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研究生:陳明儀
研究生(外文):Ming-Yi Chen
論文名稱:農業灌溉水路生態工程之應用與評估研究
論文名稱(外文):Study and Application of Ecological Engineering in Agricultural Irrigation Canals
指導教授:張 子 修
指導教授(外文):Tzyy-Shiou Chang
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:營建工程系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:166
中文關鍵詞:農水路農田水利會灌溉水路生態工法
外文關鍵詞:irrigation canalecological engineeringagricultural canal
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摘 要
農業灌溉水路縱橫阡陌於農地之間,有如人體血管的分佈,供應農地生產必要之水源,是促進農業生產的重要建設,也是農地與河川間的主要生物廊道。但近年來因水源污染化及農水路混凝土化,使得農水路原有的生態保育功能喪失。
本研究針對台灣地區各農田水利會使用中之農水路,參考整理現行河川及農水路生態工法可行方案,歸納提出一套農水路採用生態工法的可行評估方案及執行步驟,並提供二件實際案例以資佐證。農用灌溉水路因受用地、輸水功能及效率等限制,而無法全面適用生態工法,但以目前農水路現況來看,若能從改善現有農用水路之生態棲地條件並利用生態工材與工法施工,並配合河川及農水路生態環境規劃,應是未來台灣農用水路結合生態工法發展之可行方向
ABSTRACT

Irrigation canals spread throughout the agricultural farmland are like the blood vessels within the human body. These canals provide the necessary water supply for the farmlands, therefore becoming essential to the enhancement of agricultural productivity. At the same time, these canals serve as a link between land and waterways for a variety of insect and animal life. Recently because of severe water pollution and the overuse of concrete building material, the ability for canals to provide livable habitats and sustain insect/animal life has greatly diminished.
This study focuses on the irrigation canals throughout the Taiwan area and the creation of an evaluation procedure and analysis in canal construction using current river management regulations and feasible ecological engineering methods.
Two cases in Taiwan verified the procedure and evaluation criteria. Because irrigation canal function is limited by size and water transport efficiency, the use of ecological engineering techniques could not be used consistently throughout the area.
The results of this study revealed: according to the current Taiwan agricultural Irrigation Association, canal function limitations can be improved using appropriate ecological engineering material and methods in correspondence to insect/animal habitat environments. In addition, the combination of ecological environmental planning between river and irrigation canals is essential to the advancement of ecological engineering methods and techniques in Taiwan.
目 錄
封面內頁
授權書
審定書
中文摘要 …………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要 …………………………………………………………………Ⅱ
誌謝 ………………………………………………………………………Ⅲ
