氣候變遷對台灣自然海岸與近岸沙洲之衝擊研究（1/2）

經濟部水利署已執行一系列有系統的研究評估氣候變遷對全臺灣海堤設施的衝擊，並且分析全臺灣沿海地區暴潮溢淹的風險。而自然海岸侵蝕與近岸沙洲變遷問題則因為觀測資料較少，且模擬技術也尚未發展成熟，所以尚未評估。未來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。因此，有必要在既有資料的基礎上，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年度)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，流程及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，以下分項說明105年執行成果：
一、就目前國內外相關判斷海岸受海平面上升衝擊影響之方法以bruun法則為主，較新的自然海岸侵蝕模式為Cshore，計畫也引進做為計算模擬工具。由國外案例顯示，在極端海象氣候條件下，硬式工法仍然有一定的防護程度；自然海岸長期的變遷趨勢主要受季風氣候影響。國外工法策略蒐集成果顯示，目前大多採用複合式工法來做整體考量。
二、目前台灣自然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，所以只能再往陸側侵蝕，研究依據：(1)侵淤明顯之區域(內政部公告之侵淤熱點)、(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，作為案例探討地點。本段海岸緊臨八掌溪口與急水溪口，兩條溪口距離約4公里。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，由於此區域為台灣少有之大型自然砂灘，目前為熱門自然海岸保護軟性工法之現地研究場所，因此計畫也選定此區為做為自然海岸變遷探討範例區位。
三、情境及設計條件計算以遠域模式(ADCIRC+SWAN)建構，自然海岸衝擊分析利用近岸模式(CMS)建置。情境模式使用之邊界條件包含水位及氣候條件資料，來源包含中央氣象局颱風資料、全球潮位模式Nao99以及ECMWF之再分析資料等，衝擊評估使用資料則以現地實測資料為主。計算結果顯示遠域模式以及近岸模式，其水動力模擬結果皆能符合實測資料，而地形變遷計算結果也有相近之趨勢。
四、整理現階段自然海岸分析結果之重點如列：(1)海岸漂砂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，但是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，並往漂砂臨界水深堆積，(3)二維模式計算結果顯示，夏季沿岸有明顯往北漂砂趨勢，冬季則無顯漂砂趨勢，導致計畫區年平均漂砂趨勢往北。(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)河川輸砂於季風條件下，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，其河川輸砂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，其河川輸砂才有可能挹注至海岸。
五、災害風險等級較大之地區為：(1)嘉義縣布袋鎮岑海里(人口密度達到3級分)，(2)台南市北門區保吉里(綜合所得指標達到3級分)。雙春海岸目前因氣候變遷增加溢淹風險不大，八掌溪河口位置有溢淹風險，但其影響也有限，影響較大的是布袋港南側沙洲，特別是沙洲與海美里海堤之缺口，受氣候變遷影響，其溢淹風險最大。目前計畫區直接受海衝擊之海堤高程皆為六公尺，現階段海堤波浪溯升高程約為三公尺多到四公尺，於氣候變遷條件下，差異最大位置為靠近八掌溪口北側海堤位置，最大溯升量差異最多增加一公尺，依照目前海堤及保護工設計，尚能應付氣候變遷下波浪之衝擊。
六、雙春海岸保全工法研擬，研究建議應朝向(1)維持住海岸平衡，(2)增加河川砂源留在海岸的比例，依此兩大原則搭配混合型工法策略施行。針對國內自然海岸復原之策略建議如：養灘、人造沙丘與沙丘復原、耐洪設計、濕地復育、浮動式農業、洪水災害地圖、洪水預警、海岸重劃以及海岸後撤線。