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華江濕地小水鴨度冬棲地之適應性管理

著作人：黃國文、Gwo-Wen Hwang📅 2012

國立臺灣大學工學院土木工程學系博士論文 Department of Civil Engineering College of Engineering National Taiwan University Doctoral Dissertation 華江濕地小水鴨度冬棲地之適應性管理 Adaptive management on the wintering habitat of common teals (Anas crecca) in Hwajiang estuarine wetland 黃國文 Gwo-Wen Hwang 指導教授：李鴻源博士 Advisor: Hong-Yuan Lee, Ph.D. 中華民國 101 年 7 月 July 2012 口試委員會審定書 I 謝辭完成博士論文，並非僅靠個人之聰明才智，而是藉由「團隊合作」，產生最大的研究能量。要感謝團隊的陳章波老師、謝蕙蓮老師、施上粟博士、徐崇斌博士、盧堅富老師及黃守忠博士，在跨領域的研究及合作過程中，讓我獲得豐碩的研究成果，對生態環境保育，可以貢獻一己之力。在過程中，我儘量Be an open- min

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口試委員會審定書 I

謝辭完成博士論文，並非僅靠個人之聰明才智，而是藉由「團隊合作」，產生最大的研究能量。要感謝團隊的陳章波老師、謝蕙蓮老師、施上粟博士、徐崇斌博士、盧堅富老師及黃守忠博士，在跨領域的研究及合作過程中，讓我獲得豐碩的研究成果，對生態環境保育，可以貢獻一己之力。在過程中，我儘量Be an open- minded person！這也將是我爾後持續遵行的座右銘。首先要感謝李鴻源老師這麼多年來的指導，在李老師的提點下，開啟了我在生態水利領域的研究視野，最後終於順利完成學業；感謝汪靜明老師及袁孝維老師在論文口試期間給予之建議及指導；也感謝胡通哲老師，從我入學就開始教導我進行研究，長期給予鼓勵；要特別感謝陳章波老師及謝蕙蓮老師，在兩位老師的帶領指導下，我得以參與國科會計畫並順利完成小水鴨 HSI 的研究，也引領我在學術研究上的進步；謝謝盧堅富老師帶領我完成小水鴨調查資料彙整。感謝上粟自我入學後，即一起合作研究，亦師亦友的陪伴，讓我終於將這個近似不可能的任務完成了！維昇學長的觀念教導及論文撰寫指導，讓我受益良多。也謝謝筱雯及勝崎，快樂相伴及撰寫文章的情誼。謝謝守忠學長一起進行小水鴨調查、學術研究及協助英文摘要修改；崇彬及舒婷博士一起撰寫文章，帶給我的學術修練；佳宜、曉航、俊翰及思儒的協助。謝謝研究室的志揚學長、昱嘉、蕙綾、卓群、阿昌、育民、津豪、志勤、品含、子傑、詔傑、昶谷、施敏、毅青（花了很多時間傳授 GIS）、文獻（傳授 CCHE2D）、鵬豪、曉怡、富銘、淑玲、聖文、小紅、保憲、宇騰、紀淮、榮志、婉瑜的支持鼓勵。感謝水工所主任譚義績老師、劉振宇老師及黃良雄老師，在工作上的指導及學業上的鼓勵，特別感謝黃老師這三年來的提攜及帶領，讓自己無論在生活上、工作上或學術上，都獲益良多。也感謝賴進松博士在計畫執行上的協助及工作上的照顧。謝謝水工所同事明仁博士、振和兄、正有兄、文勝、裕君、阿寬、豐佐、志賢、振家、何姊、淑慧、劉小姐、吳姐及小翁的鼓勵加油；連洲、明熹及凱堯學長、大學同學貢丸、小黑、晉琪、小策、文松、小肝的加油；特別感謝臺北市政府工務局羅俊昇副局長於擔任處長期間，准許我在職進修，開啟了我學術及職業 II

生涯的另一扇窗；也要告慰林松青博士在天之靈，謝謝您的鼓勵及提攜，我終於不負所望，畢業了！也感謝淑玲大嫂的加油！謝謝水利工程處郭正副總、葛股、基祥大哥、淑貞姊、富中股長、小松、宇正、小潘、佳穎、洙宏；荒野伙伴銀河、紅山椒、小啄木、貓頭鷹、土星、海馬、海牛及 Coka 一家；好友小皮、祥溱、碧姬、郭姊、憲文；中興同事黑軍、鐵人、旋 Sir、倪師叔、輝哥、林鈺；國中同學秀蘭及慶峰；宜蘭無尾港文教促進會的大哥們、森林系 DJ 老師及他可愛的學生們、華江守護聯盟的伙伴，謝謝你們的鼓勵與支持。也謝謝國科會、經濟部水利署、水利規劃試驗所及第十河川局提供部分研究經費，臺北市動物保護處、中華鳥會及台北鳥會提供相關研究資料。感謝我的父母對我的養育及鼓勵；千佑、美鳳及莉媛的鼓勵；岳父、岳母及外婆的鼓勵支持，特別是岳父大人對我的鼓勵及期許；佑昇及湘怡的加油；彩曰阿姨、姨丈、依珊及兆祥日常的協助及鼓勵。最後，要感謝我一雙可愛的兒女，他們在我攻讀學位期間，可能有些時候被犧牲假期，無法讓他們享受正常的父愛，但從現在起，我們全家又可以好好的 Happy 了！當然，我的另一半，負擔更大的壓力，她要幫我照顧孩子，也要幫忙分擔親朋好友的壓力（有人會問起，他什麼時候畢業？），常常鼓勵我，陪我度過所有的苦澀及甘甜，我僅以有限的此生，回報她無限的恩情。秀旻，有妳才有現在的我，我僅將本文獻給妳及孩子們！ III

僅以本文獻給我的最愛秀旻、聖桓及亦璿 IV

摘要本研究整合生態學與水利學觀點，以棲地適合度指標模式（HSI model）量化小水鴨喜好之度冬棲地條件，建置一套適用於感潮濕地之小水鴨度冬棲地適應性管理模式。華江濕地為東亞小水鴨重要度冬棲地之一，惟近年來受到自然營力及人為干擾，環境劇烈變遷。河床大幅回淤，植被面積也隨之快速擴增，使小水鴨喜好之灘地及水域面積大量減少。因此小水鴨度冬棲地復育及管理，為當前極為重要且迫切之課題。

本研究於	2008 年	10 月至 2009	年 3 月在華江濕地三個固定位置，進行
22 次小水鴨數量及棲息位置調查，共紀錄小水鴨				3615 隻次。同時調查高
程、坡度及距植被最短距離等環境因子，以地理資訊系統記錄於					5m×5m 之
數值地形網格。接著以單位努力收穫量的概念，繪製網格內單次調查小水
鴨最大數量與環境因子關係之包絡線，作為各環境因子之適合度指標
（SI）。以最小值法整合三個環境因子之適合度指標，建置棲地適合度指
標（HSI）模式。分析結果顯示，小水鴨喜好低緩坡度、高低潮位間之高程
及鄰近植被邊緣之棲地環境，其棲地之最適坡度介於				0.7%至	1.4%間，最適
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地表高程介於	EL. 0.3m	至 EL. 0.7m	間，最適距植被最短距離則為		0 m 至
4m。另以網格內小水鴨最大數量與棲地適合度指標進行驗證，兩者成高度
顯著相關，顯示本研究建立之小水鴨度冬棲地適合度指標模式具高度可靠
性及實用性。本研究依據棲地適合度指標將本區之環境品質分為不良（0 -
0.25）、普通（0.25-0.50）、良好（0.50-0.75）及最佳（0.75-1.0）等 4 個
等級，最佳棲地的比例在新潮池、內河道及次潮溝分別為					41.9%、17.4%及
-------------------------	---	---	---	---	------------
26.4%。
本研究以小水鴨度冬棲地適合度指標及量化之棲地特性研擬棲地復育
原則，主要為坡度小於		1.5%、高程於	EL. 0.0m	至 EL. 0.5m	間、在灘地營
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造潮池或潮溝，退潮時仍保有水域、距植被最短距離不超過					25m、復育棲
地寬度至少	100m 及長度至少	250m、復育地點儘量於小水鴨主要棲息地附
近，以增加適合棲地之連續性。規劃三個華江濕地復育方案，僅以復育地
V

點為操縱變因，再以 CCHE2D 模式進行數值實驗，以分析不同復育地點之優劣。主要考量為造床流量條件下之減淤效益，模擬結果進一步計算水流底床剪應力分布，並假設水流底床剪應力愈大、淤積潛勢愈低、復育效果愈佳。分析結果顯示，位於華江濕地上游側之復育地點淤積趨勢相對較低，為較佳之復育地點。本研究引用適應性管理之架構，以棲地適合度指標模式作為量化評估工具，建置華江濕地小水鴨度冬棲地適應性管理模式。此模式包括監測、評估及決策三部分，可作為華江濕地小水鴨度冬棲地復育及管理參考使用，並可供其他類似濕地之復育及永續管理參考。關鍵字：感潮濕地、小水鴨、度冬、棲地適合度指標、復育、適應性管理。 VI

Abstract This study aimed at constructing an adaptive management model for wintering habitat of Common Teal (Anas crecca) in Hwajiang Wetland. A habitat suitability index (HSI) was developed to quantify the physical environments of the Teals’ preferred habitat. The Hwajiang wetland is an important wintering site for migratory Common Teal, whose population has dramatically declined in recent years, due most likely to the persistent degradation of habitats in this wetland. Due to river morphology, the changes of sediment deposition and vegetation expansion, have reduced the available habitat for the wintering Teal. Therefore, the rehabilitation of the Teals’ habitat is urgently needed for a sustainable management in this wetland. Point-count surveys of the Common Teal were conducted at a tidal pool, an inner channel and a tidal creek in Hwajiang Wetland and Teals’ positions were recorded from October 2008 to March 2009. Twenty-two sets of data and 3615 counted individuals were collected. Three habitat variables, including slope, elevation and the distance to the nearest vegetation, were displayed on 5 m × 5 m grid cells and analyzed with GIS software. Suitability index (SI) values of habitat variables were determined using the envelop curve of maximum abundance of common teals versus the habitat variables. The results showed that Common Teal preferred habitats with gentle slopes, median elevations and areas close to vegetation. The abundance of the Common Teal was highest in the grid cells with slopes ranging from 0.7 to 1.4%, bed elevation varying from 0.3 to 0.7 m above the mean sea level, and distance to the nearest vegetation shorter than 4 m. The HSI model was constructed by calculating the minimum value of the three SIs, and the suitability map of wintering common teals was generated to represent an integrated map of habitat quality in the area. A simple regression analysis indicated that the HSI model is a reliable indicator as the maximum numbers of the Common Teal in each grid cell increased significantly with the HSI values. Four types of habitat conditions, poor, fair, good and excellent, were determined based on the HSI values. The proportions of excellent habitat were VII

41.9%, 17.4% and 26.4% in the tidal pool, the inner channel and the tidal creek, respectively. A principle of rehabilitation was derived from the HSI model, with slopes smaller than 1.5%, elevations between 0.0m and 0.5m, and distance of less 25 m to the nearest vegetation. The rehabilitation area should be larger than 100 m in width and 250 m in length and adjacent to the existing Teal habitat. Three rehabilitation scenarios were simulated and characterized based on field survey and the HSI model. In addition, a horizontal two dimension numerical model, CCHE2D, was employed to simulate bank-full flow characteristics such as water surface elevation, flow velocity, shear stress and so on. The bathymetry and vegetation cover were assumed the same while the location was different. The shear stress evaluation indicated that the rehabilitation of the most upstream location is the best scenario because it has the lowest sediment deposition rate and represents a minimum maintenance effort needed in the future. This study provided a foundation for determining potential habitats and information on how to mitigate a degraded wetland for the Common Teal. It encompassed the aspects of monitoring, evaluation, and decision making that would benefit future management plans directed toward the Common Teal and other waterfowl species in Taiwan. It also provided an adaptive management model for application to similar projects of wetland rehabilitation and sustainable management. Keywords: Common Teal, Wintering waterfowl, Estuarine wetland, Habitat suitability Index, Rehabilitation, Adaptive management. VIII

目錄口試委員會審定書 ..................................................................... I 謝辭 ................................................................................... II 摘要 ................................................................................... V Abstract ................................................................................. VII 目錄 .................................................................................. IX 圖目錄 ................................................................................. XII 表目錄 ................................................................................. XV 第一章緒論........................................................................... 1 1.1 研究動機 .................................................................... 1 1.2 研究目的 .................................................................... 3 1.3 研究內容與流程 ......................................................... 4 第二章文獻回顧 .................................................................... 6 2.1 小水鴨及其度冬棲地特性 ............................................ 6 2.1.1 小水鴨度冬主要活動 ............................................. 7 2.1.2 度冬棲地重要環境因子 .......................................... 8 2.2 淡水河華江濕地生態特性 .......................................... 11 2.2.1 淡水河河相特性 .................................................. 14 2.2.2 華江濕地環境變遷 ............................................... 16 2.2.3 淡水河底質粒徑 .................................................. 22 2.3 棲地適應性管理模式................................................. 27 2.3.1 適應性管理 ......................................................... 27 2.3.2 香港米埔自然保護區案例 .................................... 30 2.4 棲地適合度指標模式................................................. 32 2.4.1 棲地適合度指標模式理論 .................................... 32 2.4.2 棲地適合度指標模式應用 .................................... 33 2.4.3 棲地適合度指標模式驗證方法 ............................. 35 2.5 二維水理模式及沖淤分析 .......................................... 37 IX

2.5.1 水理模式 ............................................................. 37 2.5.2 沖淤分析 ............................................................. 41 第三章研究區域 .................................................................. 43 3.1 華江濕地地理位置及環境特性 ................................... 43 3.2 華江濕地環境變化趨勢 ............................................. 45 第四章研究方法 .................................................................. 48 4.1 現地調查 .................................................................. 48 4.2 棲地適合度指標模式................................................. 50 4.3 地理資訊系統 ........................................................... 52 4.4 水理模式 .................................................................. 53 4.4.1 CCHE2D 模式 ....................................................... 53 4.4.2 輸入資料 ............................................................. 53 4.4.3 驗證 .................................................................... 56 4.5 地形沖淤分析 ........................................................... 57 第五章研究成果與討論 ....................................................... 59 5.1 現地調查成果 ........................................................... 59 5.1.1 小水鴨 ................................................................ 59 5.1.2 植被 .................................................................... 62 5.1.3 地形 .................................................................... 63 5.1.4 水位 .................................................................... 65 5.1.5 環境變遷 ............................................................. 66 5.2 小水鴨度冬棲地適合度指標 ...................................... 67 5.2.1 華江濕地棲地適合度指標 .................................... 70 5.2.2 棲地適合度指標模式驗證 .................................... 73 5.3 華江濕地復育方案研擬 ............................................. 76 5.4 水理及沖淤分析 ....................................................... 88 5.4.1 水理模式驗證 ...................................................... 89 5.4.2 原地形水理及沖淤分析 ........................................ 90 X

5.4.3 復育方案水理及沖淤分析 .................................... 94 5.5 復育地點評估 ......................................................... 100 5.6 小水鴨度冬棲地適應性管理模式 ............................. 102 第六章結論與建議 ............................................................ 104 6.1 結論 ....................................................................... 104 6.2 建議 ....................................................................... 106 參考文獻 .................................................................................... ............................................................................... 107 個人資歷 .................................................................................... ............................................................................... 117 XI

圖目錄圖 2.1-1 雄鳥（左圖，繁殖羽）及雌鳥（右圖）照片 ................... 6 圖 2.1-2 各種水鳥覓食時之水深差異 ............................................... 9 圖 2.2-1 亞洲及歐洲小水鴨度冬區域 ............................................. 12 圖 2.2-2 1998 年至 2007 年東亞小水鴨數量變化 ........................... 13 圖 2.2-3 1984 年至 2009 年華江濕地小水鴨數量圖 .................... 13 圖 2.2-4 淡水河主流之大斷面位置及航照圖 ................................. 15 圖 2.2-5 淡水河主流歷年之河床平均高程 ..................................... 18 圖 2.2-6 淡水河斷面 029 之歷年橫斷面圖 ..................................... 18 圖 2.2-7 淡水河斷面 030 之歷年橫斷面圖 ..................................... 19 圖 2.2-8 淡水河斷面 031 之歷年橫斷面圖 ..................................... 19 圖 2.2-9 1948 年華江濕地航照圖 ..................................................... 20 圖 2.2-10 1989 年華江濕地航照圖 ................................................... 20 圖 2.2-11 2000 年華江濕地航照圖 ................................................... 21 圖 2.2-12 2005 年華江濕地航照圖 ................................................... 21 圖 2.2-13 2009 年華江濕地航照圖 ................................................... 22 圖 2.2-14 華江濕地各位置底質之粉泥-黏土含量百分比（左圖）及粒徑中值（右圖） ......................................................... 24 圖 2.3-1 適應性管理之流程圖 ......................................................... 29 圖 2.4-1 美國路易斯安那州小水鴨度冬之濕地型態適合度指標圖 ............................................................................................. 35 圖 2.4-2 美國路易斯安那州小水鴨度冬之水深適合度指標圖 ..... 35 圖 2.4-3 Koizumi et al.（2008）進行棲地適合度指標驗證圖 ....... 36 圖 3.1-1 淡水河及華江濕地位置圖 ................................................. 44 圖 3.1-2 華江濕地附近河道大斷面及小水鴨主要度冬棲地位置圖 ............................................................................................. 44 圖 5.1-1 華江濕地新潮池小水鴨調查成果圖 ................................. 59 圖 5.1-2 華江濕地內河道小水鴨調查成果圖 ................................. 60 圖 5.1-3 華江濕地次潮溝小水鴨調查成果圖 ................................. 60 XII

圖 5.1-4 華江濕地 2009 年空照圖 ................................................... 62 圖 5.1-5 華江濕地 2009 年植被範圍圖 ........................................... 63 圖 5.1-6 華江濕地 2009 年地形高程圖 ........................................... 64 圖 5.1-7 華江濕地 2009 年坡度圖 ................................................... 64 圖 5.1-8 2001 至 2011 臺北橋水位超越機率圖 ............................ 66

圖 5.2-1	華江濕地小水鴨各因子之適合度指標：(a)坡度、(b)高程、
(c)距植被最短距離 ............................................................. 68
圖 5.2-2	華江濕地可觀察網格之小水鴨及各等級棲地適合度指標
--------	------------------------	---
分布圖 ................................................................................. 71
圖 5.2-3	華江濕地之各等級棲地適合度指標分布圖 ..................... 72
--------	-----------------------------------------------	---
圖 5.2-4	華江濕地棲地適合度指標與小水鴨最大數量之關係 ..... 73
圖 5.2-5	新北濕地的棲地復育營造完成之空照圖 ......................... 74
圖 5.2-6 新北濕地之雁鴨群 ............................................................. 75
圖 5.3-1 復育方案之橫斷面圖 ......................................................... 77
圖 5.3-2 各復育方案之規劃地形 ..................................................... 78
圖 5.3-3 各復育方案之規劃坡度 ..................................................... 79
圖 5.3-4 各復育方案之規劃植被範圍 ............................................. 79
圖 5.3-5 復育方案之棲地適合度指標圖 ......................................... 80
圖 5.3-6 華江濕地之橫斷面位置圖 ................................................. 80
圖 5.3-7 各復育方案之橫斷面位置圖 ............................................. 81
圖 5.3-8	復育前後之華江濕地各橫斷面	HSI 分布圖 .................... 85
--------	-------------	--------------------------------
圖 5.3-9 復育後 Case A 之橫斷面 HSI 分布圖 ............................... 86
圖 5.3-10 復育後 Case B 之橫斷面 HSI 分布圖 ............................. 86
圖 5.3-11 復育後 Case C 之橫斷面 HSI 分布圖 ............................. 87
圖 5.4-1 淡水河計算網格 ................................................................. 88
圖 5.4-2 華江濕地附近計算網格 ..................................................... 89
圖 5.4-3 2010	年梅姬颱風實測水位與模擬水位成果比較圖 ......... 90
------------	---------------------------------	---
圖 5.4-4 原地形之演算地形圖 ......................................................... 91
圖 5.4-5 原地形之水位分布圖 ......................................................... 92
XIII

