, under Taiwan’s unique political and economic circumstances. The utilization of eco- engineering alone is not sufficient indication of respect for the environment. Concepts of environmental respect and natural methods must be implemented during basic surveying and planning, in order to create a sustainable living environment. This paper uses river remediation as an example to analyze and reflect upon the methods and environmental planning implemented in river eco-engineering projects, while also proposing suggestions for future direction.

Keywords: eco-engineering, ground water runoff, debris flow, environmental planning

一、    臺灣河川水文特性及原有整治方式

臺灣因河川長度短、寬度窄及坡度陡，河川水流常夾帶大量泥砂，故水庫易淤積而壽命較短且保水不易，河川枯豐流量相當懸殊，戰後初期河川整治多為政府所興建，也就一般所謂之公共工程（infrastructures），在臺灣經濟起飛的同時，並未適切保護臺灣之自然環境，多採用最節省土地徵收費用的混凝土結構物施作，施作後光滑的表面迫使植物無法生長，魚類等動物無法躲避及棲息，導致河川失去生機，視覺上更是無法與環境融合。當時對於河川整治多採截彎取直政策，將河川垂直化後若發現空間仍然無法滿足使用，索性將河川加蓋變成箱涵，故常造成河川阻塞，長期以來路上的動物無法親水，植物更無法生長，加上工業化造成的廢水污染，河川水溝化，非但無法親水，更成為惡臭及髒亂的代表。這是幾年前臺灣普遍出現的現象，即使1984及1987年間公告實施「臺灣沿海地區自然環境保護計畫」，作為沿海保護區之管理依據，但1986年則核准六輕於麥寮與海豐區，亦即「保護區」也難抵經濟發展政策的權謀，更何況一般的河川野溪更無法獲得保護。1986-87年間，臺灣進入民主轉型階段，民間社會開始有了環保運動與對抗工廠污染的抗爭活動；到了1992年，臺灣社會開始著重國際參與，民間與政府組成非政府代表團參加了里約地球高峰會。1994年臺灣首度成為援用培利法案貿易制裁的對象，臺灣社會開始感受到國際公約的重要性（葉俊榮,2007）。加上陸續天災所引起的民眾反彈，執政者提出了生態工法論述，本文將藉由對生態工程之論述出現契機及其執行方法進行研究，進而提出具體構想供後續環境共生設計之概念。

二、    生態工程論述出現的契機

生態工程[3]之觀念乃源自於德國以及瑞士，近年來正逐步推展至世界各國。在1938年德國Seifert首先提出近自然河溪整治的概念，指能夠在完成傳統河流治理任務的基礎上可以達到接近自然、廉價並保持景觀美的一種治理方案之自然對策（natural solution）（高甲榮，1999），自然工法（Nature-Working Method ）在日本稱「近自然的工事」，或「多自然型建設工法」，部分美語系國家則稱為「Eco-engineering」。1989年生態學家Mitsch提出生態工程（Ecological Engineering）觀念[4]，乃是運用生態系之自我設計（self-design）能力為基礎，強調透過人為環境與自然環境間之互動達到互利共生（symbiosis）目的（經濟部水利署,2003）。臺灣則於1999年引入生態工程論述，並應用於環境政策分析，當時適逢921大地震對臺灣造成重大傷害，加上2002、2003年連續兩年旱災，導致民生及工業缺水嚴重，2004年敏督利等颱風又產生重大的水患，2004年12月更發生罕見的冬颱（南瑪都颱風），這就是以成長掛帥所主導的「臺灣奇蹟」發展模式，一向只重視經濟面向的開發，忽視環境面向的保育，使得臺灣許多原本不應被開發的邉陲土地也被納入開發的行列，再加上國土經營管理制度不健全，更使得環境敏感地區的國土大量被開發，使整個美麗寶島儼然成為「環境災難博物館」（李永展,2004），種種的災害不斷發生下引起民眾對水土保持的重視，政府不得不有積極的作為。

