申論題

在進行野溪治理時，考量安全、生態及節能減碳等因素，水理分析需要綜合考量不同工程材料的使用及其對水流特性、洪水管理、以及生態環境的影響。對於同一治理橫斷面使用不同材料的情況，以下是水理分析處理的方式：

1. 確定治理目標與要求： 進行水理分析之前，需先確認治理的目標，例如減少洪水流量、減緩流速、改善水質，或提升生態多樣性等。不同的材料選擇會影響這些目標的達成方式，因此在選擇材料時，必須兼顧不同的需求。

2. 材料選擇對水流的影響： 不同的工程材料如石塊、混凝土、草皮等，會對水流的速度、流態（如層流或湍流）、水深等產生不同的影響。材料表面的粗糙度、透水性以及抗沖刷能力會直接影響水流的變化。

   • 粗糙度：材料表面的粗糙程度會影響水流的摩擦力，進而影響流速。選擇粗糙的材料可以減少水流速度，有助於防止水土流失，但過高的粗糙度可能會導致洪水擴散。

   • 透水性：例如，草皮或石塊可以讓水滲透，減少地表徑流，從而幫助達到減碳及節能效果。

3. 跨區域分析： 在橫斷面上，不同材料的組合會導致水流的變化，需要對治理區域進行跨區域的水流分析。例如，若一部分使用草皮、另一部分使用石塊或混凝土，需考量水流在這些區域的過渡及交界處的影響。這可以透過建立水流模型來進行模擬分析，確保不同區域之間的水流過渡不會對生態或結構安全造成不良影響。

4. 生態影響分析： 需要分析不同材料對水生植物、動物棲息地及水質的影響。例如，使用透水性較強的材料（如天然石材或草皮）有助於水生物種生長，保持水質；而過於封閉或硬化的表面（如混凝土）則可能抑制生物棲息地的發展。

5. 能源消耗及碳足跡： 節能減碳的要求要求選擇低碳材料。在進行水理分析時，除了考量工程材料的物理水理性質外，也應該考量材料的碳排放。使用本地可再生材料（如本地石塊、植物）可以減少運輸所產生的碳排放，而高能耗材料（如混凝土）則需進行綜合評估，確保不會超過環境保護的需求。

6. 洪水管理與防災功能： 對於洪水控制，水理分析需確保材料能夠達到預期的防洪效果。例如，在急流區域可使用較堅固的材料來提高抗沖刷能力，而在較緩慢流動的區域則可選擇天然材料來減少對生態的影響。

7. 動態模擬與監測： 進行動態水流模擬，並對不同材料的選擇和排列進行實地監測，確保治理方案在實施後能夠長期有效運行。此外，定期的水流狀況監測有助於發現潛在的問題並及時調整治理措施。

總結來說，水理分析時需要綜合考量不同工程材料對水流、水質、生態及節能減碳的影響。透過建立水流模型、動態模擬與生態監測，確保不同材料間的協調，達到預期的治理效果。