圖 5.4-6 原地形之流速分布圖 ......................................................... 93 圖 5.4-7 原地形之底床底應力分布圖 ............................................. 94 圖 5.4-8 復育方案 Case A 之底床底應力分布圖 ........................... 95 圖 5.4-9 復育方案 Case B 之底床底應力分布圖 ........................... 95 圖 5.4-10 復育方案 Case C 之底床底應力分布圖 ......................... 96

圖 5.4-11	復育方案	Case A 之橫斷面底床剪應力分布圖 ............. 97
圖 5.4-12	復育方案	Case B 之橫斷面底床剪應力分布圖 ............. 97
圖 5.4-13	復育方案	Case C 之橫斷面底床剪應力分布圖 ............. 98
圖 5.6-1	華江濕地小水鴨度冬棲地之適應性管理模式 ............... 103

XIV

表目錄

表 2.1-1	美國路易斯安那州度冬小水鴨活動時間分配比例 ............ 7
表 2.2-1 東亞小水鴨重要度冬棲息地 ............................................. 12
表 2.2-2 淡水河河床粒徑分類表 ..................................................... 23
表 2.2-3 2004-2007 年河床質調查表 ............................................... 24
表 2.2-4 2011 年淡水河河床質粒徑分析表 ..................................... 26
表 2.3-1 米埔保護區管理策略分區重要性 ..................................... 31
表 2.5-1 二維水理模式功能比較表 ................................................. 40
表 4.2-1	華江濕地小水鴨度冬喜好棲地之三個環境因子假設條件
--------	------------------------	---	---
............................................................................................. 50
表 4.4-1 淡水河 2 年重現期之流量及河口水位 ............................. 54
表 4.4-2	梅姬颱風淡水河之尖峰流量及河口水位 ......................... 56
--------	-----------------------------------------------	---	---
表 5.1-1	華江濕地各調查位置之小水鴨歷次調查隻次表 ............. 61
表 5.1-2 淡水河臺北橋站水位超越機率表 ..................................... 65
表 5.2-1	三個觀察區坡度、高程及距植被最短距離之平均值及變
--------	------------------------	---	---
動範圍 ................................................................................. 67
表 5.2-2	各觀察區可觀察網格數量及各等級棲地品質所佔百分比
--------	------------------------	---	---
............................................................................................. 69
表 5.3-1	復育前後	Case A 之各橫斷面	HSI 數值變化 ................... 87
------------	--------------------------------------------------	------------	--------------------------------
表 5.4-1 2010	年梅姬颱風驗證水理模式參數之成果 ..................... 90
表 5.4-2	復育後各方案橫斷面之底床剪應力值 ............................. 99
表 5.5-1	復育前後各方案之底床剪應力數值及變化 ................... 101
表各方案成本及效益評估 ................................................... 101
5.5-2

第一章緒論 1.1 研究動機水鳥族群度冬或返回繁殖地之遷徙過程中，濕地因具有多樣性微棲地，可提供水鳥食物及棲息環境（Mitsch & Gosselink, 2007），因此濕地乃為最重要的過境或度冬區域之一，而棲地劣化或適合棲地面積減少都會對水鳥造成危害（Bautista et al., 1992）。雖然有些種類水鳥可以忍受嚴重的棲地劣化，但某些種類的水鳥，可能會因此而改變他們的度冬遷徙路線，以避免受到棲地劣化或適合棲地面積減少之影響（Dolman and Sutherland, 1995）。對體型嬌小的鴨科鳥類而言，特別像小水鴨（Common teals, Anas crecca），他們的身體無法儲存足夠能量，應付長途遷徙過程所需消耗之體力，而必須增加停留過境區域的數量，覓食補充能量。因此度冬及過境區域環境對小水鴨相當重要，他們繁殖成功率將部分取決於度冬區域之棲地條件及遷徙飛行路線（Arzel et al., 2007）。濕地常位於河川水系流域，受洪水及潮汐等自然營力影響，造成沖刷或淤積之地形變化（Huang et al., 2010; 施上粟，2005），進而改變棲地環境品質。所以成功的棲地保育管理策略應該增加考量度冬區域重要棲地環境因子及評估棲地品質。小水鴨繁殖於歐亞大陸之溫帶區域，每年遷徙至地中海及亞洲南方度冬，他們是世界上數量最多的鴨科之一（del Hoyo et al., 1994）。每年 9 月到 10 月左右，繁殖季過後，西伯利亞及北歐的小水鴨開始進行秋季的遷徙，到西歐及東太平洋溫暖區域度冬。每年 1 月到 2 月左右，又開始春天的往北遷徙，離開南方度冬區。在東亞，小水鴨的數量估計約 18 萬隻，但近十年來呈現穩定下降（Moderate decline）的趨勢（Li et al., 2009），這種趨勢也發生於臺灣的小水鴨族群。淡水河華江濕地為東亞遷徙路線中一個重要的度冬棲地，1997 年臺北市政府依據野生動物保護法設立臺北野雁保護區， 1

於 1999 年由國際鳥盟（BirdLife International）列為國際重要鳥類棲地（International Bird Areas, IBAs）（Liao, 2001; 方偉達等,2008; Li et al., 2009）。華江濕地度冬小水鴨族群於 2000 年達到最大數量 10000 隻（Li et al., 2009），但後來大幅減少，到 2007 年只剩 2000 隻左右（方偉達等， 2008）。小水鴨數量減少的原因，包括大尺度的全球環境變化因素，故無法完全清楚瞭解。但證據顯示，本區域因泥砂淤積及植被面積擴增導致水域及灘地面積減少等因素，造成棲地劣化，可能是小水鴨數量減少的原因之一（謝蕙蓮等，2011）。相關研究顯示小水鴨是最易受干擾及棲地品質變化影響的鳥種之一（Tuite et al., 1984; Pease et al., 2005），在歐洲及美洲已進行許多小水鴨與棲地環境因子關係之研究（Genard and Lescourret, 1992; Guillemain et al., 2002; Guillemain et al., 2010; Isola et al., 2000; Bolduc and Afton, 2004; Boertmann and Riget, 2006; Arzel et al., 2007; Vest and Conover, 2011），但在亞洲太平洋地區卻少有相關研究（Cao et al., 2008）。因小水鴨度冬棲地環境品質量化研究，為棲地保育及管理之重要課題。而且，目前幾無研究以生態學及水利學的角度，考量棲地環境因子與小水鴨數量動態變化，以量化評估（Quantitative assessment）小水鴨度冬區域之棲地品質，並考量自然營力造成地形沖淤變化對棲地品質的影響。 2

1.2 研究目的本研究以淡水河華江濕地為研究案例，第一部分使用地理資訊系統（Geographical information system, GIS）詳細紀錄環境因子及小水鴨數量位置等資訊，以高程、坡度及距植被最短距離等三項最重要的環境因子，建置小水鴨度冬棲地適合度指標（Habitat suitability index, HSI）模式，量化評估研究區域之棲地品質及小水鴨對度冬棲地需求之條件。第二部分以二維水理模式（Two dimensional hydraulic model）進行數值模擬（Numerical simulation），分析棲地地形之沖淤變化趨勢。綜合前述兩部分，進行小水鴨度冬棲地適應性管理（Adaptive management）策略之研擬。本研究整合生態學與水利學觀點，研究成果可作為小水鴨度冬區執行量化管理及劣化棲地復育措施之重要參考。並嘗試回答下列三個問題： 1.小水鴨的度冬棲地之量化特性為何？ 2.小水鴨度冬棲地變化為何？ 3.如何同時考量小水鴨棲地需求（生態學）及自然營力（水利學）的觀點，進行小水鴨度冬棲地復育地點之選擇？ 3

1.3 研究內容與流程本研究主要內容為依據現地觀測資料建置小水鴨度冬區域之棲地適合度指標（HSI）模式，量化棲地品質，配合水理及沖淤分析，評估復育位置之優劣，並研擬淡水河華江濕地適應性管理策略。由研究動機及研究區域選定，進行文獻回顧，選擇研究方法，研究成果分析及討論，並進行結論與建議。本研究各章節主要內容簡述如下，研究流程如圖 1.3-1 所示。第一章緒論：由研究動機及目的，研擬本研究之假說及可回答之問題。第二章文獻回顧：由小水鴨生理及其度冬棲地特性文獻，探討小水鴨度冬主要活動及其棲地需求，並確認度冬區域最重要的環境因子。文獻資料提及，淡水河華江濕地為東亞小水鴨重要度冬區域之一，近年小水鴨數量大幅減少，故深入瞭解淡水河華江濕地棲地變遷趨勢及其原因，包括河相特性及人為干擾。在此種人為及自然力作用下，需採用永續性之管理作為，主要包括監測、評估及決策等三大部分。回顧分析棲地適合度指標模式之特性，其為棲地品質量化評估之較佳方法，並作為適應性管理模式架構之一部分。再配合水理及沖淤分析文獻回顧，選定水理模式及沖淤分析方法。第三章研究區域：華江濕地為東亞小水鴨度冬重要棲地之一，近年由於棲地環境大幅變遷，小水鴨數量也大幅減少，故本研究以華江濕地為研究區域，期能為棲地復育及管理提出妥善對策。第四章研究方法：現地調查小水鴨數量及位置、地形、坡度、植被範圍及水位，並以地理資訊系統記錄及數位化，建置棲地適合度指標模式。以 CCHE2D 水理模式及底床剪應力，評估地形沖淤趨勢。第五章研究成果與討論：根據現地調查成果，分析探討小水鴨數量及位置、地形、坡度、植被範圍及水位成果。建置小水鴨棲地適合度指標模式，探討其分布特性，並據以研擬復育原則。規劃復育方案，並以水理模式及底床剪應力進行沖淤分析，選取較佳之復育地點。引進適應性管理架 4

構，以棲地適合度指標模式為量化評估工具，建置華江濕地小水鴨度冬棲地適應性管理模式。第六章結論與建議：最後依據本研究成果提出結論，並提供若干建議，供主管機關及後續研究參考。圖 1.3-1 研究流程圖 5

		第二章	文獻回顧
小水鴨及其度冬棲地特性
2.1
小水鴨（Common teals, Anas crecca）是浮水鴨類（dabbling duck）中
體型最小的一種，體長約為		34cm	至 43cm，雌鳥體重約為	360g，雄鳥體重
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約為 340g，翅膀長約	17.5cm	至 20.4cm，展翅長度約		53cm	至 59cm，鳥喙
（Culmen）長約	3.2cm	至 4cm，跗蹠（Tarsus）長約		2.8cm	至 3.4cm
（Carboneras, 1992），雄鳥及雌鳥之照片如圖			2.1-1	所示。

圖 2.1-1 雄鳥（左圖，繁殖羽）及雌鳥（右圖）照片（資料來源：宜蘭縣野鳥學會）

由於小水鴨體型過小，故無法儲存足夠能量，應付遷徙所需（Paquette and Ankney 1998; Klaassen 2002）。所以必須在遷徙過程中，停留數個過境

區域覓食，以補充能量（Arzel		et	al., 2007）。理論上，小水鴨如果可以最
有效率的方式及最短時間返回繁殖地，將可大幅增加築巢繁殖成功率
（Elmberg et al., 2005）。若度冬或過境區域之棲地條件劣化或適合棲地面
積減少，將使小水鴨改變遷徙路線、降低遷徙效率或延長遷徙時間，由此
可知，度冬及過境區域之環境品質及飛行路線，對小水鴨相當重要，將部
分決定繁殖成功率（Arzel et al., 2007）。

2.1.1 小水鴨度冬主要活動

瞭解水鳥活動模式（Activity-time					budget），可用於評估水鳥在生理及
行為上反應環境因子的變動（Paulus,					1988）。而瞭解鳥類各類活動所佔時
間，可以進一步釐清其棲地選擇與覓食行為之相關性（Paulus,									1988;
Baldassarre et al., 1988）。以美國路易斯安那（Louisiana）州的度冬小水鴨
為例（Euliss and Harris, 1987），覓食與休息是度冬小水鴨白天最重要的活
動（表 2.1-1），覓食行為多於早上，佔					42.1％的時間，中午及下午則以休
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息為主，分別佔	47.6%與		49.4％的時間。Johnson			and	Rohwer（2000）研究
美國路易斯安那州小水鴨覓食時間也達					70％以上。
表 2.1-1	美國路易斯安那州度冬小水鴨活動時間分配比例
時間分配百分比（％）

	覓食	休息	移動	理毛	警戒	求偶	爭吵
早上	42.1	35.6	8.8	11.8	0.8	0.5	0.5
中午	31.2	47.6	8.7	11.5	0.5	0.6	0.3
下午	29	49.4	8.5	11.4	0.7	0.7	0.3
（資料來源：		Euliss and Harris, 1987）

Guillemain et al.（2002）研究在法國西海岸濕地度冬的小水鴨，顯示法

國的度冬小水鴨夜間最高利用				85％的時間進行覓食活動，全天平均運用					37
％至 60％的時間覓食。
謝蕙蓮等（2011）在淡水河華江濕地的研究成果顯示，度冬小水鴨在
24 小時的日週期中，有兩個覓食高峰，也就是在兩次退潮中期至最低潮期
間並延續到漲潮初期，覓食長達				6～8	小時。於	2009	年 12 月的調查中，小
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水鴨的覓食活動旺盛，有			66.9%的小水鴨（總隻次			4836）進行覓食，其次
之活動類型為休息（23.0%），理羽（6.4%）及移動（3.7%）。此外，在
同一個覓食高峰時段，有覓食後短暫休息，再覓食的現象。於								2010 年	2 月
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的調查中，小水鴨的休息活動旺盛，有					72.3%的小水鴨表現休息行為（總
7

隻次 14722），其次為覓食行為（14.7%），再次為移動（9.0%）與理羽

（4.0%）。於	2010 年	3 月的調查中，小水鴨仍以覓食為最主要之活動類型
（41.3%,	總隻次 18036），其他活動類型依序為休息（34.7%），移動
（12.3%），理羽（11.8%）。
前述文獻研究成果顯示，小水鴨於度冬區域之主要活動為覓食及休息，
所佔時間可達	60％至	85％。
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2.1.2 度冬棲地重要環境因子水鳥可依據身體特徵不同，如身體形態（Morphology）、鳥喙(Bill)長度及形狀、脖子長度、腳的長度及身體尺寸，去適應覓食之特定水深（Baker, 1979; Isola et al., 2000; Boertmann and Riget, 2006）及水深變化。感

潮濕地（Estuarine	wetland）之淺水區乃由潮汐漲退所形成，並提供水鳥覓
食機會（Acuna et al. 1994; Ntiamoa-Baidu et al. 1998）。水生無脊椎動物
（Aquatic invertebrates）組成度冬雁鴨最主要的食物（Olney, 1963; Vest and
Conover,	2011）。小水鴨常覓食於高潮與低潮間之泥水交界面（mud-water
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interface）（水際線）附近（Johnson and Rohwer, 2000），可能是因為泥水
交界面含有較多的底棲動物（Invertebrates）及種子等食物（Pöysä, 1983;
Gaston, 1992）。
陳炤杰（2003）研究各種水鳥於濕地覓食時，跗蹠長度與水深之關係，
研究發現各鳥種跗蹠長與其所能覓食之水深呈顯著正相關，關係式為「覓
食水深 = -1.23 + 0.82×跗蹠長」， n = 17， r = 0.87， P < 0.001。Johnson
and Rohwer（2000）研究小水鴨覓食行為，發現小水鴨覓食水深平均為 3.5
cm（水深範圍	0 cm 至	29 cm）。Ma et al.（2010）分析影響水鳥使用濕地
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的因子，包括水深、水位變動、植被、鹽度、地形、食物種類、食物可獲
得性、濕地面積、濕地連接性等，發現浮水鴨類（Dabbling duck）喜好之
水深為 5 cm	至 27 cm，如圖	2.1-2。
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8

	圖 2.1-2	各種水鳥覓食時之水深差異
（Ma et al., 2010）

謝蕙蓮等（2011）整合		2009	年至	2010 年間三次小水鴨調查資料，分
析小水鴨活動與所利用的棲地類型，得知華江濕地小水鴨覓食區是濕泥灘
與淺水域，休息區是深水域、濕泥灘或乾泥灘，理羽活動則在濕泥灘或淺
水域，移動活動常在深水域。2009			年 12	月於華江濕地觀察結果顯示，濕
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泥灘與淺水域是小水鴨最頻繁的覓食地（33.6%及				32.9%隻次使用），乾泥
灘為 0%，深水域為	0.3%。2010		年 2 月在華江濕地的小水鴨，大多使用深
水域作為休息地（38.7%隻次使用），而使用乾泥灘的小水鴨比例為						20.8%，
使用淺水域者為	1.0%，使用濕泥灘比例為			11.8%。2010	年 3 月的觀察結果
顯示，小水鴨多在淺水域覓食（38.1%隻次使用），利用濕泥灘與深水域休
息的小水鴨比例相當（12.9% vs. 12.8%）。
植被（Vegetation）之種類及覆蓋範圍會影響水鳥食物取得的難易度
（Bancroft et al., 2002）、食物提供量（Vest and Conover, 2011）、躲藏便
利性（Hattori	and Mae,	2001）及築巢材料種類及數量（Froneman				et al.,
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2001）。
灘地高程可能扮演決定水鳥在灘地覓食數量的重要角色，灘地的地勢
坡度也影響水鳥的使用，一個在高潮與低潮之間的平緩灘地，可擴展較大
9

的淺水區域面積（Johnson and Rohwer, 2000）。Johnson and Rohwer（2000）建議後續研究可以比較灘地高程與灘地坡度，於各潮位時雁鴨分布數量，將對以疏浚方式創造棲地之規劃相當有幫助。平緩坡度及底床高程些微變化之濕地，具有平均水深變化範圍較大之特性，有大面積之灘地，可吸引較多水鳥（Erwin et al., 1994; Taft et al., 2002）。小水鴨度冬族群為了覓食與休息常集中於感潮濕地及河口等區域，度冬棲地選擇常與食物可獲得程度，及躲避干擾與被獵食之庇護性高度相關。 Genard and Lescourret （1992）曾評估法國海岸之小水鴨度冬棲地，定義小水鴨棲地包括淺水池、緩和坡度堤岸及多邊緣植被旁之開闊環境。由於水深、坡度及距植被最短距離等為小水鴨度冬棲地最重要之環境因子，以往研究多為定性描述，幾乎無量化分析，故本研究乃選擇其為量化評估小水鴨度冬棲地需求條件及棲地環境品質之三個最重要環境因子。 10

