黃宏斌臺灣大學：生物環境系統工程學研究所蔡奇璋Tsai, Chi-ChangChi-ChangTsai2007-11-272018-06-292007-11-272018-06-292006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/56133本研究使用澳洲維多利亞省所發展之溪流狀況指數(Index of Stream Condition, ISC)評估模式，針對台灣7處土石流野溪進行評估，以探討應用於台灣土石流整治溪流之適宜性，並提出修正建議，提供未來建立台灣本土溪流狀況指數評估模式之參考。 根據本研究之結果，水文次指數分數偏低，但不能代表溪流狀況差，主因為自然地形及氣候所影響，故調整其分級標準，以符合現況；物理型態次指數之人工構造物指標並不適合台灣，野溪魚類已能在生態廊道遭受阻絕下生息，故本研究根據有無洄游性魚類之存在作為是否評估之標準，溪流物理性棲地指標無法評估豐枯變化大之野溪，本研究根據豐枯水期時間與有無常流水之比較，進行修正；濱河區域次指數之本土外來種指標操作不易且無必須性，故將之剔除，保留植生連續性及寬度；水質次指數因應台灣土石流野溪狀況，剔除磷、導電度，保留pH值，以總懸浮固體量取代濁度，加入水溫指標；水生物次指數以台灣保育類野生及特有種魚類，進行本土化之修正。The purpose of this research is to assess the suitability of using Index of Stream Condition (ISC), developed by the State of Victoria in Australia, in managing debris flows at seven torrents in Taiwan. This research also provides recommendations about the establishment of local stream condition assessment models in the future. The results demonstrate that the number of Hydrology Sub-index was lower than normal. It did not mean that the stream conditions were bad, since natural topographies and climates did have an impact on it. Thus, standards for grading are modified to better reflect local conditions. This research also shows that it is not appropriate to utilize the impact of artificial barrier as an indicator in Taiwan because fish survived well even though corridors had been blocked. Therefore, the existence of fish is used in this research as the standard for assessment. It was also not able to evaluate the condition of instream physical habitat on torrents in which flow changes dramatically between rain and dry seasons, and thus this evaluation is modified according to flow conditions in rain and dry seasons. The assessment of native and non-native vegetation under the Streamside Zone Sub-index is difficult and unnecessary, thus it is not conducted in this research; the consistency and width of vegetation is assessed. Due to the actual conditions of debris flow in Taiwan, the total phosphorus and electrical conductivity are not assessed, and instead of assessing the turbidity, the amount of total suspended solids is evaluated. The research maintains the test of alkaline and acidity, and adds an assessment of water temperature. Aquatic Life Sub-index is modified to address the conditions of local endangered as well as endemic fish species.