臺灣博碩士論文加值系統

本研究之目的在於希望透過對特定流域中之特定物種進行其合適棲地的量化模擬，並藉此評估河川復育工法對棲地塑造之成效。在棲地的模擬過程中，首先利用生物調查實測的資料來制定標的物種-櫻花鉤吻鮭之適合度曲線，配合欲模擬河段之地形、水文等水理資料，利用以「河川內水流量漸增法」 (instream flow incremental methodology，簡稱IFIM)為理論基礎所發展之物理棲地模式(Physical Habitat Simulation System，簡稱PHABSIM)進行在各種不同的水理條件下之權重可用棲地面積(WUA)變化，進以探討棲地環境與生態變化間之相互關係。
案例模擬主要分成兩個方向: 現地資料與試驗結果。
現地資料採用台灣七家灣溪流域中七個河段，以2005年6月之現調資料進行模擬；結果發現在七個共同樣區之模擬結果，權重可用棲地面積量(WUA)以新繁殖場、萬壽橋以及一號壩最高，分別有8741.67 m2、6816.52 m2及5248.88 m2，而大甲溪、有勝溪與桃山北溪次之，而可用棲地面積最低的則在桃山西溪僅有812 m2。
而權重可用棲地面積百分率(PBA)結果顯示萬壽橋之58.74%最為理想，而新繁殖場之47.83%與一號壩之41.87%次之。此結果與2005年6月該次魚類普查結果，在七個樣區僅有萬壽橋、一號壩與新繁殖場有櫻花鉤吻鮭出現之結果相符；而且魚類數量為萬壽橋10尾、一號壩與新繁殖場各2尾，亦與可用棲地面積量有相同之趨勢。
在河川復育工法試驗模擬部分，以周佳賢(2005) 「倒伏木構造物對局部河床影響之試驗研究」試驗結果為模擬對象。結果發現，在不同坡度條件下，平均PBA隨河道坡度上昇而逐漸降低，主要原因與坡度上升導致流速增加有關，使魚類需抵抗流速增加。
而在不同流量條件下，在低與高流量之平均PBA皆約在77%~78%間；但在中流量則有較高的平均PBA達85%，且標準偏差較小，顯示中坡度環境下櫻花鉤吻鮭可用棲地面積百分比變動較為穩定。
最後在不同倒伏木構造物配置下，發現傳統丁壩與未設置結構物之情況下，平均PBA均約在78%；但在無樹根丁壩的平均PBA提升至近85%，其中甚至有數種組合PBA高達90%以上；相對之下，樹丁壩的配置在平均PBA比僅有73%，且標準偏差最大，代表在設計配置樹丁壩構造物時，較易因環境條件不同而出現差異較大之棲地塑造效果。

The purpose of this study focused on simulating the effects of stream habitat restoration approaches for particular species by quantifying habitat suitability. First, the habitat suitability curve (HSC) for the targeted species, known as ‘Taiwan masu salmon’ (Oncorhynchus masou Formosanus) was established based on the field investigation data. With the geographic and hydrology data, the Physical Habitat Simulation System (PHABSIM) based on instream flow incremental methodology (IFIM) was operated to simulate the variations of weighted usable habitat area (WUA) under different hydrology conditions. Thus, the relationship between habitat conditions and the specie variation was discussed.
The simulation divides into two parts: Field data and experimental results. This study gathered field data from seven different sections of Chi-Chia-Wan Creek in Taiwan in June, 2005. The results of these simulations showed that the Breeding Center, Wan-Shou bridge and Dam #1 perceived highest WUA at 8741.67 m2、6816.52 m2 and 5248.88 m2 respectively; followed by Da-Chia Creek station, Yeau-Shen Creek station and Tao-Shan northern Creek station. Tao-Shan western Creek station perceived the lowest WUA at 812 m2. The percentages of usable habitat area (PUA) of these simulations suggested that Wan-Shou bridge had the highest PUA at 58.74%, the Breeding Center and Dam #1 are at 47.83% and 41.87% respectively. The above results revealed strong data correlation when compared against species investigation in seven stream section in June, 2005.
Moreover, this study took the results from “An Experimental Study of Single Large Woody Debris Structure on the Change of Channel Morphplpgy (Chou, 2005)”for simulation. The results indicated that PUA reduced gradually as the slope of river raised, this was because the rising slope made velocity to increase. Under different discharge conditions, the averaged PUA of low and high discharge were about 77% to 78% but the averaged PUA of medium discharge was higher than the other two conditions, which was at 85%. Due to smaller standard deviation from medium discharge condition, it presented a much more stable and reliable habitat for Oncorhynchus masou.
Under different Large Woody Debris Structure (LWDS) deployments, this study discovered that the averaged PUA of the traditional spur dike and none structure configuration were about 78%. However, the averaged PUA of the none root spur dike can be improved to nearly 85% ; out of all, several association kinds can even go up to 90%. At contrast, the averaged PUA of the tree spur dike were only 73% and appeared to have the highest standard deviation, which would cause clear diversity effects of the habitat restoration in disposing the tree spur dike.