2.2 淡水河華江濕地生態特性淡水河華江濕地為東亞小水鴨遷徙路線中重要的度冬棲地之一，臺北

市政府於 1993	年依據野生動物保護法設立「臺北市中興橋華中橋野生動物
保護區」，1997	年擴大為「臺北市野雁保護區」，國際鳥盟於				1999 年將
其列為國際重要鳥類棲地（IBAs,		編號 TW004），主要保育目標為雁鴨科
鳥類，尤以小水鴨為主（Liao, 2001;		方偉達等, 2008; Li et al., 2009;			李培芬
等,2010）。某一水鳥種類的重要棲地（critical			habitat），通常被定義為該
水鳥在此棲地中的棲息數量達到總族群數量的			1％以上，以小水鴨為例
（如圖 2.2-1），東亞小水鴨重要棲地需達到			8000 隻以上（Li et al., 2009）。
目前所知的東亞小水鴨重要棲地中，淡水河華江濕地（華江橋）及關渡濕
地（台北海洋技術學院）均屬之（如表		2.2-1）。
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華江濕地於	2007 年再由內政部營建署評定為國家級國家重要濕地，屬
「大漢新店國家重要濕地」之一部分（內政部營建署網頁資料），原先即
為「臺北市野雁保護區」及國際重要鳥類棲地（IBAs），其主要保育目標
物種皆為雁鴨科鳥類，其中尤以小水鴨數量佔絕大多數，可達					90%以上
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（方偉達等，2008；謝蕙蓮等，2009）。
近 10 年來東亞小水鴨數量呈現穩定下降的趨勢（Li et al., 2009），如
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圖 2.2-2 所示，數量以	10 年（1998	年至 2007	年）減少約	4 萬隻之趨勢下
降（Li et al., 2009）。這種小水鴨數量減少的趨勢也發生於華江濕地的小水
鴨族群。由中華鳥會提供之資料顯示，自		1987	年開始華江濕地度冬小水鴨
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族群有較完整紀錄，於	2000 年達到最大數量約		10000 隻（Li et al., 2009），
但後來大幅減少，到	2007 年只剩	2000 隻左右（方偉達等，2008；謝蕙蓮，
2011），如圖	2.2-3。
11

圖 2.2-1 亞洲及歐洲小水鴨度冬區域（Li et al., 2009）

表 2.2-1 東亞小水鴨重要度冬棲息地

地區	棲息地	最大數量	年份
臺灣臺北	華江橋（華江濕地）	9,999	2000
中國安徽	武昌湖 Anqingyanjiang NR	10,161	2004
中國湖南	東洞庭湖
		11,160	1996
中國江西	鄱陽湖	19,757	2005
日本 Ibaraki	Kasumi-Gaura	14,981	1989
Kasumigaura Nangan
日本 Ibaraki		10,176	2003
-----------	---	------	-----
Sakuragawa-Mura
日本 Ishikawa	Kahokugata（Kawakitagata）	8,665	2003
------------	-------------------------	------	-----
Sa-Kata （Sagata-
日本 Niigata		8,052	2006
------------	---	------	-----
Kamisagata-Mitaraigata）
南韓 Chungnam	Daeho Lake	17,801	1996
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南韓 Gyeonggi	Siwha（Shihwa）Reservoir	15,000	1999
越南 Dong Thap
	Tram Chim National Park	10,000	1992
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（資料來源：Li et al., 2009）

	圖	年至	年東亞小水鴨數量變化
	2.2-2 1998		2007
（Li et al., 2009）

	圖 2.2-3	1984 年至	2009 年華江濕地小水鴨數量圖
（資料來源：中華野鳥學會；謝蕙蓮等，2011）

度冬棲地面積減少時，可能造成所剩面積區域之上層獵食者（consumers）密度增高，這也將導致更多的干擾（interference）、消耗

（depletion）及低進食率（lower			food intake	rates），也造成更高的冬季死
13

亡（winter mortality）及族群數量減少（Goss-Custard,1980; Goss-Custard et al., 1995; Sutherland and Goss-Custard, 1991; Sutherland & Dolman, 1994;

Dolman	and Sutherland,		1995）。小水鴨數量減少的原因，包括大尺度的全
球環境變化因素，故無法清楚瞭解。但證據顯示，淡水河華江濕地小水鴨
數量減少的原因可能是棲地劣化，因泥砂淤積及植被面積擴增，造成水域
及灘地面積減少等因素（謝蕙蓮等，2011）。
因此釐清華江濕地保育目標小水鴨其度冬棲地的劣化原因，為復育棲
地之首要工作，方可有效進行棲地復育作業。

2.2.1 淡水河河相特性

華江濕地（斷面編號淡			028A	至淡	031）位於大漢溪與新店溪匯流口，
為淡水河主流上游，本區域又名江子翠。淡水河從江子翠至河口之主流河
段，根據	Rosgen	河道分類系統（Rosgen,			1996），河川型態分別為：河口
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到關渡河段蜿蜒度為			1.10，屬平直河流，底床坡度為				0.095％；關渡到江子
翠河段蜿蜒度為		1.39，屬辮狀河流，底床坡度為				0.038％，此種河道較為寬
淺，易生砂洲（施上粟等，2008）。
淡水河流域於		1945	年台灣光復後，因臺北市人口增加及工商發展迅速，
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早已超過日據時代原規劃的臺北地區容納人口						60 萬人，政府乃逐步推動淡
水河各項防洪建設。臺灣省水利局於				1963	年開始著手研擬淡水河防洪治本
計畫，1969	年	5 月經濟部成立水資源統一規劃委員會，針對淡水河防洪治
本計畫檢討並作其他方案探討，於				1973	年 12	月提出臺北地區防洪計畫建
議方案（草案）呈報行政院。「臺北地區防洪計畫」以							200 年重現期洪水
量為保護設計基準，沿淡水河及支流兩岸興建堤防，開闢二重疏洪道。臺
北橋的計畫堤頂標高為			10.02m，淡水河關渡以下設計流量為					25000cms；
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EL.
由二重疏洪道疏洪		9200cms，疏洪後臺北橋之洪水量為					14300cms，堤防內
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河寬約為	400m（黃恔娉及施上粟，2012）。
14

由於防洪計畫興築堤防，淡水河由大漢溪與新店溪匯流口（斷面編號淡 031）流至臺北橋（斷面編號淡 024A）時，河寬由 1200m 窄縮至 400m （如圖 2.2-4），故易於洪水時形成控制斷面，臺北橋上游河段因水位抬升及流速減緩而形成泥砂淤積區（施上粟等，2008；李鴻源及侯文祥， 2009）。淡水河河相特性造就忠孝橋至華江橋一帶之沙洲，也因感潮及植被生長，使沙洲成為生態豐富之感潮濕地，於中興橋上游側形成華江濕地。因如此多樣性的棲地型態，使得華江濕地成為小水鴨度冬重要棲息地（李鴻源及侯文祥，2009）。圖 2.2-4 淡水河主流之大斷面位置及航照圖（資料來源：第十河川局） 15

2.2.2 華江濕地環境變遷淡水河早年因開採砂石，造成河床大幅下降，如經濟部水利署第十河川局（以下簡稱：第十河川局）自 1969 年至 2009 年之每年大斷面測量資料（如圖 2.2-5）。於 1989 年淡水河全面禁採砂石前，淡水河之河床平均高程幾乎為歷年最低。1989 年禁採後，全河段開始回淤，由圖 2.2-5 中之 1994 年、2006 年及 2009 年平均高程得知，河床逐年淤高。而華江濕地所在之中興橋（斷面編號淡 028A）至斷面淡 031，由 1989 年河床平均高程為-0.39m 至-1.86m，回淤至 2009 年河床平均高程為 0.06m 至 0.75m，平均河床高程淤積幅度達 1.53m。而斷面淡 029、淡 030 及淡 031 三大斷面右岸灘地分別可代表華江濕地下游至上游之橫斷面，其歷年變化，如圖 2.2-6 至圖 2.2-8 所示。由圖 2.2-6 所示，斷面淡 029 右岸灘地由 1989 年至 1999 年淤積 1m 至 2m 左右， 1999 年至 2004 年呈現較大範圍之大幅淤積，最大達 1.8m 左右，而 2004 年至 2009 年則呈現沖淤互現；左岸深槽區，1989 年至 1994 年底床可深達 EL. -6m，1999 年至 2004 年為 EL. -3.4m，2009 年為 EL. -3m 左右；斷面淡 029 之深槽仍維持於左岸。由圖 2.2-7 所示，斷面淡 030 右岸灘地在橫向距離 600m 至 950m 之間為華江濕地，1989 年至 2009 年最高點由 EL. 0m 淤積至 EL. 2.5m，平均淤積約 2m；左岸深槽區，1989 年至 1999 年底床可深達 EL. -6.4m，1999 年至 2009 年為 EL. -5m 左右；斷面淡 029 之深槽亦維持於左岸。由圖 2.2-8 所示，斷面淡 031 右岸灘地在橫向距離 700m 至 900m 之間為華江濕地上游側，1989 年至 2009 年最高點由 EL. -0.5m 淤積至 EL. 1.5m；由圖可知，2004 年後，在橫向距離 1080m 凸起處為第一道低水護岸；1989 年至 1994 年斷面淡 031 維持左右岸各有 1 個深槽，1999 年右岸深槽由原 EL. -4.5m 淤積至 EL. -1.8m，深槽僅剩左岸部分，左岸深槽於 1989 年至 2009 年，維持在 EL. -6m 至 EL. -4.5m 之間。 16

華江濕地		1948 年、1989	年、2000	年、2005	年及	2009 年之歷年航照
圖，如圖	2.2-9	至圖 2.2-13	所示。由圖	2.2-9 可知，1948		年華江濕地左岸沙
洲面積相當大，亦可見到沙洲上的耕地，此時二重疏洪道、三重新莊堤防、
中興橋及華江橋皆尚未施築，臺北市側之河濱灘地亦未整治，淡水河主流
偏向右岸；由圖		2.2-10 可知，1989		年航照圖顯示周邊橋梁及堤防皆已完成，
-------	---	--------------	---	------------------	---	---
惟歷經河川砂石開採，左岸沙洲已消失，對照大斷面資料，河道中已無出
露之沙洲灘地；由圖		2.2-11	可知，2000	年航照圖顯示，右岸逐漸有沙洲灘
---------	---	------	-------	---------------	---	---
地出露，應為禁採砂石後，河床回淤，右岸沙洲漸漸淤高；由圖 2.2-12 可
知，2005	年右岸沙洲面積逐漸擴大，植生已明顯可見，河床已淤高；由圖
------	----------------------------	-------------	---	---	-------------	---
2.2-13	可知，2009	年右岸沙洲面積大增，形成近			80 公頃之華江濕地，其植
被面積亦大幅增加，目前以高莖蘆葦為優勢植群（謝蕙蓮，2011）。
由於華江濕地附近河段之河相特性，使其為淡水河具高度淤積潛勢之
河段。而由於人為嚴重干擾，使該段淡水河已由自然河川轉變為都市河川。
河川整治，沿河岸興築堤防及低水護岸，限縮河川自然發展能力。先前河
川採砂及水庫興建，造成河床嚴重下降，而後禁採砂石，形成河床大幅回
淤。
謝蕙蓮（2011）等人研究成果顯示，2000					年華江濕地之沙洲形成，此
----------------------	---	---	----	-----------------	------------	---
時主要地景為水域及灘地，至			2009	年沙洲灘地面積大增，植被面積亦大幅
增加，高潮位以上之陸域區域及高莖植被為主要地景，為影響小水鴨棲地
品質的主要原因。

圖 2.2-5 淡水河主流歷年之河床平均高程（黃恔娉及施上粟，2012）圖 2.2-6 淡水河斷面 029 之歷年橫斷面圖（資料來源：第十河川局） 18

圖 2.2-7	淡水河斷面	030 之歷年橫斷面圖
（資料來源：第十河川局）

圖 2.2-8	淡水河斷面	031 之歷年橫斷面圖
（資料來源：第十河川局）

圖 2.2-9 1948 年華江濕地航照圖（資料來源：中央研究院）圖 2.2-10 1989 年華江濕地航照圖（資料來源：農林航測所） 20

圖 2.2-11 2000 年華江濕地航照圖（資料來源：農林航測所）圖 2.2-12 2005 年華江濕地航照圖（資料來源：農林航測所） 21

圖 2.2-13 2009 年華江濕地航照圖（資料來源：農林航測所） 2.2.3 淡水河底質粒徑由於淡水河受開採砂石、洪水事件、禁採砂石等人為干擾及自然力影響，除造成河床高程劇烈下降及大幅回淤之變化外，河床底質粒徑分布隨之改變，而有其特性。根據張瑞津等（1989）調查淡水河底質粒徑分布，淡水河河口至竹圍為粗砂，竹圍至關渡為細砂，關渡以上為粉砂質；新店溪江子翠至中正橋為砂、泥質，福和橋至秀朗橋屬砂、礫石河床；基隆河由中國海專（現已改名為：臺北海洋技術學院）至汐止則屬細砂、泥質。這些數據是在完全禁止採砂（1982 年起逐年禁採、1989 年全面禁採）後量測，由此張瑞津等（1989）推斷在 1989 年前淡水河河口之底質因受潮流進退影響，堆積物較上游略粗，再往上游因潮流之影響減弱，河床底質反較河口細。 22

施上粟等（2008）蒐集過去水利單位所做的各項河床質調查，整理整

個河系所調查的底床質粒徑分布如表						2.2-2	所示，分析結果感潮段				d	：淡
50
水河	0.26mm	至 0.48mm、大漢溪			0.21mm		至 0.27mm、新店溪			0.25mm；感
---	------	------------	------	------------	------	---	------------	---	------------	--------	---	---
潮段	d ：淡水河		0.15mm	至 0.26mm、大漢溪			0.12mm		至 0.15mm、新店溪
10
0.12	mm。可見感潮段含泥量低，這些數據主要來自							1982	年量測，是在禁
-----	---------------------	---	---	---	---	---	---	----	-------	---	---	---
止採砂前，也符合具開採價值的砂石粒徑條件，所以當時感潮段沿岸存在
很多砂石場。
	施上粟等（2008）整理			2004	年至		2007 年在淡水河的幾次底質調查
-----------------	------------------------------	--------------	------------------------	----------------	---	--------------------	----------------------	---	---	---	-------	-----
（伴隨底棲動物採集），整理如表						2.2-3，結果發現：淡水河河口至關渡之
平均粒徑介於		0.02-0.05mm		之間；關渡至江子翠之平均粒徑介於								0.02-
0.32mm	之間。
	由謝蕙蓮等（2009）於華江濕地之現場調查採樣資料得知（如圖											2.2-
14），華江濕地各位置底質粒徑小於						62	μm 的粉泥-黏土含量（silt/clay
content）百分比約為			20%至	50%，其中以新潮池（位置參考圖							3.1-2）之
50%最高，主河道之			20%最低；各位置之底質粒徑中值（median								grain	size）
約為		至 0.11mm，以主河道之					最大，新潮池之					最
	0.06mm					0.11mm					0.06mm
小。

			表 2.2-2	淡水河河床粒徑分類表
粒徑分類(mm)
斷面
		d	d d	d	d d	d	d d	d	d	d	d
---	--------	-------	-------	---	---	---	--------	---	-----	---	----	---
		90	84 80	75	70	65	60 50 40	30	25	20	10
	T0	0.41	0.31				0.26		0.22		0.19
	T12	0.55	0.39				0.27		0.21		0.15
	T23-T24	0.91	0.72				0.48		0.41		0.26
	T32	0.49	0.39				0.27		0.23		0.15
	T38	0.97	0.49				0.21		0.16		0.12
	T42	170.28	109.14				53.34		6.17		0.41
	T45	224.69	148.22				33.17		0.77		0.22
資料來源：台灣北部地區河川砂石資源調查報告書（1982），
施上粟等（2008）

	表	2.2-3 2004-2007	年河床質調查表
	資料來源	位置	平均粒徑(mm)
	4			0.03
挖子尾
	2			0.03
---	---	-----	---	-----
	4	竹圍		0.02
	1			0.05
	2	關渡		0.02
	4			0.02
	4	基隆河口		0.09
	2			0.02
社子島
	3			0.04
---	---	----	---	-----
	4	重陽橋		0.02
	4	臺北橋		0.03
	4	中興橋		0.04
	1			0.12
江子翠(左岸)
	4			0.32
---	---	---	---	-----
	1			0.06
江子翠(右岸)
	4			0.13
---	---	---	---	-----
	1			0.06
新海橋-大漢橋
	4			0.11
---	---	-------	---	-----
	4	景美溪匯流口		0.13
	4			0.30
秀朗-福和橋
	1			0.14
---	---	---	---	-----
1、淡水河江子翠地區河防安全及河川生態棲地檢討規劃，2006
2、淡水河系紅樹林濕地疏伐可行性評估研究(1/2)，2006
來源
註解 3、淡水河系紅樹林濕地疏伐可行性評估研究(2/2)，2007
4、淡水河系河川情勢調查計畫，2004-2005
資料來源：施上粟等（2008）

圖 2.2-14	華江濕地各位置底質之粉泥-黏土含量百分比（左圖）
及粒徑中值（右圖）
（謝蕙蓮等，2009）
施上粟等（2008）從水力學泥砂沉降速度的觀點，稱小於 0.02mm 的
顆粒為黏性泥砂；若從土壤角度，則小於			0.004mm	的顆粒才能稱為黏性泥
------------------	---	---	-------	----------
24

砂。前者稱之為「水力黏性泥砂」百分比，後者則稱之為「土壤黏性泥砂」

百分比。該研究於淡水河進行鑽探取樣，發現淡水河斷面									T03	與 T24	表層
處無發現黏性泥砂，深度					10.05m	至 10.5m	處所佔黏性泥砂百分比最高(22.4
％至	58.3％、10.5％至			25.7％)，T35		斷面於深度		2.55m	至	3m 處黏性泥砂
百分比為最大值(72.4％、31.1％)。
粘性泥砂沉降依水中泥砂濃度由小至大，可細分為無絮凝的分散性沉
降、絮團沉降、絮網沉降、壓縮沉降，粘性泥砂在流動水中的沉降速度處
於分散性沉降或絮團沉降狀態，與濃度大小有關。通常粒徑愈小絮凝作用
愈強，某一臨界粒徑以上則絮凝作用可忽略，Migniot(1989)、錢寧與萬兆
惠（1981）分別提出這個臨界粒徑為							0.03mm、0.01mm，可視平均值
------------------	---	---------------------------	---	---	---	---	-------------------	---	---	---	---
0.02mm		為有無絮凝現象的泥砂顆粒分界，不同於土壤力學的黏土分界
0.004mm。粘性泥砂在濃度很小的水體中，因為水中紊流破壞絮凝的形成，
沉降速度為單一顆粒沉降速度，此情況粘性泥砂與粒徑小於										0.1mm	的非粘
--------------------------	------	------------------	---------------------	-------------------	--------------------------------	---------------------	-----	------------	-----------	---------	---
性泥砂都可使用			Stokes’law		計算沉降速度。0.02mm			粒徑依照		Stokes’	Law
之沉降速度為			0.36mm/s（施上粟等，2008）。
			al.（1989）分析		Migniot(1968)、Chase(1979)的沉降筒實驗數
	Mehta	et
據，加分散劑後粒徑是				0.02、0.002、0.0002mm				的泥砂，分別量測其未加
分散劑的絮團沉降速度是					0.27、0.17、0.11mm/s，雖然粒徑相差一百倍，
但是絮團沉降速度				0.11-0.27mm/s		在同一級序。Migniot（1968）認為
0.02mm		以下之黏性泥砂絮凝成絮團之沉降速度在						0.15-0.6mm/s		之間；基於
上述絮團沉降速度在一狹小範圍內，故不再細分								0.02mm		以下粒徑，本研
究以	0.02mm	及	0.36mm/s		作為淡水河黏性泥砂的粒徑及沉降速度代表值。
	由	2011	年河床床質粒徑採樣分析資料得知（如表						2.2-4）江子翠附近
斷面	028	之 d	粒徑約為		0.205mm，斷面		032 之	d 粒徑約為		0.059mm（葉
			50					50
克家，2011）。
25

