一、概述
臺灣地區的
河川工程在歷經大規模的新建期後,雖然新建的經費比例逐年減少,但維護管理所需要的經費正好與新建成反比的增加,這代表
河川工程已全面進入維護管理階段,為使得這些已經歷20甚至30年的堤岸能繼續維持其功能,須不斷進行加強與修護作為。
因此若能蒐集
河川工程在興設後其長期修護資料,且建立起
河川工程維護經費
資料庫,並以
生命週期成本觀點來探討其設置與維護費用等,將可以提供設計者有關
河川工程維護成本之參考。
二、文獻回顧
2.1
卑南溪環境、
堤防
臺東縣境內
卑南溪流域其主流(
大崙溪)發源於中央山脈卑南主峰(3,295公尺),幹流全長84.35公里,
流域面積約為1,603.21平方公里為
中央管河川。
卑南溪範圍從海端鄉新武橋至
河口的所在臺東市,長約52公里,其主要
支流鹿野溪範圍從延平鄉桃源村隘口(舊鹿鳴橋)至
鹿野溪與
卑南溪合流點,長約6公里;次要
支流鹿寮溪範圍自鹿野鄉舊武陵橋至
鹿寮溪與
卑南溪合流點,長約4公里。(黃祥華,2008)
卑南溪流域於日據時代(民國22年)完成初期治理規劃,主要目的為整治主流、拓墾池上、關山、臺東等三處沖積平原;民國55年,為配合國家經濟建設政策,促進東部之繁榮計畫新建池上
堤防等11處;至民國76年底,大部分已依工程之急緩優先順序興建完成。省府於民國79年8月公告
治理基本計畫,治理原則為主流
卑南溪及
支流鹿野溪、
鹿寮溪採重現期距100年
計畫洪水量之
防洪標準佈置,之後
經濟部水利署第八河川局在民國94年完成「
卑南溪治理規劃檢討報告」;截至民國101年止,全
流域建有
堤防67,928.3公尺,
護岸18,790公尺。(
經濟部水利署第八河川局,2012)
2.2
河川工程生命週期
本研究經彙集整理相關作者對生命週期階段之定義後,認為
河川工程其生命週期可分為所示規劃設計、建造施工、維護管理、沖毀更新等4個階段(如圖1)。
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圖1 河川工程生命週期示意圖 |
2.3
河川工程生命週期
所採用的
生命週期成本計算公式為引用黃國恭(1998)所提出之
生命週期成本計算公式與Wong﹐et al﹒(2003)「新加坡屋頂花園
生命週期成本計算公式」之研究中所採用的方程式,該方程式是以生命週期的周延性為考量,且是從金錢流的觀點來看待這些計算結果,考量的角度不同,所得到的決策方向與修正建議就會有所不同。
LCC=C+M+F+R+S (1)
生命週期成本=資本+維護管理成本+燃料費+更換及修繕成本+殘值
計算
生命週期成本分析時,金錢的運算除了上述的花費之外,尚須留意到以下幾點(黃國亭,2006):(一)預期需花費之金額;(二)貼現率的百分比;(三)通貨膨脹率。
生命週期成本計算時必須將代表物價波動程度之通貨膨脹率和利率納入計算式中,因為在生命週期成本計算中,未來維護管理成本之估算是以物價之通貨膨脹變化率以及利率為計算基準(黃國亭,2006)。
為體現通貨膨脹的情形是以消費者物價指數的年增率來衡量。依據表1可以瞭解臺灣通貨膨脹率從民國71年到民國101年的變化情形,這30年來臺灣的平均通貨膨漲率約為1.70%(行政院主計總處,2013)。
由(1)式基本的生命週期成本分析,可以計算出過去或某段時間內的金錢消耗,但是若要考慮到未來所會消耗的成本,就需要考慮到通貨膨脹率的影響程度,而未來金錢的價值並不僅只是考慮到利率而已,還需要將通貨膨脹的影響計算進去,因此本研究以河川工程所施做之工程經費為探討主軸,扣除燃料費、更換及修繕成本,其計算公式如式(2)所示:
三、結果與討論
3.1河川工程調查統計
