生態工程農田水利圳路生態化

農田水利圳道生態營造的水工結構物(一)--滬

「魚」是農田水利生態營造工程考慮的對象,如果圳路成為多樣魚類棲息的所在,代表水域生態系統功能正常,能夠維持如此多食物鍊最高階的消費者存在,這是生態調控裡的top-down(由高階食物鏈到低階食物鏈)思維。魚類行為也對複雜對水域變化最敏感,能滿足魚類的水工設計,連帶也能提供其他水生物使用。

農田水路生態與生產的兼顧
在灌溉與排水工程的主要標地,是將足夠的水量輸送到作物生長所在,滿足作物灌溉需水量;或是將多餘的水自田間排走,以保持田間作物根地區有合適的物理-化學型態。圳道內魚類與生物多樣性原本不見標的項目,但是,奇特的是,在人類灌溉排水科技的發展史上,兼顧農作生產與水路生物的生存的技術一直存在。
由於各地的水文、地理、作物種類不同,所發展出的技術不同,這也成為發展本土特色水路生態營造的雛型。台灣也有自己的特色。

永續成為灌溉排水工程的目標
所有工程技術的背後,都有經濟的誘因,近代灌溉排水工程,加入生物多樣性或生態營造的需求,是為了水資源「永續」使用,以須維察在生態功能的維護,生物多樣性正是生態功能的三大指標之一。另兩項指標為能量充分使用與營養份充份分解,相當於農田圳路水利能量高效率的使用與水質自然淨化的作用,前者屬於灌溉效率,後者屬於水質維護。
早期,沒有「生物多樣性」、「永續」等名詞,但是,農民也有類似的概念,使用田間水路引水、排水之餘也兼有養魚、捕魚,作為補充食物。因此,在水路也設有養魚、捕魚的措施,既然能在水路中,讓魚長大,又能留住魚,這些措施,就成為發展水路生態化工程建造的效仿,只是,不是為了捕魚,而是以近自然獨留住魚在水路生態系。

水潭的優點
在水流速度較快的水路,已經有天然水域「澗」的條件,由於大多數的魚類在遷移或迴流日,需要成事的「澗」與「潭」,「潭」成為這種水流狀況,所要營造的重點。目的,在給魚類在水緩處,有棲息的空間,不用一直耗費較大的能量,對抗強迫的水流速度,當水路潭與澗的串聯數目愈多,愈能營造水域生物的多樣性。
「潭」的水域,也可幫助水生物在枯水期時,或是在停灌期間,水路的引水較少,能在水路內有足夠的水深棲息。此外,潭的週緣能夠讓一些水生植物生長,增加遮陰、隱蔽與降溫的功能,在合宜的管理下,還可以增加農田水路的景觀之美。

營造潭的工程
台灣早期就有在水流湍急處,緩和水流,營造水潭的技術,稱為「滬」(音ㄈㄨˋ)。滬有竹編的魚具稱為「魚滬」,用來捕魚,也有用石頭放在底床急傾處,減緩坡度,緩和水流,以石頭堆積高度來製造水潭,稱為「石滬」。
滬是個古字,扈是用石頭或竹編成水路的迷宮,讓魚容易進入,不易游出。台灣早期有滬的結構,例如台北淡水河的河口,以前稱「滬尾」,是漁民用潮差,讓魚在潮水上漲進入,潮水返去,留在滬內,後來「滬尾」改名為「淡水」,其實淡水的水是鹹的。滬的結構一般用在河溪,在水路先民用石頭。用竹、等在水路中圈圍,增加局部深水或緩流區,迄今台灣各農田水利會仍有「石圍圳」、「竹圍圳」,或「石埤圳」等名子

圍石的特色
這些「石圍」或「竹圍」的結構,類似近代水路生態工程常用的「坡降控制結構」(grade control structure)或「跌水控制結構」(drop control structure)。在減少坡降,使水頭阻力增加,在圍石的後方產生迴水,增加水深。
這些利用石頭間的摩擦力,在與重心每方位的調控才能在水流中獲得數年的穩定,長期都被水流沖失,很少留下過去的圍石。不過民間有經驗的圍石師傅仍有一些圍石的概念,他們的做法多針對本地的生物行為,與歐美、日本等磊石作堰的方式與原理不同,雖然沒有科學原理輔助設計,卻是本土特色之工法,有其獨特的功能與價值。

八連圳的人文
現今依存的石圍工程,最著名的是在北基農田水利會轄區內「八連圳」取水口附近。八連圳的長度約有3.6公里,在北台灣八屯山北側的丘陵上,溪流多短促,渠道自然短,3.6公里的長度,已經是大屯山麓最長的圳道。
八連圳引水自10公里的八連溪,灌溉約500公頃的水稻與茭白筍田所生長的三芝茭白筍與南投的茭白筍以品質佳而齊名。八連溪是西班牙人稱漢人的叫法Parian,即在1626年,西班牙人前來淡水附近時,這裡即有漢人的零星村落,證明早期漢人進入臺北盆地前,是住在盆地之外,面對海洋的河階台地上,可以避開洪水,台地土壤多肥沃,斜坡地型易防衛,又容易挖圳取水。八連圳是臺灣最古老的水路之一,開墾的荒埔地作農田,現今仍稱為「埔頭」。埔頭附近156公頃的農地,都是引用八連溪的水。

理想的農田水路生態系
八連溪灌區下游多沙土地,上游多砂礫地,滲漏水量很多,大部分的滲漏水又回帶八連溪,這種用水循環,在豐水期時,可以疏洪,枯水期時,避免旱跋。由於台地滲出水多,農田田埂多用石砌成為「石圍牆」,增加邊坡穩定度,又可保持多孔隙的透水性。
多孔隙的石圍牆─多滲透的農地─當多回歸水的溪流,共同組成一個獨特的農田水路生態系,使八連溪是能讓絨毛蟹自溪口上溯,經過溪流、圳路,進入農田,棲息在田邊石頭縫中。台灣的河流上百條,灌溉圳路上干道,能俱此功能,就剩八連溪與附近的大屯溪灌排系統。

螃蟹的遷移廊道
在這良好生態系的基礎上,才有在水道上圍石成為螃蟹上溯的廊道,這包括


 

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