摘要………………………………………………………………………I ABSTRACT…………………………………………………..…………II 目錄……………………………………………………………..………IV 表目錄………………………………………………………...…...……IX 圖目錄……………………………………………………….…..……XIII 第一章 前言……………………………………………………………1 第二章 文獻回顧………………………………………………………3 2.1 生態環境相關評估指標概述……………………….……………3 2.1.1 生物性評估指標…………...…………………………...……3 2.1.2 物理性評估指標…….…………………………………….…6 2.1.3 整合性評估指標…..…………………………………………8 2.2 各相關評估指標之比較……………………………………...…13 第三章 研究方法……………….………………………….…………19 3.1 溪流狀況指數(ISC)之介紹……………………………..………19 3.2 溪流狀況指數(ISC)之評估作業流程……..……………………22 3.2.1 水文次指數…………………………………………………22 3.2.2 物理型態次指數……………………………………………25 3.2.3 濱河區域次指數……………………………………………27 3.2.4 水質次指數…………………………………………………32 3.2.5 水生物次指數………………………………………………36 3.3 研究區域之選定………………………………………………...38 3.4 觀測河段之劃定………………………………………………...38 第四章 研究區域介紹…………………………………………..……41 4.1 台北縣瑞芳鎮大粗坑………………………………………...…41 4.1.1 研究區域概況………………………………………………41 4.1.2 觀測河段之劃定……………………………………………43 4.1.3 流量站資料…………………………………………………43 4.1.4 土地利用……………………………………………………44 4.1.5 水質採樣地點………………………………………………45 4.2 雲林縣古坑鄉華山溪…………………………………...………46 4.2.1 研究區域概況………………………………………………46 4.2.2 觀測河段之劃定……………………………………………48 4.2.3 流量站資料…………………………………………………48 4.2.4 土地利用……………………………………………………49 4.2.5 水質採樣地點………………………………………………51 4.3 花蓮縣光復鄉大興村南清水溪…………………….......………51 4.3.1 研究區域概況………………………………………………51 4.3.2 觀測河段之劃定……………………………………………52 4.3.3 流量站資料…………………………………………………52 4.3.4 土地利用……………………………………………………54 4.3.5 水質採樣地點………………………………………………56 4.4 花蓮縣萬榮鄉見晴村見晴野溪……………………………...…56 4.4.1 研究區域概況………………………………………………56 4.4.2 觀測河段之劃分……………………………………………58 4.4.3 流量站資料…………………………………………………58 4.4.4 土地利用……………………………………………………59 4.4.5 水質採樣地點………………………………………………60 4.5 花蓮縣鳳林鎮鳳義里水源地…………………………...………61 4.5.1 研究區域概況………………………………………………61 4.5.2 觀測河段之劃分……………………………………………62 4.5.3 流量站資料…………………………………………………63 4.5.4 土地利用……………………………………………………64 4.5.5 水質採樣地點………………………………………………65 4.6 花蓮縣秀林鄉佳民村須美基溪……………………...…………66 4.6.1 研究區域概況………………………………………………66 4.6.2 觀測河段之劃分……………………………………………67 4.6.3 流量站資料…………………………………………………68 4.6.4 土地利用……………………………………………………69 4.6.5 水質採樣地點………………………………………………70 4.7 花蓮縣豐濱鄉新社村加塱溪…………………………...………71 4.7.1 研究區域概況………………………………………………71 4.7.2 觀測河段之劃分……………………………………………73 4.7.3 流量站資料…………………………………………………74 4.7.4 土地利用……………………………………………………74 4.7.5 水質採樣地點………………………………………………75 第五章 結果與討論…………………………..