不讓防災犧牲生態 會呼吸的防砂壩誕生

稿源：2020-06-23/中央社/陳清芳、楊淑閔

河川溪流的防砂壩有防災必要性，卻也是生態殺手，這促使陳樹群逆向思考，大膽突除防砂壩的永久特性，首創可隨土砂量拆組、，宛若會呼吸的防砂壩，圓滿了防災，不再犧牲生態。

上游有崩塌的河川，通常就要施作防砂壩，由於氣候暖化，全球豪大雨發生頻率明顯提升，除了監測土石流警戒，提早疏散居民避免傷亡發生，興建防砂壩也是預防土砂過量致災的必備防災設施。

然而，傳統防砂壩是雙面刃，水泥牢牢封死，對河川生態隱藏殺傷力。

陳樹群是中興大學水土保持學系特聘教授，他在接受中央社專訪時指出，迄今使用逾半世紀的傳統防砂壩是封閉式的整片水泥，大小砂礫都攔住，清運時須開路讓卡車通行，較不便利。此外，還會衍生水流衝擊、過度淘刷壩體基座，引發壩體基座懸空不穩的情況發生。

更因為壩體阻斷河川，水泥桎梏水域生態，造成棲地片斷、不連接，魚群無法溯溪產卵；而且防砂壩因細顆粒泥沙淤積，使河床孔隙率降低，悶住河床，改變河川底棲生物的生活空間，這些都危害了生態。

雖然防砂壩功能逐漸演變，隨著上游到下游有各式壩型可精準配置。但是回顧歷史，陳樹群說，20世紀至今，各國為了用水或水力發電，興建5000座以上的大型水庫，為了防止水庫淤積或防範土砂災害，又興建數以萬計的防砂壩，對生態的危害遂在20世紀末期一一顯現，引發各國保育團體抗議、要求拆壩。

防砂壩必要之惡 拆不拆兩難
他舉例，過去台灣七家灣溪為了保育櫻花鉤吻鮭，也拆除了部分防砂壩；但是冒然拆壩可能導致下游民舍被土石泥沙淹埋，或讓河相改變，引發再一次的浩劫。

陳樹群進一步說，沒有人喜歡防砂壩，因為對生態產生很大的危害，但是豪大雨會引發土石流，沒有它，很難保護下方的居民，有時候防砂壩是必然之惡。

台灣的河川溪流，陳樹群幾乎都用腳用眼去勘查了，看到這一切，他一直思考著，「做水保是要保護河川，做到後來變成危害河川（生態），自己想想，怎麼也說不過去！」

為了破除防砂壩對生態的危害，陳樹群埋首在既有防砂壩對應各週期河川輸砂量變化的特性裡，不斷探索，進而選擇跟既有的防砂壩，都是蓋好後就矗立不拆除的永久特性正面迎戰，不破不立，窺見了防災、保育得以兩全的曙光。

同樣是運用水泥、鋼管素材，陳樹群從起步就給了防砂壩嶄新的角色，結合專業，運賦予它「可調式」功能。

防砂壩像積木組合拆解 河床能呼吸了
於是「可調柵欄式防砂壩」誕生了，這種新式的防砂壩為河川量身訂做，在水泥基座上，每個直立的鋼構柱或水泥柱之間，多了數根橫桿，不會全面攔截大大小小的岩石砂礫，又能導引流向，拆掉鋼構柱後，卡車就能開上河床清運砂礫。

他說：「大家在蓋水泥或鋼管的防砂壩，都希望是永久性的，而我的概念則是想說要做成可以如同積木般組合、拆卸的防砂壩，這樣就會有環保的好處。」

但是，防砂壩的壩體那麼大，要怎麼能夠可調整？原來陳樹群的腦子已經動到要把結構體解構跟重組了。他說：「我用元件做防砂壩的組合，每個元件加上螺帽的使用，結構上都是一節、一節的，整組可以拆卸下來，也可以再組回去。」而且元件進行過力學測試，滿庫也承受得住、不會壞。

這樣的防砂壩變得跟變形金剛一樣似的，活了起來。他說：「因為可以調整，所以我說它是『會呼吸』的防砂壩。」

會呼吸，好處可大了，他神情雀躍，細數種種優點說，這樣一來，不只能攔阻土石流保護下方居民；可拆、可重組，兼顧了保育，不再危害生態；加上調控有道，還可導流水體，穩定兩岸邊坡；且能重複使用，讓當今環保訴求的循環經濟在水保領域，獲得實踐。

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棄專利推廣新式防砂壩 陳樹群保育初衷公益為先

稿源：2020-06-23/中央社/楊淑閔

水保學者陳樹群發明兼顧防災與生態的「會呼吸的防砂壩」，希望大家都來用，他乾脆放棄專利，8年後，亞洲最大的鋼鐵建材廠前來談授權，他不要錢，結果日方實作一座壩給台灣做防災，更促進推廣環境友善工程。

陳樹群是中興大學水土保持學系特聘教授，他對於傳統防砂壩危害生態，無法視若無睹，於是發明「可調柵欄式防砂壩」，可拆解重組又不會危害生態，也就是「會呼吸的防砂壩」。他說，2005年就取得專利，「後來其實我是放棄專利的。」

