市與低開發區域的水土保持

水土保持

水土保持的策略需根據地區的開發程度、土地利用方式、降雨與地形條件來設計。城市與低開發區域(如農村、山區或荒漠地帶)因土地覆蓋、排水系統與人為活動的不同,水土保持的重點與方法也有所差異。

1-1、城市地區的水土保持

主要挑戰:

  • 不透水表面增加(如道路、建築物),導致雨水徑流增強,易引發都市洪水與沖刷侵蝕。
  • 建設活動頻繁(如道路施工、地基開挖),易破壞原始土壤結構,增加水土流失風險。
  • 河川與排水系統承載壓力大,泥沙沖刷可能影響水質與基礎設施。

主要水土保持措施:

(1)透水鋪面與綠色基礎設施

應用透水混凝土、透水磚,減少地表逕流,促進雨水入滲。

  • 新加坡「水敏感城市設計」(ABC Waters Program)。

(2)雨水管理與低影響開發(LID, Low Impact Development)

設置雨水花園、生態滯洪池、下凹式綠地等,延緩雨水排放速度。

  • 美國費城「綠色基礎設施計畫」。

(3)屋頂綠化與垂直綠化

利用綠屋頂、綠牆增加植被覆蓋,減少暴雨沖刷。

  • 德國柏林的大規模屋頂綠化政策。

(4)河道整治與護坡

生態護岸(如種植水生植物、使用透水石籠護岸)減少河道沖刷。

  • 中國深圳「海綿城市」河道改造工程。

(5)建築施工期間的水土保持措施

臨時沉砂池、植生防護網,減少施工區域的水土流失。

  • 台灣都市開發案要求施工期間設置沉砂池與攔泥設施。

1-2城市水土保持案例

📌 新加坡「水敏感城市設計」(ABC Waters Program)

新加坡是一個高密度的都市國家,面積小且降雨量大,城市內不透水面積高,容易發生都市洪水與地表逕流污染問題。

措施與設計:

  • 透水鋪面:使用透水混凝土與綠色鋪面,減少雨水快速逕流。
  • 雨水花園:公園與社區內設置生態滯水區,使雨水滲透到地下,提高儲水能力。
  • 生態護岸:使用天然材料(如石籠、生態草皮)替代傳統混凝土護岸,減少河道沖刷與水土流失。
  • 屋頂綠化:政府鼓勵商業與住宅建築安裝綠屋頂,減少逕流與吸收雨水。

成效:

  • 降低都市洪水發生頻率,提高城市耐洪能力。
  • 增加雨水回收與利用率,減少地表逕流污染。
  • 提升城市環境品質,提供更多綠地與公共空間。
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新加坡canva@efired

📌 美國費城「綠色基礎設施計畫」(Green City, Clean Waters)

費城擁有老舊的雨水與污水合流系統(CSO),暴雨時易造成汙水外溢,污染河流與湖泊。因此,城市政府啟動「綠色基礎設施計畫」,希望透過水土保持措施改善水質與減少逕流。

措施與設計:

  • 生態滯水池(Bioretention Basins):設置於公園與人行道旁,利用土壤與植物吸收雨水,減少地表逕流。
  • 下凹式綠地(Depression Lawns):設計社區草坪,使其在暴雨時可短暫儲存雨水。
  • 可滲透鋪面(Permeable Pavement):在街道與停車場鋪設透水磚,減少雨水直接流入排水系統。
  • 綠屋頂與雨水桶:鼓勵居民與企業設置綠屋頂與雨水收集設備,以減少排水壓力。

成效:

  • 該計畫自2011年啟動以來,已減少約85% 的暴雨逕流進入費城的下水道系統。
  • 改善水質,減少河川污染,提高社區環境品質。
  • 增加綠地覆蓋率,降低城市熱島效應。
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費城canva@f11photo

📌 中國深圳「海綿城市」河道整治工程

深圳市作為一座快速發展的都市,因過度開發導致河道泥沙淤積與沖刷問題嚴重,水土流失增加。因此,政府推動「海綿城市」建設,以改善水土保持與城市排水系統。

措施與設計:

  • 生態護岸:用水生植物、滲透性石材替代混凝土護岸,減少水流對河岸的侵蝕。
  • 濕地修復:在城市河道沿岸建造人工濕地,減少泥沙流入河流,提高水體自淨能力。
  • 城市滯洪池:建造多個地下滯水設施,降低暴雨時的水土流失與洪水風險。
  • 多功能雨水利用系統:收集雨水用於景觀澆灌、城市降溫與生態補水。

成效:

  • 改善河道水質,使深圳河的水體透明度顯著提升。
  • 減少洪水風險,提高城市對極端降雨的適應能力。
  • 提升生態環境與生物多樣性,改善城市居住品質。
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深圳canva@bingfengwu

2-1低開發區域的水土保持

主要挑戰:

  • 土地開發程度低,自然因素(降雨、地形、植被變化)影響更顯著。
  • 農業活動、放牧與森林砍伐,可能導致土壤侵蝕與土地退化。
  • 水資源管理較弱,若不當開發,可能導致乾旱或水土流失加劇。

主要水土保持措施:

(1)梯田與等高線耕作

減緩坡面水流速度,防止農田水土流失。

  • 中國雲南「哈尼梯田」、秘魯印加古梯田。

(2)植樹造林與草地恢復

防風林(減少風蝕)與水土保持林(固定土壤)。

  • 中國「三北防護林」防治沙漠化。

(3)小型水利工程(攔砂壩、沉砂池)

在山坡或河谷設置小型攔砂壩,減少泥沙沖刷。

  • 尼泊爾「社區主導的水土保持計畫」,以小型堰壩控制山坡水土流失。

(4)輪作與保育耕作

避免單一作物種植,增加土壤有機質,提高抗侵蝕能力。

  • 美國中西部農業區的「保育性農業技術」。

(5)生態護坡與土壤改良

種植固土植物(如三葉草、蘆葦),減少坡地沖蝕。

  • 台灣中央山脈地區應用高效固土草種保護邊坡。

2-2、低開發區域水土保持案例

📌 中國「三北防護林工程」

背景:

中國西北、華北、東北地區因為沙漠化與風蝕嚴重,土地退化影響農業與生態環境。

措施與設計:

  • 大規模植樹造林:建立超過400萬平方公里的防護林帶,阻擋沙塵暴與風蝕。
  • 固沙草方格:在沙漠邊緣設置草方格,減少風速,固定沙丘。
  • 水土保持耕作法:推廣保育性農業,如間作、輪作與等高耕作,以保護土壤。

成效:

  • 大幅降低沙漠化速度,改善當地降水量與水資源狀況。
  • 減少沙塵暴發生,提高空氣品質。

📌 中國雲南「哈尼梯田」水土保持工程

背景:

雲南哈尼族地區山地多、坡度大,為了防止水土流失,當地人民世代建造梯田來保護農田。

措施與設計:

  • 梯田農業:沿山坡修築梯田,使水流緩慢下滲,減少土壤沖刷。
  • 水源管理:設置小型水庫與渠道,維持水土平衡。
  • 生態農業:利用水牛耕作與有機肥,提高土壤保水能力。

成效:

  • 哈尼梯田已有超過1300年歷史,被聯合國列為世界文化遺產。
  • 當地水土流失率極低,農業生產力穩定。
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哈尼梯田canva@V-A-K

📌 尼泊爾「社區主導的水土保持計畫」

背景:

尼泊爾的山區地形陡峭,降雨集中,容易發生土壤侵蝕與泥石流災害。

措施與設計:

  • 小型攔砂壩:在山坡河谷建造小型石壩,減少水土流失。
  • 植樹造林:社區參與植樹,提高土壤穩定性。
  • 雨水收集與梯田建設:改善農業水土保持,提升糧食安全。

成效:

  • 當地農業生產力提升30%以上,土壤侵蝕率大幅降低。
  • 改善社區生態環境,提高水資源利用率。
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尼泊爾社區canva@James Wheeler

三、結論與建議

  • 城市地區:應強調透水性設計、雨水管理與綠色基礎設施,以應對不透水面積增加帶來的逕流與侵蝕問題。
  • 低開發區域:則應優先採用生態保育與農業水土保持技術,如梯田、植樹造林與生態護坡,以減少土地退化。
  • 融合科技與政策:智慧監測(如GIS分析、遙感技術)、社區參與與政策支持,對兩種區域的水土保持皆至關重要。

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