計 畫 名 稱:氣候變遷對臺灣自然海岸與近岸沙洲之衝擊研究(1/2)
主管單位:經濟部水利署
執行單位:財團法人成大研究發展基金會
執行期間:106年5月~106年12月
年度:106年
核定經費:2,900仟元
計畫主持人:蕭士俊
中文摘要:

經濟部水利署已有系統性地執行一系列氣候變遷對全臺灣海堤設施的衝擊評估研究,並分析全臺灣沿海地區的越波溢淹風險,惟對於海堤外的自然海岸則研究較少。然而,在全球氣候變遷現象的影響下,臺灣的自然海岸侵蝕與近岸沙洲變遷問題可能更為嚴重。故有必要在既有資料及研究成果基礎上,探討可能的衝擊與因應對策,爰辦理本計畫。本計畫分兩年度實施(106~107):第一年度著重於自然海岸於氣候變遷情境條件下,對台灣自然海岸可能造成之影響;第二年則以離岸沙洲為主軸加以研究,計畫工作主要分成三大項,1.蒐集與研析國外氣候變遷對自然海岸侵蝕影響之相關資料,2.國內自然海岸侵蝕之問題分析,3.國內案例探討。以期藉由本計畫執行獲得最新國外資訊,建構氣候變遷情境分析方法與流程、海岸災害之衝擊模擬、脆弱度與風險評估分析。並於第二年度研擬因應之調適策略,以供決策機關參考,茲就本年度(106)各工作分項主要執行成果說明如後:

一、海平面上升對海岸斷面衝擊影響評估採用Bruun法則及CSHORE模式,前者為目前分析海平面上對海岸線後退程度方法之主流,後者為最新的海岸斷面分析模擬工具。根據國外案例蒐集結果顯示,對自然海岸來說,在極端海象氣候條件下,硬式工法仍然有一定的防護程度,而長期的變遷趨勢主要受季風氣候影響。於工法策略蒐集方面,對於自然海岸的治理仍多採用複合式工法來做整體考量。

二、目前台灣自然海岸面臨之主要問題為河川供沙普遍不足,於海平面上升情況下,海岸為了維持海灘平衡斷面,只能再往陸側侵蝕,研究依據:(1)內政部公告明顯侵淤熱點;(2)近岸至5米水深線內坡度較緩之自然海岸區域;(3)排除具有離岸沙洲地點(第二年度計畫)等原則,選定雙春海岸地區,作為第一年研究區域地點。雙春海岸研究區緊臨八掌溪口與急水溪口,兩條溪口距離約4公里,目前海岸型態仍呈現自然沙岸狀態且幅員廣大,但是其防風林有枯倒之情形,顯示海岸侵蝕情形仍然持續進行。另一方面,此區域為台灣少有之大型自然沙灘,為多種海岸保護軟性工法之現地研究場所,極具研究價值。

三、由研究區可用之長期連續之實測資料不多,故本計畫需仰靠數值模式來評估說明。對於氣候變遷情境及海域相關設計條件以遠域波流耦合模式(ADCIRC+SWAN)評估決定;對於地形變遷自然海岸衝擊分析則利用近岸波流耦合模式(CMS)評估分析;對於河川輸砂對海域影響及其運動則利用粒子軌跡模式(PTM)評估說明。情境模式使用之邊界條件包含水位及氣候條件資料,前者來源為全球潮位模式Nao99b,後者引用中央氣象局颱風資料,並以ECMWF之再分析資料輔助分析衝擊評估使用資料則以現地實測資料為主。整體模式運行皆經進行相關數值驗證,驗證結果說明各模式模擬結果與實測資料相符合。

四、現階段海岸特性分析成果說明如後

1.由海岸漂沙特性經驗式計算特性得知,坡度較緩之海岸在較易形成淤積趨勢,但於海平面上升之條件下,其後退趨勢反而較嚴重。

2.一維斷面模式分析結果顯示,海岸平衡之侵淤特性為潮間帶侵蝕,並往漂沙臨界水深堆積

3.二維模式計算結果顯示,夏季沿岸有明顯往北漂沙趨勢,冬季則無顯漂沙趨勢,導致計畫區年平均漂沙趨勢往北。

4.夏季整個海岸地形變遷趨勢集中於近岸1.5公尺水深以上位置,冬季侵淤現象發生於水深較深之處。

5.河川輸沙於季風條件下,其輸沙量不足以供應海岸侵蝕速度。

6.於設計條件下計算結果顯示,當河川流量過大時,其河川輸沙將直接被水流帶往較深海域,除非對應相當程度嚴重之海象條件,將河川入流流場擾亂,其河川輸沙才有可能挹注至海岸。

氣候變遷下海岸衝擊特性如下

1.根據IPCC之AR5之MRI氣候模式風場及壓力場成果顯示,季風期間基期與近未來波浪變化倍率分別為1.02及1.03,設計條件以及暴潮則分別增加1.12倍及1.23倍,結果說明未來季風波浪呈現小幅度成長趨勢,極值條件則增加較明顯,

重要工作項目:1. 蒐集與研析國外氣候變遷對自然海岸與近岸沙洲影響的資料

2. 國內自然海岸與近岸沙洲問題成因分析

3. 建構並驗證自然海岸侵蝕與近岸沙洲及淤積模擬模式
預期具體成果及效益:1. 評估氣候變遷下臺灣自然海岸與近岸沙洲侵蝕對沿海地區的衝擊

2. 規劃因應調適策略
檔案下載:成果報告-18.氣候變遷對近岸沙洲之衝擊研究(1-2).pdf
精簡報告-18.氣候變遷對近岸沙洲之衝擊研究(1-2)-.pdf