隆恩堰鳥瞰  隆恩堰鳥瞰

守護新竹頭前溪

隆恩堰最初設計是魚類生態的「殺手」

隆恩圳是以構築水壩的方式攔取頭前溪的水,取水設施稱之為隆恩堰,過去由於堤堰高達2,5公尺以上,雖有效攔截河水,但未能同時做好魚梯的設計,讓魚類無法上溯,不但曾發生魚兒集體撞牆,堰底下也擠滿大批需要上溯卻「回不了家」的魚兒。乾旱時期,河川中間段經常出現乾涸情況,魚兒根本無法生存,隆恩堰最初的設計是魚類生態的「殺手」。
1990年台電公司在大甲溪興建馬鞍壩時,因為需要增設魚梯,所以透過曾教授邀請日本豐橋技術科學大學的中村俊六教授前來協助規劃設計,甚至到清大講授水利工程的基本概念。因此曾晴賢教授有機會學習跨領域知識之後,用工程的語言與工程人員對話,在河川生態保育工程的領域學習,並成功設計適合生態保育的魚道。


後來在曾晴賢教授的建議下,趁2004年艾莉颱風後的災修工程,在主壩左岸增設了第一座舟通式魚道。隨後2009年隆恩堰整建時,在副壩兩旁增建的半錐形(half corn type)魚道是曾教授和日本中村俊六教授共同指導設計,這個魚道主要是因應頭前溪不定時的洪水衝擊,加上要給非常多種魚類都能利用,所以設計採二維半錐形的設計,提供給不同大小魚種在洄游上溯時不同游泳能力的需求。

魚梯入口的設計跟原有河道銜接好,才可以讓準備上溯的小魚容易找到魚梯入口
魚梯入口的設計跟原有河道銜接好,才可以讓準備上溯的小魚容易找到魚梯入口
頭前溪隆恩堰舟通式魚道
頭前溪隆恩堰舟通式魚道
曾教授和日本中村俊六教授共同指導設計的半錐形魚道
曾教授和日本中村俊六教授共同指導設計的半錐形魚道

魚道是系統性的設計
要設計給各式各樣的魚都能使用

曾晴賢教授研究團隊長年在隆恩堰進行生態調查,得知至少有30多種魚蝦在此生活。為了要證實所設計的魚道真的有用,研究團隊除了監測流量、流速、水溫、溶氧量、酸鹼值等水文和水質條件之外,還要身穿涉水褲在魚道裡做生態調查,辨識其種類、量測身長、體重,再把牠放回水裡。
設計魚道之前的生態調查尤為重要,得要知道可能會使用魚道的種類是誰,才能為其設計適合的魚道;魚道興建之後,更要調查確認所有的魚類都能使用,才是真正的成功。當然,設計時還要防止掠食者的虎視眈眈,避免牠們站在魚道中掠食魚隻,根據常見掠食者(小白鷺和夜鷺)的腳長,魚道的安全水深至少要25公分以上,魚兒才會安全。

魚隆恩堰垂直牆壁,毛蟹也發抖?

曾晴賢教授研究團隊在秀姑巒溪研究時,從中了解到蝦蟹類是有十隻腳的動物,在水流較湍急的時候,可以爬出水面來,攀爬在濕潤的岸邊繼續上溯。因此在頭前溪研究時,發現過往水壩的設計兩邊都是垂直的牆壁,水流速度太快,毛蟹只好勉強的攀爬在光滑的側牆上,這樣的水利設施往往成了洄游生物溯河的障礙。
毛蟹爬水壩的側牆時,即使有十隻腳可以像蜘蛛人一般的攀岩,但是側牆太過光滑距離又長,經常出現小毛蟹想奮力往前走的時候,卻不小心失足而半路滑倒,被沖到下游重新排隊去了!

水壩的設計都是垂直的牆壁,水流速度太快,毛蟹只好勉強的攀爬在光滑的側牆上,這樣的水利設施往往成了洄游生物溯河的障礙
水壩的設計都是垂直的牆壁,水流速度太快,毛蟹只好勉強的攀爬在光滑的側牆上,這樣的水利設施往往成了洄游生物溯河的障礙
毛蟹克流試驗,可以知道毛蟹上溯時適合的流速
毛蟹克流試驗,可以知道毛蟹上溯時適合的流速

研究團隊觀察生物的行為特性,根據毛蟹攀爬的動作和需求,用最簡單的方法加設一條麻繩,增加攀爬面的粗糙度,就可以讓毛蟹抓著麻繩往上爬。但是後來麻繩被人為剪斷了,就改用麻布袋、塑膠網,增加攀爬面積同時讓更多的毛蟹可以利用。
後來隆恩堰因為要增設魚道,曾晴賢教授特別指導河川局在魚道側牆上洗出一排排的側溝,讓毛蟹能攀爬渡過攔水堰繼續上溯,這也是在臺灣的創舉之一。

曾晴賢教授指導在魚道側牆上洗出一排排的側溝,讓毛蟹能攀爬渡過攔水堰繼續上溯,這也是在臺灣的創舉之一
曾晴賢教授指導在魚道側牆上洗出一排排的側溝,讓毛蟹能攀爬渡過攔水堰繼續上溯,這也是在臺灣的創舉之一

“全民應建立監控守護制度,只要看到河道的魚在掙扎,
可運用乾淨容器蒐集水樣送檢,這樣能找到污染水源的元兇”

“全民應建立監控守護制度,只要看到河道的魚在掙扎,可運用乾淨容器蒐集水樣送檢,這樣能找到污染水源的元兇”

毛蟹上溯盛況不再
清大研究生畢不了業?

臺灣西部的毛蟹生態很特別,牠們是河海洄游生物,每年冬至前後會降海到河口去產卵,剛出生的小毛蟹苗會在海邊漂流一個月,之後再回到半淡鹹水的河口住半年。等到長成約指甲大小時,就會趁著夏季溪水充沛的時候,溯溪洄游到中上游的山溝或小溪去成長。
當年曾晴賢教授研究團隊發現非常多小毛蟹上溯時經過隆恩堰,其景象非常的震撼,他希望找研究生去研究頭前溪的毛蟹生態。可是等到隔年夏天研究生真正想要做研究時,研究對象消失,竟然完全看不到壯觀螃蟹洄游景象可以研究了!

盼了多年終於又觀察到,體型約大拇指指甲大小的幼小毛蟹正要上溯到頭前溪上游,終於看到毛蟹回歸
盼了多年終於又觀察到,體型約大拇指指甲大小的幼小毛蟹正要上溯到頭前溪上游,終於看到毛蟹回歸

後來曾晴賢教授才發現新竹有些不肖工廠,會趁5月初梅雨來臨時偷排有毒廢水到頭前溪下游,廢水汙染了整個河口地區,導致毛蟹的幼苗幾乎滅絕。後來透過本地的環保志工、學生及環保官員長期關注,成立「守望頭前溪」社團,號召新竹人共同關懷,若有工廠偷排廢水或魚兒翻肚,立刻採集水樣送環保局化驗,對不法工廠漸起警惕作用。
因此頭前溪生態終於漸漸回復,多年之後終於觀察到小毛蟹又洄游到隆恩堰了。但與12年前的數量相比,十分之一都不到,讓曾晴賢教授有非常大的感觸,密密麻麻的毛蟹上溯之生態景象現在已經消失了!

曾晴賢教授研究團隊協助一起守護頭前溪,觀察小毛蟹夜間洄游情況
曾晴賢教授研究團隊協助一起守護頭前溪,觀察小毛蟹夜間洄游情況