臺灣地區具有降雨量大、瞬間雨量集中之水文特性，又有山高坡陡、地質破碎之地形特性，造成河川集流時間短、瞬間洪峰高、洪水流速湍急、泥砂含量大、洪枯流量差異顯著等特性。由於臺灣主要河川長期受到人為採砂及來砂減少影響，致河道常見沖刷情事，河床逐年降低，深水河槽亦受水流切割變深，危及河防安全及各種跨河構造物，如堤防、護岸、橋樑、取水工及管路等之功能，甚而造成如堤防潰決、橋樑斷裂、取水工無法取水等災害，造成人民生命財產之損失，河防及交通安全之虞慮。
　　早期對河川之防治措施如堤防加高及橋樑各種保護工法如蛇籠工法、混凝土護坦工法、包墩或混凝土塊圍繞法、排樁工法、拋石工法或近橋樑下游之簡易固床工等設施，常無法達到預期功效。階梯式混凝土塊固床工之施作，因其整體穩定性佳，又有分段跌水消能特性，且歷經多次洪水，已證明可有效穩定河槽，保護跨河構造物，故近來施做甚多。因階梯式混凝土塊固床工造價甚高，各河川之水文特性又迥異，為增進該建造物之安全及成效，階梯式混凝土塊固床工之設計宜有標準作業程序(規範)。
　　本研究即針對既有之固床工設施，由各案例之受損情況，研判原因，並由前人研究、調查及實驗成果，考量設計時所需資料及分析事項，彙整並研提可能之處理對策，擬定較完整之管控流程，提出階梯式混凝土塊固床工設計之標準作業程序(規範)，供規劃、設計之依據。本研究提出：設計目的、設計流程、設計原則、基本資料收集、水理分析、固床工（堰）址及高程之選定、固床工布置、對上下游構造物之影響評估、穩定分析、生態需求考量、環境景觀之調和、其他考量、工程費概估、方案評估與選定等各階段之工作內容、執行步驟等，最後並以「高屏溪斜張橋下游固床工」之設計實例說明階梯式混凝土塊固床工設計時之標準作業程序。

　　Heavy and rapid concentrating rainfalls are the hydrologic characteristics in Taiwan as well as the steep slope mountains and the fractured geological features. These specific properties caused short concentration time, instantaneously large peak, and rapid flood flow, remarkable discharge variations of flood/ dry season and amounted sedimentation transport in river flows. In addition to the long-term sand/ gravel dredging and reduction of sediment inflow to rivers, channel erosion occurred apparently which scoured and lowered the river bed and hence brings up damages of hydraulic structures such as dikes, river banks, bridges, intake works and pipe crossings. Disaster and lost could be happened due to these hydraulic structures failure.
　　Various protections measures such as deepen dikes toes, bridge protections works using gabion, concrete apron, concrete enclose piers, row piles arrangement, riprap or simple downstream grade control structures could not meet the protection requirement. Stepped concrete grade control structures (weir) have been used lately and proved to be successful through several typhoon/flood events due to the entirety stability and energy dissipation properties. Because of the highly constructed costs and ambiguous stream hydrologic characteristics, the standard operation procedure (SOP) or guidelines of stepped concrete grade control structures (weir) design is necessary for safety, efficiency and protection purpose.
　　This article proposed the constructing designed SOP which is based on damaged case studies of river prevention works, papers reviewed, field investigations and model test results to supply the step by step items including: project goal, design procedure and principles, data collection, hydraulic analysis, control structure (weir) site and elevation decision making, alignment of the structures, influencing assessment of up and down stream structures, construction stability analysis, bionomics balance and scenery harmony considerations, options, cost evaluations and alternatives selecting. Finally, the project of river protection works downstream the cable stayed bridge of Kao-Ping River has been provided as an example to describe the deign SOP and for future constructing references.

1、 Moore,W.L.,”Energy Loss at the Base of Free Overfall”, Transations, ASCE, Vol.108, pp.1343-1360(1943)。
2、 White,M.P.,”Disscussion of Moore(1943)” Transations, ASCE, Vol.108, pp.1361-1364(1943)。
3、 Rand,W., ”Flow Geometry at Straight Drop Spillways”, Proceedings of the American Society Civil Engineers,Vol.81,No.791,Step.,pp.1-13(1955)。
4、 Geosler：The beginning of bed-load movement of mixtures investigated as natural armoring in channels,W.M. Keck Laboratory of hydraulic and water Resources, California Institute of Technology, Pasadena ，（1965）。
5、 Gill,M.A.,”Hydraulics of Rectangular Vertical Drop Structures”,Jounal of Hydraulic Research,Vol.17,No.4,pp.289-302(1979)。
6、 台灣省水利局，「高屏溪治理規劃報告」，(1981)。
7、 台灣省水利局，「高屏溪防治基本計畫」，(1984)。
8、 周憲德，「階梯式舌流之消能特性」，第八屆水利工程研討會，p1178(1996)。
9、 台灣省水利局，「高屏溪(里嶺大橋下游)河川低水治理規劃」，(1996)。
10、 財團法人曹公農業水利研究發展基金會，「旗山溪河床下降及防治之研究」，(1997)。
11、 曾晴賢，「高雄農田水利會高屏溪固床工周邊河段生態之影響調查評估」，曹公農田水利研究發展基金會，(1998)。
12、 林呈，「本省西部重要河川橋樑橋基災害分析與橋基保護工法資料庫系統之建立，交通部運輸研究所專題研究計畫成果報告，交通部運輸研究所專題研究計畫成果報告」，(1998)。
13、 鄭俊澤，「高屏溪河床穩定性及大型混凝土塊攔河堰功效調查研究：第一、二階段：曹公圳攔河堰改善方案及河床穩定之先趨性研究」，曹公農田水利研究發展基金會，(1999)。
14、 歐陽鐘裕、林呈，「灌溉排水工程及管理技術改進研究--灌溉取水固床工技術工法之研究」，行政院農業委員會，(1999)。
15、 農業工程研究中心，「渠首工設計基準」，行政院農業委員會，(1999)。
16、 台灣省政府水利處，「採砂行為對高屏溪河道平衡影響」，(1999)。
17、 財團法人中興顧問社，「橋基跌水或水躍沖刷防治指引」，(2000)。
18、 水利規劃試驗所，「河道水工構造物保護工法試驗研究」，經濟部水利署， (2002)。
19、 經濟部水利署南區水資源局，「高屏溪攔河堰進水口及沉砂池改善規劃設計報告」，(2002)。
20、 蔡長泰，「跨河橋樑水文水理考量準則及注意事項」，交通部臺灣區國道新建工程局，(2003)。
21、 國道南區工程處，「國道三號二仁溪及高屏溪河川橋橋墩保護工程」，(2003)。
22、 經濟部水利署，「跨河建造物設置審核要點」，(2003)。
23、 巨廷工程顧問股份有限公司，「高屏溪斜張橋下游固床工工程規劃設計」設計原則報告，(2004)。