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一、計畫目的及依據:

臺灣地屬島國地形南北狹長,主要山脈呈現南北走向,而源自山區的河流則成東西分流,礙於地勢的陡峭、季節性之雨量豐枯分佈不均勻,造成水資源蓄積不易,導致臺灣是全世界先進經濟體中,水資源可利用率最低的國家之一,被學者專家稱為「水資源的過路財神」。
曾文水庫於民國62年興建完成並開始蓄水運轉,早期水庫於設計時礙於當時經驗及環境,較無考量興建底孔排砂設施,若高含砂水流入庫時無法及時排除,即易造成水庫淤積。臺灣降雨量分布不均,且近年來受氣候變遷影響,更加速水庫淤積,民國98年8月8日莫拉克颱風侵襲南台灣,造成之淤積量即佔用了12%水庫庫容,締造水庫建庫以來之極端水文紀錄,嚴重影響水庫供水穩定。因此經濟部水利署南區水資源分署(以下簡稱本分署),依據99年5月12日奉總統令公布實施之「曾文南化烏山頭水庫治理及穩定南部供水特別條例」,陸續進行曾文水庫防淤隧道等排砂設施及更新改善工作,達初步應急效果。為增加庫容以維持南部地區供水穩定,南水分署歷年來已持續進行水庫更新改善及清淤工作,惟現因受限於水庫基礎設施不足:淤泥暫置區容量有限、供電限制需增加特高壓配電,以及抽泥船與抽泥管設施不足等,尚難達成恢復庫容的目標。
「曾文水庫放水渠道及擴大抽泥工程」奉行政院110年3月3日院臺經字第1100004878號函核定,計畫期程自111年起至114年底止。本計畫考量增設相關基礎設施,進而擴大庫區清淤範圍,每年可增加約306萬立方公尺的清淤量,藉由放水渠道及擴大抽泥工程實施完成,不僅可增加淤泥暫置區容量且能減少滲漏損失,亦可增加水資源的利用效率,以提升供水穩定,更進一步以淤積零成長為目標,逐年恢復庫容。

二、計畫概要及分工:

整體計畫期程自111年起至114年底止,總經費以19.81億元為上限,曾文水庫年入庫砂量約510萬立方公尺,為增加庫容以維持南部地區供水穩定,南水分署歷年來已持續進行水庫更新改善及清淤工作,惟現因受限於基礎設施不足:淤泥暫置區容量有限、供電限制需增加特高壓配電,以及抽泥船與輸泥管設施不足等,目前機械陸挖清淤量每年僅約50萬立方公尺,抽泥清淤量每年僅約315萬立方公尺;防淤隧道水力排砂則受限於當年度水文條件,無法明確預期每年的排砂量,若暫不考量此排砂量,每年仍有約145萬立方公尺的淤砂量,因此如何來擴大提升並改善清淤效率更顯重要。
曾文水庫為南部地區重要水庫,需維持灌溉、工業及民生供水功能,且目前無其他替代水源,爰無法全面將水庫放空,在水資源需求快速增加,且新建水庫不易環境下,如何維持既有水庫供水效能及確保安全,甚為關鍵。有鑑於此,曾文水庫從上游推動集水區保育治理,減少崩塌及沖刷,中下游庫區透過本計畫增設之相關基礎設施以提升清淤量,以陸挖、抽泥、水力排砂,到下游泥砂回歸河道還砂於河等方式多管齊下,以多元減淤、清淤來維持庫容,並延長水庫壽命,以確保社會大眾用水無虞,落實水資源永續利用及國土保育政策為目標。
本計畫工程區域橫跨嘉義縣大埔鄉、台南市東山區和楠西區,主要設施佈設之位置為曾文溪河道、曾庫公路及市道174號,沿其曾庫公路行經分別為起於工作碼頭、溪畔橋及曾文3號橋、東口堰左岸、曾文2號橋至終點曾文1號橋止。計畫區域北以曾文水庫與嘉義縣大埔鄉為界,南以東山區及楠西區為分界。
本計畫主要由本分署執行,包括辦理本計畫補充調查、測量、工程規劃、基本設計、細部設計及工程發包(含施工監造、品質管制及進度控制)等工作。工程竣工驗收後,相關之操作及維護管理與現況相同,水庫清淤工作由本分署營運管理,東口堰取水操作仍由農委會農水署嘉南管理處辦理。因本計畫操作維運涉及實際執行面等諸多細節,後續於工程完工前再由本分署及農委會農水署嘉南管理處依實際狀況滾動檢討定案。