………………………77 5.1 各研究區域ISC評估結果之探討………………………………77 5.1.1 台北縣瑞芳鎮大粗坑………………………………………77 5.1.2 雲林縣古坑鄉華山溪………………………………………78 5.1.3 花蓮縣光復鄉大興村南清水溪……………………………79 5.1.4 花蓮縣萬榮鄉見晴村見晴野溪……………………………80 5.1.5 花蓮縣鳳林鎮鳳義里水源地………………………………81 5.1.6 花蓮縣秀林鄉佳民村須美基溪……………………………81 5.1.7 花蓮縣豐濱鄉新社村加塱溪………………………………83 5.1.8 評估結果與洪枯水期之關係………………………………83 5.2 各項次指數之探討……………………………………...………84 5.2.1 水文次指數之探討…………………………………………84 5.2.2 物理型態次指數之探討……………………………………89 5.2.3 濱河區域次指數之探討……………………………………98 5.2.4 水質次指數之探討………………………………....………99 5.2.5 水生物次指數之探討……………………………………..102 5.3 ISC應用於台灣土石流溪流之修正建議…………………...…106 5.4 ISC與修正ISC評估結果之比較……………………………...114 第六章 結論…………………………………………………..……..123 參考文獻…………………………………………………..………..…125 附錄一 台北縣瑞芳鎮大粗坑溪流狀況指數評估結果…………....131 附錄二 雲林縣古坑鄉華山溪溪流狀況指數評估結果……………181 附錄三 花蓮縣光復鄉大興村南清水溪溪流狀況指數評估結果…233 附錄四 花蓮縣萬榮鄉見晴村見晴野溪溪流狀況指數評估結果…281 附錄五 花蓮縣鳳林鎮鳳義里水源地溪流狀況指數評估結果……323 附錄六 花蓮縣秀林鄉佳民村須美基溪溪流狀況指數評估結果…365 附錄七 花蓮縣豐濱鄉新社村加塱溪溪流狀況指數評估結果……413 表目錄 表2-1 生息環境評價法(HIM)評分標準與說明…..………………….7 表2-2 生態工法指數(EEI)之河川環境現況調查表……………..…...9 表2-3 生態環境相關評估指標性質比較表…………………………17 表3-1 溪流狀況次指數構成因子表…………………………………21 表3-2 溪流狀況指數評等分級表……………………………………21 表3-3 水文次指數指標比率表………………………………………23 表3-4 大粗坑水文變異指標計算表(2003).........................................24 表3-5 物理型態次指數指標比率表……………………....................26 表3-6 濱河區域次指數指標比率表…………………………………28 表3-7 台灣地區具高度危害力之植物種類表………........................30 表3-8 水質次指數指標比率表………………………………………32 表3-9 原始ISC水質次指數指標比率表………………………….…33 表3-10 水生物指標比率表………………………………………..…36 表4-1 大粗坑觀測河段表…………………………………………....43 表4-2 介壽橋流量站站況資料………………………………………44 表4-3 大粗坑月平均流量推估表(1997~2004)……………………...44 表4-4 大粗坑集水區土地利用統計表………………………………..45 表4-5 華山溪觀測河段表……………………………………………48 表4-6 北港(2)流量站站況資料……………………………………...49 表4-7 華山溪月平均流量推估表(1997~2004)……………………...49 表4-8 華山溪集水區土地利用統計表………………………………50 表4-9 南清水溪觀測河段表…………………………………………53 表4-10 箭瑛大橋流量站站況資料……………………………………54 表4-11 南清水溪月平均流量推估表(2001~2004)…………………...54 表4-12 南清水溪集水區土地利用統計表…..………………………..55 表4-13 見晴野溪觀測河段表……………..………………………..…58 表4-14 花蓮大橋流量站站況資料…..……………………………..…59 表4-15 見晴野溪月平均流量推估表(1998~2004)…………………...59 表4-16 見晴野溪集水區土地利用統計表.…………………………...60 表4-17 鳳義里水源地觀測河段表……………………………………63 表4-18 花蓮大橋流量站站況資料……………………………………63 表4-19 鳳義里水源地月平均流量推估表(1998~2004)…..……….…64 表4-20 鳳義里水源地集水區土地利用統計表……………..…..……65 表4-21 須美基溪觀測河段表…………………………………………68 表4-22 仁壽橋流量站站況資料……..…………………………..……69 表4-23 須美基溪月平均流量推估表(1998~2004)………..……….…69 表4-24 須美基溪集水區土地利用統計表…..…………………..……70 表4-25 加塱溪觀測河段表……………………………………………73 表4-26 加塱溪集水區土地利用統計…………………………………75 表5-1 大粗坑溪流狀況指數歷月評估結果表…..……………..……78 表5-2 華山溪溪流狀況指數歷月評估結果表………..………..……79 表5-3 南清水溪溪流狀況指數歷月評估結果表……………………79 表5-4 見晴野溪溪流狀況指數歷月評估結果表…..…………..……80 表5-5 鳳義里水源地溪流狀況指數歷月評估結果表………………81 表5-6 須美基溪溪流狀況指數歷月評估結果表…………..