誌謝
摘要
英文摘要
目錄 Ⅰ
圖目錄 Ⅲ
表目錄 Ⅳ
照片目錄 Ⅴ
符號說明 Ⅵ
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究流程圖 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 生態工法之定義 5
2.2 棲地評估方法 6
2.3 枯立倒木之相關研究 8
2.3.1 國外對枯立倒木的運用及處理措施 8
2.3.2 國內對枯立倒木的相關研究 10
2.3.3 枯立倒木功能與設計理念 11
2.3.4 枯立倒木的功能 12
2.3.5 Large woody debris(LWD) 設計理念 14
2.4 生態基流量評估 15
2.4.1 歷史流量法 16
2.4.2 水理法 18
2.4.3 棲地法 19
2.4.4 經驗法 21
2.5 物理棲地模式PHABSIM應用文章 22
2.6 研究標的魚種介紹 24
2.6.1 台灣櫻花鉤吻鮭基本介紹 24
2.6.2 台灣櫻花鉤吻鮭出現成因 26
2.6.3 台灣櫻花鉤吻鮭族群分佈 26
2.6.4 台灣櫻花鉤吻鮭生存環境特性 28
第三章 研究方法 30
3.1 生物適合度曲線 31
3.2 物理棲地模式(PHABSIM) 32
3.2.1 模式基本理論 33
3.2.2 水理模式 34
3.2.3 棲地模式 36
3.3 HEC-RAS 模式簡介 38
第四章 案例研究 43
4.1現地資料模擬 43
4.1.1七家灣溪簡介 43
4.1.2研究河段 45
4.1.3 現調方式 47
4.2 倒伏木構造物實驗 48
4.2.1 試驗目的 48
4.2.2 試驗假設條件 49
4.2.3 動床試驗步驟 50
4.2.4 試驗設備 50
4.2.5 試驗條件 52
4.2.6 試驗結果觀測 53
4.3 櫻花鉤吻鮭棲地適合度曲線建立 54
4.4 模式建立 57
4.4.1 現地資料之模式建立 57
4.4.2 倒伏木構造物試驗之模式建立 60
4.5 物理棲地模式操作流程 60
第五章 結果與討論 71
5.1七家灣溪流域現場調查 71
5.1.1 現地資料模擬結果 71
5.1.2現地資料模擬結果討論 74
5.1.3 小結 75
5.2 倒伏木構造物模擬結果分析 76
5.2.1 低坡度河道 77
5.2.2 中坡度河道 78
5.2.3 高坡度河道 80
5.2.4 综合比較 82
第六章 結論與建議 86
6.1 結論 86
6.1.1 七家灣溪共同樣區模擬 86
6.1.2 倒伏木構造物試驗結果模擬 86
6.2 建議 87
參考文獻 89

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