三、本計畫工程概要

本計畫主要工程項目為「放水渠道工程」、「特高壓配電工程」、「壩前碼頭改善工程」及「擴大抽泥管工程」,茲就各項工程內容說明如后。

1. 放水渠道工程:
為因應後續庫區抽泥量增加,本計畫工程將於曾文溪進行放水渠道改善,及規劃於曾文一號導水隧道至東口堰間設置導水箱涵及截流溝,將曾文發電尾水及數條支流匯入之清水輸送至東口堰,除可減少滲漏損失,增加水資源的利用效率,維持東口堰既有取水功能,使烏山頭水庫正常供水外,亦可於河道內創造空間以作為淤泥暫置使用,另配合每年颱風豪雨事件調節性放水2~3次,即可去化暫置淤泥。本項工程主要設施分別為河道改善、導水堰、導水箱涵及截流溝。

2. 特高壓配電工程:
目前庫區抽泥既有用電最多僅能提供三艘抽泥船作業至斷面A-04,為因應後續擴大抽泥範圍,本計畫工程將於壩前碼頭附近重新設置配電站,以供增加之抽泥船及延伸之抽泥範圍使用。為因應後續擴大抽泥範圍,本工程將配合台電新增設用電及躉售電力計畫書,依據現地特性及實地狀況於曾文電廠開關場內設置配電設備,以供後續5-6艘抽泥船及延伸至斷面A-14之抽泥範圍使用。本工程配電設備將自設20/25MVA(OA.FA)配電變壓器(設置容量約為20,000kW),設置高壓電纜線路(長度2.8km)傳輸10,000kW(且預留後續擴充線槽)至壩前既有配電站,並整合負載控制。

3.壩前碼頭改善工程:
  (1)壩前碼頭改善
     因水庫水位變化過大,現況船運時間受水位影響甚大,主要原因為碼頭道路無法通達至水位面,因此考量延長運輸期程,配合水位變化及現況地形,針對碼頭位置及裝填卸土作業動線進行調整,另因既有抽泥管以浮筒架設於航道週邊,易受水流影響,侵入影響船運航道,故分別針對碼頭道路及抽泥管固定方式予以研擬改善方案,俾利日後擴大抽泥所需。
現況碼頭道路因路寬不足,轉向半徑過小及碼頭可利用空間受限,致船運量能無法提升,故研擬改善既有碼頭道路,以維持路寬至少10公尺、優化轉向半徑及增設工作平台等方向進行改善。考量道路改善後雖可通達水位面,惟因腹地受限,船駁可停靠之碼頭空間仍受限,故於道路轉向處位置設置工作平台,平台寬度可達20公尺,除供車輛進出轉向需求外,亦可增加船駁停靠空間。
  (2)抽泥管固定工程
    現況抽泥管浮筒固定不易,易受水流影響漂動,當船支進行土方運輸時,航道易受抽泥管影響,故擬於周邊坡面施設固定錨座,並將壩前碼頭周邊抽泥管移設至錨座上,減少對航運之影響,需配置2-φ400 mm及2-φ500 mm HDPE,共計四支,分為2組錨座固定,錨座以灌漿錨筋及混凝土固定座固定於坡面,支架採H型鋼支撐,每座間距約3公尺,佈置高程以高於滿水位EL.230 m以上為原則;HDPE則由鋼索吊掛於支架上。

4. 擴大抽泥管工程:
既有抽泥管路線於106年峻工,管路採2支400公厘鋼管,起點由大壩右山脊碼頭處沿曾庫公路架設,經曾文參觀平台上游約30公尺處轉折後,抽泥管路線沿既有水溝下降至電廠道路,沿線主要位於曾庫公路路側與溪畔遊樂區鄰河測高灘地為主,另抽泥管路線行經曾文三號橋後,將由東口露營區末端之右岸高灘地橫跨曾文溪至左岸高灘地,再延伸至曾文二號橋下游左岸約150公尺處為終點,全長約7.8公里。
為配合後續庫區擴大抽泥,抽泥船及抽泥量皆相對增加,既有抽泥管已無法滿足抽泥量,因此本計畫工程需增設2支管徑500公厘之抽泥鋼管,計畫抽泥量為135萬立方公尺/支,共計270萬立方公尺。為利日後完工維護管理,佈置區位原則沿前期抽泥管線型佈置,且以明管架設為主要型式,於過河或腹地不足處才予以考量埋設暗管,共計佈置抽泥管總長為10.75公里,其中包含明管段約6.54公里、暗管段3.25公里、跨河段0.42公里、橋梁段0.54公里,其中通過溪畔橋、曾文二號橋、曾文一號橋部分,將配合本分署「曾文南化聯通管工程」A1及A2標之水管橋,採共構方式先行施作。

曾文水庫放水渠道及擴大抽泥工程簡介