湖光山色水源庫藏 生態保育資源永續...

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資訊廣場 194 湖光山色水源庫藏 生態保育資源永續 湖山水庫工程計畫介紹 劉松烈 (1) 、陳憲儀 (2) (1) 經濟部水利署中區水資源局 副工程司 (2) 經濟部水利署中區水資源局 工程員 計畫概述: 湖山水庫工程計畫奉行政院於民國九 十年元月核定實施,主要在解決雲林地區 長期以來抽用地下水導致地層下陷之問 題,計畫核定總經費約 204.75 億元,預計 民國 103 年完工。 湖山水庫為典型離槽水庫,主要水源 來自濁水溪支流清水溪經攔河堰取水,於 保留下游生態基流量及用水人權益水量 下,將餘水適量引入水庫調蓄利用。 水庫完成後與濁水溪本流之集集攔河 堰聯合運用,豐水期優先使用集集攔河堰 川流水,於濁度太大或枯水期水量不足 時,再由湖山水庫供水補充,取代抽取地 下水之民生用水及部分產業用水,對改善 水質及減緩地層下陷有很大助益。

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  • 劉松烈、陳憲儀︽生態保育資源永續︱湖山水

    庫工程計畫介紹︾

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    194

    湖光山色水源庫藏

    生態保育資源永續—湖山水庫工程計畫介紹

    劉松烈(1)、陳憲儀(2)

    (1)經濟部水利署中區水資源局 副工程司 (2)經濟部水利署中區水資源局 工程員

    計畫概述:

    湖山水庫工程計畫奉行政院於民國九

    十年元月核定實施,主要在解決雲林地區

    長期以來抽用地下水導致地層下陷之問

    題,計畫核定總經費約 204.75 億元,預計

    民國 103 年完工。

    湖山水庫為典型離槽水庫,主要水源

    來自濁水溪支流清水溪經攔河堰取水,於

    保留下游生態基流量及用水人權益水量

    下,將餘水適量引入水庫調蓄利用。

    水庫完成後與濁水溪本流之集集攔河

    堰聯合運用,豐水期優先使用集集攔河堰

    川流水,於濁度太大或枯水期水量不足

    時,再由湖山水庫供水補充,取代抽取地

    下水之民生用水及部分產業用水,對改善

    水質及減緩地層下陷有很大助益。

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    計畫位置:

    湖山水庫集水區位於斗六丘陵西麓,

    北港溪支流梅林溪上游,總集水面積僅

    6.58 平方公里,本身水源有限,故在鄰域

    濁水溪支流清水溪構築桶頭攔河堰(集水

    面積 259.20 平方公里)引水挹注。

    規畫期程:

    湖山水庫有效蓄水量(呆水位標高以

    上容量)為 5,218 萬立方公尺,而集水區之

    年泥砂產量估計約 15,378 立方公尺,則年

    平均地表沖蝕深度為 0.23 公分,不考慮引

    水沉砂對懸移質之沉降效益,而於水庫部

    分採囚砂率百分之百,此條件估算之水庫

    壽命為 609 年。其水庫工程、引水工程及

    配合工程時程規劃如下表:

    工作項目 經費 (億元)

    調查設計 5.08

    用地處理 18.20

    直接工程 140.83

    間接工程 15.24

    工程預備費 19.72

    物價上漲費 5.68

    98年 100年95年 102年 103年96年 97年 99年 101年

    1.水庫工程 87.06

    3.配合工程 24.66

    攔河堰 引水路

    4.40

    70.70

    4.34

    7.62

    5.78

    11.24

    2.引水工程 17.02

    施工導水路 大壩 溢洪道 取出水工

    下游河道整治 下游連接管路

    4.22

    20.44

    合計 204.75分年累計進度(%)

    37.4 49.6 100.061.9 73.7 84.3 93.723.3 29.4

    4.雜項工程 12.09

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    計畫內容:

    本計畫共可分為水庫工程、引水工程

    及配合工程,整體平面佈置圖如下所示,

    茲分述如下:

    一、水庫工程 1.大壩工程:

    大壩工程包含位於土地公坑溪之

    湖山主壩、位於中坑溪之湖山副壩及

    位於南勢坑溪之湖南壩等三座壩,大

    壩體斷面採用中央心層分區滾壓式土

    石壩設計,壩頂寬度 10 公尺,壩頂標

    高 EL216m,壩頂最大高度 75 公尺,壩體上下游坡度分別為 1V:3H 及1V:2.5H。上游擋水壩採均質土石壩設計,擋水壩於完成擋水任務後併入

    主壩內,本工程基礎採用塑性混凝土

    截水牆其厚度、深度及長度各為 1 公尺、30~55 公尺及 2298.43 公尺。

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    1.0、30~55、2,298.43公尺截水牆厚度、深度、長度塑性混凝土連續壁截水牆型式