……..…82 表5-7 加塱溪溪流狀況指數歷月評估結果表………..…………..…83 表5-8 各研究區域水文次指數結果表………..………………..……86 表5-9 華山溪斷流狀況位置表………………………………………93 表5-10 南清水溪斷流狀況位置表………..………………………..…94 表5-11 見晴野溪斷流狀況位置表..………………………………..…95 表5-12 鳳義里水源地斷流狀況位置表………..………………..……96 表5-13 須美基溪斷流狀況位置表………..……………………..……97 表5-14 修正溪流狀況次指數構成因子表……………………….….108 表5-15 修正水文次指數指標比率表………………………….…….109 表5-16 修正物理型態次指數指標比率表…………………………..111 表5-17 修正濱河區域次指數指標比率表…………………………..112 表5-18 修正水質次指數指標比率表………………………………..113 表5-19 修正水生物指標比率表……………………………………..114 表5-20 大粗坑溪流狀況指數歷月評估結果表(ISC與修正ISC)……………………………………………………………………118 表5-21 華山溪溪流狀況指數歷月評估結果表(ISC與修ISC)……………………………………………………………………118 表5-22 南清水溪溪流狀況指數歷月評估結果表(ISC與修正ISC)…………………………………………………………………....119 表5-23 見晴野溪溪流狀況指數歷月評估結果表(ISC與修正ISC)……………………….. …………………………………….……120 表5-24 鳳義里水源地溪流狀況指數歷月評估結果表(ISC與修正ISC)……………………………………………………………………120 表5-25 須美基溪溪流狀況指數歷月評估結果表(ISC與修正ISC)………………………………………………………………...….121 表5-26 加塱溪溪流狀況指數歷月評估結果表(ISC與修正ISC)……………………………………………………………………121 圖目錄 圖3-1 溪流狀況指數、次指數與指標關係圖………………..………20 圖4-1 大粗坑集水區範圍圖………………………………....………42 圖4-2 大粗坑觀測河段示意圖………………………………………43 圖4-3 大粗坑集水區土地利用圖……………………………………46 圖4-4 大粗坑水質採樣地點位置圖…………………………………46 圖4-5 華山溪集水區範圍圖…………………………………………47 圖4-6 華山溪觀測河段示意圖………………………………………48 圖4-7 華山溪集水區土地利用圖……………………………………50 圖4-8 華山溪水質採樣地點位置圖…………………………………51 圖4-9 南清水溪集水區範圍圖………………………………………52 圖4-10 南清水溪觀測河段示意圖……………………………………53 圖4-11 南清水溪集水區土地利用圖………………….…………...…55 圖4-12 南清水溪水質採樣地點位置圖………………………………56 圖4-13 見晴野溪集水區範圍圖……………..……………………..…57 圖4-14 見晴野溪觀測河段示意圖………..………………………..…58 圖4-15 見晴野溪集水區土地利用圖………..……………………..…60 圖4-16 見晴野溪水質採樣位置圖…………..……………………..…61 圖4-17 鳳義里水源地集水區範圍圖…..………………………..……62 圖4-18 鳳義里水源地觀測河段示意圖………..………………..……63 圖4-19 鳳義里水源地集水區土地利用圖..………………………..…65 圖4-20 鳳義里水源地水質採樣位置圖…………..…………......……66 圖4-21 須美基溪集水區範圍圖.…………………………………...…67 圖4-22 須美基溪觀測河段示意圖…..…………………………..……68 圖4-23 須美基溪集水區土地利用圖………..……………………..…70 圖4-24 須美基溪水質採樣位置圖………..……………………..……71 圖4-25 加塱溪集水區範圍圖……..………………………..…………72 圖4-26 加塱溪觀測河段示意圖………..………………………..……73 圖4-27 加塱溪集水區土地利用圖……………………....……………74 圖4-28 加塱溪水質採樣位置圖…………………..…………..………75 圖5-1 7個研究區域ISC之分數與時間之關係圖……………..……84 圖5-2 歷年每月流量變化圖〔北部：介壽橋(大粗坑)〕..…………….86 圖5-3 歷年每月流量變化圖〔西部：北港(2)(華山溪)〕……………...87 圖5-4 歷年每月流量變化圖〔東部：箭瑛大橋(大興)〕……………...87 圖5-5 歷年每月流量變化圖〔東部：花蓮大橋(見晴)〕……………...88181253763 bytesapplication/pdfen-US溪流狀況指數(ISC)土石流Index of Stream Condition (ISC)Debris Flow.thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/56133/1/ntu-95-R93622019-1.pdf