由相關文獻現地調查採樣分析成果可知，淡水河華江濕地附近之河床底質粒徑 d 約為 0.05mm 至 0.32mm，屬於粉土或黏土至細砂之間（美國 50 統一土壤分類法），或粗粒壤土至細砂之間（美國地球物理聯合會分類法， AGU）（吳健民，1991）。表 2.2-4 2011 年淡水河河床質粒徑分析表（資料原來：葉克家，2011） 26

2.3 棲地適應性管理模式華江濕地位處淡水河淤積河段，受人為干擾嚴重，近年呈現陸域化及植被範圍擴增趨勢，造成小水鴨度冬棲地適合面積大幅減少（謝蕙蓮等， 2011）。由於度冬棲地面積減少時，將對小水鴨造成嚴重影響（Goss- Custard,1980; Goss-Custard et al., 1995; Sutherland and Goss-Custard, 1991; Sutherland & Dolman, 1994; Dolman and Sutherland, 1995）。因此在易淤積河段引進有效之復育及管理模式，為當前華江濕地管理最重要之課題。而華江濕地因河相及受人為干擾之特性，無法以一次性之棲地改善作業，即達成復育目標之永續性，故適合引用適應性管理（Adaptive management）策略，作為棲地管理之架構。並以棲地適合度指標模式為量化評估之方法，作為適應性管理之評估工具。 2.3.1 適應性管理由於生態系發展的過程充滿不確定性，因此，需採用一套能兼顧環境變動及目標達成的管理方式，即適應性管理。嘗試找尋最理想的管理方式（Learning to manage by managing to learn），才能對不確定性作出適當的回應。根據 Thom（2000）的研究指出，結合復育計畫（Rehabilitation projection）之適應性管理包括監測（Monitoring）、評估（Assessment）及決策（Decision）等三個主要部分；適應性管理是於實做的過程中學習（Learning by doing），並進行監測以回饋修正計畫的適應性管理方式（Walters and Holling, 1990），此種管理方式可以彌補管理人員事前無法獲得完整的基本資料而造成計畫不詳實的困境，或因諸多無法控制的環境因素而造成計畫失敗的窘境。適應性管理之流程（如圖 2.3-1）主要包括下列各項：

計畫目標(Goal)：需清楚闡述目標，目標為復育計畫之驅動力（Drives）。
控制因子(Controlling factors)：如高程、地形、植被、水文等因子。 27
系統結構(Structure)：如濕地狀況（植物莖高、莖密度）。
系統功能(Functions)：如哺乳動物、水鳥、岸鳥、魚的食物、魚等出現頻度。 | 5. 復育概念模式(Conceptual | | model)：由控制因子組成系統結構及功能， | | | --------------------- | --- | ---------------------- | --- | 並發揮功能，即為一完整之復育概念模式。
監測(Monitoring)：監測各控制因子之狀態，如濕地高程淤積或沖蝕，水位變動狀況等。
評估(Assessment)：由控制因子之狀況進行評估，供決策參考。
決策(Decision)：依據控制因子及系統功能變動情形進行評估，以決定各種作為。包括（1）無行動(Doing nothing)，無需任何作為；（2） | 行動(Doing | something)，行動可回饋控制因子，改變其狀態，進一步 | | | | --------------------------- | ------------------------------ | ----------- | --- | | 影響系統結構及功能；（3）改變目標(Changing | | Goal)，若決策為回 | | 饋修正目標，則修正目標後，調整控制因子，再進一步影響系統結構及功能。然而，適應性管理在實際應用上亦有其限制，包括經費限制與組織制度的障礙（Gunderson et al., 1995; Castleberry et al., 1996; Van Winkle et al., | 1997; Walters, 1997）。經費的限制往往造成後續監測無法持續，沒有監測 | | | | | --------------------------------------------- | --- | --- | --- | 的數據，則適應性管理自然無法推動。另外，由於適應性管理容許在過程中做必要的變更或甚至改變計畫目標，這種作業方式與許多主管機關的組織或制度規定常有抵觸；因此，適應性管理在執行上仍有其困難。為解決上述的問題，美國路易斯安那州所推動「海岸濕地規劃、保護及復育法」（The Costal Wetlands Planning, Protection, and Restoration Act, CWPPRA）的作法，或許可視為一解決之道。路易斯安那州為了挽救該州濕地面積嚴 | 重消失問題（據估計每年約以 | | 65 至 92km2速度消失，Barras | et al., 1994）， | | -------------------------------------------------- | ------ | ---------------------- | ---------------- | | 該州立法機關通過 | CWPPRA | 法案，並建立海岸濕地保育基金（Costal | | | Wetlands Conservation and Restoration Fund），藉以推行超過 | | | 100 個以上的 | 28

濕地復育計畫。CWPPRA 法案主要係根據適應性管理的原理而制訂，將計畫相關的組織架構（Organization Structure）、規劃程序（Planning Process）、計畫執行（Project Implementation）、監測計畫（Monitoring Program）納入該法案中，並做詳細的規範（Steyer and Llewenllyn, 2000），以解決經費及組織制度上的限制。適應性管理是一種永續管理，無法一次作業就有成效，很多因素都要納入考慮，為建立共識，適宜一開始就讓社會大眾參與討論，且應納入行政體系、學者專家、民間非營利組織及地方社區人士等為協調溝通對象，以取得共識、減少爭議（謝蕙蓮及施上粟，2007）。圖 2.3-1 適應性管理之流程圖（本研究修改自：Thom, 2000; 謝蕙蓮及施上粟，2007） 29

適應性管理雖有其限制，但若依其流程持續執行，對環境不斷演變的系統而言，是一個較佳的管理方式，對保護區管理，有相當程度之成效。

若搭配量化評估（Quantitative	assessment）方法，則可達成棲地適應性管
理之目標。

2.3.2 香港米埔自然保護區案例米埔沼澤及后海灣內灣的濕地位處香港的西北角，數十年來成為候鳥

的天堂。以往，米埔並沒有獲任何形式的保護，直至	1976	年，才列為具
特殊科學價值地點。1984	年，世界自然基金會（World	Wildlife	Fund,
WWF）開始接手管理米埔保護區，推行環境教育及保護工作。1995			年，
米埔及后海灣內灣共 1,500	公頃的濕地正式根據「拉姆薩爾公約」
（Ramsar convention）列為國際重要濕地。
米埔及后海灣的紅樹林面積達 400 多公頃，是中國第六大紅樹林濕地。
在紅樹林下可找到豐富的底棲無脊椎動物，夏天更有多種雀鳥在紅樹林築
巢棲息。而佔地 45 公頃的蘆葦叢是廣東地區僅餘面積最大的蘆葦叢之一，
也是候鳥的重要覓食地，部分鶯鳥於春秋兩季在此覓食。在蘆葦叢曾記錄
到近 400 種無脊椎動物，其中四種為科學界的首次發現。
香港政府在設立拉姆薩爾公約濕地之餘，亦決定撥款港幣		4.23	億元在
-------------------------	---	----	---
其後五年收購土地、設立濕地教育及訪客中心並進行保護管理。為確保這
片國際重要濕地獲得善用，港府於	1997 年完成一份管理計畫，把濕地分為
---------------	--------------------	---	---
核心區、生物多樣化管理區、公眾參觀區、資源善用區與私人土地區等五
個區域（WWF Hong Kong, 2006;	謝蕙蓮及施上粟，2007）。
-------------------------	---------------	---	---
根據「Management plan for the Mai Po marshes wildlife education centre
and nature reserve 2006- 2010」	（WWF Hong Kong, 2006），米埔保護區之
-------------------------------	----------------------------	---	---
管理策略中，根據棲地、植物、動物（哺乳、鳥類、無脊椎、兩爬）等面
向，將保護區所具有的資源價值，就國際性（全世界）、區域性（中國大
陸）與局部性（香港）等不同空間尺度，予以劃分成不同重要等級（如表
30

2.3-1），以作為訂定經營管理優先順序之參考。以紅樹林區之適應性管理為例，米埔保護區除第一次以人工疏伐方式移除紅樹林成林，後續每年則由志工至泥灘地撿拾紅樹林胎生苗，以維持泥灘地型態之棲地。這套針對不同棲地而採分區管理的方式，可作為其他保護區引用適應性管理之參考。

表 2.3-1 米埔保護區管理策略分區重要性重要性

棲地類型	國際	區域	本地
潮間帶灘地	高度	高度	高度
紅樹林	中等	高度	高度
蘆葦叢		中等	高度
基圍（Gei Wai）		高度	高度
魚池		中等	高度
（資料來源：WWF Hong Kong, 2006）

米埔濕地紅樹林區之維護管理方式，已具適應性管理之原則，惟無量化之評估，難精確提供後續決策可用之參考資料。


31

2.4 棲地適合度指標模式 2.4.1 棲地適合度指標模式理論

1974 年美國魚類及野生物管理局（U.S.			Fish and	Wildlife	Service,
USFWS）最先開始將棲地適合度指標（Habitat suitability index, HSI）之原
則運用於棲地評估程序（Habitat evaluation Procedures, HEP），作為評估程
序的一部分（USFWS, 1980a; USFWS, 1980b）。棲地適合度指標可量化描
述某物種之棲地品質狀態。適合度指標（Suitability			index,	SI）乃建立於假
------------------------------	---	------------	-----------------	---------	------
設適合度指標與棲地承載量（Habitat		carrying	capacity）有正比關係，這關
係即為最佳棲地適合度值為		1，而最劣棲地適合度值為		0（USFWS,	1981）。
棲地適合度指標的定義為：

研究區域棲地狀況

棲地適合度指標	=			（2.4-1）
最適棲地狀況

棲地適合度指標為一個連結鳥類數量與棲地環境條件的量化方法，此方法可針對特定鳥種之獨特棲地，將每個棲地特徵因子量化，並轉化為棲

地適合度指標（數值為	到 1）。每個棲地因子之適合度指標（SI）可被整
合為一個棲地適合度指標（HSI）（數值也是從		0 到 1），表示特定鳥種所
在區域之棲地品質（USFWS,	1981）。剛開始棲地適合度指標在各別區域
尺度（Individual management unit）下，根據棲地因子現地實測資料建置，
針對特定鳥種評估棲地品質。而近來因為大尺度（Large-scale）空間資料可
取得性增加及技術進步，棲地適合度指標已可運用在不同尺度上
（VanHorne and Wiens 1991, Stauffer, 2002）。就目前研究成果而言，包括
遙測地景尺度（Remotely sensed landscape-level）的棲地適合度指標，也已
發展應用於更大面積的區域（Storch, 2002; Larson et al., 2003; Rittenhouse et
al., 2007; Tirpak et al., 2009）。
32

棲地適合度指標模式可分為以下三類型：（Bovee et al., 1998; 經濟部水利署水利規劃試驗所，2012）一、第一型第一型棲地適合度指標被定義為個人經驗與專業意見，或經由協商定義而成的準則。而這個準則若與收集野外實驗數據相較，可迅速建置並節省經費。第一型最大缺點之一，即以意見代替資料。第一型棲地適合度指標依據專家意見建立，惟專家必需能夠清楚瞭解物種對棲地之需求，並注重中立客觀之原則。二、第二型第二型棲地適合度指標是依據目標物種，現地量測微棲地資料及物種出現頻度，建置棲地適合度指標。研究人員盡可能的在目標物種出現的地方，收集微棲地利用的資料。第二型與第一型比較，差異主要為後者依據真實的資料而非意見。建立第二型棲地適合度指數，其生態資料收集是相對花費較高，若物種的資料太少，將無法利用。三、第三型為計入可利用棲地的因素，而發展出第三型棲地適合度指標。最普遍使用的方法是以已利用棲地（Habitat use）與可供利用棲地（Habitat availability）之比例關係建立適合度指數（Preference index）。然而，生態資料收集的困難在第三型棲地適合度指數也會出現。應用第三型棲地適合度指數前若沒有經過專業的校正而定義可利用棲地，會造成生態意義的差異。現地量測目標物種微棲地及物種出現頻度等資料，建置棲地適合度指標，為可靠且具科學性之量化棲地條件及評估棲地品質之妥適方法。 2.4.2 棲地適合度指標模式應用棲地適合度指標為非常合用的棲地品質評估工具，而且常用於自然資源管理者及決策者，用於量化分析瀕危的陸域或水域生態系統中的野生動 33

植物棲地狀態（Cole and Lefebvre, 1989; Jowett and Davey, 2007; Luan et al., 2011）。他們可以運用地理資訊系統（GIS）整合環境因子資料，產出野生物種棲地品質狀態之空間分布地圖（Lauver et al., 2002; Luan et al., 2011）。

Rice（1984）研究發現，水深			V1 指標、沈水植物佔水域面積比例		V2
指標、植被與水域面積百分比			V3 指標，是在評估潛鴨覓食棲地品質時，
最重要的三個因素。Rice		並提出覓食地品質的綜合指標式為：覓食地品質=
(V1V2V3)1/3。
Howard	and Kantrud（1986）分析墨西哥灣度冬的尖尾鴨（Northern
-------	----------------------------------------	---	---	---	---
pintail）棲地適合度，在各種因子中，尖尾鴨喜好低鹽度的水域，鹽度高於
20ppt 以上時，適合度僅剩		0.20；其中挺水植物面積百分比（percentage			of
---------------	---	----------------------------	---	---	---
area that is covered by persistent emergent vegetation）為 0 至 30%時，適合度
為 1。
Lauver	et al.（2002）以地景分類、樹籬及樹木數量等因子，建置伯勞
-----------------------------------	----------------------------------	---	------------------	---	---
鳥（loggerhead	shrike）的棲地適合度指標模式，他們以地理資訊系統繪製
美國 Fort Riley Military Reservation			（FRMR）棲地品質地圖。結果顯示，
保留區有	67%的面積適合伯勞鳥棲息。
Leberg（2012）蒐集過去文獻，分析小水鴨於美國路易斯安那州度冬
之調查資料，以大尺度		500m×500m	網格，建置濕地型態（分為		Fresh
----------	---	---------	------------	---	------
marsh, Brackish marsh, intermediate marsh, swamp forest & saline marsh）及水
深（分為	8 個等級）兩個因子之棲地適合度指標。小水鴨最適棲地環境為
-----------------------------	-----------------------------	----------	----------	---------------	---
Fresh marsh	及水深為	8cm 至 18cm	之棲地環境條件，如圖	2.4-1 及 2.4-2。
美國魚類及野生物管理局以棲地評估程序為基礎（USFWS,				1980a），
依物種別、地域別建立棲地適合度指標。美國迄今所發表的棲地適合度指
標已多達	171 種，公布於美國地質調查所（USGS）網站（http:
----	-------------------------------	---	---	---	---
ww.nwrc.usgs.gov）及國家濕地研究中心的數位圖書館供各界利用（經濟部
水利署水利規劃試驗所，2012）。

圖 2.4-1 美國路易斯安那州小水鴨度冬之濕地型態適合度指標圖（Leberg, 2012）圖 2.4-2 美國路易斯安那州小水鴨度冬之水深適合度指標圖（Leberg, 2012） 2.4.3 棲地適合度指標模式驗證方法雖然棲地適合度指標模式受到廣泛的使用，但仍有學者批評棲地適合度指標有不可靠及缺少科學嚴謹性的缺點（Cole and Smith, 1983; Roloff and 35

Kernohan, 1999）。為此，Brooks（1997）提出一套 HSI 的建置程序，證實經過驗證（Validation）後，HSI 可在高可信度及低風險情況下使用。棲地適合度指標之驗證，乃以棲地適合度指標之數值與物種出現頻率成高度正向關係（Positive correlation），為通過驗證程序（Brooks,1997; Tirpak et al., 2009）。如 Koizumi et al.（2008）（如圖 2.4-3）、Cook and Irwin（1985）、Mitchell et al.（1989）、Schroeder et al.（1992）、郭一羽及陳盈曲（2004）等之研究，皆採此種方式驗證。圖 2.4-3 Koizumi et al.（2008）進行棲地適合度指標驗證圖（Koizumi et al,. 2008）雖然近年來有許多研究探討棲地因子對小水鴨利用濕地的影響，且僅有極少數研究建立小水鴨之大尺度棲地適合度指標。並未根據小尺度且高精度調查資料建立小水鴨棲地適合度指標模式，也幾無運用棲地適合度指標模式進行棲地適應性管理之研究。因此，本研究以小水鴨度冬棲地中最重要之三個因子：高程、坡度及距植被最短距離，建置小水鴨度冬棲地適合度指標模式，針對此三因子，提出小水鴨度冬棲地需求條件及棲地適應性管理之策略。 36

2.5 二維水理模式及沖淤分析本研究進行水理模擬之區域為感潮濕地，由於演算區域為寬廣水域，

可忽略水深方向之變化（Chow,			1959），適合以水平二維水理模式進行演
算，並配合沖淤分析，評估沖淤趨勢。以生態學觀點而言，沖淤分析即為
計算自然營力對棲地變化之影響。

2.5.1 水理模式本研究蒐集常用之二維水理模式，包括 SMS、NTU-SFM2D、EFA2D、

SRH-2D	及 CCHE-2D	等，進行說明如下，並比較如表		2.5-1（經濟部水利
署水利規劃試驗所，2010）。

一、SMS	模式
SMS（Surface		Water Modeling	System）二維水理演算模式，包含
TABS-MD（RMA2、RMA4、SED2D-WES）、FESWMS、ADCIRC、
CGWAVE、STWAVE、WSPRO			等演算模組，水理分析主要演算程式為
-------------------	---	--------------------	-----------------	---
TABS-2。TABS-2		包含三個基本計算程式：二維明渠變量流模式
（RMA2）、二維明渠變量流輸砂模式（SED2D-WES）及水質污染傳輸模
式（RMA4），適用於河川、港灣及寬淺河口模擬，能夠表現出水平方向
物理量。
此模式以有限元素法求解根據水深平均理論而得之水深平均二維水流
連續及動量方程式，其中摩擦力係以曼寧公式計算，而紊流特性乃以渦流
黏滯係數（Eddy viscosity coefficient）定義之，上游邊界條件可為水位、流
速或流量，下游邊界條件可為水位或率定曲線。
其基本方程式及數值模式是基於緩變流之假設，忽略科氏力、風力及
垂直方向分量之影響，將		Navier-Stokes	方程式沿水深方向積分，可得二維
-----------	---	-------------	-----------------	---
水平變量流方程式。根據		Galerkin	有限元素法理論將控制方程式對整個求
解區域離散化後，疊代求解各節點之速度分量及水深。
37

二、NTU-SFM2D 模式由國立臺灣大學水工試驗所研發，結合二維淺水波方程式與污染物傳輸方程式，求解河道中泥砂傳輸之現象。此模式曾應用於大漢溪石門後池堰至鳶山堰河段水理及泥砂懸浮質濃度傳輸之模擬，亦曾應用於基隆河圓山段之複雜橋墩二維流場模擬分析。

三、EFA2D	模式
國立交通大學葉克家教授等以顯式有限解析法研發動床數值模式
（Explicit	finite analytic,	EFA2D）。EFA2D		模式曾應用於集集堰上游與下
----------	------------------	------------	---	-------------
游段以及濁水溪河段之颱洪底床沖刷淤積模擬。

四、SRH-2D	模式
美國墾務局泥砂及河川水利研究群（Sedimentation and River Hydraulics
Group）研發 Sedimentation and River Hydraulics – Two-Dimensional model
（SRH-2D），SRH-2D		能處理二維動態的波動方程式，即水深方向平均的
---------------	---------------	----------------------	------------------	--------------
Venant	方程式。就建模能力而言		SRH-2D	可以與很多現有的模型結合，例
如 RMA-2	及 MIKE21，SRH-2D		在格網的要求上相當有彈性，結構網格、
非結構網格及混合網格皆可使用。
SRH-2D	常見的適用範圍︰河川之主河道流體計算，包含單一或多數
------	--------------------------	---	---	---
主支流；水庫流況計算；洪水溢淹圖繪製；水工結構物附近之水理計算。

