宜蘭海岸防護基本資料調查(1/3)

宜蘭縣海岸線全長約 106 公里，其中頭城至蘇澳之間海岸約33公里，屬地形變遷較為劇烈之沙質海岸。本段海岸每至颱風期間，烏石港、蘭陽溪河口附近海岸受到颱風浪侵襲海岸線侵蝕嚴重，雖沿岸有海堤保護，仍然引起沿海居民不安。第一河川局於94及95年針對本海岸進行海象與水深地形等大範圍調查研究，初步掌握宜蘭海岸之海象特性。近年來持續受到颱風侵襲的影響，海岸地形變化有加劇之情況。依據水利規劃試驗所擬訂之「海岸防護規劃基本資料觀測調查作業規範(草案)_第一次修正」建議，海岸現場調查宜每5年進行一次，以做為相關工程規劃之依據，確定未來本段海岸環境復育具體方向。 本計畫分為三年度執行，本年度為第一年。本計畫主要研究範圍，自梗枋溪出海口以南至澳仔角以北沙岸。海域地形測量範圍，第一年北起頭城鎮石城海堤，南至蘇澳鎮澳仔角；其餘各年度均遵循各年度工作項目及測次。第一年度工作項目包括：(1)基本資料蒐集分析、(2)海岸水深地形測量與地形變化分析、(3)近岸漂沙特性調查、(4)海岸災害及環境現況分析、(5)蘭陽溪及海岸輸沙對蘭陽段海岸地形變遷之影響評估。 基本資料中歷年海象資料顯示，1981~2012年蘇澳港潮位，最高高潮位1.44m，最大潮差2.61m，大潮平均潮差1.53m。2002~2009年蘇澳港外海流資料，主要方向北至北北東與南南西至南南東向，平均流速夏季14~29 cm/sec、冬季14~45 cm/sec。1999~2012年蘇澳浮標波浪資料，夏季主要方向為東南東，示性波高1.46 m，週期6.4 sec。冬季東北方向最多，示性波高2.02m，週期6.7 sec。2010年9月19日凡那比颱風警報期，記錄最大波高 15.05 m、週期 13.1 sec。 海岸地形變化分析成果顯示，2001~2012年第一次測量，總體呈侵蝕狀態。平均侵蝕高程-1~-2m。在頭城海水浴場等深線0~-5m與公館等深線-10~-15m範圍的侵蝕情形最為嚴重。而長期海岸線變遷，1898~1921年，海岸線平行後退達到-200m。1921~1978年，蘭陽溪北岸淤積400m。1978~2001年，頭城海水浴場後退-48m，上大福則後退-31m。2001~2006年，主要侵蝕區域在上大福，退縮-19m，烏石港南堤則淤積超過150m。2006~2012年第一次測量，大福海岸退縮-16m，其餘海岸多呈淤積狀態。以衛星影像分析短期海岸線變化，3~6月灘線向海側推移，7~9月則是海岸線後退。逐月變異量與整體變遷量統計中，最北邊的外澳北堤後變化最劇烈，其次為最南邊的新城溪沙堤。作為個案探討，分析2010年9月凡那比颱風期前後海岸受颱風影響大幅度侵蝕情況，海岸線退縮達-16.2m ~ -10.4m。 潮波流現場調查結果，潮汐型態屬於混合潮型，以當地中潮為基準，平均高潮位0.494m，平均低潮位-1.187m，平均潮差0.988，最大潮差2.074。冬季波浪示性波高為1.20m、週期6.23sec，主要波向東北到東方，夏季示性波高1.52m，週期7.45sec，波向亦為東北到東之間。冬季海流主流向東南到東南東，平均流速15.4~22.6cm/sec。夏季流向東南與西北西，流速平均21.4~31.4cm/sec。 對海岸底質調查，粒徑 0.075~0.425mm間的顆粒成分以變質岩與石英為主，第一次採樣，蘭陽溪口以北底質粒徑分佈趨勢為往北遞增，以南則呈向南遞減。第二次調查，蘭陽溪口以北底質以社頭粒徑最大，向北向南遞減，蘭陽溪口以南呈向南遞減。計畫執行期間，兩次使用補砂器調查懸浮漂砂，成果顯示海域淨漂砂方向約略垂直海岸線指向外海，少部分漂砂方向平行岸線。碎波帶內淨傳輸率在 5.44 ~ 32.56 cm3/min 之間，碎波帶外淨傳輸率則在3.14 ~ 50.56 cm3/min 之間。 本計畫區於海岸與海堤的溯升的安全評估上，同時考慮颱風暴潮、長期海水位上升與地層下陷等影響，以50年重現期颱風波浪為設計條件，檢驗計畫區24處斷面的最大溯升高程。結果顯示，除了頭城海水浴場區段有越堤之慮，其他海岸均無出現越堤的情形。 第一年度對頭城海水浴場提出海岸防護改善方案，方案一為離岸潛堤佈設方案，建議三座位處水深-4m、離岸距離約120m、堤長100m、開口寬度採80m的潛體。方案二為離岸潛堤配合人工養灘，建議養灘平台寬度為40 m，養灘量14萬方。方案三為單純人工養灘。以民國101年4月實測地形，利用MIKE21模式模擬平面波流場及地形變遷，利用GENESIS模式模擬海岸線變化情形，評估改善方案防護成效。零方案時，未採任何改善措施，海岸呈現近岸侵蝕遠岸淤積，頭城海水浴場附近-2m水深以淺為侵蝕，水深-3〜-7m之間則會淤積，海岸線5年後最大的退縮距離達-50m。離岸潛堤改善方案，波浪場作用下，一年後頭城海水浴場海岸呈現穩定，上下游海岸-2m水深以淺仍呈現侵蝕，海岸線最大退縮距離為-25m，但離岸潛堤南側亦伴隨著-20m的退縮。離岸潛堤配合人工養灘方案，經過一年的波浪作用，頭城海水浴場附近海岸呈現淤積，最大海岸線成長距離達60m。頭城海水浴場的沙灘寬度明顯增加，且流失的養灘料預測將堆積於下游水深-4~-6m附近。人工養灘方案，經過三年持續的侵蝕，人工養灘近乎全數流失，海岸線恢復至現有狀況。總工程經費估算，方案一為4,711萬元，方案二則是6,363萬元，方案三為1,652萬元。經綜合成效評估，離岸潛堤配合人工養灘防護方案，對於頭城海水浴場區域可達到最大防護的功效。