被問「為什麼？」陳樹群回答中央社記者：「我覺得這個專利沒有太大意義，蓋一座防砂壩的經費多以新台幣千萬元為單位，不低，大多是公共建設、有公益性，所以我就放棄（專利），只要大家願意用就好。」

雖然沒有想過要用專利授權來賺錢，但在一開始時，他說：「事實上沒有馬上得到很大迴響。」

儘管乏人問津，他繼續在台、日演講推廣。好事多磨，沈寂了8年之久，2013年終於出現重量級的合作對象組成團隊來台造訪。

發明環境友善工法 伯樂來自日本
他說：「就是日本最大、也是亞洲最大、全球前三大的鋼鐵建材廠日鐵建材。」2014年，日本業界期刊「土木施工」也以封面主題，介紹他發明的工法。而直到2019年時，台灣的科技部才在科學發展期刊專文介紹。

陳樹群研發新的工法時，細究每一步科學試驗，他說，或許是經過驗證實務上可行性高，申請專利時也留下可查詢的資訊，日鐵建材注意到並找上門來。

陳樹群分析，會呼吸的防砂壩可讓日鐵建材的企業形象在綠色環保、公益性上多重加分，誘因不小。

首先是翻轉了工法，突破舊思維。因為不只做大樓鋼骨等工程，也興建鋼骨防砂壩的日鐵建材，一直是將鋼骨穿進水泥體，從沒想過要能拆掉；會呼吸的防砂壩則不然，可以拆，也可以組。

其次，可兼顧生態保育，這本來就是陳樹群的初衷。第三，掌握了原理，就能像橋墩設計一樣，為每條河川量身訂做，既有舊型防砂壩也能遵循這套工法逐步拆卸、組回，搖身一變成為會呼吸的防砂壩。

再者，經營水庫要保護河川、減少泥沙淤積，防砂壩是其中一個環節。會呼吸的防砂壩約每3到5年可拆、可組，以30到50年為一使用生命週期，可循環使用，體現循環經濟。

值得一提的是，洽談合作時，日鐵建材雖然得知他已放棄專利，仍秉持尊重智財權的原則，堅持使用者應付費，意外讓雙邊合作產生良性循環的漣漪效應。

一座防砂壩當禮物 一份善念共同守護環境
陳樹群還是不收錢，當時他擔任中興大學農學院院長，靈機一動，想到惠蓀林場內的蘭島溪多次爆發土石流，他提議日鐵建材要不要考慮送一座會呼吸的防砂壩，蓋在惠蓀林場內給台灣做防災。

陳樹群和日鐵建材彼此的善意交流，就此展開雙方合作實作新工法之路。

陳樹群對蘭島溪的情況很熟悉，這是政府列冊的土石流高潛勢溪流，上游已有一座較小的防砂壩，早已淤滿，大量土砂越過持續往下流，因為日鐵建材捐贈在下方再打造了第一座會呼吸的防砂壩，發揮滿庫效果，才救了更下方的重要聯外橋樑蘭島溪1號橋，證實新式壩體奏效。

而蘭島溪上游的舊式防砂壩，也經過陳樹群的研究團隊也用試驗過的方式實際操作拆卸，證實滿庫後的土砂可隨水流集中往下流洩，不會讓兩側護岸淘空；拆卸部分並再重組後變成新式壩體，讓後續防災也能兼顧生態保育。

日鐵建材除在台灣設立分公司，社長增田規一郎也曾讓日媒隨行訪台記錄新工法，「並在日本著手試做會呼吸的防砂壩」。

至今日鐵持續跟陳樹群交流，掌握新工法的實作成效，陳樹群的學生也因緣際會進入日鐵建材任職，未來還有機會派駐海外部推廣業務，深化多邊合作。

會呼吸的防砂壩從沒人關注到得以實做，陳樹群說：「是啊！也因為日鐵做了，才受重視。」回顧10多年來，他像是生、養一個小孩般費盡心力。

從設計圖稿變成操作手冊 利他分享實作成效
這款防砂壩施作案例，農委會水土保持局已興建了10幾座，農委會林務局也有投入，經濟部水利署河川局雖然沒跟他合作，卻也在曾文水庫上游施作。

篤信基督教的陳樹群說：「施比受更有福，我覺得任何東西太強調自身利益，最後那個東西不會成功，放開，事情反而很好做。」

現在，水保局要請陳樹群將拆、組的流程製作成操作手冊，6月下旬並已前往台東縣庫濃溪、花蓮縣九岸溪視察，評估在當地施作、或將舊式改造成會呼吸的防砂壩；明年3月則要舉辦研討會，邀請國際產學觀摩交流。

陳樹群也將會呼吸的防砂壩寫成學術論文，向國際期刊ESPL（Earth Surface Processes and Landforms）投稿，已獲得接受，今年下半年就會發表，他希望促成更多水域施作，讓全球的防砂壩都會呼吸、不再危害生態。