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象鼻吸水又吸砂族譜逸話水利故事集

  發刊期數:第0275期/ 發布日期:107/04/20

象鼻吸水又吸族譜逸話

臺灣光復後,為改善及擴充嘉南平原耕地的灌溉水量,以及充分利用曾文溪水資源,與烏山頭水庫串聯運用,政府遂參考日本技師八田與一當年曾建議於曾文溪上游柳藤潭附近可建蓄水的文獻史料,於民國46年(1957)便開始展開鑽探調查作業,惟當時因工程規模龐大且經費有限,考量短期內無能力進行而暫緩。民國48年(1959)八七水災造成臺灣中南部嚴重水患,加深水庫興建的決心,於是由前省府水利局便著手進行調查規劃,歷經六年調查與規劃研究後,54年(1965)提出可行性報告,經省政府同意核定,於56年(1967)10月31日動工,62年(1973)10月31日正式完工。
  曾文水庫位於嘉義縣大埔鄉,型採不透水牆分區填築滾壓的土石壩高134公尺,長400公尺,身體積達900萬立方公尺,是臺灣第二高(第一高德基水庫),大體積也是全臺水庫之中最大者。水庫滿水面積為17.14平方公里,為臺灣湖面面積最大的水庫水庫設計容量達7億4,840萬立方公尺,亦為全臺容量最大的水庫曾文水庫溢洪道閘門全開時最大排洪量可達每秒9,470立方公尺,是一座兼具農業用水、公共用水水力發電、觀光及蓄洪的多目標水庫
  民國98年(2009)莫拉克颱風侵襲臺灣,導致曾文、南化、烏山頭等水庫集水區大量沖蝕及崩塌,水庫淤積趨勢漸增,進而影響南部地區供水的穩定性。為改善曾文、南化、烏山頭水庫的淤積情況,加強水庫上游集水區的保育及有效提升水源備援與常態供水能力,民國99年(2010) 5月12日公布實施「曾文南化烏山頭水庫治理及穩定南部地區供水特別條例」,經濟部就依特別條例第3條規定,研提「曾文南化烏山頭水庫治理及穩定南部地區供水計畫」,並於100年(2011)5月24日奉行政院核定後實施相關改善工程計畫。

  • 等待安裝時機的象鼻鋼管情景

    等待安裝時機的象鼻鋼管情景

其中,推動工作之一「水庫更新改善及淤積處理」作業,主要為施做防淤設施降低水庫淤積量及維持供水正常機能,讓水庫可持續利用。於是曾文水庫防淤隧道工程在當時南區水資源局賴建信(現職經濟部水利署署長)大力推動下,民國102年(2013)3月31日開工,施工期逾4年,於106年(2017)底完工,整條隧道長約1,266公尺,工程金額達40億9,800萬,而防淤隧道工程完工後將可增加995立方公尺/秒的洩洪能力,並增加年平均104萬立方公尺的排沙效益,換算下來,一年將省去6.93億元的清淤成本。
  在眾所期待下施工,壓力自然是不小,且防淤隧道工程在工法運用上有許多創新,例如進水口採全球首創象鼻引水鋼管工法,設計外型相似大象鼻子的引水鋼管延伸至水庫最底部,並利用水庫巨大的水壓力及連通管原理,將颱洪期間流到水庫底部高濃度的泥吸入排隧道而排出水庫,鋼管直徑11.6公尺,長度達61公尺,其製造、運送及現場安裝的難度相當高。一向看天吃飯的水利工程,縱使統計過歷年水位的發生機率,卻也只能在眾多不確定因素下規劃工程進度,粗略估計鋼管下水時機、安裝時機等作業時程,卻偏偏在原本預期低水位的時期,民國105年(2016)適逢曾文水庫20年來罕見的高水位,為了搶在短短幾天的低水位趕工施作,改變了原先的工法,所幸在高水位來臨前趕工完成,目前鋼管仍在等待安裝時機。另外為了使鋼管拖曳及安裝過程更臻完善,也特地委託成功等待安裝時機的象鼻鋼管情景大學進行模擬試驗,還聘請了專家協助審查相關書圖資料,確保象鼻引水鋼管順利安裝及發揮既定功能。

又如出水口的消能池,礙於曾文溪的消能腹地不夠,需於山體內開挖超大消能室,最大高差處甚至高達28公尺,因此如何安排開挖及襯砌順序始能兼顧安全及工程進度亦是一大挑戰。為此設計出香菇頭工法,香菇頭先行襯砌後再從上往下開挖,免去使用支撐架的風險,遵循著先撐後挖、分段開挖、輔以計測的原則開挖,最後自下往上襯砌,步步為營,並在出水口處設計中間柱增加大斷面坑室之穩定性。本工程雖艱鉅,但在工程人員如履薄冰、竭盡心力努力下屢獲工程金質獎及金安獎殊榮。

  • 香菇頭工法示意圖(頂拱先行襯砌,免去使用支撐架)

    香菇頭工法示意圖(頂拱先行襯砌,免去使用支撐架)

工程施作有許多魔鬼藏在細節裡,皆須小心應對,工程設計或工法之創新並不是主要的目的,如何兼顧水庫安全及營運,安全完工才是水利人員的目標;而工程的新材料、新技術及新工法是不斷地檢討及試驗所產出的,衍生出的經驗及技術的提升,也是一種水利工程進步的象徵。期待完工後的象鼻吸水又吸改善曾文水庫淤積問題,讓水庫可以永續利用下去!

資料來源:

本文引自『回顧七十 前瞻永續-水利故事集』一書
整理自經濟部水利署南區水資源局提供素材資料及照片