山村區域農林土地利用型態對水土資源保育影響之研究

"1.不同植生覆蓋對水文環境之影響
土壤滲漏試驗結果發現，杉木區及雜木區在降雨量小於40 mm時，二區土壤的滲漏總量皆低於總雨量的3%，顯示樹木對於減緩地表及地下逕流的功能良好。而山茶 油茶混植的地表覆蓋相對於原草生地的地表型態而言，雨水從各層土壤的滲漏整體 下降約30~50%，顯示作物的栽植亦能有效提升水分的涵養。此外在模擬降雨下的滲 漏水質分析結果發現，養分離子透過土壤的滲漏淋失主要以Ca 及 SO4 為主，其中 表層土壤的 K、Na 及 Mg 亦有淋失的狀況，主要與大量的地表逕流沖刷表土豐富 的養分有關。經由降雨的總輸入及土壤滲漏的總輸出計算發現，在模擬強降雨的條 件下Ca 的滲漏流失會大於降雨的輸入，長期之下可能造成土壤鈣含量的下降，然而 其他多數的養分離子結果皆顯示，山茶油茶混植相對於草生地而言，可以有效減緩 離子的淋失，具有養分涵養的功效。
產生資料表：模擬降雨中各離子於土壤滲出及降雨輸入量、山茶油茶區土壤水各離子平均濃度。

"2.土地利用變遷對水土資源涵養能力影響之關聯性分析
本研究採用可以動態模擬氣象資料的BASIN/SWMM水文模式模擬高屏溪流域土地利用變遷對集水區水資源涵養能力影響之關聯性調查與分析，利用蒐集之高屏溪流 域歷年土地利用圖資以及歷年降雨、流量資料，將不同單位產出的土地利用判定成 果重整為相同判定標準的結果，並分析高屏溪流域土地利用變遷情形，經蒐集降雨 及流量資料後，檢查數據是否有誤後將其勘誤並依測站整理。考量高屏溪流域範圍 過大且受人為干擾影響極大不易對模式進行校正，因此選擇以高屏溪流域的濁口溪 集水區作為後續評估水資源涵養量的區域，並考量林業試驗所六龜試驗林所在區域 也位於此流域內，有較多參考數據可以使用，研究結果亦可回饋至六龜研究中心。
本研究將上述資料重整後建置水文數值模式及進行流量率定驗證，並將兩期土地利用下的水資源涵養量進行分析。利用經率定及驗證後的水文模式，模擬不同土地利用情境下之水資源涵養量的變化，評估森林使用土地轉換為農業、建築及其他 使用土地時水資源涵養的增減量。"
產生資料表：濁口溪集水區降雨量與蒸發量及逕流量、濁口溪各子集水區2016年水資源涵養量、濁口溪集水區2016年降雨情形下不同年份土地利用的水資源涵養量變化、濁口溪集水區2015年降雨情形下森林土地轉變為農業土地的水資源涵養量比較表。

"3.極端降雨對南部山區崩塌災害潛勢衝擊評估
本年度選定高屏溪流域內的荖濃溪集水區為研究區域，荖濃溪集水區在莫拉克風災期間多處崩塌，造成林地面積大量流失，影響著森林資源的管理與永續發展。 本案以多重歷史降雨數據進行流域降雨頻率分析，嘗試釐清不同規模與類型的降雨 時空分布狀況，掌握集水區的降雨熱區。在集水區崩塌變遷分析上，除了盤點現有 歷史崩塌圖資外，亦結合遙測技術進行判釋，掌握重要災害事件前後期的地貌改變。
崩塌的發生與地形及地質條件有關，透過長期統計崩塌的地文特性有助於釐清 荖濃溪集水區的崩塌條件。研究結果顯示，2000年後荖濃溪集水區的年雨量有增加 的趨勢，豪大雨的發生頻率則在2004年後顯著增加。降雨強度前10%與前1%的降雨事 件雨量統計顯示，在2004年以後極端降雨的降雨強度也顯著提升，代表近二十年來 面對暴雨災害的威脅機會相較過去半世紀更大。從降雨空間來看，集水區內有兩個 降雨熱區，南部的降雨中心無論影響範圍或強度皆大於北部，這與夏季西南風水氣 及地形幅合有關。崩塌地變遷分析顯示，在2009年莫拉克颱風事件前，崩塌比皆在 2%以下，莫拉克時期崩塌比急速上升至6.9%，使流域近年崩塌比仍高的原因。統計 顯示，荖濃溪集水區的崩塌盛行於海拔500-2000公尺處，發生坡度集中在30度到 50度之間。在南坡、東南坡及西南坡向發生崩塌的比例最高，與順向坡及颱風迎風 面降雨有關。脊樑山脈帶的板岩系地層則是崩塌比例最高的區域，佔流域崩塌面積的80%以上。
結合土地利用與土壤資料，以SCS CN方法推估流域可能最大保水量變化，顯示 在莫拉克風災前集水區的可能最大保水量在800百萬立方公尺以上，莫拉克風災後減 少38.72百萬立方公尺，2015年後集水區環境漸趨穩定，可能最大保水量大致維持在 798.65至800.56百萬立方公尺之間。透過邏輯回歸方法建立崩塌潛勢模式，發現2009年莫拉克颱風的率定模式表現不佳，2005年海棠颱風的率定模式表現雖然較好，但對極端事件的預測能力不佳，故建議採用混合率定模式作為補充參考。此外，透過崩塌潛勢模式的加值應用，可協助劃分不同等級災害風險區域，並推算臨界 致災雨量，提供相關單位日後防救災規劃參考。"
產生資料表：荖濃溪流域歷年崩塌地統計表。

本資料集內容與資料為林業試驗所108年主管一般科技計畫項下之「山村區域農林土地利用型態對水土資源保育影響之研究」結案工作項目所執行之成果。