目錄 ………………………………………………………………………Ⅳ
圖目錄 ……………………………………………………………………Ⅵ
表目錄 ……………………………………………………………………Ⅹ
第一章 緒論 ………………………………………………………………1
1-1 研究動機……………………………………………………………1
1-2 研究目的……………………………………………………………4
1-3 研究方法與流程……………………………………………………5
1-4 預期研究成果與可能之運用………………………………………8
第二章 文獻回顧 …………………………………………………………9
2-1 生態工法之介紹……………………………………………………9
2-2 農水路的功能及生態………………………………………………23
2-3 河川與農水路生態之比較…………………………………………41
2-4 農用水路各種材料構造效益比較…………………………………43
2-5 農水路生態系之重要性及保全自然生態空間之基本原則………48
2-6 農水路採用生態工法的可行性……………………………………52
第三章 農用水路應用生態工法之發展概況 ……………………………54
3-1 農用水路結合生態工法之基本考量 ………………………………54
3-2 混凝土農水路影響生態之因子及改善對策 ………………………59
3-3 現有混凝土農水路的棲地改善方式 ………………………………62
3-4 未來農用水路之生態發展規劃 ……………………………………74
第四章 研究方法 …………………………………………………………83
4-1 研究方法與流程 ……………………………………………………83
4-2 農田灌溉排水路生態工法之生物多樣性意義 ……………………86
4-3 現行生態工法相關評估指標探討 …………………………………90
4-4 農水路生態工法適用之相關評估指標 ……………………………93
4-5 農水路生態工法之生態評估可行模式 ……………………………100
第五章 農水路生態工法實施流程及案例分析……………………………108
5-1 推動農田灌溉排水水路生態工法之基本精神 ……………………109
5-2 推動農田水路生態工法之建議作業程序流程說明 ………………110
5-3 以案例一:宜蘭水利會柯林湧泉圳生態工程說明建議作業程序 120
5-4 以案例二:南投水利會史港四號圳生態工程說明建議作業程序 128
5-5 案例農水路生態工法實施對生態保育功能之分析與檢討 ………136
第六章 結論與建議…………………………………………………………138
6-1 結論 …………………………………………………………………138
6-2 建議 …………………………………………………………………140
參考文獻 ……………………………………………………………………144
附錄一 農田水利建設應用生態工法規劃設計與監督管理作業要點……148
附錄二 宜蘭水利會柯林湧泉圳及南投水利會水蛙窟圳生態調查報告…152


圖 目 錄
圖1-1 研究流程圖…………………………………………………………7
圖2-1 生態工法發展流程圖………………………………………………9
圖2-2 生態工法與生態工程之關係圖……………………………………14
圖2-3 生態工法設計流程圖………………………………………………19
圖2-4 參與生態工法推動與應用之單位及應用標的……………………21
圖2-5 土渠農水路(南投水利會阿罩霧二圳支線)………………………27
圖2-6 乾砌塊石農水路(南投水利會龍泉圳北支線)……………………27
圖2-7 混砌塊石農水路(南投水利會溪尾寮圳)…………………………28
圖2-8 鋼筋混凝土內面工農水路(南投水利會新茄荖圳)………………29
圖2-9 具有生產功能之綠油油稻田(南投水利會茄荖圳灌區)…………31
圖2-10 農水路的生活功能-洗衣洗菜(南投農田水利會龍泉圳)………32
圖2-11 農水路的生活功能-遊憩親水空間(南投水利會北投新圳)……32
圖2-12 水路不封底涵養地下水(南投水利會茄荖圳545給水路) ……33
圖2-13 水路施設生態過濾池淨化水質(南投水利會北投新圳) ………34
圖2-14 魚類在農水路棲息之移動路徑 …………………………………35
圖2-15 農水路兩岸自然植物生態功能(霧峰四德二號埤灌排水路) …36
圖2-16 農水路生態系之基本結構圖 ……………………………………38
圖2-17 埔里茄苳腳圳雙寮支線施工改善前生態機能豐富情形 ………49
圖2-18 埔里茄苳腳圳雙寮支線混凝土化後生態機能銳減情形 ………49
圖 2-19 南投水利會茄荖媽助圳旁工廠排放污水情形 …………………50
圖2-19 南投水利會茄荖媽助圳水質受污染生態破壞情形 ……………50
圖3-1 土渠(南投農田水利會埔里鎮史港四號圳)………………………55
圖3-2 砌石渠道(南投農田水利會四德二號埤灌排水路)………………56
圖3-3 混砌石渠道(南投農田水利會碧峰排水路)………………………56
圖3-4 混凝土化渠道(南投農田水利會成源圳)…………………………57
圖3-5 混凝土化渠道(南投農田水利會茄荖圳中投支線)………………57
圖3-6 未來農用水路結合生態發展施行之考量過程……………………58
圖3-7 南投水利會成源圳渠道封底混凝土化垂直化及缺乏植栽情形…60
圖3-8 南投水利會龍泉圳北支線跌水工落差大影響魚類迴游情形……60
圖3-9 內置PVC管渠道護岸(第一型)……………………………………62
圖3-10 內置PVC管渠道護岸(第二型) …………………………………63
圖3-11 空心磚渠道護岸 …………………………………………………63
