石门水库防洪运转

作者: 时间:2020-07-27 分类:G北生活 评论:43 条 浏览:403

台湾位于颱风过境频繁地区,每年 5 月到 10 月颱风季节带来丰沛雨量,是水库全年间最重要的水资源,也是面临防洪操作的最大考验。面对台湾地形与山区陡峭造成河川短而水流急,洪水往往迅速而短暂,无法充分利用,为达到消洪减灾及有效利用水资源蓄丰济枯之目的,水库操作除了能防洪减灾及保护水库坝体安全外,必须兼顾蓄水利用的功能,以供应枯水期使用,达到调节水资源之效,因此,水库在颱洪时期之防洪操作运转就成为错综複杂且重要的课题。

颱风带来多少水?

石门水库集水区面积达 $$763.4$$ 平方公里,现有效容量仅有 $$2.07$$ 亿立方公尺,因此,若在集水区降雨约达 $$272$$ 公厘以上,将集水区面积乘上降雨深度即得总降雨体积,也就是 $$763.4\times 10^6$$ 平方公尺 $$\times {272}\times 10^{-3}$$ 公尺 $$=2.076\times 10^8$$ 立方公尺,就相当于一个石门水库容量;从历史颱风带来水量之统计数据,约有 $$80\%$$ 以上可灌满半个水库容量、$$50\%$$以上灌满一个水库容量、$$10\%$$ 以上超过两个水库;

但为了日后水资源利用,水库在颱风来临前不能将水库的水完全排空,仅能排放部分水量作为蓄洪空间,约仅有水库库容 $$20\%$$~$$30\%$$,换句话说,也就是要在约 $$1$$~$$2$$ 天时间内,运用 $$20\%$$~$$30\%$$ 的蓄洪空间,进行 $$50\%$$~$$200\%$$ 的水量调节。水库放水运转必须遵守基本物理之质量守恆定律,即称为水平衡方程式,示意如图一。

石门水库防洪运转

图一 水库运转水平衡方程式示意图(本文作者绘製)

在颱风来袭前,石门水库要先做甚幺準备?

在面临颱风来临可能带来丰沛的水量,也有可能仅有少量的雨水,例如:2015 年苏迪勒颱风的水量近 $$1.5$$ 倍水库库容,而 2014 年凤凰颱风的水量仅 $$7\%$$;为了确保有足够蓄洪空间或蓄水利用,石门水库在颱风来袭前根据水库当前的水位、气象预报等资讯,并考虑水库安全、下游减灾因素及蓄水利用等,决定是否事先进行调节性放水。在大量降雨前,即事先洩洪排放水库部分水量作为蓄洪调洪空间,此时亦可经由电厂採 24 小时连续满载发电来排放部分的水量。

石门水库防洪运转的重要考量

石门水库防洪操作时须考虑几个重点:(1) 水库放水量需小于当前最大洪水量、水库水位须维持在水库安全範围,(2) 流量上升与下降阶段之操作,即排洪设施之闸门开启与关闭阶段,须充分掌握进水流量之增减,循序启闭闸门,尽量使河川水位维持与天然流量上涨与消退之趋势相似,减少人为操作对河川生态环境之冲击,(3) 洪水消退阶段,须考量水库回蓄水量供水资源利用。

对于在短时间涌入水库的大量颱风洪水,石门水库可藉由排洪设施(如排洪隧道、溢洪道)之闸门操作及发电放水等方式,安全逐步的调节洩放洪水,不但须确保大坝的安全且不能造成下游的洪水灾害并须兼顾洪水过后将水库正好蓄满,以供给颱风过后的民生、农业及发电用水利用。这些複杂的操作程序均须事先编定水库运用相关规定手册,并对水库运转人员给予完整的教育训练,方能发挥安全有效的水库防洪运转。

石门水库防洪运转资讯化辅助系统

为能够掌握即时颱风路径动向与降雨资讯,提供水库防洪运转操作决策之参考,石门水库已建立先进的防洪运转决策辅助系统如图二,能够即时传输雨量站资料、下载颱风路径预报、雷达降雨预测资料,开发各种分析模组,整合各种即时资料,应用在颱风期间掌握水库入流量趋势,提供水库防洪操作之情势分析,提升防洪运转之安全及成效。

石门水库防洪运转

图二 石门水库防洪运转决策辅助系统图(图片来源:参考文献3)


参考文献

相关推荐