五、CCHE2D	模式
美國密西西比大學之國家水科學及工程中心（National Center for
Computational Hydroscience and Engineering, NCCHE）發展之一維及二維水
理分析數值模式，分別稱為		CCHE1D	及	CCHE2D，在經嚴謹之檢定與驗證
------------	---	------	---	-----------------
後，應用至美國及其他國家甚多的河川海岸問題上，其成效顯著。
38

CCHE2D	模式採用隱式時間推進有效元素法（Efficient				element
method），水理模組採用交錯格網求解連續方程式之水位，以特別之速度
校正法來求解系統方程式；變量流模擬採用隱式時間推進法求解，乾濕點
問題之處理採用移動邊界法；紊流模式部分，除了兩種零方程渦流黏滯模
−ε
式，另有 k	紊流模式；懸浮載傳輸為求解對流傳輸方程式，河床載傳輸
------	--------------------------	---	---	---	---
採用非平衡輸砂方程式，且考慮底床坡度與彎道二次流效應。
CCHE2D	水理輸砂模式於美國		NCCHE	中心發展多年來，其功能持續
-------	---------	---	-----	-------------	---
被許多研究學者擴充增加。模式被建置為可模擬如複雜天然環境之自由液
面流、輸砂、水質、污染傳輸等機制，同時模式可應用於實驗室或天然河
川之定量流、變量流、紊流流場等分析。CCHE2D				模式可模擬穩態及非穩
------------------------	---	---	---	----------	---
態明渠流、亞臨界、超臨界、混合流，大尺度之天然河川與小尺度之實驗
渠道。
CCHE2D	模式曾應用於集集堰上游與下游段之局部垂向及側向沖刷模
------	--------------------------	---	---	---	---
擬，並提供河道穩定及水流消能治理工法之佈置方案，獲得工程改善的效
益。此外，亦應用於濁水溪長期與短期之洪水岸壁沖刷預測模擬，藉此提
供二水段水道治理計畫檢討之建議。
由於本研究之研究區域為感潮濕地，且位於匯流口下游，流況相當複
雜，小洪水時有部分灘地仍露出水面，因此數值模式需具備對乾濕網格模
擬不易發散之特性，且可完整模擬彎道、匯流口及分流等複雜流況。依據
文獻分析，本研究選取		CCHE2D	為二維水理模擬之演算模式。
----------	---	------	--------------	---	---

	表 2.5-1	二維水理模式功能比較表
NTU-
	SRH-2D		CCHE2D		EFA2D	SMS
---	-------	---	-------	---	------	-------
SFM2D
		顯式有限體	隱式有效元	顯式有限解		有限元素
---	---	-----	-----	-----	---	----
數
	顯式法	積法	素法	析法(Explicit		法
---	-----	---	---	------------	---	---
值
(Implicit (Implicit (Efficient finite analytic (Finite
方
	method ) finite volume		element		method)	Element
---	------------------------	---	--------	---	---------	--------
法
		method )	method)			method )
---	---	---------	--------	---	---	----------
超、亞、混
	○	○	○		○	○
---	---	---	---	---	---	---
合流
定量流、變
	○	○	○		○	○
---	---	---	---	---	---	---
量流
乾濕點處理	○	○	○		○	○
------	---	---	---	---	---	---
水

Parabolic 理 Eddy 模 | | 1.the | | viscosity | | | | | --- | ------ | --- | ---------- | --- | --- | --- | 組 | | parabolic | Eddy | model | | | Eddy | | ----- | ----------- | ---------- | ---------- | --- | ---------- | ---------- | | 紊流模式 | | | | | k-εmodel | | | | model | viscosity | 2. mixing | | | viscosity | | | 2.k-εmodel | | length | | | | model 3.k-εmodel 懸浮載與推 | | ○ | ○ | ○ | | ○ | ○ | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | 移載分離 | 床質級配 | ○ | × | ○ | | ○ | ○ | | -------- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | 護甲作用 | ○ | × | ○ | | ○ | ○ | | 輸非均勻泥砂 | ○ | ○ | ○ | | ○ | ○ | | 砂非平衡輸砂 | ○ | ○ | ○ | | ○ | ○ | | 模凝聚性泥砂 | ○ | × | ○ | | ○ | ○ | | 組軟岩沖刷 | ○ | × | ○ | | ○ | × | 1.泥砂磨 1.泥砂磨蝕 | 軟岩沖刷機 | 蝕 | | | | | | | ----- | ----- | --- | ----- | ------ | --- | --- | | | | 無 | 泥砂磨蝕 | 2.水力沖蝕 | | 無 | | 制 | 2.水力沖 | | | | | | 機制蝕機制 | | | | CCHE_ME | CCHE_ME | | | | ------- | ------ | ------- | ------- | ------- | --- | ------ | | | SMS_ME | SMS_MES | | | | SMS_M | | 幾格網處理 | | | SH、格網 | SH、格網 | | | | | SH | H | | | | ESH | | 何 | | | 延展 | | 固定 | | | 處主支合流 | ○ | ○ | ○ | | × | ○ | | 理格網挖空 | ○ | ○ | ○ | | × | ○ | | 格網變形 | ○ | ○ | ○ | | × | ○ | 資料來源：經濟部水利署水利規劃試驗所，2010


40

2.5.2 沖淤分析以生態學觀點而言，沖淤分析即為評估棲地變化趨勢。一般二維水理輸砂演算模式，在進行輸砂沖淤演算時，常採用之二維水深平均泥砂運移方程式如下（Spasojevic and Holly, 2007）：

)	∂(uhC	)	∂(vhC	) ∂		∂C ∂		∂C
+		+		=		)+			)+E −D
k		k		k (hK		k	(hK	k
∂t	∂x		∂y	∂x	H	∂x ∂y	H	∂y	k k
								（2.5-1）

上式中，h		是水深；u		和	v 分別是	x 和	y 方向的流速；K			是水平方向紊流擴
H
散係數；C、D、E				分別是某一分級粒徑				k 的水中懸浮載泥砂濃度、水中
---------	---	---	---	---------	---	---	---	---------------	---	---	---
		k	k	k
懸浮載單位時間落淤量、河床載單位時間被沖起的量。而黏性泥砂與非黏
性泥砂的		D、E	差異很大，說明如下（施上粟等，2008）。
----	---	---	----------------------	---	---	---	---	---	---	---	---
		k	k

一、非黏性泥砂

以下標		表示非黏性泥砂，其				如下：
		2				D
k
=W
		D	C 2							（2.5-2）
------------------------	---	---	-----------------	---	---	---	---	---	------	--------	---
		2	s,2
上式中，W			是非黏性泥砂沉降速度。非黏性泥砂的						E	可由經驗輸砂公式
		s,2							k
計算而得。經驗輸砂公式通常考慮底床水流剪應力τ											τ
									大於臨界值		才發生
b
τ
沖刷，這個臨界值				與粒徑大小有關。Julien（1998）提出τ							/ ρW2 >6.25
-----------------	---	---	---	-----------------------	---	---	------------	---	---	---	-----------
				b							b w s,2
時泥砂顆粒處於顯著懸浮狀態，其中ρ							是水的密度；6.25>τ				ρW2 >0.16
/
							w				b w s,2
-----------------------	---	---	---	---	---	-----------------	---	---	-----	---	---------
泥砂顆粒處於同時有懸浮載與河床載狀態；0.16								>τ	/ ρW2		>0.04泥砂顆粒
									b w	s,2
處於河床載狀態；τ				ρW2		<0.04泥砂顆粒處於不動狀態。
/
				b	w s,2
---	----------	---	---	----	-----	---	--------------------	---	---	---	---
	Richardson		和	Zaki	建議的	W	計算公式如下（Rijn, 1984）：
s,2
(s−1)gd2
		= 1
---	---	---	---	---	---	---	---	---	---	---	---
W
		s,2 18	ν					d＜0.1mm			（2.5-3）
---	---	------	-----	------------	---	-----	---	--------------	---	---	--------
			ν	0.01(s−1)gd3		0.5 
								0.1mm< d <1mm			（2.5-4）
		W =10	1+			 -1
		s,2			ν2	
			d  			 
						
41

		=1.1 [( s−1	) ] 0.5
	W		gd			1mm＜d		（2.5-5）
s,2
上式中，d		是泥砂粒徑	mm；s	是泥砂比重；g		是重力常數；ν		是水的運動滯
-----	---	-----	----	-------	---	-------	---	------	---
度 m2/s。

二、黏性泥砂

以下標	1 表示黏性泥砂，其			D 如下：
k
	D	= PW	C
-----	---	-----------	---	---	---------------	---	---	--------	---
			1					（2.5-6）
	1	1 s,1
上式中，W		是黏性泥砂沉降速度；P			是在河床附近懸浮的泥砂之落淤機
		s,1			1
率，經驗公式如下（Ariathurai and Krone, 1976）：
		1-τ/τ	τ≤τ
---	---	------	---	---	---	---	---	---	---
	P	=	d	d

	1		0 τ>τ
----------------	---	---	-----	-----------------	---	---	---	--------	---
				d				（2.5-7）
上式中，τ是底床的水流剪應力；τ				是黏性泥砂淤積的臨界剪應力，與泥砂
d
種類、濃度有關。Krone（1962）使用舊金山灣淤泥（San								Francisco	Bay
--------------------------------	---	---	---	---	--------	---	--------------	----------	----
					0.3g/L，τ		0.06N/m2；當起始濃度
sediment），當水槽實驗起始濃度小於						=
d
0.3-10g/L，τ			0.078N/m2；所以即使是同一種黏性泥砂粒徑，其淤積的臨
-----------	---	---	------------------------------	---	---	---	---	---	---
=
d
界剪應力也不是唯一值。實驗數據顯示τ						的範圍在	0.06N/m2-1.1N/m2		間
------------------	---	---	---	---	---	----	----------------	---	---
d
（Krone, 1962; Mehta and Partheniades, 1975）。
	黏性泥砂的		E 經驗式如下（Kandiah, 1974）：
---	-----	---	------------------------	---	---	---	---	---	---
k
		τ-τ	
---	---	----	----	---	---	---	---	--------	---
		=	;τ≥τ
	E	M	c 
	k		τ 	c
								（2.5-8）
c
是經驗係數；τ
上式中，M				是黏性泥砂沖刷的臨界剪應力，Teisson（1991）
-----	---	---	---	---------------------------	---	---	---	---	---
c
1.1089N/m2。
對長時間壓密泥砂的建議值為
由於華江濕地位處匯流口附近，流況受河相等多重因子影響河床沖淤
趨勢，故本研究以水理分析之底床剪應力，依前述文獻原則及華江濕地底
質粒徑特性，擬定河床沖淤分析之準則。
42

				第三章		研究區域
華江濕地地理位置及環境特性
3.1
華江濕地（25o02’				121o29’
--------------	---	---	---	--------	--------------	-----------------	---	--------
				N,		E）位於新店溪及大漢溪匯流口（如圖
3.1-1），淡水河口上游約				20km	處。自匯流口至臺北橋，河寬由			1,200m 窄
縮至 400m，此河相特性於颱洪時期易形成控制斷面，臺北橋上游河段因水
位抬升及流速減緩而形成泥砂淤積區，造就中興橋附近的沙洲濕地。
華江濕地位於淡水河感潮河段，此區域之平均高潮位為								EL. 1.40m，平
------------------------	--------	-----------------	---	----	----------------------	--------------------	---	-----------
均低潮位為		EL. -0.85m，平均潮差約為				2.25m（李鴻源及侯文祥，2009）。
華江濕地之沙洲地形高程約為					EL. 0.5m	至 EL. 2.5m，沙洲為東北與西南走
向，長約	1000m，寬約			250m	至 500m。華江濕地西側鄰淡水河主河道，由
北側延伸至東側及南側，為內河道環繞。內河道在東側部分，幾乎與淡水
河堤防平行。主河道寬約				500m，河道深槽高程約			EL. -5.0m。河岸邊之高
----------------	---	---	---	------------	---	---------	----------------	---
灘地寬度不一，但其地表高程大約為						EL. 3.0m	以上（李鴻源及侯文祥，
2009）。華江濕地內有若干小潮溝（Tidal creek）貫穿其中，形成植被、灘
地及潮溝之多樣性棲地環境，如圖					3.1-2	所示。
---------------	---	---	---	---	-----	----	---	---
沙洲及高灘地周圍均有坡度平緩之潮間帶灘地，高於灘地高程之沙洲
或高灘地邊緣，均有茂盛之植被生長。華江濕地的植被區，主要由水生植
物組成，包括蘆葦（Phragmites					australis）、葎草（Humulus			scancens）、
----------------------------------------	---	---	------------	---	---------------------------	---------------------	------------	----------
單葉鹹草（Cyperus			malaccensis		monophyllus）及雙花蟛蜞菊（Wedelia
biflora）等，木本植物以水柳（Salix						warburgii）為主，散布在靠近主河道
高程較高之區域（Huang et al., unpublished data;							謝蕙蓮等，2010）。
因感潮效應露出灘地及植被生長分布，此種環境條件，為雁鴨覓食及
休息最喜好之優良棲地。使得華江濕地成為冬季雁鴨度冬及過境時的最佳
棲息地，每年		9 月至次年		4 月造訪此地的雁鴨數以千計。故華江濕地被列
------	---	------	---	----------------------	---	---	---	---
為「臺北市野雁保護區」、「國際重要鳥類棲地」及「大漢新店國家重要
濕地」之一部分。
43

圖 3.1-1 淡水河及華江濕地位置圖圖 3.1-2 華江濕地附近河道大斷面及小水鴨主要度冬棲地位置圖 44

3.2 華江濕地環境變化趨勢華江濕地由於自然力及人為干擾影響，近年環境大幅變化，其變化趨勢如下說明（李鴻源及侯文祥，2009；謝蕙蓮等，2011）。一、地形變化由華江濕地歷年航照圖得知，早年華江濕地的沙洲在右岸及左岸皆有，沙洲面積占整個區域面積的比例僅次於水域面積，這與大斷面地形變化趨

勢相符。1978			年左岸沙洲面積相當大，亦可見到沙洲上的耕地，此時二重
疏洪道及三重新莊堤防尚未施築，河道中明顯可見到抽砂管線；至												1988 年，
歷經河川砂石開採，左岸沙洲已消失，防洪工程已施做完成；1989												年後，
禁採砂石，河床回淤，右岸沙洲亦漸漸淤高；2000									至	2008	年右岸沙洲面
積擴大，植生明顯可見，河床已淤高。2000								年之後，華江濕地的植被面積
大幅增加。
二、棲地類型變化
由華江濕地附近河道斷面資料分析得知，華江濕地棲地類型，早期以
灘地為主，至			1973	年水域、灘地、高灘地沙洲三種棲地各佔							1/3；此後至
------------------------------	-----------------	---	-----------	------------------	---	-------	---------------	----------------	---	---	-------	---
1986	年，水域面積增加至高峰（74 ha						增加至	153 ha），灘地面積逐年減少
（56 ha		減少至	20 ha）；1987			年至 2000	年間，水域面積逐年減少，灘地面
積逐年增加，也就在灘地面積超過水域面積時，1999～2000											年華江濕地度
冬的小水鴨數量達到最高峰，約有						10000	隻（資料來源：中華民國野鳥學
會）；爾後，灘地面積小幅增加至						2003	年後開始減少。
三、植相變化
	從華江濕地歷年植被覆蓋率變化發現，從							1996	年至	2009	年植被面積
-------------------	------------------	--------	---	---------------------	-----	---------	----------------	----	---	--------	-----	---
增加近		6 倍。2001		年以前華江濕地的植被面積不大，約占總面積之								11～
14%，植被主要分布在河岸邊；2000							年後，沙洲上開始出現植被，植被覆
蓋率亦開始逐年升高，從					2000	年的 13%增加至		2007	年的	47%；2007		年後
植被面積更每年增加約					13%，至	2009	年植被面積已占總面積				75%。
45

2000～2001	年時逢象神及納莉颱風接連襲台，北台灣降雨豐沛，帶來
大量泥砂。2000	年時河中沙洲開始形成，植物也於此處落腳及快速擴張。
2001～2009	年這 9 年之間，植被加速擴張，其中擴張速度最快的時期是在
2007 年以後。
四、水質變化
由於淡水河感潮河段受關渡隘口影響，平常河口潮汐無法與重陽橋至
華江橋之受污染水體交換（陳偉柏等，2008），導致污染水體長時間停留
於重陽橋至華江橋河段，故華江濕地之水體長期處於受污染情況。
由行政院環境保護署（以下簡稱：環保署）淡水河水質採樣資料可得
知，對華江濕地附近河段進行現地溶氧垂直分層量測，7				月份於漲、退潮
-------------------------	---	---	----------	------------	---
期間，上、中、下水層的溶氧變化範圍為			0.15~0.29	mg/l，顯示上、中、下
層溶氧變化不顯著及底水層呈低溶氧狀態。
環保署華江測站之水質監測資料，2009			年春季於華江雁鴨公園觀測到
-------------------	----------------------------	-----------	-------------	----	--------
藻華發生與	11 月發生魚群暴斃事件，華江測站		DO	測值接近	0；根據環保
署華江測站	COD 與 BOD	之長期觀測結果，COD		呈現大於	BOD 三倍左右
之結果顯示，且	NH4+偏高，得知華江測站水中化學污染嚴重。（謝蕙蓮等，
2011）
華江濕地現況生態服務（Ecological			services）功能較差，可能是由於
-----------------------	------------------------------	-----------------------	-------------------	-------------	---------
嚴重的水質污染及泥砂淤積。表層水體之溶氧常低於				3 mg/L，而底層水體
溶氧更低於	1 mg/L，顯示濕地為嚴重低氧及缺氧的環境（Cheng				et al.,
2012）。水中氨氮濃度最高達		285 μM，顯示濕地受到嚴重人為污染影響，
底棲生物多樣性低及主要為耐污染種類，更進一步顯示濕地生態服務功能
低落（Hsieh et al., unpublished data）。
由第	2.2 節之文獻回顧，可確認華江濕地之指標物種為小水鴨。而小
---	------------------------------	---	---	---	---
水鴨喜好之棲地型態為灘地、植被邊緣及水域，依據謝蕙蓮等（2011）之
研究，顯示華江濕地度冬小水鴨主要棲息地點為新潮池、次潮溝及內河道。
46

由於人為干擾及自然力影響，分析歷年第十河川局大斷面實測資料，於 1989 年禁止採砂後，本區域河床有明顯回淤趨勢。近年來淤積速度雖然趨緩，但由於河相特性，濕地仍產生陸域化現象。棲地環境由原小水鴨喜好之水域及灘地，轉變為較多沙洲之環境，大大降低棲地多樣性。因此，以棲地適合度指標模式量化分析棲地品質，選擇適當復育區域，建置適應性管理模式，為華江濕地當前重要的研究課題。 47

			第四章	研究方法
現地調查
4.1
本研究現地調查資料包括小水鴨數量及位置，以及地形、植被範圍及
水位等環境因子，調查方法如下所述。

一、小水鴨調查由於華江濕地之灘地範圍寬闊，為配合小水鴨使用灘地之習性，本研

究以定點群聚法（Point-count				surveys）進行調查。依據現地觀察，設置新
潮池、內河道及次潮溝等			3 個固定觀察位置，使觀察視野儘量涵蓋全區。
定點群聚調查法，係於調查區域中設置數個固定的觀察點，調查人員
於固定時間內記錄所出現之小水鴨資料，每次調查時間需一致，約								1~2 小
-----------------------------	---	----	---------	---	-----------------	---	---	-----
時。觀察器材以		8×25	雙筒望遠鏡及高倍率		20×60 的單筒望遠鏡進行種類辨
識，鳥類鳴唱作為配合紀錄資料，並納入鳥類之方位與距離。
本研究於		2008 年	10 月至	2009 年 3	月期間，約每隔兩週，於早上			7 點
-------------------------	---	------	-----	--------	---------------	-----------	---	---
到 9 點低潮位時進行調查。新潮池總共調查					10 次，內河道及次潮溝各進行
6 次調查。每隻小水鴨的位置都記錄於航照圖上，再以						GIS 進行數位化。

