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技師報於85年11月18日土木日創刊
新聞局出版事業登記證局版省報字第48號


中華民國九十七年十二月二十日

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社務顧問:李咸亨(北區)、顏聰(中區) 、徐德修 (南區)
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副  社 長:張長海、黃科銘

總 編  輯:拱祥生
總 主  筆:李順敏
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執行編撰:李惠華
文字記者:許素梅

淺談消浪隱士~單列式潛堤

洪照男技師

摘要

本工程案例位於屏東縣東港鎮東港溪出海口南側之東港海堤與東港漁港之間,該海岸線由於受歷次颱風影響,對沿海海堤灘線逐漸沖刷、颱風巨浪與週期性沖蝕致灘線逐漸消失。為維持鎮海公園附近海平面灘線自然風貌,經地方居民及民意代表陳情加強保護,於95年設置鎮海海岸保護工-柔性織袋潛堤三座,惟期間發揮淤砂保護砂灘效能並不顯著,故爰以決議於既有織袋潛堤處,改以拋放混凝土塊潛堤工法予以保護,並於灘線-1m處設置試驗性消浪框網群組,以提高消弱波浪波高之能量,減少海浪直接侵襲使潛堤所形成之砂舌灘線、繫岸沙州漸成為生態保育及親水性之海域。

本文內容分為:一、前言,二、工程簡介,三、潛堤特性,四、施工方法,五、預期效益及海象資料,六、結論與建議。

離岸堤漸不為地方認同

一、前言

早期台灣沿海為削弱巨浪,一般以離岸堤沿海岸以約100~150m循堤線佈置以成一道海堤前方之屏障,離岸堤完成後依漂砂理論而形成砂舌、繫岸沙州現象以增加灘線及親水性,並在巨浪來臨時波浪能量在距離海堤前方約100~150m處既被消能,進而降低海堤受直接沖擊並減少堤後沿海居民免受浸災之苦,離岸堤功效可謂功不可沒。惟離岸堤工法屬明顯突出海面之水工構造,遠看離岸堤似乎像一座「海上長城」,這一方面對目前環保意識潮流及對於海平面自然景觀風貌而言,似乎有漸不為地方及相關團體所認同的趨勢。

故今常於海岸線前方原織袋潛堤處,佈設混凝土塊潛堤以形成系列式潛堤型式,利用所產生的布拉格共振(Bragg resonance)效應達到碎波、消波之效,以達造灘、親水之海域環境。

 

二、工程簡介 

1.位置

本工程位於屏東縣東港鎮鎮海公園附近,於東港溪出海口南側之東港海堤與東港漁港之間。(如附圖1)

2.工法

剛性潛堤工法

3.潛堤長度

104.2公尺

4.潛堤間距

20公尺

5.潛堤布設位置

於既設潛堤處再拋放混凝土塊

6.海床高程

EL=-2.9~-3.6m處

7.距離鎮海公園

約150公尺

8.排列方式

以混凝土塊亂拋方式觀測潛堤禦浪成效(如圖2)

9. 工程費

新臺幣約7,500,000元整

10. 附屬消能設施

試驗性消能框網群組(如圖3)

 

1工程平面圖

 

2標準斷面圖

 

3框網組立示意圖瞭

三、潛堤特性

(一)潛堤與離岸堤之比較:

項目

織袋潛堤特點

混凝土塊潛堤特點

離岸堤特點

材質

1.以海砂裝填取材容易降低成本。

1.取材容易惟成本亦受物波影響。

1.以底拋大塊石頂鋪混凝土塊成一梯形錐狀構造物。

2.織袋材質為地工織物材質取材容易。

2.以底拋大塊石頂鋪混凝土塊成一梯形錐狀構造物。

2.塊石取得不易且混凝土構造物突出海面影響視線。

3. 降低混凝土及塊石用量。

 

 

施工

1.無需超大型吊具既可進行吊放作業。

1.以平台載運挖土機及混凝土塊進行定點拋放作業。

1.海面施設車輛運輸便道需大量塊石填築。

2.無需施設車輛運輸便道

2.岸上須有觀測人員配合高程及點位觀測。

2.拖板車運送消波塊行經鄉道或養殖業等,有損壞賠償糾紛風險。

3.以織袋疊放連結施工,不因單一織袋受損而有骨牌破壞效應。

3.底舖塊石量亦受海浪沖刷變化,數量管控不易。

3.需尋覓混凝土塊澆製及堆方場地空間。

4.海面下織袋連結作業不易。

 

4.需大型吊放機具設備。

5.織袋大小受限吊放時織袋抗拉強度。

 

 

景觀與生態

1.為低於海面之人工潛礁,不影響整體觀瞻。

1. 為低於海面之人工潛礁,不影響整體觀瞻。

1.離岸堤完成後為突出海面之消波構造物,不僅防礙觀海視線更因凌亂之消波塊破壞海岸景觀。

2.潛堤透水性低對生態系恐無明顯助益,需配合既有之混凝土潛堤增加孔隙,以營造生態系。

2. 混凝土塊潛堤增加孔隙,以營造海洋生態系。

2.漂流木殘留在離岸堤不易清理。

經費

較離岸堤經濟

介於織袋潛堤與離岸堤之間

約為織袋潛堤的2.5~3倍

(二)潛堤功能與種類

潛堤有單列式及系列式潛堤,本工程在既有織袋潛堤上方施設混凝土塊潛堤屬單列式潛堤,而單列式與系列式主要是系列式潛堤在碎波成效上,因有二道防線故碎波成效自當較單列式潛堤為佳,且系列式潛堤可利用堤與堤之空間使波浪產生明顯布拉格共振效應,因此使通過該潛堤之波浪能量經消殺而衰減。而今本案例為單列式故所產生布拉格共振效應則會較系列式潛堤小。

依日本學者崛川的試驗成果可知,堤高與水深之比(hd)愈大,則波高減衰效果亦愈大,詳如下表及圖4

 1 堤高水深對照表

H:d(堤高:水深) 碎波效果
H:d≦0.5 效果很小
H:d=0.9~0.95 碎波效果至少可達50% 

 

(圖4)

 

由上述可知離岸堤或潛堤一般施設原則茲略述如下:

1.     如欲完全阻止漂沙,則設置於碎波帶以外為宜,但如只希望遮斷一部份之漂沙則可設置於碎波帶較淺處,故碎波帶內沿岸漂沙量之分布情形愈了解愈可能作最確切的佈設,以避免類似河口淤沙之誤設失敗情形。

2.     因水深稍增加則工程費即大為增加,故一般設置於碎波帶內以節省經費。

3.     漂沙為波浪作用的結果,因此欲阻止之漂沙範圍與離岸堤施設長度成正比。

(待續)

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