    1,280萬立方公尺壩體體積75公尺壩體最大高度

    1,521公尺壩頂總長度(湖山主副壩、湖南壩 )EL.211.5公尺滿水位標高

    EL.216公尺(EL.170公尺)壩頂標高(擋水壩壩頂標高)中央心層分區滾壓式土壩壩型

    1.0、30~55、2,298.43公尺截水牆厚度、深度、長度塑性混凝土連續壁截水牆型式

    1,280萬立方公尺壩體體積75公尺壩體最大高度

    1,521公尺壩頂總長度(湖山主副壩、湖南壩 )EL.211.5公尺滿水位標高

    EL.216公尺(EL.170公尺)壩頂標高(擋水壩壩頂標高)中央心層分區滾壓式土壩壩型

    2.溢洪道工程: 溢洪道工程其功能係於大壩完工

    蓄水後,用以排洩暴雨時水庫滿庫後

    之溢流水量。溢洪道以能順利通過可

    能最大洪水流量(PMF)為原則,為有效利用水資源溢洪道採馬蹄型自由溢

    流堰型式設計,其位於湖南壩右翼與

    湖山副壩之間,其主體工程有溢流

    堰、整流段、洩槽段、消能池及排水

    廊道等,其平面圖及斷面圖如下圖所

    示。

    溢流堰 整流段 洩槽段 消能池(一) 消能池(二) 聯絡渠道

    EL.211.5

    排水廊道

    取出水工洩水道出口

    溢流堰 整流段 洩槽段 消能池(一) 消能池(二) 聯絡渠道

    EL.211.5

    排水廊道

    取出水工洩水道出口

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    3.取出水工工程:

    取出水工程其功能係於大壩完工

    蓄水後,用以緊急放水、供給公共給

    水及下游河道用水的重要設施,取水

    設施以能符合結構穩定為原則。取出

    水工位於湖南壩東側,於湖南壩右壩

    墩開鑿輸水隧道銜接既有湖南壩導水

    隧道導入中坑溪,其主體工程有斜依

    式取水塔 (長×寬×高=90m×7.2m×11.35m)、輸水隧道及洩水道,取水塔縱剖面圖如下圖所示。

    4.施工導水路工程:

    施工導水路之主要目的是將湖南

    壩上游之南勢坑溪及湖山壩上游之中

    坑溪、土地坑公溪支流及主流的溪水

    先予以導流,壩區各水庫工程方可展

    開施作。本工程主要有湖山導水隧道

    長約 575 公尺,湖南導水隧道段長約495 公尺,結構形式為鋼筋混凝土壓力隧道。

    吊機操作平台

    EL. 211.50

    攔污柵槽

    阻水閘門槽阻泥鈑槽

    進水口擋水閘門槽

    取水

    塔閘

    門室

    EL.160.00

    上層取水口 EL.180

    下層取水口 EL.165

    吊機操作平台

    EL. 211.50

    攔污柵槽

    阻水閘門槽阻泥鈑槽

    進水口擋水閘門槽

    取水

    塔閘

    門室

    EL.160.00

    上層取水口 EL.180

    下層取水口 EL.165

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    二、引水工程:

    1.攔河堰工程: 桶頭攔河堰係設置於清水溪桶頭

    吊橋下游 70 公尺,藉堰體抬高清水溪水位,經沉砂池將泥砂沉澱後,由引

    水路工程將乾淨的清水引入湖山水

    庫,以延長水庫之壽命。

    本攔河堰工程型式為全斷面式階梯式自由

    溢流堰,由於堰體係橫跨清水溪,為避免

    堰體影響魚類洄游設置有主、副魚道、吸

    引水道及沈砂池各 1 座,其平面圖、剖面圖及攔河堰完工模擬圖如下所示。

    引水路線

    攔河堰

    進水口

    沉砂池

    桶頭橋

    桶頭吊橋

    行正橋

    加走寮溪

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    2.引水路平地段及隧道段工程: 引水路平地段主要功能,在確保

    經取水口取水並經沉砂後之乾淨清

    水,經由明渠、暗渠及鋼襯預力凝土

    管(PCCP)等設施,順利導至引水隧道後送入湖山水庫蓄存。

    引水路隧道段主要係為設置穿過

    清水溪及北港溪分水嶺之地下隧道,

    將水引取至湖山水庫蓄存。 引水路總長度為 4.1 公里,其中

    引水隧道長度 2.8 公里。 三、配合工程:

