一、前言
河川是一個動態平衡系統，它會調整本身的高程及斷面型態來因應上游來水量及來砂量的變化，或是換句話說，它會朝一個水、砂平衡的方向去改變。當從上游集水區所帶下來的砂石量超過河川的輸砂能力時，或是因越域引水造成水量驟減時，部份泥砂會沈積下來，造成河床的淤積（aggradation），這時河川會自衛調整本身的特性，如增加河床坡度，減小砂石粒徑等，來增加本身的輸砂能力，達到新的平衡。若上游來砂量驟減（如興建水庫攔住帶往下游的砂石）或是來水量驟增（如水庫洩洪）時，河川的輸砂能力大於砂石之供應量，部份泥沙必須由河床上取得來滿足水的泥砂需求，因而造成河床沖刷（degradation）。這時河川也會藉著調整本身的特性，如減緩河床坡度，增加砂石粒徑等，來降低水流的輸砂能力，達成新的平衡。上述的這些河川自我調整機制，可由圖一Lane在1957年所提出的一個簡單天平的大略描述。
砂石是公共建設所不可或缺的原則，河川更是台灣地區砂石主要的來源，大量砂石自河床中被取走後，將造成河川的不平衡，而引起沖刷現象，對河川構造物（如橋樑、堤防等）之安全造成威脅，同時因流入海中的砂石量減少，造成海岸的侵蝕，蘭陽溪河口附近的海岸線入侵即是一個非常典型的例子。另外採砂所遺留之砂石坑會因水流之作用而運移變形，也會對橋樑及堤防造成威脅，但這現象卻不太為人所知，因此在定採砂規範時並未考慮此一因素。
二、台灣砂石開採現況及其衍生之問題
依據礦業主管單位估計，近六年平均砂石年使用量約為8,610萬立方公尺，其中河川砂石佔80％以上，約6,890萬立方公尺，另據水利局統計最近6年本省河川砂石平均年許可採取量僅約3,540萬立方公尺，佔河川砂石使用量5％顯示*堳e河川砂石供需係處於嚴重失衡狀態，不足之49％來自河川之濫採其中以頭前溪、大安溪、大甲溪、烏溪、濁水溪、八掌溪、及高屏溪等主要採石河川較為嚴重。從河川砂石的開採記錄，則可以很明顯的看出台灣過去幾十年來的建設腳步。以淡水河為例，由河道歷年土方量變化統計，發現變化較大者集中在民國68至76年間，每年減少的土方量從200萬至300萬立方公尺不等，這些土方減少幾乎全是砂石開採所造成的，而這幾年正是台灣公共工程建設蓬勃發展的時期。它對河川穩定所造成的影響可由下面幾個數字很明顯的看出來，民國26年淡水河床低於海平面的斷面位置是在關渡大橋附近，距河口約7公里，到了民國58年，該斷面上移至距河口17.6公里的新海橋，到了民國71年，更上移至浮洲里，距河口有21.7公里。或是換句話說，淡水河的河床因過量的砂石開採及地盤下陷等因素一直在往下降，對橋樑及堤防安全構成威脅。同時因河床下降，也降低了二重疏洪道的分洪能力，根據我們的演算，目前二重疏洪道在200年洪水作用下，分洪量為6400cms，較原況計之分洪量9200cms為小，這是值得有關單位注意的事情。另外因河床下降將造成感潮段上移，對生態、排水及工程設計都會有很大的影響，也是需要加以評估的。在局部沖刷部份，關渡大橋附近河床已被沖刷至海平面以下約30公尺處，嚴重威脅大橋的安全。政府有鑑於事態嚴重，於民國78年公告淡水河系全面禁止砂石開採，於是砂石業者將目標轉移至西部及東北部各河川，造成宜蘭的蘭陽溪及雲林的濁水溪採砂量突然暴增。根據統計，每年蘭陽溪的進砂量約六十萬噸，往年一直呈淤積狀態，至民國75年採砂量開始大增，每年開採達550萬噸，於是在短短幾年間，蘭陽溪下游河床已面臨沖刷的威脅，同時蘭陽溪口附近的海岸線，也遭受嚴重的侵蝕。濁水溪的情況也是大同小異，由於上游集水區土質鬆脆，崩塌量大，致濁水溪一直有嚴重的淤積問題，為一台灣著名的懸河（Suspended