二、植被範圍調查

2009	年	8 月以遙控直昇機進行空中攝影，拍攝後之影像經正射化後，
即可進行植被範圍判釋。遙控直昇機包含機體部分及空中攝影載台部分，
其中機體性能諸元機身長度				137.5cm、機身寬度	24.5cm、高度		80cm，總重
-------------------	----------	----------	---	-------------	---------------	-----------	--------	---
6.9Kg；翼展		158cm，最大載重		6Kg，排氣量	12.93c.c.，油箱容量		540c.c.，
飛行半徑	1000m，滯空時間			15 分鐘，其工作高度可達		1000m。空中攝影載
台部分由鋁合金材料所構成，可同時將彩色					CCD 數位攝影機、單眼相機、
微波影像傳輸器及伺服器等固定於載台上。
48

搭載	Olympus			28-
82 mm，3	倍光學變焦，快門速度達		1/2000，具備高速連拍功能，有效畫素
為 1000	萬畫素。以飛行高度	700m	進行拍攝，影像解析度最高可達	5cm×
5cm。
植被範圍及相關地景之攝影結果，可經由地理資訊系統數位化後，準
備作為建置適合度之資料。

三、地形調查水深變化可用於瞭解提供重要食物來源之淺水環境是否出現，在感潮

濕地水深變化受潮差（Tidal			amplitude）及潮稜（Tidal			prism）影響，直接
量測水深對濕地管理並不實用，且可能為無用資訊，因此本研究以地表高
程（Elevation）代替水深，而水深可由當時水位減掉地表高程求得。
地形高程測量於		2009	年 4 月施測，作業方式乃於受測範圍內以全站式
----------	------------------------------	----	-----------------------	---	---	---	---	---
經緯儀（Total	Station），由調查者移動標竿，進行高程測量，並引用第十
河川局淡水河大斷面樁點資料（第十河川局，2007）。
測量後之地形資料，以地理資訊系統軟體					ArcGIS	9.3	（ESRI	Inc.,
------------------	--------	-----	--------------	---------------	-------	----	-------	------
Redlands,	CA) 內差為	5m×5m	之網格資料。每個網格點可運用				ArcGIS	9.3
內建之坡度分析功能，分析該網格與鄰近				8 個網格之最大坡度，即為該網
格之坡度值（ArcGIS Desktop Handbook）。

四、水位觀測

引用距華江濕地最近（約			2.5
站（如圖	3.1-1）水位資料，該站水位紀錄為每小時一筆資料。
採用韋伯法（weibull			method）分析潮位發生機率，將水位站每小時潮
位值依大小排序，以韋伯法			P=(m/N+1)×100%（Chow, 1988），計算排序第
m 筆水位之發生機率		P，其中	N 表示分析全部水位資料總數。

49

4.2 棲地適合度指標模式棲地適合度指標（HSI）模式是運用小水鴨及其棲地需求條件建置而成，本研究之小水鴨度冬棲地適合度指標模式，乃以坡度、高程及距植被最短

距離等三個環境因子建置（如表			4.2-1）。依據現地調查之小水鴨資料，以
單位努力收穫量（Catch Per Unit Effort, CPUE）的概念繪製網格內小水鴨最
大數量與環境因子關係之包絡線，作為各棲地環境因子之適合度指標
（SI）。SI	值之範圍由	0.0	至 1.0，1.0	表示最佳棲地條件，0.0		表示最差棲
-------	-----	---	---------	------------	---	-----
地條件（USFWS, 1981）。

表 4.2-1	華江濕地小水鴨度冬喜好棲地之三個環境因子假設條件
因子		適合度指			假設條件
標（SI）
坡度		SI	小水鴨喜好於和緩坡度灘地覓食。
---	---	----	----------------	---	---	---
Slope
高程		SI	小水鴨主要於淺水區覓食底棲無脊椎動
---	---	---	-------------------	---	---	---
Elevation
物，因此其最喜好棲地為高程略高於平
均潮位。
距植被最短距離		SI	植被可提供小水鴨遮蔽保護，躲避掠食
-------	---	----	-----------------	---	---	---
Veg_dist
者及風的影響，故其喜好較接近植被邊
緣之棲地。

建立三個因子之		SI 特性後，三個因子之			SI 可以整合為棲地適合度指
標（HSI）模式。依據棲地因子數量及型態，有一些數學方法可以運用於整
合多個因子之		SI，如最小值法、幾何平均法及算數平均法等（USFWS,
------	---	-----------------------------	---	---	---	---
1981）。因為本研究考量此三個因子為棲地之限制因子，故使用最小值法
求得小水鴨之棲地適合度指標（HSI），如下式：

HSI = Min (SI		, SI	, SI	)		（4.2-1）
		Slope Elevation	Veg_dist
50

式中，SI	、SI	及 SI	分別為坡度、高程及距植被最短距
	Slope Elevation		Veg_dist
離之適合度指標（SI）。
每個網格之坡度、高程及距植被最短距離可運用地理資訊系統計算得
之，而後可運用棲地適合度指標計算整個華江濕地之棲地環境品質。本研
究將以棲地適合度指標（HSI）將環境品質分為不良（Poor,				HSI = 0.0-
-------------------------------	---	---	---	------------
0.25）、普通（Fair , HSI = 0.25-0.50）、良好（Good, HSI = 0.50-0.75）及
最佳（Excellent, HSI = 0.75-1.00）等			4 個等級。
-------------------------------	---	---	-------------	----------
將棲地適合度指標（HSI）分為			10 個等級，每個等級相差	0.1，以 SAS
9.1 (SAS Institute, 2003)之簡單迴歸法（simple regression），分析每個等級
HSI 中值與該值所對應小水鴨最大數量之關係。


51

4.3 地理資訊系統

地理資訊系統（Geographic		information	system, GIS）包括圖形資料庫
（Graphic	database）及屬性資料庫（Attribute		database）兩大部分，為一種
儲存空間資料之軟體系統。本研究之地形資料以			ArcGIS V.9.3	「Spatial
Analyst」工具之「Interpolate		to Raster」功能，選用「Kringing」方法產生
5m×5m	之數值網格。並以「Spatial Analyst」工具之「Surface Analysis」功
能，選用「Slope」，即可產生單位為%之坡度值。
距植被最短距離，則以「Analysis tools」之「Near」功能，即可計算每
個網格距植被最短之距離（ArcGIS Desktop Handbook）。
本研究也使用	ArcGIS	之 ArcMap 模組，建置華江濕地之小水鴨度冬棲
------	------	-------------------------	---	---
地適合度地圖。

---	---	---	---	---
52

4.4 水理模式

	以	CCHE2D	為本研究之二維水理演算模式，該模式之控制方程式及相
關假設說明如下。

4.4.1 CCHE2D模式

	CCHE2D		模式採用隱式時間推進有效元素法（Efficient								element
method），在卡式座標下水深積分之動量方程式可表示如下（經濟部水利
署水利規劃試驗所，2010）：
∂(hτ
		∂u	∂u	∂u	∂η	1 ∂(hτ		)	) τ
---	---	---	---	-------	---	-------	---	---	--------	---	---
			+u	+v = −g	+		xx	+	xy − bx	+
f v
		∂t	∂x	∂y	∂x	ρh 	∂x		∂y  ρh	Cor
---	---	---	---	-------	---	----	---	----	--------	---	------------
											(4.4-1)
						∂(hτ		∂(hτ	τ
		∂v	∂v	∂v	∂η	1 		)	)
			+u	+v = −g	+		yx	+	yy − by	−
										f	u
		∂t	∂x	∂y	∂y	ρh 	∂x	∂y	 ρh	Cor
									
(4.4-2)
式中，t		為時間，x		及 y 為卡式座標系統之座標軸，u					與 v 為	x 與	y 方向水
-----------	---	-----	---	----------------------	---	---	---	---	-----------	---	-----
深積分後之速度分量，g				為重力加速度，η為水面高程，ρ為水之密度，h
						τ	τ	τ	τ
為局部水深，			f	為科氏力參數，		、	xy、	yx、	yy為水深積分之雷諾剪
			Cor			xx
τ
τ
應力，		bx、	by為底床剪應力。由於不考慮風力，因此忽略水表面之剪應力，
---	---	---	-----------------------------	---	---	---	---	---	---	---	---
自由水面之高程藉由求解水深積分之連續方程式，假設η為水面高程，Z
b
為底床高程，連續方程式可表示如下：
		∂η	∂z	∂(uh) ∂(vh)
---	---	---	---	-----------	---	-----	-------	---------	-----------------	---------	------------
			− b	+ +	=0
		∂t	∂t	∂x	∂y
											(4.4-3)

4.4.2 輸入資料

	二維水理模式需輸入之基本資料包括地形、上下游邊界條件及曼寧										n
值等。
一、地形
	本研究二維水理模擬範圍自淡水河口起，大漢溪至斷面									T041-A，新店
----	------------------------	-----------	---	---	-------	---	---	----	-----------	---------	---
溪至斷面		H014，基隆河至斷面			K007。引用			2009	年第十河川局淡水河大斷
53

面測量資料，並結合		2009 年	4 月本研究測量之華江濕地地形，作為水理模
式地形資料。

二、上下游邊界條件由於一般河川對床形沖淤影響最大之流量，即為造床流量或稱滿岸流

量（錢寧等，1987）。淡水河主流之造床流量約為					2 年頻率洪水（如表
4.4-1），故本研究將以此洪水量進行水理模擬演算。
	水理演算之下游邊界為淡水河口斷面			T000，邊界條件之水位為			EL.
----------------	----------------	---	------------------	-------------	--------------	------	----
1.21m；新店溪上游邊界為斷面			H014，入流量為		2800cms；大漢溪上游邊
界為斷面	T041-A，入流量為		2280cms；基隆河上游邊界為斷面			K007，入
流量為	1120cms。

	表	4.4-1 淡水河	2 年重現期之流量及河口水位
			流量(cms)			河口
洪水
T00
淡水河
	事件	大漢溪	新店溪	基隆河		水位
---	---	----	---	---	---	---	---
(關渡)
(m)
	重現期	2 年 2280	2800	1120	6200	1.21
---	---------	-------------------	-----	-----	-----	-----	---
	資料來源：1996	年經濟部水資源局「淡水河水工模型整建及
臺北防洪計畫績效驗證試驗報告」。

三、曼寧	n 值
	本研究主要參考	2008 年第十河川局「淡水河水系河川環境整體規劃」
-「淡水河水系現有防災設施水理分析檢討及因應措施研擬」報告內之曼寧
n 值資料。另參考		Kouwen and Li (1980)公式，考量植生部分之影響，再由
---------	---	-----------------------------------	---	---	---	---	---
參數驗證，調整參數至合理值。
54

Kouwen and Li		（1980）採用生物力學參數				MEI（Flexural rigidity），
以代表植生所造成之河道粗糙度隨流況而異之特性，MEI							值分別為下列三
個參數之乘積：
M=植生相對密度=個數/面積（1/m2）
(2.38×109 Pa)
E=植生莖幹之彈性模數
I=植生莖幹截面積之二次矩（m4）
其中 EI	值代表植株之韌度，其值越大表示該植物越不易彎曲，反之，則越
------	-----------------------------	----------------------	---	---	---	---	-------	---
容易彎曲，故		MEI 值越大其所造成之粗糙度也越大。MEI					值與流況之關係
式如下：

	0.63	4
	 k 
=3.4h		( γ y )
MEI	 	S
	 	n
	 h  
	v 

其中，h		：植生直立時之高度（m）；k：植生彎曲後之高度（m）；γ：
v
水的比重；y		：正常水深；S：摩擦坡度。
------	---	--------------	---	---	---	---	---	---
n
曼寧	n 值與	MEI	之關係式如下：
---	----	---	--------	---	---	---	---	---
1
y 6
=
				n	n
---	---	---	---	---	------	------	---	---
						 y 
				8g	a+blog	n
						 
					10	k
						 
τ
ρ
式中之	a,b	值視剪力速度		V （=	）與臨界剪力速度			V 之大
---	---	------	---	----	--------	---	---	----
				*				*C
小關係而定，其中：
					= 0.28+6.33	(	) 2
---	---	----------	---	---	-----------	---	----	---
		植生為彈性彎曲時：V				MEI
*C
					=	( ) 0.106
---	---	----------	---	---	----	----------	---	---
		植生為塑性彎曲時：V			0.23	MEI
*C

		而 a,b 值則由下列公式決定：
V
		I.		* ≤ 1.0	a=0.15, b=1.85
---	---	-------	-----	---------	---------------	---	---	---
V
*C
V

≤ | | | II. 1.0 < | | 1.5 | a = 0.20, b = 2.70 | | | | | --- | --- | ---------- | --- | ---- | ------------------- | --- | --- | --- | V *C 55

		III. 1.5 <		* ≤ 2.5 a = 0.28, b = 3.08
V
*C
V
		IX.		* ≥ 2.5	a = 0.29, b = 3.50
---	---	----	-----	-----------	-------------------	---	---	---
V
*C
應用時可考慮植生密度、彈性彎曲、塑性彎曲及植物高度與水深之關
係等因素，在使用上較具彈性。在不同植生、水理條件下之計算，其曼寧
n 值可變動範圍頗大，幾乎可涵蓋所有可能之狀況。在應用時可視河川植
物種類及其密度計算其			MEI	值，以求得合理的阻力係數。
----------	---	---	---	--------------	---	---	---	---

4.4.3 驗證

	本研究水理模式之曼寧			n 值主要為參考附錄一之數值，並配合				Kouwen
and Li	（1980）MEI		值進行局部調整。並以最接近地形測量時間之					2010 梅
姬颱風實測水位資料進行模式驗證，其尖峰流量及水位資料，如表								4.4-2。
該次颱洪事件於模擬演算範圍內，有河口、土地公鼻、獅子頭、臺北橋、
入口堰及新海大橋等			6 處水位站。
---------	---	--------	------------------	--------	---	---	---	---
		表 4.4-2	梅姬颱風淡水河之尖峰流量及河口水位
				流量(cms)			河口
洪水
T00
淡水河
	事件		大漢溪	新店溪	基隆河		水位
---	---	---	----	---	---	---	---	---
(關渡)
(m)
	梅姬颱風		1500	1500	1200	4200	1.12
---	-----	---	-----	-----	-----	-----	-----	---
資料來源：第十河川局。


56

4.5 地形沖淤分析

	本研究以造床流量			2	年頻率洪水進行水理演算，依據河床剪應力分布，
分析淤積潛勢高低分布狀況。本研究依據							2.5.2	節之經驗公式，非黏性泥砂
的	τ 、黏性泥砂的		τ	與τ 是關鍵的臨界剪應力，非黏性泥砂在						τ>τ	時發生
	b		d	c							b
沖刷，黏性泥砂			τ<τ	時發生落淤、τ>τ			時發生沖刷。
			d				c
	1982	年（禁止採砂前）量測感潮段					d ：淡水河為		0.26-0.48mm、大漢
50
溪為	0.21-0.27 mm、新店溪為				0.25 mm。施上粟等（2008）調查結果						約
---	-----------------	---	---	---	----------------------	---	---	---	---	---	---
d
50
0.25	mm，由	2.2.3	節之文獻回顧可知，華江濕地						d 粒徑介於		0.05mm-
-----	----	-----	-------------	---	---	---	---	---	------	---	-------
50
0.32mm。故以		0.25	mm	作為判斷非黏性泥砂沖刷的依據，將粒徑							0.25 mm
---------	---	------	---	------------------	------------------------	---	---	---	---	---	--------
代入公式，在		25℃時，W			是=3.71cm/s，則泥砂顆粒處於顯著懸浮狀態
s,2
τ	/ρ W 2 >6.25			τ =8.6 N/m2。
---	------------	----	---	-------------	---	---	---	---	---	---	---
(	b w s ,2	)所需之
b
淡水河主要黏性泥砂來源為石門水庫（施上粟等，2008），粗顆粒泥
砂會沿程落淤中上游段，粒徑約介於							0.05mm	至 3.0mm，壩址前的淤砂多
---------------------	---	---	---	---	-------	---	-------------------	---------------	-----------	---	---
為細顆粒泥砂，粒徑約介於					0.003mm		至 0.05mm（經濟部水利署北區水資
源局，2006）。依據壩址淤泥粒徑分析，d							=0.005 mm, d		=0.016 mm，所
							50		90
以進入石門水庫蓄水區的泥砂粒徑小於							3mm，能夠到達壩址的泥砂則多數
小於 0.016mm。從沉降速度觀點，石門水庫排放的泥砂以黏性泥砂為主，
故以第	2.2.3	節所述之		0.02mm		及 0.36mm/s	作為排放泥砂的粒徑及沉降速
---	-----	----	---	------	---	----------	-------------	---	---	---	---
度代表值。
									τ N/m2、τ
----	----------------------	-------------------------------	---	---	---	---	---	---	--------	---	--------
	本研究參考施上粟等（2008）之判斷原則，以								=8.6		= 0.06
									b		d
N/m2	與τ	1.1N/m2，分析華江濕地受洪水影響時，依底床剪應力計算結果
=
c
評估泥砂沖淤的趨勢。本研究將評估非黏性泥砂沖刷潛勢區、黏性泥砂沖
刷潛勢區、黏性泥砂淤積潛勢區、黏性泥砂淤積區，所採用的標準分述如
下：
	1.水流剪應力大於			8.6 N/m2時，為非黏性泥砂沖刷潛勢區。
---	---------	---	---	-----------------------	---	---	---	---	---	---	---
	2.水流剪應力大於			1.1 N/m2時，為黏性泥砂沖刷潛勢區。
57

3.水流剪應力介於		1.1 N/m2與	0.06 N/m2間，為黏性泥砂淤積潛勢區。
4.水流剪應力小於		0.06 N/m2時，為黏性泥砂淤積區。
本研究以	CCHE2D	進行數值實驗，考量在造床流量條件下，復育方案
之減淤效益。水理模擬結果進一步分析底床剪應力，並假設底床剪應力越
大，淤積潛勢越低，復育效果越佳。

---	---	---	---
58

	第五章		研究成果與討論
現地調查成果
5.1
現地調查資料包括小水鴨數量及位置、地形、植被範圍及水位等環境
因子，各項成果分述如下。

5.1.1 小水鴨

2008 年	10 月至	2009 年 3	月總共調查小水鴨	3615 隻次（如表
新潮池共調查	1062	隻次（如圖	5.1-1），內河道共調查	2005 隻次（如圖
5.1-2），次潮溝共調查		548 隻次（如圖	5.1-3）。內河道、新潮池及次潮溝
等三個觀察區，調查隻次各佔總隻次之			55.4%、29.4%及	15.2%。每個網格
各次調查加總後，單一網格內最大小水鴨數量為新潮池的				19 隻次，內河道
7 隻次，次潮溝	13 隻次，單次調查單一網格內最大小水鴨數量為新潮池的
15 隻。