在威權統治的年代，民眾鮮少有對公共事務有參與的權利，長期以來政府的資源多使用在行政中心的臺北市，直到2001年臺北市堤防早就達到的200年保護頻率，臺北縣卻多數未達10年防洪頻率標準，直到象神颱風造成汐止的大淹水迫使89年基隆河初期治理實施計畫的開始後，北縣始達十年之防洪頻率標準，但也因此免於全數施作三面光的混凝土擋牆，保留施作生態工程之契機。

國內負責推動生態工程的公共工程委員會，於2002年組成生態工法諮詢小組，生態工程(eco-engineering)依據行政院公共工程委員會之定義為：「生態工程係旨人類基於對生態系統的深切認知，為落實生物多樣性保育及永續發展，採取以生態為基礎、安全為導向減少對生態系統造成傷害的永續工程皆稱之。」依行政院農業委員會水土保持局之定義為「採用天然資材為主要材料，以融合週邊地形自然景觀，減少造成生態環境之衝擊為理念設計，構築可供動植物棲息之空間，創造兼具防災及生態復育功能之工法」。經濟部水利署之定義：「基於對生態系統的深切認知與落實生物多樣性保育及永續發展，而採取以生態為基礎、安全為導向的工程方法，以減少對自然環境造成傷害。」，當時工程會副主委郭清江的定義是「人類基於對生態系統的深切認知，為落實生物多樣性保育及永續發展，所採取的『以生態為基礎、安全為導向、並減少對生態系統造成傷害的永續系統工程設計』」(2004,林美芬)。美國國家科學院在1993年提出「生態工法」的定義是：「一種能夠達於以永續生態系為目標的設計，以整合人類社會與其自然環境，使二者均能受惠。」，一連串的天然災害造就了生態工程論述出現的契機，政府必須以一個新的公共工程觀念來回應民眾的需求，生態工程儼然成為相當熱門的工法，義守大學甚至成立了土木與生態工程學系，人類過度開發所引發的自然反撲，使得執政者不得不去面對「自然資本為了支持人類經濟體的生活乃至於生物圈維生所需的實體及過程的各種關係」（wackernagel,1997），下節則擬綜合各方生態工程的論述並應對其執行方法及以臺北縣雙溪河為案例舉例說明。

三、    生態工程論述及雙溪河整治執行方法探討與評述

　　依據臺灣在生態工程論述主要以能保存生物棲息空間「創造」多樣性生物棲息環境及提供人類親近生物之設施，必須整體性系統環境整合以當地自然植生為原則、保留河道蜿蜒原貌，利用當地資源生態材料（eco-material），截留雨水增加大地之保水性，水源處水土保持（減緩流速），減少道路開闢，減少營建混凝土構造物，在此論述下河川護岸施工實踐的作法，多以砌卵石護坡、造型模板護岸、蛇籠（gabion）、箱籠、土石籠（水流衝擊大之護岸）、丘狀堤防、緩坡護岸、拋石護岸（placing riprap）、打樁邊柵護岸、植生護坡、板狀柵工（plate hurdle works）及格籠擋土牆（crib retaining wall）等，施行之方法：由行政院及各縣市成立生態工程推動小組，[5]先以公共工程逐步施行，成效良好再推至民間，整體計畫在挑戰2008國家發展重點計畫之子計畫內水與綠建設計畫內註名將全面推動生態工程，在2004年歐風烈博士於自由時報[6]發表生態工法的探討與闡述，其建議政府與民間合作收集這方面資料，經過整理分析製作規範與準則，但政府單位卻無法脫離委託專業顧問公司作出水理分析規劃原則，透過科學的數字計算當成依據，然後一成不變的走下去。

生態工程的成功主要取決於心態，故有人主張生態工程其實是「心態工法」。強調工程規劃與設計（Engineering）若能多從生物的角度去思考，環境景觀就能獲得恢復。所以生態工程並無既定的標準模式，其應用須因地制宜、就地取材，考量不同的地理、人文、生態條件，來進行工法的設計與施工，自然無法以同一套標準適用於各地。只有倚靠基本理念的正確掌握，才是成功的關鍵！以下是專家列舉的七項生態工程成功要件：

