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112年度阿公店水庫空庫防淤泥砂觀測及防洪運轉決策支援
計畫年度 112 計畫名稱 112年度阿公店水庫空庫防淤泥砂觀測及防洪運轉決策支援
主辦人員單位 阿公店水庫管理中心 主辦人員姓名 吳晉瑋
契約起迄日期 112年03月18日 至 112年12月31日 
決標金額 NT$ 1,980,000 決標紀錄 決標紀錄1
計畫緣由 阿公店水庫(以下稱本水庫)集水區大部分為青灰泥岩地形,質地鬆軟且吸水易化,每遇颱風豪雨即造成庫區大量沉滓運移入庫,自民國42年水庫開始運轉以來,每年約有50萬立方公尺之淤砂量淤積於庫底,至民國80年時,水庫淤積率已達71%。民國86年起南區水資源局(以下稱南水局)辦理「阿公店水庫更新工程計畫」,進行水庫浚渫清淤1,160萬立方公尺,庫區有效容量回復至1,837萬立方公尺,並改建溢洪管及灌溉管,實施空庫防淤操作,以減少洪水時之沉滓落淤,維持水庫有效容量。自民國95年更新改善完成操作至111年止,平均年淤積量為18.55萬立方公尺,顯見空庫防淤操作能有效降低水庫淤積。
本計畫藉由現地觀測並整合歷年防淤操作觀測及水庫淤積測量成果,評估水庫水力排砂成效,做為水庫管理中心精進空庫防淤操作參考。另空庫防淤期正值汛期,安全及精準防洪運轉操作,將能確保下游民眾生命財產安全。近年來在端氣候影響下,降雨時空變異情況加劇,使水庫防洪及防淤操作更加困難。因此本計畫將建立本水庫水文地文資料與參數,提供專業水文分析、流量預測諮詢及防洪運轉操作諮詢服務以利水庫管理中心操作決策參考。
 
預期效益 1、建立阿公店水庫完整空庫防淤操作資料庫,俾供未來檢討分析空庫防淤成效之用。
2、完成水庫庫區沖、淤變化特性分析,及空庫防淤操作對下游河道影響評估。
3、完成本年度空庫防淤操作分析,提供水庫管理中心精進防淤操作之參考。
4、藉由颱風豪雨事件資料蒐集及專業研判分析,合理掌握及預先推估汛期防洪運轉期間水情,順利完成阿公店水庫防洪運轉及空庫防淤水力排砂操作。
5、完成「112年度阿公店水庫空庫防淤泥砂觀測及防洪運轉決策支援」15份(含電子檔)。
 
全程項目 1、基本資料更新
更新阿公店水庫之水文、地文、HAV曲線等資料,並進行水庫集水區之環境現況調查。
2、歷年計畫成果綜整
蒐集歷年本計畫及本水庫淤積測量相關成果,摘錄每年具體成果,並將歷年成果綜整提出本計畫多年來所得具體成果。
3、水文觀測資料蒐集及分析
(1)、颱風豪雨事件期間,蒐集水庫及既設水文站相關觀測資料。
(2)、颱風豪雨事件期間,採取水樣進行含砂濃度分析,並視需求配合水庫操作進行採樣。
4、阿公店水庫泥砂運移分析
透過歷年資料之整合,進行阿公店水庫之入砂量、排砂量、淤積量等土砂量之推估(如流量-輸砂量率定曲線推估…等),掌握泥砂從集水區生產後經過庫區並排放至下游河道之運移過程,以進行水庫防淤操作對下游河道之影響評估,詳細工作內容包含:
(1)、流量與輸砂量率定曲線更新;
(2)、入庫砂量、排砂量、淤積量推估;
(3)、阿公店水庫泥砂運移分析;
(4) 水庫防淤操作對下游河道之影響評估。
5、空庫防淤操作排砂效率分析
(1)、防淤操作相關因子綜整分析
依據颱風豪雨事件觀測資料,釐清防淤操作相關因子(降雨量、蓄水位、入流量、放流量等)對於排砂量之影響。
(2)、防淤操作效率評估與改善建議。
針對本年度防淤操作過程之各類觀測與分析成果,進行阿公店水庫排砂操作之效率分析,據以提出改善建議。
6、防洪運轉決策支援
中央氣象局發布豪雨特報或海上陸上颱風警報,且管理中心應變小組二級(含)以上開設時,提供水情分析、雨量和流量預測及防洪運轉操作建議。本項工作應依颱風豪雨事件不同,警戒應變時程進展及實際情況需求提供分析報告等不同形式之諮詢服務。相關工作如下:
(1)、於警報發布且管理中心應變小組二級(含)以上開設時,蒐集颱風路徑研判及降雨、潮汐預報資訊。
(2)、期間每日上午9時及下午17時提供水文水情分析、流量預測及防洪運轉操作建議。
7、工作簡報及報告編撰印製
 