River），即河床較兩岸為高的河流，幾年前水利局還慎重的考慮利用束水攻砂的策略期能將淤積的砂石沖出外海，以減小洪水氾濫的機會。曾幾何時因為高速公路的興建及各項工程需砂孔急，開始大量開採砂石，民國67年已開始有沖刷現象，到民國82年時平均河床更往下刷深達60公分，已對中下游各橋樑及跨河構造物（如中油液化天然氣幹管）的安全造成嚴重威脅。上述幾個例子是幾個非常典型的案例，在台灣西部各大小河川幾乎都面臨相同的命運。
三、災害案例列舉
前年接二連三的颱風入侵台灣，豪雨成災，造成全省共有50座橋樑受損，經水利局調查發現，其中有20座橋樑所在的河川內都有採砂行為，又以頭前溪橋、高美大橋、中沙大橋及高屏大橋的損壞最為嚴重，分別敘述如下：
頭前溪以往一直是採砂的熱門區域，省縱貫公路大橋十幾年前即有橋面崩落造成傷亡的案例，目前該溪雖已全面禁止砂石開採，但位於高速公路下游各橋的橋墩均已遭洪水沖刷裸露，縱貫公路大橋更在弗雷特颱風過後遭受洪水沖刷，造成原來下陷的一座橋墩流失，長達20公尺的橋面落水。橫跨高屏溪的高屏大橋，上下由均是採砂活躍的區域，其橋基在公路局立樁時是27公尺，在弗雷特颱風前裸露最深已達8.3公尺，颱風過後更深達9.5公尺，已經超過安全警戒標準，更令人擔心的是目前高屏大橋下游的採砂行為並未因此而停止。
濁水溪自砂石大量開採後，在幾年間已由一淤積性河川轉變成沖刷性河川，至民國82年時平均河床往下刷深達60公分，尤其是中沙大橋上下游方採砂活動更是活躍，已造成多處橋墩裸露，危及橋樑安全。面對同樣威脅的是中沙大橋下游的中油液化天然氣幹管，該管在埋設時，濁水溪為淤積性河川，但現在該管已外露約200公尺，並有數次斷氣的記錄。根據中油公司調查同樣的情形發生在中南部各大小河川中（見表一），再在的顯示採砂的危害。
四、砂石開採管理之對策
砂石為所有工程建設所不可或缺的原料，日本在10年前有七、八成左右的砂石是仰賴河川，這幾年已經全部轉移到改採路上砂石或由其他來源供給，這也是歐美各國共同的趨勢（如圖三所示）。台灣目前也同樣的有七、八成的砂石來自河川，而且又出現盜採等失事的情形，對跨河構造物造成嚴重的危害，但全面禁止是不可能的，因此如何規範砂石開採活動，利用此活動來疏濬河川淤積，發揮各蒙其利的效果，乃當務之急。可由下面幾個步驟著手：
4.1應做全面性砂源調查
政府應對國內各主要河川進行砂源調查，調查項目包括泥砂產量、各河段泥砂蘊藏量等，然後根據此一結果公告各河川可允許採砂的範圍、數量和時間，在公告的河段及時間外應一律禁止開採。
4.2應做採砂相關法令通盤檢討
依照現行「土石採取規則」的規定，中央主管為保存或調節土石供需供需，必要時得公告一定區域為保留區，停止受理土石採取。而現行河川管理規則則規定在距離橋樑上、下游500公尺處禁採砂石。這些母法已經賦予了上述第一項工作的法源，但目前僅對開採範圍做規範，未對開採總量及時間分佈進行限制，是極待加強的。另外規定橋樑上、下游各500公尺為禁採區，從採砂坑的運移特性看來，在500公尺外之採砂坑可能會往下游移動，還是有危害到橋墩安全的可能。砂石坑的運移速度及其深度與水流流況、砂石級配及坑的原始形狀有關，因此在橋樑附近之採砂行為應視各河川之流況、級配做較具彈性之規範。
4.3應檢討砂石開採申請之審核流程