1.須從觀念及心態做起(尊重自然)。

2.需做整體性的系統考量。

3.對現有生態環境認知 。

4. 減少營建工程對生態之衝擊到最小程度。

5.研究可能造成安全問題之因子，從源點將因子去除。

6.因地制宜，就地取材。

7.不需做就不要做，並減少資源之消耗 （公共工程委員會,2006）。　　

　　1938 年Seifer首先提出「近自然河溪整治」的概念，特別指出能夠在完成傳統河流治理任務的基礎上，可以達到接近自然、廉價並保持景觀美的一種治理方法，使人類從物質文明到文化文明、從工程技術到工程藝術、從實用價值到美學價值，同時特別強調河溪治理工程中美學的成分。至50年代德國正式創立了「近自然河道治理工程」，提出河道的整治要符合植物化和生命化。1962年H.T.Odum首次提出「ecological engineering」，將生態學概念運用於工程中。隨著生態學理論的發展，人們對溪流治理有了新的認識，對於生態治理的目標，除了要滿足人類對河溪利用的要求，同時要維護或創造河溪的生態多樣性。治理時考慮溪流的水理特性和地形特點，將溪流的自然狀況或原始狀態，作為衡量溪流整治與人為活動干預程度的標準。1971年Schlueter認為近自然治理（near nature control）的目標，首先要滿足人類對河溪利用的要求，同時要維護或創造河溪的生態多樣性。1983年Bidner提出河道整治首要考慮河道的水利學特性、地貌學特點與河溪的自然狀況，作為衡量河道整治與人為活動干預程度的標準。1985年Holzmann認為生態治理是通過生態治理創造出一個具有各式各樣水流斷面、不同水深及不同流路的溪流，把河岸植被看待為具有多種小生態環境的多層結構，強調生態多樣性在生態治理的重要性，注重工程治理與自然景觀的和諧性。到了1989年Pabst則把生態治理看為一種工程治理方式，溪畔僅用帶石塊的原有土壤或純石塊覆蓋，河岸植被則應該是由自然下種形成的，其他一切刻意促進植被恢復和改良土壤的措施如撒種、栽植、灑水、施肥等均應禁止，溪流的自然特性依靠自然力去恢復。1992 年Hohmann從維護河溪生態系平衡的觀點出發，認為近自然河溪治理是減輕人為活動對河溪的壓力，維持河溪環境多樣性、物種多樣性及其河溪生態系統平衡，並逐漸恢復自然狀況的可行性工程措施。近自然治理的實質就是景觀生態學與野溪治理學的完美結合，亦就是既有防護作用又能維護野溪自然景觀的管理工程。到了1993年5月由美國(National Academy of Sciences)所主辦的生態工法研討會中定義：「The design of sustainable ecosystems that integrate human society with its natural environment for the benefit of both」(Mitsch,1996)。臺灣生態工程論述乍看之下都充滿願景也與國外河川整理理念接近，但政策在科層制的政府單位實質執行確常變了調，生態工程應建立於民眾參與環境規劃的機制下，而非依賴生態城市教學手冊或生態工程規範，以臺北縣政府執行「易淹水地區水患治理計畫」[7]雙溪河整治為例，雙溪鄉是北部區域少數仍保有農村風貌的地區，雙溪河在福隆出海，在日據時代雙溪河是相當重要的水道。而承包雙溪河水系規劃的顧問公司在96/9/19、97/1/30在雙溪鄉、貢寮鄉召開「雙溪河治理地方說明會」都說明雙溪河的治理願景是能不做就不做，或以融入自然的生態工程為原則，之前若有錯誤的河川工程也會一併檢討，但是實際施作後卻都是比照基隆河經驗，遵照「25年重現期洪水設計」標準，相關單位不重視居民生活經驗，在制式化水理計算公式理打轉，很快的，兩岸自然植被被挖土機剷除，自然邊坡變成了「生態工程」下的3至5公尺高的蛇籠，在地方來說，走在原本的道路上，堤防阻擋了一切的視線，原本拂面而來的清風也不見了，河水映著藍天青山綠竹的景象也看不到了，即成為瑞芳、八堵、汐止或社子島的景象（羅敏儀,2010）[8]，經過生態保育團體生態保育團體（簡稱Eco-NGO）[9]與地方代表至臺北縣政府拜訪時任副縣長的李鴻源，期望改變現有破壞現況的治水方式，李副縣長聽完簡報後，表示必須匯集更多地方民眾，他才能代為發聲。97年12月23日副縣長到雙溪鄉參加健康城市會議，當地居民全力動員，迫使水利局不得不重視問題，時任臺北縣景觀總顧問的黃瑞茂先生，其長期致力於社區營造工作，主動與民眾溝通，將說明會定位為社區工作坊，雙溪河才出現回歸在地居民願景及想像的契機，由此可知，政府團隊仍未擺脫由上而下聖旨式的規劃方式。在雙溪河整治遭受居民抗爭後，水利局在施作中港大排河廊改造時即補償性質的花費300萬元委託社區規劃師辦理社區改造方案，由於水利局並無辦理社區規劃經驗，承辦科室也現少有參加過社區規劃師課程之專業人員，社區規劃之目的似乎變了調，損失補償與管制手段已漸漸無法公正與有效地處理環境負載問題，尤其資源開發容易被視為圖利少數人的建設方案，良好的政策工具應該能解決問題，而不是製造問題，公部門的主要權責是輔導與監督，而不是與民爭利，因此理想的社團以第三者立場，切入社區核心，協調權益關係人，找出適當的解決方案，不僅能確切符合權益關係人的需求，同時提出共同承擔社會責任的誘因 。唯有去除科層制度下的陋習，才能排除生態工程落實到地方自主規劃的最大阻礙，下節對整體生態工程實踐提出檢討與建議。