年度項目 1、基本資料更新
更新阿公店水庫之水文、地文、HAV曲線等資料,並進行水庫集水區之環境現況調查。
2、歷年計畫成果綜整
蒐集歷年本計畫及本水庫淤積測量相關成果,摘錄每年具體成果,並將歷年成果綜整提出本計畫多年來所得具體成果。
3、水文觀測資料蒐集及分析
(1)、颱風豪雨事件期間,蒐集水庫及既設水文站相關觀測資料。
(2)、颱風豪雨事件期間,採取水樣進行含砂濃度分析,並視需求配合水庫操作進行採樣。
4、阿公店水庫泥砂運移分析
透過歷年資料之整合,進行阿公店水庫之入砂量、排砂量、淤積量等土砂量之推估(如流量-輸砂量率定曲線推估…等),掌握泥砂從集水區生產後經過庫區並排放至下游河道之運移過程,以進行水庫防淤操作對下游河道之影響評估,詳細工作內容包含:
(1)、流量與輸砂量率定曲線更新;
(2)、入庫砂量、排砂量、淤積量推估;
(3)、阿公店水庫泥砂運移分析;
(4) 水庫防淤操作對下游河道之影響評估。
5、空庫防淤操作排砂效率分析
(1)、防淤操作相關因子綜整分析
依據颱風豪雨事件觀測資料,釐清防淤操作相關因子(降雨量、蓄水位、入流量、放流量等)對於排砂量之影響。
(2)、防淤操作效率評估與改善建議。
針對本年度防淤操作過程之各類觀測與分析成果,進行阿公店水庫排砂操作之效率分析,據以提出改善建議。
6、防洪運轉決策支援
中央氣象局發布豪雨特報或海上陸上颱風警報,且管理中心應變小組二級(含)以上開設時,提供水情分析、雨量和流量預測及防洪運轉操作建議。本項工作應依颱風豪雨事件不同,警戒應變時程進展及實際情況需求提供分析報告等不同形式之諮詢服務。相關工作如下:
(1)、於警報發布且管理中心應變小組二級(含)以上開設時,蒐集颱風路徑研判及降雨、潮汐預報資訊。
(2)、期間每日上午9時及下午17時提供水文水情分析、流量預測及防洪運轉操作建議。
7、工作簡報及報告編撰印製
 
受託機構 財團法人成大研究發展基金會  主持人姓名 蔡元融 
後續處理建議 依據本計畫觀測及分析成果,提出以下幾項建議作為後續計畫之參考,並分為管理中心執行部分及其他相關單位配合執行部分分別說明。 1.綜整歷年濃度觀測與水庫淤積變化,阿公店水庫防淤操作在高水位條件下確實有效果降低情形出現,目前阿公店水庫有效蓄水量僅1,502.69萬立方公尺,對於水資源運用有限,且其蓄水空間可透過月眉堰越域水進行補注,因阿公店水庫庫容維持之目的係以防洪為優先,因此在防淤操作規劃上,建議仍以維持低水位為優先考量。 2.深槽維護,依本年度淤積測量成果,在濁水溪至溢洪管出口現有深槽,有淤積的情形發生,深槽深度影響水流速度,使入庫含砂水流無法快速直接向溢洪管入口處運移,增加水流溢出及土砂落淤,不利於排砂,從過往經驗,適當維護既有深槽,確實可提高排砂效率,建議可於明年度水位較低時進行維護。 3.太陽能板附近淤積情況趨於穩定現象,此狀況與去年淤積變化情形相符,與濁水溪深槽存在有關,因其可減少溢流至太陽能板附近落淤,另外陸挖也可減緩該處淤積。並建議持續執行以上方案及配合抽泥放淤減少水庫淤積。 4.入庫土砂量與水庫有效蓄水容積及排砂效率有密切關係。目前入庫土砂量藉由水文站觀測流量配合流量-輸砂量率定曲線推估而得。建議後續研究集水區土砂生產及運移分布,建立推估模式,以利管理中心防淤操作。 5.因阿公店水庫屬平地型水庫,逐時入庫流量計算資料,易受水位變動影響而造成誤差,可使用日水量守恆的觀點,去檢核逐時流量資料進行修正。 6.目前阿公店水庫於空庫防淤操作後會利用暫時土堤增加蓄水量,已因應可能乾旱狀況,為受極端氣候影響,在高蓄水量時若有豪雨事件發生,對水庫安全將反成威脅,因此降雨預報之精度勢必須有相當程度之提升,目前預報所使用的QPESUMS雨量資料主要用於預測1-3小時的劇烈天氣,若要提升預報降雨的精確性,雷達觀測系統之應用與需求性將大幅提升,建議可持續推動雙極、車載雷達等雷達觀測系統對於水庫集水區降雨預報之應用。 
計畫研究成果 一、由表9-1歷年水庫淤積測量成果可見歷年來水庫實施空庫防淤的成果,水庫年淤積量呈現下降的趨勢,尤其108年後管理中心在空庫防淤期間實施低水位操作,並配合配合機械擾動,提高排砂效率,庫容維持穩定。本年度在8月前因無明顯降雨事件,入流量小,入砂量較少,8月-10月之間受午後雷陣雨及颱風豪雨事件影響,水庫有17.12萬立方公尺的淤積量。 二、從本年度與前期水庫淤積測量成果比較分析,沖積扇(等高線29公尺)前緣已經到達已到達旺萊溪的匯流口。而將今(112)年淤積測量成果與前期測量成果比較,濁水溪方向(包括太陽能板附近)因各項防淤操作的成果,淤積高程降低,深槽兩側沖刷深度約在-0.5~0公尺之間,但濁水溪入庫處及深槽有0.5~1.5公尺的淤積;旺萊溪入庫處則持續有部分土砂淤積情況深度,約在0~0.5公尺。 三、本年度管理中心於事件期間放流操作,溢洪管出口測得之放流含砂濃度介於2,097~24,928 mg/L之間,平均濃度為5,158 mg/L,109年平均放流濃度為7,738 mg/L ,110年平均放流濃度為12,193 mg/L,111年平均放流濃度為18,267 mg/L,本年度平均放流濃度與109-111年相比較低。 
應用情形及效益 綜整歷年濃度觀測與水庫淤積變化,阿公店水庫防淤操作在高水位條件下確實有效果降低情形出現,目前阿公店水庫有效蓄水量僅1,502.69萬立方公尺,對於水資源運用有限,且其蓄水空間可透過月眉堰越域水進行補注,因阿公店水庫庫容維持之目的係以防洪為優先,因此在防淤操作規劃上,建議仍以維持低水位為優先考量。