卑南溪河川工程從民國71年起至民國100年計30年間所施做工程,其從整治起點至終點,共有28主要整治河段其分佈如圖2,本研究依據調查資料進行初步統計結果,以興建之科目不同區分為新建工程37件(含不同樁號位置之增建)與維護(含修護及災修)工程181件,總計有218件案例工程。
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圖2 案例工程各河段位置圖(Google Earth) |
3.2河川案例工程經費結構分析
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圖3 河川案例工程設施經費與維護比例統計疊圖 |
自民國71至100年之
河川案例工程新(增)建構造物共投入約6億4仟4佰萬元,維(修)護工程投入約22億9仟5佰萬元,總投資經費計約29億3仟9佰萬元,依歷年案例工程之新建、維護經費,並配合各年度新建、維護經費佔歷年來之總經費比例與累計百分比曲線,整合如圖3所示可知:
(一)經統計歷年來新建工程經費佔總工程經費之21.90%,低於佔78.10%之維護工程經費。
(二)從民國75年起,維護工程經費遠超過新建工程經費,在民國76~83年、92~95年幾近無新建工程,在此階段維護工程經費平均約8~9仟萬、新建工程經費平均約3~6佰萬。
(三)在民國71~75年間維護工程經費緩慢增加,而民國76年後維護費用顯著高於新建工程經費,在民國99年為歷年來維護經費最高,計約1億7仟1佰萬元,為當年新建經費之302%。
(四)民國70年代末起對
河川堤岸保護所作的設施投資最多,除民國85及86年外,其餘年度均花費有5仟萬以上之經費投資,而又以民國99年達到2億2仟7佰萬元,為歷年來最多。
(五)在民國77~80、88~91及94~96、98~100年期間,每年執行之
河川構造物設置經費平均達到1億元以上。
3.3
河川工程
生命週期成本計算
河川工程初期建造成本會隨時間的推移而有所增減,主因是各堤段中各小區段所興設的年度不同,所以在做
生命週期成本計算時,是以各新建成本每公尺的平均值代表,並將時間所造成的影響考慮進去。
四、結論
台東縣
卑南溪52公里主流範圍內28個案例堤段,自民國71~100年間歷年來218件案例工程之工程經費為主要數據,並藉由統計比較分析方式研判資料,配合調查
河川工程工法的維護方式對
河川工程生命週期之影響,以下是本研究所得之結果:
(一)在案例工程經費結構分析方面,雖然截至民國100年止,維護工程歷年來經費佔總工程經費之78.10%,遠高於21.90%新建工程經費,可知現階段已依維持暨有堤岸功能之基本原則作為
河川工程維護政策,著重於維護管理機制為主的
河川工程策略。
(二)在案例編號02之堤段,在
卑南溪主流中所施設的工程件數及投資經費最多,自民國71年起至今,經統計有新建工程2件,維護補強工程23件,合計25件,佔歷年來總建設件數約11.5%﹔案例編號26之堤段經統計有維護補強工程25件,佔歷年來總建設件數約11.5%﹔案例編號21、22之堤段佔歷年來總投資經費約7.6%、8.1%;
卑南溪堤段維護優先順序依次為02、26、21及22堤段,可作為防止及預防災害發生之重點佈署堤段。
(三)由於固定資產耐用年數-
河川工程耐用年數為40年,本研究雖取得30年資料,仍難以判定
河川工程生命週期之完整歷程,評估計算本研究範圍內各堤段
生命週期成本,所得結果顯示,
堤防在維持其功能性的40年期間平均每公尺還要再負擔約114萬元之間的營運成本,也就是每年還要再負擔約2.8萬元;而
護岸在維持其功能性的40年期間平均每公尺還要再負擔約118萬元之間的營運成本,也就是每年還要再負擔約3萬元。