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活用國產材之木製堰堤與山腹土留工

活用國產材之木製堰堤與山腹土留工

王松永譯(石川芳治 東京農工大學名譽教授)

 

「木製堰堤、水壩、攔河壩」與「山腹土留工:山腹工」均為防止減輕山地災害(山腹斜面崩壞或土石流所引起災害)之目的,在山地斜面或溪流所設置的木製構造物。因這些構造物會被要求能在較長期間發揮其機能,因此通常係以混凝土或鋼材所製造,但近年來,國產材利用正進行着。此係國產材利用有減少CO2排出量之效果,木材資源(尤其疏伐木)之有效利用,更近一步藉由國產材之利用會使森林整備能進行,山腹斜面崩壞會減少等之森林災害防止機能的提升亦貢獻。

例如,相同規模之治山壩(dam)(堰堤)將混凝土製造改為以木製替代時,CO2排出量可削減8成左右。又作為土木材料之木材亦與混凝土之強度大概相同,但抗拉(張)強度反而木材會較為優良。

雖然如此,一般之土木構造物許多是以混凝土建造。其最大原因,可考慮為耐久性之不同。混凝土如適當的施工時,數十年係度不會減低。另一方面,木材尤其在野外係腐朽,若不進行防腐處理時,由於腐朽,在經過10~20年程度其強度會大幅減低。

其他,木材在木構造物只有少量被使用之原因,係設計、施工、維護管理手冊(manual)不足,因在大學等木相關學科之課程幾乎沒有木材之教學。

依據如此狀況,為使國產材能在木製壩(堰堤)或山腹土(留工)使用,實際在現地進行施工之同時,藉由現地試驗或室內試驗開發出合理的設計法。

有關木材之腐朽速度可就現已在林務局羅東林管處及南投林管處所建造之木製構造物,有以ACQ,或CuAz防腐處理至危害分級K4,或K3者,利用穿孔抵抗機抽出不同建造年代之樣品,分析其防腐藥劑殘留率,及以超音波測定木構材之音速,或彈性係數殘留率,所得資料可提供土木關係之技術者瞭解木構材之優點,進而亦明白為何在山區野外使用之木製構造物其木構材,為延長其使用年限,至少需防腐處理危害分級達到K4之要求。

 

參考文獻:石川芳治(2022)木材工業77(10):392


 

 

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