【永續讀書會】水中生物比較喜歡彎彎的河! 蜿蜒河的前世今生

河流的彎曲程度如何影響水中生物的棲息地

續幕-阿薛
那些永續的雜想
May 29, 2024

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文: 台大土木所 周光輝

高雄濁口溪(來源:百科知識中文網)

緣起

你曾經注意過身邊河流的樣貌嗎?在台北,我們離河的距離其實並不遠。遛狗、慢跑、靜靜地欣賞日落時的河景,成了我們日常的一部分。

那你知道我們看到的河流其實不是他最自然的樣貌嗎?

渠道化、截彎取直,為了排水效率,我們犧牲自然,交換我們賴以生存的都市。

台灣與世界的蜿蜒河

以台灣為例,高雄的濁口溪被學術證實其蜿蜒度極高。放眼全球,位於亞利桑那格倫峽谷大壩下游的馬蹄灣是知名全球的蜿蜒河段,由於蜿蜒狀幾近U形、近似馬蹄狀所以被稱為馬蹄灣。但蜿蜒河究竟是怎麼定義的?難道不是直流的河道都叫做蜿蜒河嗎?

根據 Leopold, Wolman, Willer 在 1964 年的研究指出,當曲率(sinuosity)大於 1.5 時就可以被稱為蜿蜒河,而曲率是"河流長度"和"河流起點到終點直線距離的比值"。

曲率(Sinuosity)的計算方法 (來源:Autodesk文章 “Can you really calculate a river’s path using Pi?”)

蜿蜒河的前世今生

回到大台北的蜿蜒河。你知道基隆河曾經經歷過兩次的截彎取直嗎?1963 年葛樂禮颱風侵台,造成下游地區社子島淹沒、傷亡慘重,促使政府在 1964 年進行基隆河第一階段的截彎取直工程。此次工程並沒有完全避免洪水的發生,反而在 1987 年遭遇琳恩颱風時再次使得松山、南港、內湖、汐止等地洪災,導致民怨四起,政府才正式啟動了第二次的截彎取直工程。截彎取直工程使得河流從原本的自然蜿蜒狀,轉變為直流狀。在這其中,我們究竟失去了什麼?

藍色:基隆河原先流路;紅色:截彎取直後的流路(來源:YouTube「台灣解碼中」)

為什麼我們需要蜿蜒河?

直流河比起蜿蜒河的流速更快,流路更短,在排水效率上更高。這是否說明蜿蜒河就是洪水的幫兇呢?其實,河流的形貌本就蜿蜒,但是在人口暴增、土地需求一再增加,出現人與河爭地的情況時,人類居住的空間跟河流漫延的空間開始出現重疊,這才使得每當颱風侵襲時就容易出現洪災。若洪水不會危害到人們,根本不會被定義為災害,而只是自然事件。蜿蜒河雖然排水速度慢,但是可以容納的水更多,棲地多樣性更高。蜿蜒河漫延的特性還可以使水流得以入滲到地底,涵養地下水。

在蜿蜒河中有許多的彎道,這些彎道的凹岸,即水流主要侵蝕的地方,會形成深潭(pool),其流速慢、水深深;而在凹岸的另一側為凸岸,由於水流集中在侵蝕凹岸,凸岸會堆積泥砂,形成灘地。水流從一處彎道到轉彎到下一個彎道之間,會有一段流路較直的河段,此處的流速較快、水深較淺,形成淺瀨(riffle)。

淺瀨和深潭是河流中的中型棲地類型。它們對生態的貢獻究竟為何?其中,淺瀨的溶氧較高,且流速較快能帶走泥砂,可以提供依靠石頭上的藻類為食的生物;而潭作為深水緩流區,水溫較低,提供生物休憩、繁殖的空間。

蜿蜒河的潭(Pool)與瀨(Riffle)(來源:Riverbum blog “WHERE TROUT FEED: IDENTIFY THE FEEDING LANES.”)

如何達到再蜿蜒化

雖然國外有再蜿蜒化(re-meandering)的計劃,改善被水泥固定的直流河道兩岸,試圖恢復自然蜿蜒樣貌。但是台灣土地稀少珍貴,還地於河的做法較難實踐,學術研究上也有其他做法是在直流河道中設置導流板,在直流渠道中形成近似於蜿蜒狀的流向。導流板的設置方式為左右岸交替式地放置一片導流板,使得導流板後方形成流速較慢,近似於深潭的棲地,而被導引到沒有被導流板覆蓋的河道開口處的流速較快,近似於淺瀨。

流域公民行動

身為流域公民之一,若是想要關心河流,我們該怎麼做?除了學術、工程界可以站在第一線做出貢獻外,實際上身為公民的我們也能身體力行付出一些行動。例如說,台灣河溪網即是台灣集結民間與專家的河流守護組織,其中不乏專業性的科學課程,即便是一般民眾也能藉此得到相關知識。另一方面,若是喜歡接觸大自然,景澤創意過去也有開放公民科學活動,提供一般民眾參與生態調查工作。

對我個人而言,還有一項最簡單也最直接的方法就是 — — 到河邊走走吧。唯有當我們體會到親水環境帶給我們的回饋,我們才會珍惜及愛護這些河流。而唯有當民眾重視這個問題,政府才會想要投入改善。

這集內容也有Podcast版本,歡迎收聽 EP.19 【永續讀書會】水中生物比較喜歡彎彎的河! 蜿蜒河的前世今生 ft. 台大土木所 光輝

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