四、    研究結果檢討與建議

臺灣長期以來受到科層制的影響，規劃者（之前皆由政府單位擔任）自我及主觀的設計，長久忽略使用者之心理及對環境的尊重，在現有的政府組織體制中，雖制定了環境影響評估法，限制了部分工程施工前必須先施作環境影響評估，但是事實上無論任何的開發及環境規劃都需由下而上，尊重使用者經驗及環境的維護，以汐止地區防洪工程為例，納莉颱災當日經驗，汐止居民對於當地的水文水理有著不同於水理計算之自然經驗，許多耆老對水溢滿至一定高度推測即可明確預知溢堤的時間，這是一般水理計算無法得知的自然經驗應予以重視。

生態工程的執行人的教育亦相當重要，許多民眾對混凝土構造物過度的依賴，自然邊坡給予民眾莫大的不安全感，施工時自然也將造成阻礙，特別是由混凝土構造堤防改為自然邊坡堤防。在近期雙溪、貢寮鄉居民反對破壞生態的河川整治及平溪鄉民反對興建水庫之相關抗爭活動可得知，民眾之生態觀念已逐漸覺醒中。臺灣在面對全球化的衝擊下，產業有增加競爭力的必要，然而若只在意產業之開發忽略了永續發展，生態保育便難以顧及，政府單位及規劃者必須於規劃前充分體驗地方及保存地方生態環境，以永續發展為基礎，涵括環境（生態）、社會（生活）及經濟（生產）三個向度，即「三生一體」之架構，以觀光客為主體的觀光產業應該被以「生態」為主體的生態產業所取代，產業經濟利益必須回饋至當地居民，並且重新定位為「結合傳統生活與近代保育觀念」的區域產業（郭城孟,2000）舉例來說，經濟產業應融入地方，便利商店如果設在煤礦文化遺址區，應捨棄其原有型態，也許就是以礦坑型態來呈現。

總而言之，生態工程的出現不僅是在回復河川原貌，更應有整體的區域計畫與規劃（Planning），用生態工程來施作不得已必須影響的區塊，而規劃者必須尊重地方對未來的詮釋及發展想像，以社區營造為基礎，減少生態足跡及生態包袱，才能成為真正永續發展的的生態社區與整體環境。

參考文獻及資料

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