水库再生-清淤浚渫.doc

水庫再生之浚渫規劃與管理 吳景明 台灣自來水公司第六區管理處 許蕙琳 崑山科技大學環境工程系 崑山科技大學環境工程系 摘要 在國內，水庫為一重要的水資源設施，其灌溉、發電、公共給水、防洪及觀光等多項功能，對於經濟發展與產業升級佔有很重要的影響因素。台灣由於山坡陡峻、溪流湍急、年雨量大且集中，山區迅速開發的結果，除了造成水庫標的與功能日趨下降之外，對於民生用水更是產生無法控制之情況。因此為加強水庫的蓄水與供水功能，水庫再生之浚渫規劃與管理是必須加以重視的。研究顯示，水庫浚渫是取決於水庫特性、地質地形以及集水區狀況，而淤泥粒徑與壩體出水口等設計功能，都會因水庫運轉而有所不同。以南部為例，水庫淤積多屬細顆粒低塑性黏土，無法做為骨材使用，但可用於填土利用或堆置，時常清淤可維持水庫正常運作，有效減緩無效容量。若短期投資清淤工程（6年一期），可延長水庫壽命約4年，益本比約2.48，值得實施。此外，為減少水庫淤積，集水區治理及機械清淤、水力排砂、利用颱風豪雨期間將濃度較高之原水直接排入下游河道等，都是可用來減少水庫淤積，維持下游河道沖淤平衡的方式。而在浚渫管理方面，淤積處理、水量損失、水質變化、集水區土石流潛勢等是關鍵的影響因素，執行上；（1）主壩含基礎之檢查，主壩滲流及安定分析等應先做好特別檢查與分析評估，（2）現裝設儀器位置、儀器類型對壩體安全功能評析須建置完整的安全監測資料分析與主體結構安全評估，（3）操作運轉與警報系統評估，包括水庫水位操作，緊急狀況之研判及處理程序等，都是在浚渫之前須詳細評估，因為這對提高水庫再生之功能發展是很重要的。 前言 台灣有70%民生用水水源是來自於水庫，水庫的興建與維護在實質上有其重要性與迫切性。根據統計，至97年底止，台灣地區已公告水庫計有94座，有效總容量20.8億立方公尺，其中離島地區28座占30%為最多，南區24座占26%次之，中區20座占21%次次之；若以有效容量來看，南區9.3億立方公尺占44.57%最多，北區6億立方公尺占28.70%次之，中區5.5億立方公尺占26.25%次次之；若以管理單位來看，臺灣自來水公司22座為最多，臺灣電力公司20座次之，金門自來水廠12座次次之[1]。然而在台灣，水庫雖然為一多目標水資源開發設施，其包括灌溉、發電、公共給水、防洪及觀光等多項功能效益，對於經濟發展與產業升級、提高生活水平等具有很重要的影響地位。但是台灣水庫由於區內的山坡陡峻、溪流湍急、地質鬆軟、年雨量大且集中，自然崩塌的沖蝕力大，再加上農林開墾與觀光遊憩區闢建，以及山區迅速開發等情事日益增多，集水區大量的泥沙與污染物，經常隨著暴雨直接逕流而排入水庫中，造成水庫的淤積、優養化。行政院環境保護署自民國82 年起每年針對台灣主要水庫進行監測，根據97年實測水質監測資料，台灣本島24座與離島35座，共計59座水庫中，本島屬優養程度者有寶山、明德、白河、鏡面、阿公店、澄清湖與鳳山等7座水庫。離島除西安、小池、后沃、橋仔等4座水庫為普養，共有30座水庫屬於優養狀態。分析歷年我國水庫優養程度（卡爾森指數-總磷、葉綠素a 與透明度3項測值；Carlson trophic stateindex,CTSI），以92年最嚴重，而97年呈現優養化之水庫的數量百分比則略高於96年的計算結果[2]。顯然水庫的淤積與水質優養化，除了造成水庫標的與功能效率每況愈下之外，對於民生供水更是產生無法控制之情況，因此為加強水庫的蓄水、防洪功能，水庫再生之浚渫規劃與管理是必須加以重視的。 文獻回顧 1. 台灣地理特性及氣候特徵 台灣為一海島，南北長約 400 公里，東西寬約 150 公里，狹長型的島嶼因中央山脈由北漸斜而南，將台灣區隔為東西兩邊，其中1,000 公尺以上的山地區約佔 30%，丘陵山區則有 40% 面積。燃而受限於地形特性，台灣本島雖然有多達 300 條的河溪流分佈於各處，但僅有 20 條主河流的長度是超過50公里以上，河川短促湍急，流域面積狹小，以及河床坡度大等特性，造成台灣河溪流逕流量多數流入大海，僅有18%（約178億立方公尺）的年總逕流量被攔蓄利用，換言之，台灣多雨的氣候優勢，卻因地理條件之因素，使得充沛的降雨量未能被有效的利用[3]。此外，台灣的地質構造及地層相當的年輕，地層形成年淺質弱，不論是中央山脈地質區、東海岸地質區及西部麓山地質區等三區，幾乎所有的岩層均與中央山脈的縱軸平行，其中與水資源發展關係最為密切的就屬西部麓山地質區，因為幾乎所有的水庫均座落於該區之內，所以颱風豪雨常有土石流或河川水挾帶大量泥沙，導致水庫中淤泥大量增加。 水庫淤積 一般而言，河流之土砂移動現象可大致分成下列之六種類型，（1）懸浮載；係指微細之顆浮游於流水中而被搬動者，因為浮游顆粒不易沈降，受到水力運載，會流到數公里至數十公里以外的