目前對砂石業者之約束太過消極，政府需主動去取締超挖、濫挖的情形，方得進行告發的工作，因人力有限，及常有業者與地方人士勾結的情形，再加上超挖及濫採的活動都是在夜間進行，所以目前的辦法施行起來相當困難且成效不彰，因此應採舉更積極的管理策略。業者應針對政府所公告允許開採的河段、範圍和數量，提出其開採計劃，該計劃應包括開採的範圍、數量和時間，同時應提出其開採計劃對上、下游河段之影響報告，必須證明該開採行為對上、下游之跨河及沿河構造物均無害方得核准其開採。同時業者應定期檢送附近河道斷面測量報告有關單位審查，如有超採、盜採情形即可對其行為進行告發工作，或甚至吊銷其開採許可。另外可利用總量管制的觀念，來控制全流域之開採活動，如此即可杜絕盜採、超抽的行為。
4.4應加強執法能力
目前砂石業者之監督取締工作，端賴縣市政府水利科之河川巡防人員，人力相當有限，且不具司法警察權，無法逕行告發，執勤時需配合地方警力，相當不便且易生弊端。應考慮設置河川警察或水利警察專司與水利工程相關違法事情之取締工作，如盜採砂石、河川任意棄置垃圾、地下水超抽、養殖業者濫墾等，再配合上述管理辦法，方可確實防止業者盜採、超採等情形。
4.5應檢討目前跨河、沿河構造物審核流程
目前橋樑之設計工作由交通單位負責，在設計過程中多偏重結構方面的考量，有關水理部份的演算，如橋樑存在對水流的影響、局部沖刷量之估算及保護措施之設計等，則較不注重，且在審核過程中並沒有照會水利單位，以致無法真正掌握確實的資訊而造成一些原來可避免的災害。反觀美國在河川內建造任何構造物均需經過美國工兵團審查同意方得進行，所有與河川有關的工程，由該單位負責把關的工作，這也是我們可以借鏡的。
4.6應審慎評估東砂西運之可行性
目前台灣西部各河川之砂石開採量多已超出上游供應量，已造成許多災害，預期在不久的將來多數河川都將面臨禁採的命運；反觀東部河川，因地質因素，多飽受淤積之苦，將東部的砂運到西部來將可兩蒙其利，其運輸工具將以船運最為可行，所以積極在西部規劃砂石專用港，辦理東砂西運的工作，恐怕是馬上需要面對的問題。
4.7應積極開發陸上砂源
根據礦業司砂石資源調查顯示，目前規劃之陸上砂石之資源約為242.7億立方公尺，而河川砂石可採量僅約4.2億立方公尺，陸上砂石資源為河川砂石之57倍，因此陸上砂石開採為不可避免之趨勢，積極規劃陸上砂石專業區，同時訂定相關規範以節制陸上砂石開採行為，使其對環境之衝擊降為最小，是一件刻不容緩的事情。
五、結論與建議
河川砂石是上天賦予人類的一項珍貴資源，開採得宜的話，不但可取得砂石，而且可解決淤積問題。水利單位在台灣一直是個弱勢單位，以致河川管理工作百廢待舉。西部河川因長年超採、濫採已經危及多數橋樑、堤坊的安全，同時也造成海岸線日益侵蝕，砂石開採的規劃管理工作已迫在眉急。在治本方面，政府應積極從事砂源調查，公告可開採河段，並強制實施管制工作；在治標方面，應迅速成立水利警察來執行巡防取締工作。另外東砂西運及陸上砂石專業區之開發是未來不可避免的政策，應積極從事砂石港的規劃及相關法規之訂定。由這幾個方面著手，相信砂石工業將會成為國家經濟發展的助力，而不是一個橋樑的殺手。
參考文獻
- 李鴻源等，"北區防洪設施跨河構造物及河道穩定與抽砂作業相互影響之研究"，台大水工所，Report
No.134，1992年7月。
- 李鴻源等，"水河中下游定床水理之分析"，台大水工所，Report
No.135，1993年3月。
- 台灣省水利局，"台灣河川管理規劃"，1990年10月。
- 台灣省水利局，"水利法施行規劃"，1992年6月。
- 中國石油公司，"濁水溪管橋興建計畫可行性研究報告"，1994年6月。
- 巨廷工程顧問公司，"蘭陽溪河川砂石採取評估報告"，1992年6月。
- 行政院科技顧問組，"行政院第16次科技顧問會議資料"，1995年6月。
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