	圖 5.1-1	華江濕地新潮池小水鴨調查成果圖

圖 5.1-2 華江濕地內河道小水鴨調查成果圖圖 5.1-3 華江濕地次潮溝小水鴨調查成果圖 60

表	5.1-1 華江濕地各調查位置之小水鴨歷次調查隻次表
	位置		日期	小水鴨調查隻次
	新潮池	2008年10月20日			62
					72
2008年11月1日
		2008年11月14日			18
---	----	-----------	---	---	----	---
		2008年11月30日			44
		2008年12月6日			31
		2009年1月2日			46
		2009年1月21日			245
		2009年2月7日			20
		2009年3月8日			442
		2009年3月21日			82
	內河道	2008年10月17日			250
		2008年11月19日			299
		2008年11月30日			390
		2008年12月6日			511
		2009年1月21日			546
		2009年3月8日			9
	次潮溝	2008年10月10日			40
		2008年10月17日			51
		2008年11月1日			23
		2008年12月5日			161
		2008年12月20日			150
		2009年2月4日			123

由本研究	2008 年	10 月至	2009 年 3	月華江濕地小水鴨調查資料可知，
三個主要小水鴨利用的棲地（內河道、新潮池及次潮溝），由時間序列來
看，在	2008 年 10 月至	12	月之間，大部分的小水鴨集中於內河道，只有
------	-------------	---	--------------------	---	------	-----------
2008 年	12 月份在次潮溝出現超過		150 隻，到了		2009 年	1 至 3 月小水鴨則
較平均分布在新潮池及內河道。
這種小水鴨選擇不同棲地進行利用的原因，謝蕙蓮等（2011）認為應
該跟食物量的多寡有關。

5.1.2 植被 2009 年 8 月以遙控直昇機進行華江濕地空中攝影，如圖 5.1-4，由圖中可見植被面積範圍廣大。經利用地理資訊系統數位化植被範圍後，得知植被面積約佔 60 公頃（如圖 5.1-5），約佔全部華江濕地面積之 75%。華江濕地植被範圍內有許多潮溝貫穿其中，形成部分植被內有水域及灘地等不同地景。謝蕙蓮等（2011）學者研究認為，植被相會因潮溝的存在而有所不同，例如在高程較高處，蘆葦會在潮溝兩側形成密集的群落。從華江濕地的研究顯示，受潮汐影響的淡水濕地，其植被相除了考慮高程的變化之外，尚需考慮潮溝是否存在的因素。圖 5.1-4 華江濕地 2009 年空照圖 62

		圖 5.1-5	華江濕地	2009	年植被範圍圖

5.1.3 地形

華江濕地於		2009 年	4 月進行地形高程測量，測量資料經地理資訊系統
ArcGis	9.3 內差後，產生		5m×5m	網格之數值地形（Digital			elevation	model,
DEM），如圖		5.1-6	所示。再利用地理資訊系統坡度計算功能，將前述
DEM 計算得具%單位之坡度，如圖				5.1-7。
由圖	5.1-6	得知，華江濕地最高點為			EL.	4.44m，最低點為		EL. -1.96m，
平均高程為		EL. 1.26m。華江濕地沙洲高程呈現西南往東北遞減，東北區高
程大多在	EL.	1.5m 以下，多數在		EL.	0.5～EL.	1.5 m 範圍。西南區高程多
在 EL. 1.5 m		以上，高程由	EL. 1.5 m	往西南側遞增，可達			EL. 2 m。
63

圖 5.1-6	華江濕地	2009 年地形高程圖

圖 5.1-7	華江濕地	2009 年坡度圖
64

	由圖	5.1-7	得知，華江濕地坡度最大值為					14.8%，最小值為			0.004%，
平均值為		1.76%。坡度分布較為複雜，在有岸壁或坡坎附近之坡度會急遽
加大，一般灘地，坡度值較小。

5.1.4 水位

	本研究依據第十河川局淡水河臺北橋水位站							2001	年至	2011	年之時水
位資料，分析臺北橋水位站之水位超越機率，如表								5.1-2		及圖	5.1-8	所示。
由前述圖表可知，90％超越機率水位為							EL. -0.92m、80％超越機率水位為
EL.	-0.68m、50％超越機率水位為					EL.	0.17m、10％超越機率水位為					EL.
1.34m。
	由於華江濕地東北區高程大多在					EL. 1.5m		以下，而高程在			EL. 0.5～EL.
-------------------------	--------------	-----------	--------	---	-------------------	----------------	---	-------	-----	---------	------------	------
1.5	m	的區域，潮水淹没機率為			5.5%～40%，亦即			1	天最多約有		9.6	小時是
浸沒在水中，故僅有耐水植物可以生長。西南區高程多在										EL. 1.5 m		以上，
高程由		EL. 1.5 m	往西南側遞增可達			EL. 2 m，潮水淹没機率小於						5.5%，1
天平均浸水時間最多只有				1.3	小時，除了濕生植物著生外，亦有陸域常見
的植物生長。謝蕙蓮等（2011）學者研究認為，由植物組成得知，西南區
陸化的歷史較長，植物演替也趨多樣。此外，木本植物分布範圍約在高程
EL. 1.85 m		以上，也正是潮水淹没機率小於					0.95%之區域。
----------	---	--------------	---	---	---	---	----------	---	---	---	---	---

			表 5.1-2	淡水河臺北橋站水位超越機率表
超越機率		10％	20％	30％	40％	50％		60％	70％		80％	90％
水位 1.34 1.06 0.79 0.48 0.17 -0.14 -0.41 -0.68 -0.92

	圖 5.1-8	2001	至 2011 臺北橋水位超越機率圖

5.1.5 環境變遷

從華江濕地歷年植被覆蓋率變化發現，從				1996 年至	2009 年植被面積
增加近	6 倍（謝蕙蓮等，2011）。2000		年後，華江濕地沙洲上開始出現植
被，植被覆蓋率亦開始逐年升高，從			2000 年的	13%增加至	2007 年的	47%；
至 2009	年植被面積已占總面積		75%。
2000	年至 2001	年象神及納莉颱風接連襲台，為淡水河帶來大量泥砂。
年華江濕地沙洲開始形成，植物也於此處落腳及快速擴張。2001～
2000
2009 年這	9 年之間，植被加速擴張。方偉達等（2008）發現鴨科及鷸鴴科
-------	-------------------------------	--------------------------	---	---	---	---
鳥類之多樣性在	2000	年之後快速下降，推測與植被有關。謝蕙蓮等（2011）
研究顯示植被於	2001	年後快速擴張之證據，同時，也為小水鴨族群量下降
提出可能的解釋。


66

5.2 小水鴨度冬棲地適合度指標

	以	5 × 5 m	網格分析新潮池、內河道及次潮溝等三個觀察區之三個環境
因子，各因子之平均值及變動範圍，如表						5.2-1	所示。三個觀察區間環境因
子之差異，新潮池及內河道之平均坡度較大，約為							1.90%及		1.73%。次潮溝
之平均高程最高，接著是新潮池及內河道，而高程變動範圍最大的是內河
道，約於		EL. -1.32m		及 EL. 2.49m。次潮溝有最小之距植被最短距離，約為
----------------	---	----------	---	-----------------------------	-------	----------	---	---	---	---
2.06m，而新潮池及內河道約為					5.64 m	及 8.47m。

表	5.2-1	三個觀察區坡度、高程及距植被最短距離之平均值及變動
範圍
			坡度	(%)		高程	(m)	距植被最短距
----	---	----	---	-----------	-----	----------	----	------	---	------
	區域								離	(m)
		平均		變動範圍	平均	變動範圍		平均		變動範
			值			值			值	圍
新潮池		1.90		0.03-9.24	0.77	0.21-2.12		5.64		0-23.7
內河道		1.73		0.02-14.82	0.18	-1.32-2.49		8.47		0-41.7
次潮溝		0.89		0.02-2.88	1.21	0.59-1.69		2.06		0-12.2

本研究以單位努力收穫量（CPUE）的概念繪製網格內小水鴨最大數量與環境因子關係之包絡線，作為各因子之適合度指標（SI），結果顯示，

適合度指標（SI）為				1.0（網格小水鴨數量最大）時，其棲地之最適坡度介
於	0.7%至	1.4%間，最適地表高程介於					至		間，最適距植
						EL. 0.3m	EL.	0.7m
被最短距離則為			0 m	至 4 m，如圖	5.2-1	所示。

（a）（b）（c）圖 5.2-1 華江濕地小水鴨各因子之適合度指標：(a)坡度、(b)高程、(c)距植被最短距離 68

	本研究以最小值法，整合			SI	、SI		及	SI	，求得小水鴨之
				Slope		Elevation		Veg_dist
度冬棲地適合度指標（HSI）。由於三個觀察區部分區域可能因植被或地形
等因素，運用本研究之調查方法無法判斷是否有小水鴨出現，故將無法調
查之網格排除於觀察區外。在三個觀察區中，小水鴨出現被紀錄之網格佔
可觀察網格數量百分比，新潮池約為						65.7%（332/		505)，內河道			45.1%
----------------	---------	---	-----------	---	-------	-----------	---	-------------	---	---	-----
（1294/	2872），次潮溝		63.0%（174/		276），如表			5.2-2。小水鴨出現被紀
錄網格之平均棲地適合度指標（HSI）高於其他可觀察網格，如內河道及次
潮溝，同時新潮池則呈現相同情況。

表	5.2-2	各觀察區可觀察網格數量及各等級棲地品質所佔百分比
	觀察區	可觀				棲地品質(HSI			範圍)
		察網	平均	不良		普通		良好		最佳
HSI
		格數		(0-0.25)		(0.25-		(0.50-		(0.75-
---	----	-----	-----	--------	----	-------	---	--------	----	-------	----
						0.50)		0.75)		1.00)
	新潮池
	+	332	0.67		2	100			87		143
				(0.6%)		(30.1%)		(26.2%)		(43.1%)
	-	173	0.67		10		27		68		68
				(5.7%)		(15.5%)		(39.1%)		(39.7%)
	小計	505			12	127			155		212
				(2.4%)		(25.1%)		(30.6%)		(41.9%)
	內河道
	+	1294	0.58		110	317			561		306
				(8.5%)		(24.5%)		(43.3%)		(23.7%)
	-	1578	0.44		456	515			414		193
				(28.9%)		(32.7%)		(26.2%)		(12.2%)
	小計	2872			566	832			975		499
				(19.7%)		(29.0%)		(33.9%)		(17.4%)
	次潮溝
	+	174	0.68		0		10		100		64
				(0.0%)		(5.7%)		(57.5%)		(36.8%)
	-	102	0.31		43		31		19		9
				(42.2%)		(30.4%)		(18.6%)		(8.8%)
	小計	276			43		41		119		73
				(15.6%)		(14.9%)		(43.1%)		(26.4%)
註：有小水鴨出現被紀錄以「+」表示，沒有則以「-」表示。

本研究將本區之環境品質分為不良（Poor）、普通（Fair）、良好

（Good）及最佳（Excellent）等			4	個等級，其	HSI	範圍分別為	0.0-0.25、
0.25-0.5、0.5-0.75		及 0.75-1.0。由表		5.2-2	可知，高品質棲地包括良好及最
佳兩種棲地，在三個觀察區中皆有超過一半以上的網格數量；最佳棲地的
比例在新潮池、內河道及次潮溝分別佔				41.9%、17.4%及		26.4%，顯示華江
--------------------------	-------	---	---	------------	---------	------------	-------
濕地中以新潮池之棲地品質較佳。比較三個區域內小水鴨對							4 個等級棲地
品質利用比例，結果顯示小水鴨對較佳（HSI					大於	0.5）的棲地利用比例明
顯高於不良棲地；而不良棲地比例在新潮池佔					2.4%，內河道佔		19.7%，次
潮溝佔	15.6%。
有小水鴨出現被紀錄之網格，在三個觀察區中，良好及最佳兩種棲地
比例更高了，分別為新潮池的			26%及	43%、內河道的		43%及	24%、新潮溝
-------------	--------	------------------	----	--------	---	----	-------
37%及	58%，僅有小於	10%的網格是屬於不良品質的棲地。

5.2.1 華江濕地棲地適合度指標

利用地理資訊系統分析可觀察區				4 個等級棲地及小水鴨之空間分布，
如圖 5.2-2，結果顯示小水鴨分布與棲地品質有密切的關係，小水鴨幾乎分
布在 HSI	大於	0.25 以上的區域，主要集中於棲地品質較佳（HSI					大於 0.5）
------	---	--------------------------	---	---	---	---	-------
的位置。
以	HSI 模式，運用地理資訊系統產生整個華江濕地之棲地品質地圖，
----------------	-------------------------------	-----------------------------	------	----	---------	---	--------
如圖 5.2-3。而整個華江濕地			HSI 大於	0.25	之適合棲地面積約為		0.15Km2，
約佔總面積約		19%。圖中顯示，華江濕地適合小水鴨度冬之棲地以新潮池
為主，且	HSI	大於 0.5 多在大小潮溝兩側的區域。在新潮池及內河道部分
區域棲地品質佳，但可能於受植被遮蔽影響，故未有小水鴨之紀錄。佔華
江濕地面積達	75%的植被範圍內，大部分的				HSI 是	0.0，因為小水鴨幾乎不
------	--------------	---	---	---	-----	------------	---
利用植被範圍內之棲地。

圖 5.2-2 華江濕地可觀察網格之小水鴨及各等級棲地適合度指標分布圖 71

圖 5.2-3 華江濕地之各等級棲地適合度指標分布圖 72

5.2.2 棲地適合度指標模式驗證

將棲地適合度指標（HSI）分為	10	個等級，以網格內小水鴨最大數量
與棲地適合度指標進行驗證，以簡單迴歸法，分析每個等級 HSI 中值數值
與該數值對應小水鴨最大數量之關係。如圖		5.2-4，顯示小水鴨之最大數量
-------------------	---	----------------	---
隨棲地適合度指標值增加而增加，兩者成高度顯著相關（Adj-r2 = 0.73, r =
0.870, p < 0.01; Y = 0.503 + 11.394X）。

圖 5.2-4 華江濕地棲地適合度指標與小水鴨最大數量之關係

2011 年新北市政府為開闢淡水河藍色公路，於二重疏洪道入口處前之沙洲濕地，如圖 5.2-5，進行棲地補償復育計畫。該計畫即引用本研究之小水鴨度冬棲地適合度指標，研擬下列原則進行規劃：（黃守忠等，2012）

1. 根據華江濕地植物生長經驗，以高程	EL. 0.5m		為控制水生植物生長的關
鍵高程，因此灘地高程控制在	EL. 0m	至 EL. 0.5m	之間。
73

2. 現有潮溝浚深：盡量滿足此區河相特性及根據華江小水鴨							HSI	的經驗予
以浚深。
3. 兩處潮池：同樣以華江小水鴨			HSI	經驗，增加比較長的水際線長度，同
-----------------	----	-----	-----------	----------------	---	---	----	----
時因尾檻控制高程在	EL.	-0.5m	之故，退水時仍能保持約				50cm	水深；此
二處潮池原為小潮溝。

漲潮時灘地、潮溝、潮池皆位於水面下，退潮時水往潮溝方向流動，潮 | 溝與主河道漲退潮原則上同步或略緩，但潮池能維持約 | | | | | | | 50cm | 以上水深， | | ------------------------ | --- | --- | --- | --- | --- | --- | ---- | ----- | 灘地則在低潮時裸露出來。 | 完成營造之灘地面積約為 | 83630m2，其中包括兩個潮池（面積為 | | | | | | | 3550m2及 | | ------------------ | -------------------- | ---- | ------- | --------------- | ----------------- | ------ | --- | -------- | | 5920m2）及保留兩座小島（面積為 | | | 1790m2及 | | 290m2），並稱之為新北濕地。 | | | | | 根據黃守忠等（2012）於 | | 2011 | 年 | 12 月至 | 2012 | 年 3 月之 | | 4 次調查紀錄， | | 新北濕地之小水鴨數量約為 | | 587 | 至 1159 | 隻次，已佔華江濕地小水鴨總數之 | | | | | 48%至 87%。如此高比例的小水鴨選擇新營造的新北濕地作為棲息地，如圖 5.2-6，顯示營造的棲地已具一定成效。

圖 5.2-5 新北濕地的棲地復育營造完成之空照圖（黃守忠等，2012）

圖 5.2-6 新北濕地之雁鴨群（黃守忠等，2012） 75

5.3 華江濕地復育方案研擬依據小水鴨度冬棲地適合度指標及量化之棲地條件，擬訂華江濕地復育方案之規劃原則如下。

1. 灘地：規劃高程介於	EL. 0.0m	至 EL. 0.5m	之間，除符合	HSI	之外，也
避免植物生長；灘地坡度儘量小於		1.5%，以營造較多水際線出現時間。
2. 水域：在灘地間營造潮池或潮溝，兩者底部高程儘量低於				EL. -0.5m，潮
池於退潮時仍然保持有水。
3. 植被：營造棲地之距植被最短距離不超過			25m，但考量小水鴨之安全視
---------------------------	---	---	--------------	---	--------
距，可於棲地兩側皆規劃植被範圍，故營造之棲地寬度即可達					50m 以上。

復育面積：除考量小水鴨度冬棲地適合度指標外，小水鴨安全視距也是 | 重要因子，故規劃寬度至少 | | 100m，長度至少 | 250m，約相當於新潮池小 | | | | ------------ | --- | --------- | ------------- | --- | --- | 水鴨常出現區域之面積。
復育位置：規劃於現在小水鴨主要棲息地旁，以增加適合棲地之連續性。惟需考量水理及沖淤分析，選擇復育成效較佳位置。

依據前述復育方案規劃原則，研擬復育方案之橫斷面示意圖，如圖 5.3-1。復育方案主要配置包括灘地、植被、潮溝及具植被之小島，灘地寬

度約 80m，其中配置兩條潮溝各約		5m 寬，並設置一座具植被之小島寬度
約 10m。復育方案之橫向寬度約		100m，灘地高程介於		EL. 0.2m	至 EL.
30950m2。
0.5m 之間，坡度約為	0.8%左右，復育方案面積約為
------------	---------------	---	---	---	---

		圖 5.3-1	復育方案之橫斷面圖

本研究以復育方案之地景形態、高程、坡度、植被範圍及面積為控制變因，將棲地營造位置作為操縱變因。

復育方案	Case A、Case B		及 Case C	之位置，如圖		5.3-2	所示。將各方
案之高程規劃與	2009	年華江濕地地形高程整合後，可得復育後之高程圖，
如圖 5.3-2 所示。
各復育方案面積約為		30950m2，估算各方案			Case A、Case B		及 Case C
之浚挖體積為	37312、41210、36741m3。依據臺北市政府工務局（2012）
臺北市議會審定	101	年度工程預算單價之河道疏浚單價，分為土方不外運
及土方外運，單價分別為每立方公尺				元及每立方公尺			元。分
				83.37			693.27
別估算土方不外運之方案		Case	A、Case	B 及	Case C	工程費為	3,110,671、
3,435,675、3,063,118		元；土方外運之方案		Case	A、Case	B 及	Case C 工程
費為 25,867,039、28,569,637、25,471,605				元。
77

復育方案	Case A、Case B			及 Case C	之坡度及植被規劃，如圖			5.3-3	及
圖 5.3-4	所示。根據坡度、高程及植被範圍，依本研究建置之小水鴨度冬棲
地適合度指標模式，以地理資訊系統計算包括各復育方案之華江濕地									HSI
地圖，如圖	5.3-5	所示。由圖可知，復育方案位置之				HSI	皆顯著提高。
本研究於華江濕地設置				8 個橫斷面，如圖		5.3-6，以比較各種參數之變
化，橫斷面編號為		T_1、T_2 (029)、T_3			(029-1)、T_4、T_5、T_6			(030)、
T_7 及	T_8 (031)，其中		T_2、T_3、T_6		及	T_8，分別與第十河川局淡水河
大斷面	029、029-1、030		及	031 位置重疊。並於復育方案			Case	A、Case	B
及 Case C	內各設置	5	個橫斷面，如圖		5.3-7，以比較各方案相同位置之各種
參數變化情形。

