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水庫清淤

9/7/2015

 
(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)
林庭輝 國立臺灣大學土木工程系電腦輔助工程組 碩士
       臺灣水庫淤積嚴重,目前平均淤積量約為29.5%,為了延長水庫壽命,只能從「開源、節流」方面來著手,隨著臺灣環境保護意識的逐漸抬頭,新建水庫這個方案已漸漸不被列入考慮,而對於水庫淤滿這項全球都面臨的難題,前內政部長、水利專家李鴻源說過:「開源不可能,只能節流了。」
       目前唯一的辦法就是清淤,但清淤數量仍遠不及淤積數量,主要是因為臺灣地區地形陡峭,地質較為破碎,地震頻繁,且近年全球暖化與氣候變遷造成降雨集中,造成水庫淤積加劇,另水庫地點多屬偏遠山區,受限交通因素,全面清淤更加困難。
       為了減少水庫淤積,要先從水庫集水區上游進行保育工作,使山坡可以穩定,減少土砂流入水庫;已進入水庫的土砂,主要清理方式有三種:陸上機械開挖、浚渫船(抽泥船)水力抽泥以及興建排砂隧道。

水庫清淤主要有三個方式

1.陸上機械開挖:
       主要方法為挖土機開進水庫蓄水區進行水庫清淤工作。這個方法的限制是要水位很低,挖土機才開得進去。另外挖出來的土需要卡車才能載運,沿路會造成居民生活很大的衝擊,所以在進行此工程時,需先與當地居民溝通,一天只能載運幾趟或進出幾輛卡車,才不致於造成居民的不便。由於挖出來的土,大部分是沒有價值的,所以開挖後的土要放那裡,也是需要考慮的問題。
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圖一 路挖清淤工程(經濟部水利署)
2.浚渫船(抽泥船)水力抽泥:       
       在水庫裡開艘船直接將泥抽上來。這個方法的限制是不能在水庫太乾的時候抽,因為如果水太淺連船都沒辦法開。抽出來的爛泥要經過沉澱讓泥沙與水分離,如何運送、存放也是一大問題。
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圖二 水力抽泥工程(經濟部水利署)
3.排砂隧道:
       於颱風時期以自然洪水力量,順利帶出泥砂最有效,利用颱風時期洪水攜帶至下游,可大量清淤外,亦有還砂於河的功效。但因為早期水庫興建時,幾乎沒有考量到排砂問題,所以沒有設計排砂隧道。故目前臺灣只有新建的湖山水庫有排砂隧道。對於早期興建的水庫,目前皆在進行水庫設施改造,讓水庫能有排砂功能,如石門水庫原電廠隧道改建為排砂隧道(電廠防淤隧道),於102年度蘇力及潭美颱風期間開啟排砂達101萬噸;但這種方法的限制是當洪水發生時才能使用。
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圖三 石門水庫排砂隧道(經濟部水利署)
       雖然臺灣在10年前,已開始推動排砂隧道的建置及相關配套措施,但因為前期規劃需要很精確地找到異重流(有關異重流,請參考http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=55027)的位置,才能達到良好的排砂效果,因此在規劃上需要專業的分析及判斷,能進行排砂隧道的施工。目前石門水庫和曾文水庫都已經啟動排砂隧道的施工,但工程還需要幾年才會完工,期待未來完工後,增加延長水庫壽命,讓水庫永續經營。

參考文獻

  1. 河川便利通 常見問答。經濟部水利署。http://iriver.wra.gov.tw/qa_info.aspx?FAQ_SN=104
  2. 台灣水庫平均淤積量約30% 歷年清淤已達1座鯉魚潭水庫容量。The News Lens關鍵評論。http://www.thenewslens.com/post/140690/
  3. 水庫淤積嚴重怎麼辦?。科學Online。http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=55027

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