    1.聯外道路: 聯外道路主要功能除具防汛搶險

    外,於水庫施工期間可供施工車輛通

    行,水庫完工後,更將成為水庫管理

    單位對外之主要聯外道路,道路總長

    6,972 公尺,路寬 7.5 公尺。

    2.下游橋樑改建: 經評估湖山水庫下游 3 座主要橋

    樑(梅林橋、梅南橋、八德橋)除已非常老舊之外,尚有通洪斷面不足之問

    題,為使下游河道工程完成後可達河

    川整治之功效,以確保颱洪期間水庫

    下游橋樑之安全。其中,八德橋改建

    後將改名為玉當山橋。 梅南橋橋樑型式為中央鋼拱兩側

    PCI 樑;梅林橋橋樑型式為四跨支預力樑;玉當山橋則為 PCI 樑。 3.下游河道整治:

    梅林溪屬普通河川,計畫洪水量

    採用 25 年頻率之洪峰流量作為兩岸保護標準,防洪構造物(堤防、護岸)依各河道 25 年頻率洪水位再加 1 公尺(梅林溪主流)或 0.8 公尺(上游支流)作為計畫堤頂高,新建堤防或護岸採

    低流量魚道入口

    進水口

    排砂閘門

    排砂道牆

    固床工

    低流量魚道入口

    進水口

    排砂閘門

    排砂道牆

    固床工

    主魚道

    副魚道

    吸引水道

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    近自然工法進行設計。 河道中若有影響魚類洄游之固床

    工、攔砂壩等橫向構造物,以近自然

    工法予以改善,降低其上正游落差對

    水域生物之影響,下游河道整治範圍

    為水庫用地範圍至梅林橋止。 4.下游連接管路:

    下游連接管路工程之目的即是將

    湖山水庫之蓄水輸送至林內第一及第

    二淨水場處理後,再提供民生使用。

    規劃效益: 此計畫與攔河堰聯合平均供水量約可

    達 69 萬噸/日,亦即每年可供應 2.5 億立方

    公尺之地表水源,約與目前每年之超抽水

    量相等,可減緩地層下陷,則淹水之風險

    亦可降低。且水庫供水量可足敷雲林地區

    至民國 110 年之民生用水所需,人民亦不

    需再飲用含砷地下水,故雲林之生態環境

    及衛生品質當可提昇,實為永續發展之最

    佳水資源方案。

    計畫特色:

    一、挖填方平衡,土方不外運 壩體體積龐大,需用到大量之施工材

    料,故大部分就地取材,利用附近周

    邊易取得之天然材料加以適當處理後

    使用,不僅減少資源之浪費,也減低

    成本。 二、大壩填方量,全國第一

    大壩填方量(1,280 萬 m3)為國內水庫

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    之冠 (曾文水庫大壩填方量 818 萬m3)。

    三、工程與生態保育兼顧 成立生態保育措施執行委員會,以落

    實生態保育措施,例:稀有植物移植、

    棲地營造等等。

    四、首次採塑性混凝土截水牆 施作方式採連續壁工法,其填充材料

    為塑性混凝土,而塑性混凝土數量達

    104,931m3,故於庫區內設置專用拌合廠,不僅掌握良好施工品質及減少

    外購材料運距,且降低空污發生。

    結語:

    因全球氣候變遷變化極劇,極端氣候

    導致全球性水資源分配不均勻,故水資源

    管理變成各國重視的議題,而近幾年最有

    效水資源之管理方法即為水庫水資源調

    配,但興建水庫常常衍生出許多問題,例:

    生態失衡、海岸線退縮等。故湖山計畫特

    別落實生態保育,及網站之設立,將資訊

    公開透明化,使全民了解興建過程。湖山

    水庫之興建不僅是解決雲林地層下陷問

    題,也希望能替台灣多爭取寶貴的水資

    源,確保人民無水用之時,相信在二十一

    世紀中,湖山水庫將扮演一個重要的角色。

    參考文獻:

    1.經濟部水利署中區水資源局(2005),湖山

    水庫工程計畫大壩工程基本設計報告。 2.經濟部水利署中區水資源局(2006),湖山

    水庫工程計畫大壩工程細部規劃報告。

    3.經濟部水利署中區水資源局(2010),湖山

    水庫工程計畫取出水工基本設計報告。

    4.經濟部水利署中區水資源局,湖山水庫

    工程計畫簡介摺頁。

    5.經濟部水利署中區水資源局(2010),湖山

    水庫工程計畫溢洪道工程細部設計報告

    6.Ray K .Linsley,李文彬譯(1990),水資源

    工程學。

    7. 湖 山 水 庫 工 程 計 畫 專 屬 網 站

    (http://www3.wracb.gov.tw/)。