圖3-12 側壁設凹洞渠道護岸 ……………………………………………64
圖 3-13 水路底舖設卵石剖面、平面圖…………………………………64
圖 3-14 混砌塊石護岸剖面………………………………………………65
圖 3-15 渠底窪地避難空間剖面、平面圖………………………………65
圖3-16 多階式跌水工剖面圖 ……………………………………………66
圖 3-17 南投水利會北投新圳新庄分線多階式跌水工…………………66
圖3-18 多階式跌水工及置石覆土改善渠道 ……………………………67
圖3-19 覆式斷面、低水護岸配置示意圖 ………………………………68
圖3-20 覆式斷面、低水護岸及低水路彎曲 ……………………………69
圖3-21 渠底多孔隙設計(南投水利會茄荖圳南圳支線) ………………69
圖3-22 護岸覆土及種植原生種植被(南投水利會北投新圳) …………70
圖3-23 箱籠工法(宜蘭縣羅東北成排水路) ……………………………71
圖3-24 竹樁及木樁護岸(南投水利會茄荖圳545給水路) ……………71
圖3-25 塊石及竹子沈床工(南投農田水利會史港四號圳) ……………72
圖3-26 天然砌石跌水工(魚道)示意圖 …………………………………72
圖3-27 跌水工(宜蘭農田水利會柯林湧泉圳)……………………………73
圖3-28 小型丁霸及渠底塊石(南投水利會茄荖圳545給水路)…………73
圖3-29 水路彎曲、水路寬度變化平面配置圖……………………………75
圖3-30 水路彎曲、水路寬度變化(宜蘭農田水利會柯林湧泉圳)………75
圖3-31 湍瀨與水潭(宜蘭農田水利會柯林湧泉圳)………………………76
圖3-32 濕地水域生態環境示意圖…………………………………………77
圖3-33 南投水利會霧峰鄉四德二號埤……………………………………77
圖3-34 水路複式斷面及剖面示意圖………………………………………79
圖3-35 以標的生物做為水路設計之考量(以螢火蟲為例)………………79
圖3-36 南投特有生物中心水域植物生態…………………………………80
圖3-37 陸域生態及水生植物情形(宜蘭農田水利會柯林湧泉圳)………81
圖3-38台北關渡自然公園濕地池沼沈澱與過濾水質情形………………82
圖3-39 南投水利會霧峰鄉四德二號埤沈澱與過濾水質情形……………82
圖4-1 生態工法之生態評估模式流程圖(施工前階段)…………………101
圖4-2 生態工法之生態評估模式流程圖(施工中階段)…………………104
圖4-3 生態工法之生態評估模式流程圖(完工後階段)…………………106
圖 5-1 農田灌溉排水水路推動生態工法之建議作業程序………………117
圖5-2 柯林湧泉圳施行生態工法勘選確定流程…………………………120
圖5-3 柯林湧泉圳生態圳路施工設計圖…………………………………122
圖5-4 宜蘭水利會柯林湧泉圳平面及樣站位置示意圖…………………125
圖5-5 柯林湧泉圳第一樣點(施工前中後)各月份魚類數量調查統計圖125
圖5-6 宜蘭水利會柯林湧泉圳施工前惡臭較無生態情形………………126
圖5-7 宜蘭水利會柯林湧泉圳生態工法圳路復育施工情形……………126
圖5-8 宜蘭水利會柯林湧泉圳生態工法圳路復育完成情形……………127
圖5-9 宜蘭水利會柯林湧泉圳生態工法生態池復育成果………………127
圖5-10 史港四號圳施行生態工法勘選確定經過 ………………………128
圖5-11 史港四號圳生態圳路施工設計圖 ………………………………130
圖5-12 南投水利會史港四號圳生態調查平面及樣站位置示意圖 ……132
圖5-13 史港四號圳生態調查捕獲之魚蟹類照片 ………………………133
圖5-14 南投水利會史港四號圳生態調查時現場生態未破壞情形 ……133
圖5-15 南投水利會史港四號圳生態圳路施工前佔用雜亂情形 ………134
圖5-16 南投水利會史港四號圳生態圳路施工中情形 …………………134
圖5-17 南投水利會史港四號圳生態圳路完工後生態復育情形 ………135
圖 5-13 南投水利會史港四號圳生態水池完工後生態復育成果 ………135














表 目 錄
表1-1 全國農田水利會農水路長度統計表 …………………………………3
表2-1 國內外有關生態工法之名詞及定義…………………………………10
表2-2 稻米收獲面積及產量表………………………………………………30
表2-3 天然河川和農水路在生態特性上之比較……………………………42
表2-4 各種內面工輸水效益比較表…………………………………………44
表2-5 各種材料渠道之生態功能優先順序表………………………………45
表2-6 各種材料渠道之經濟效益比較表……………………………………46
表2-7 各種材料渠道工程費用估算表………………………………………47
表2-8 各種材料渠道年計成本比較表………………………………………47
表4-1 各種生物多樣性指數之整理…………………………………………88
表4-2 溪流狀況指數構成因子表……………………………………………94
表4-3 溪流狀況指數ISC 狀況評等…………………………………………95
表4-4 Hilsenhoff科級生物指標劃分之水質等級與相對指標值…………98
表4-5 生態工法有關生態系維護之考量因子權重表………………………99
表5-1 柯林湧泉圳91年4月至9月施工前魚種統計表 …………………124
表5-2 史港四號圳91年5月至9月生態調查魚種統計表…………………132
參考文獻
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