		圖	5.3-2	各復育方案之規劃地形
78

圖 5.3-3 各復育方案之規劃坡度圖 5.3-4 各復育方案之規劃植被範圍 79

圖 5.3-5 復育方案之棲地適合度指標圖圖 5.3-6 華江濕地之橫斷面位置圖 80

			圖 5.3-7	各復育方案之橫斷面位置圖

	由圖	5.3-8	華江濕地橫斷面之復育前後				HSI	變化可知，斷面			T_5 及斷
面	T_8	因沒有切過復育位置，因此				HSI 沒有變化，其餘斷面於切過復育位
置時，HSI		皆有不等程度之增加。大部分切過復育位置之							HSI	平均值由	0.0
提升至		0.4 左右，增加達		40%。
	而復育後之方案內各橫斷面之				HSI	變化，如圖		5.3-9	至	5.3-11	所示。
除了小島因為植被分布，故其					HSI 於復育後仍然為			0.0，其餘		HSI	皆提升
為	0.3	至接近	1.0，顯見本研究之復育方案規劃對					HSI	提升頗有成效。而由
橫斷面		HSI	的變化，在相同坡度及高程條件下，距植被最短距離為主要影
響	HSI	的因素，因此在靠近植被邊緣區域之					HSI	皆高於其他區域。
	以	Case	A 為例，本研究計算斷面			A-1、A-2、A-3、A-4				及 A-5	復育前
後之平均		HSI	值。由表	5.3-1	可知，復育前各斷面之			HSI	值平均為		0.04，
而復育後平均值提升為				0.37	至 0.48，總平均為			0.42。由此可知，復育後之
HSI，增加約			40 倍。
81

(1) (2) 82

(3) (4) 83

(5) (6) 84

(7) (8) 圖 5.3-8 復育前後之華江濕地各橫斷面 HSI 分布圖 85

圖 5.3-9	復育後 Case A	之橫斷面	HSI 分布圖

圖 5.3-10	復育後 Case B	之橫斷面	HSI 分布圖

	圖	5.3-11	復育後	Case C	之橫斷面		HSI	分布圖

	復育前後	Case A	之各橫斷面		HSI	數值變化
		HSI				HSI
	HSI				HSI
復育前	平均值	總平均	復育後	平均值		總平均
A-1	0.04		A-1		0.38
A-2	0.04		A-2		0.48
A-3	0.00	0.01	A-3		0.41	0.42
A-4	0.00		A-4		0.45
A-5	0.00		A-5		0.37


87

5.4 水理及沖淤分析

以 CCHE2D	進行二維水理模擬，由淡水河口斷面		T000 模擬至新店溪
斷面 H014、基隆河	K007 及大漢溪	T041-A，演算範圍之總計算網格數為
19387 個，如圖	5.4-1 所示。華江濕地附近之計算網格如圖		5.4-2 所示。

	圖 5.4-1 淡水河計算網格

圖 5.4-2 華江濕地附近計算網格

5.4.1 水理模式驗證

以 2010	梅姬颱風實測水位資料進行水理模式驗證，梅姬颱風於					2010
年月	至月	日影響臺灣，淡水河於		年	月日	時達
10	21 10	23	2010	10	21	22
尖峰流量，其邊界條件之輸入資料，如表			4.4-2。
經模擬演算，與淡水河河口、土地公鼻、獅子頭、臺北橋、入口堰及
新海大橋等	6 處水位站實測資料比較，其模擬水位與實測水位誤差，由					0
----------------------	---------------------------	---	-----	----------	---	---
%至 3.3%，已符合水理演算精度要求，如表			5.4-1	及圖 5.4-3。

	表 5.4-1 2010		年梅姬颱風驗證水理模式參數之成果
			2010 梅姬颱風		CCHE-2D	模	誤差值	誤差百
	測站名稱	累距(m)
			實測水位(m)		擬水位(m)		(m)	分比(%)
河口
		0	1.12		1.12		0.00	0.0
---	-----	------	-----	---	-----	---	------	----
	土地公鼻	6722	1.46		1.50		0.04	0.5
	獅子頭	8935	2.08		1.78		-0.30	3.3
	臺北橋	14209	2.27		2.31		0.04	0.5
	入口堰	20721	3.13		3.08		-0.05	1.3
	新海大橋	23382	3.41		3.43		0.02	1.0

	圖 5.4-3 2010	年梅姬颱風實測水位與模擬水位成果比較圖

5.4.2 原地形水理及沖淤分析

	2009 年大斷面及華江濕地地形測量資料，作為本研究水理演
算之原地形，如圖	5.4-4	所示。以	2 年洪水頻率流量進行演算，可得水位及
流速分布圖，如圖	5.4-5	及圖 5.4-6。
90

圖 5.4-4 原地形之演算地形圖 91

圖 5.4-5 原地形之水位分布圖 92

圖 5.4-6 原地形之流速分布圖 93

由圖 5.4-7	可知 2 年頻率洪水時，華江濕地原地形之底床剪應力分布。
其中復育方案	Case A、Case	B 及 Case	C 所在位置之底床剪應力，以	Case
A 較強，依序為	Case B	及 Case C。

	圖 5.4-7	原地形之底床底應力分布圖

5.4.3 復育方案水理及沖淤分析

以 2009	年淡水河大斷面及華江實測地形資料，分別整合
B 及 Case C	之復育地形，可得三種計算地形。本研究分別運用此三種地形，
以 CCHE2D	進行數值實驗。模擬不同復育方案之水理及底床剪應力強度，
演算成果如圖	5.4-8 至	5.4-10，為華江濕地各復育方案之底床剪應力強度分
布圖。

圖 5.4-8	復育方案	Case A 之底床底應力分布圖

圖 5.4-9	復育方案	Case B 之底床底應力分布圖
95

	圖 5.4-10	復育方案	Case C	之底床底應力分布圖

由各復育方案之底床剪應力橫斷面分布圖，如圖					至圖 5.4-13，
得知 Case A	之底床剪應力主要分布於		1.8 N/m2至	2.8 N/m2之間，最大值為
4.2 N/m2，最小值為		1.7 N/m2；Case	B 之底床剪應力主要分布於		1.4 至
2.6N/m2之間，最大值為		3.9 N/m2，最小值為		1.3 N/m2；Case C	之底床剪應
力主要分布於	1.6 至	2.8N/m2之間，最大值為		6.0 N/m2，最小值為	1.3 N/m2。
由計算結果得知，各方案之底床剪應力介於非黏性泥砂淤積潛勢區及黏性
泥砂沖刷潛勢區之間，顯示非黏性泥砂易於各方案位置有高淤積潛勢。
各方案復育後之底床剪應力皆小於復育前，主要是因為復育方案皆進
行浚深開挖，造成局部水深增加流速減緩，故底床剪應力相對較復育前弱。
各方案皆為在靠近小島附近底床剪應力較強，主要是因為小島凸出之地形，
造成局部流速相對較大，因此底床剪應力也相對較強。而各方案在潮溝附
近之底床剪應力較弱，主要也是因為潮溝地形下凹，造成局部流速相對較
小，因此底床剪應力也相對較弱。
96

圖 5.4-11	復育方案	Case A 之橫斷面底床剪應力分布圖

圖 5.4-12	復育方案	Case B 之橫斷面底床剪應力分布圖

圖 5.4-13	復育方案	Case C	之橫斷面底床剪應力分布圖

以各復育方案之橫斷面位置來分析復育後之底床剪應力值，由表 5.4-2

			2.22 N/m2至		2.86 N/m2，平均為
可知，Case A	之橫斷面底床剪應力值約由
2.50 N/m2；Case B				1.75 N/m2至	2.51 N/m2，平
之橫斷面底床剪應力值約由
2.16 N/m2；Case C				1.57 N/m2至	2.75 N/m2，
----------------	------------	---	---	----------	----------
均為	之橫斷面底床剪應力值約由
2.50 N/m2。
平均為
由分析結果可知，Case		A 之底床剪應力分布較為平均，且其平均值也
------------------------	---	---------------------	-------------------	--------	--------
最大。主要原因，可能是		Case A 相對	Case B	及 Case C	較接近淡水河主流
區，因此底床剪應力受影響而相對較強。Case B				及 Case C	各橫斷面之底床
剪應力則分布較不均勻，可相差到			1.8 倍，主要原因可能是受到復育範圍
外，周邊局部地形條件變化影響。

表 5.4-2 復育後各方案橫斷面之底床剪應力值單位:N/m2

斷面	Case A	Case B	Case C
1	2.33	2.43	1.57
2	2.22	2.51	1.92
3	2.43	1.75	2.05
4	2.65	2.00	2.55
5	2.86	2.11	2.75
斷面平均		2.16	2.17
2.50

5.5 復育地點評估本研究以復育方案之地景形態、高程、坡度、植被範圍及面積為固定變因，僅改變復育方案位置。由於華江濕地為易淤積河段，故本研究假設底床剪應力越大，淤積潛勢越低，復育效果越佳。以地理資訊系統統計各復育方案復育前後之底床剪應力變化情形，如

表 5.5-1。由分析結果得知，Case			A 復育前底床剪應力之平均值為			4.36
N/m2，復育後底床剪應力之平均值為			2.47 N/m2，減少約		43%；Case B	復育
前底床剪應力之平均值為		4.06 N/m2，復育後底床剪應力之平均值為				2.19
N/m2，減少約	46%；Case C	復育前底床剪應力之平均值為			3.23 N/m2，復育
後底床剪應力之平均值為		2.18 N/m2，減少約		32%。
復育前各方案底床剪應力平均值差異較大，主要是因為各方案所在位
置之原地形變異較大，而復育後底床剪應力差異縮小，是因為各復育方案
地形相同，僅受復育範圍外之流況影響，造成各方案底床剪應力之差異。
進一步比較分析各復育成本及效益，由表				5.5-2 可知，各方案之工程費
------------------	---	--------	-----------	----------------	---------	---
差異不大。若考慮土方不外運，約在			306	萬元至 344	萬元之間；若考慮土
方外運，則工程費約在		2547 萬元至	2857 萬元之間。
由於華江濕地為易淤積河段，本研究假設底床剪應力較高者淤積較少，
故維護費較低。若要維持復育方案之棲地環境狀況，需持續監測，評估
HSI 值，當棲地品質劣化時，進行適當之維護改善。而以					Case A、Case	B
---------------------------	-------------------	---	---	------------	-------------	---
及 Case C	之平均底床底應力強度來看，Case A			最大，故其棲地品質維持時
間較久，維護經費也會最低，復育成效較佳。
由本研究數值實驗成果，計算得知各復育方案之平均底床底應力強度，
故選定	Case A 之位置（於華江濕地上游側），為較佳之復育位置，且最具
---	----------------------------------	---	---	---	---	---
復育成效。


100

表 5.5-1 復育前後各方案之底床剪應力數值及變化

			Case A	Case B	Case C
	平均值		4.36	4.06	3.23
復育前底床剪
	最大值		5.61	5.09	3.75
---	---	---	-----	-----	-----	---
應力(N/m2)
最小值
			3.01	3.30	2.69
---	---	---	-----	-----	-----	---
	平均值		2.47	2.19	2.18
復育後底床剪
	最大值		4.20	4.33	6.01
---	---	---	-----	-----	-----	---
應力(N/m2)
	最小值		1.08	1.17	1.01
---	---	---	-----	-----	-----	---
	平均值		-43%	-46%	-32%
復育前後底床
最大值
			-25%	-15%	60%
---	---	---	-----	-----	----	---
剪應力變化
	最小值		-64%	-65%	-62%
---	---	---	-----	-----	-----	---

表 5.5-2 各方案成本及效益評估

		Case A		Case B		Case C
平均挖深深度(m)
		1.21		1.33		1.19
---	---	-----	---	-----	---	-----
挖除體積(m3)
		37,312		41,210		36,741
-----------	---	-----------	---	-----------	---	-----------
工程費(土方不外運)		3,110,671		3,435,675		3,063,118
工程費(土方外運)		25,867,039		28,569,637		25,471,605
平均底床底應力強度
		2.47		2.19		2.18
---	---	-----	---	-----	---	-----
(N/m2)
維護經費		最低		次高		較高
-----	---	---	---	---	---	---


101

5.6 小水鴨度冬棲地適應性管理模式本研究引用適應性管理架構，以小水鴨度冬棲地適合度模式為量化評估工具，研擬包括監測、評估及決策等三大部分之小水鴨度冬棲地適應性管理模式，其流程如圖 5.6-1 所示。小水鴨度冬棲地適應性管理模式在確立保育目標的前提下，各項作業流程內容詳述如下。

保育目標：以保育小水鴨為目標。
監測：監測項目包括小水鴨、高程、坡度及植被範圍等環境因子。小水鴨應於度冬季時，於退潮時，每半個月監測一次其數量及位置；高程、坡度及植被範圍等因子，可半年至一年監測一次。
評估：以小水鴨度冬棲地適合度模式為量化評估工具，將監測成果，運用小水鴨度冬棲地適合度模式計算 HSI 值，即可量化估算目前棲地品質，供決策運用。
決策：依據 HSI 量化之棲地品質進行決策，決策作為有三項（1）棲地品質無劣化或未低於復育規畫目標時，則持續進行監測。（2）若棲地品質劣化至低於復育規劃目標時，則需採取行動，引用復育規劃原則及水理沖淤分析進行復育方案規劃施做，並持續監測及評估。（3）若棲地品質劣化至嚴重程度，則回饋至保育目標，檢討保育計畫，而後再持續監測及量化評估。本研究提出之小水鴨度冬棲地適應性管理模式可運用於華江濕地之復育及管理，以維持華江濕地之棲地品質。 102

圖 5.6-1 華江濕地小水鴨度冬棲地之適應性管理模式 103

	第六章	結論與建議
結論
6.1

華江濕地為小水鴨度冬重要棲地之一，經本研究調查紀錄 3615 隻次小水鴨，以地理資訊系統數位化小水鴨及環境因子於 5m×5m 之網格。分析結果顯示，小水鴨最適合之棲地坡度約為 0.7%至 1.4%， | 高程 EL.0.3m | 至 EL. | 0.7m 及鄰近植被最短距離 | 0m 至 4m，在此棲 | | ---------- | ------ | -------------- | ----------- | 地條件下，所觀察到之小水鴨數量最多。
以單位努力收穫量的概念繪製網格內小水鴨最大數量與環境因子關係之包絡線，作為各因子之適合度指標（SI），再以最小值法整合 | 三因子之 | SI，建置小水鴨度冬棲地適合度指標（HSI）。 | | | | ---- | ------------------------ | --- | --- |
小水鴨之度冬棲地動態變化特性，可透過小水鴨度冬棲地適合度指標模式量化分析，由本研究之復育案例可知，復育後之棲地適合度 | 指標可增加約 | 40 倍。 | | | | ------ | ------ | --- | --- |
以坡度、高程及距植被最短距離建立棲地適合度指標模式(HSI model)，小水鴨最大數量隨棲地適合度指標值增加而增加，成功驗證 HSI。依據棲地適合度指標將環境品質分為不良、普通、良好及 | 最佳等 4 個等級，在棲地品質比例中，最佳棲地的比例在新潮池、 | | | | | ------------------------------- | --- | ------------ | -------------- | | 內河道及次潮溝分別佔 | | 41.9%、17.4%及 | 26.4%，顯示華江濕地中以 | 新潮池之棲地品質較佳。比較三個區域內小水鴨對 4 個等級棲地品 | 質利用比例，結果顯示小水鴨對較佳（HSI | | | 大於 0.5）的棲地利用比 | | -------------------- | --- | --- | ------------- | 例明顯高於不良的棲地。
以水理模式進行復育方案之數值實驗，在固定地景形態、高程、坡度、植被範圍及面積等變因條件下，僅改變復育方案之位置，經分 | 析可得復育前後 | HSI | 及底床剪應力變化情形。 | | | ------- | --- | ------------ | --- | 本研究同時考量小水鴨棲地需求（生態學）及自然營力（水利學）

的觀點，選擇較佳之復育地點。首先以生態學觀點，建置小水鴨度 104

冬棲地適合度指標模式，據以研擬復育原則並規劃方案；再以水利學觀點，經水理數值模式模擬後，分析底床剪應力。並假設底床剪應力愈大，淤積潛勢愈低，復育效果愈佳。透過分析底床剪應力強度分布，可判斷各復育方案之沖淤趨勢。分析結果，華江濕地上游側之復育地點因淤積趨勢較弱，故選為復育之較佳地點。 7. 本研究引用適應性管理架構，運用小水鴨度冬棲地適合度指標模式為量化評估機制，以水理及沖淤分析選擇復育區位，建構監測、評估及決策三大流程，研擬小水鴨度冬棲地適應性管理模式。可作為華江濕地永續管理應用，也可供其他類似案例參考。 105

6.2 建議

由本研究之分析成果顯示，目前整個華江濕地之棲地品質大部分為不良等級，建議主管機關可運用本研究之棲地適應性管理模式，積極進行復育及管理。
華江濕地復育方案之規劃原則，建議可再增加考量民眾賞鳥之便利性，結合自然生態與人文活動，亦可強化主管機關持續進行棲地適應性管理之動機。
本研究已建置完成小水鴨坡度、高程及距植被最短距離等三因子之度冬棲地適合度指標，建議環境因子可再增加考量食物量，作為後續研究目標。
本研究完成以底床剪應力分析沖淤趨勢，作為選擇復育位置之判斷依據，建議可進一步引用泥砂數值演算模式，經過嚴謹之驗證後，可進一步評估復育位置之量化泥砂淤積趨勢。
海平面上升將影響華江濕地之潮位變化，原來灘地之棲地型態將部分成為水域，植被生長面積縮小。而華江濕地亦面臨上游石門水庫增設繞庫排砂通道，增加颱洪時期排出之泥砂，將增加淤積潛勢。由於這些自然力與人為干擾，使華江濕地存在陸域化或灘地面積減少之趨勢。而這幾股影響棲地環境的因子，對棲地品質有正面及負面影響，仍需進一步研究其變化，以釐清棲地變化之趨勢。
本研究成果可量化評估感潮濕地之棲地品質，可供河川流域管理及未來國土規劃參考。 106

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個人資歷姓名：黃國文出生地：臺灣雲林學歷：國立臺灣大學土木工程學系水利工程組博士 2003/09 至2012/07 國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士 1993/09 至1995/06 國立成功大學水利及海洋工程學系學士 1989/09 至1993/06 臺北市立建國高級中學 1986/09 至1989/06 雲林縣立大埤國民中學 1983/09 至1986/06 雲林縣大埤鄉嘉興國民小學 1977/09 至1983/06 經歷：國立臺灣大學水工試驗所技士 2005/05 至今臺北市政府工務局水利工程處雨水下水道工程科 1999/07 至2005/05 中興工程顧問公司水利工程部工程師 1997/12 至1999/07 國立臺灣大學綜合災害研究中心／行政企劃組兼任組長 2007/09 至2009/12 專長：水利工程、生態工程、都市排水、防救災科技證照： 90年專門職業及技術人員高等考試水利工程技師期刊著作：盧道杰、施上粟、黃國文、楊勝崎、游紫晴、蔡博文、鍾明光、阮忠信，2012，" 宜蘭無尾港濕地全潮調查及陸化原因探討"，農業工程學報，第 58 卷第四期。（EI） Su-Ting Cheng, Gwo-Wen Hwang, Chang-Po Chen, Wen-Shang Hou and Hwey-Lian Hsieh, 2012, An integrative modeling approach to evaluate the performance of an 117

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