翡翠水庫

翡翠水庫

翡翠水庫位于新店溪支流北勢溪上,範圍包含新北市坪林區之全部,以及雙溪區、石碇區、新店區之一部份,距台北市約30公裏。集水區總面積 303 平方公裏,水庫容量 406 百萬立方米。主要功能為給水,附帶發電、防洪等功能,為多目標的水壩。

  • 中文名稱
    翡翠水庫
  • 集水區總面積
    303 平方公裏
  • 主要功能
    給水
  • 水庫容量
    406 百萬立方米

沿革

翡翠水庫的開發主要目的是做為台北地區長期水源,是台北區自來水第四期建設計畫中之水源工程,開始規劃于1971年,並于1972年完成初步研究報告,1974年完成可行性報告,1978年完成定案研究報告,並由台北市政府成立台北翡翠水庫建設委員會負責建設事宜,由中興工程顧問股份有限公司設計監造,榮民工程股份有限公司負責施工,1979年8月開工,1987年6月完工。完工後由台北市政府成立翡翠水庫管理局負責運轉及維護。

翡翠水庫大壩施工期間翡翠水庫大壩施工期間

另為管理維護新店溪(含北勢溪、南勢溪)青潭堰上遊集水區,1984年台灣省政府設定台北水源特定區管理委員會(簡稱水源會),1999年改製為台灣當局"經濟部"台北水源特定區管理委員會,2002年改製為"經濟部"水利署台北水源特定區管理局。

基本資料

集水面積:303平方公裏

最高常水位:170米

最大可能供水位(CMS):171米

滿水位面積:1024公頃

總蓄水量:40600萬立方米

計畫有效蓄水量:32700萬立方米

現有效蓄水量:34011.7萬立方米

計畫年運用水量:126144萬立方米

水權量:86.77立方米/秒

壩型:雙向彎曲變厚度混凝土拱壩

壩頂標高:172.5米

最大壩身高度:122.5米

壩頂長度:510米

壩頂寬度:7米

壩體體積:703675立方米

副壩(混凝土拱壩):242米x25米

溢洪道型式:臥箕式

溢洪道設計溢洪量:7670立方米/秒

溢洪道控製水門型式:弧形閘門8座,各寬14m、高9.3m

出水工型式:河道放水口(直徑1.6米)

出水工設計流量:47立方米/秒

出水工控製水門型式:環滑閘門及何本閥

排砂道型式:沖刷道三道,寬2.5米*高3.0米*長26米

排砂道控製水門型式:固定輪控製閘門3座,各寬2.5m、高3m及檔水閘門

沖刷道:固定輪閘門

排洪隧道跨:297m(直徑10m)

排洪設施設計流量:9,870立方米/秒

最大可能洪水量10,500立方米/秒。

工程費:114億5000萬元

其他附屬設施:70000千瓦半地下式鋼筋混凝土電廠乙座,發電機一組

發電最大用量:102.11立方米/秒

自來水:滿足2030年自來水需求

發電:平均每年222700000度

翡翠拱壩

翡翠拱壩 (Feicui Arch Dam) 位于中國台灣省新店溪支流北勢溪下遊,為翡翠水庫的攔河壩,距台北市30km,為台北地區450萬人口供水的水源工程。

水文地理

壩址以上流域面積303平方公裏。水庫總庫容為4.06億立方米,有效庫容3.27億立方米。樞紐工程包括攔河壩及電站兩部分(圖1、圖2)。攔河壩壩型為雙曲變厚度三心混凝土薄拱壩,壩高122.5m,壩頂總長510m,壩頂厚度為7m、壩底厚度25m。泄洪設施的設計流量為9870立方米/秒,型式為壩頂溢洪道,安裝8孔弧形閘門,尺寸為14m×9.3m。沖沙道3孔,安裝定輪閘門,尺寸為2.5m×3m。泄洪洞直徑10m,長386.13m。另有二道壩及消力塘。壩後水電站裝機容量為70MW(1台),多年平均年發電量2.23億kW·h。

大壩特點

由于大壩距其下遊台北地區僅約30km,因此大壩安全非常重要,採取的主要措施如下:

(1) 基礎層面夾泥縫處理新工法。大壩基礎為堅硬而致密的砂岩和粉砂岩互層,岩層走向平行河道,傾角約40°,左岸為順向坡,右岸為逆向坡。岩層面間偶夾有厚度不一的含泥縫與其他三組節理構成壩址主要軟弱面。經評估認為,通常的基礎處理方法難以符合設計要求,決定採用在壩基坑內以超高壓水柱將壩基受力區範圍內所有大小泥縫沖洗幹凈後,用不收縮水泥砂漿充填的處理工法。使其經過處理後的壩基結合成一個整體,處理後經鑽取岩心進行剪力試驗,證明其抗剪強度大為提高,並均高于設計要求。

(2) 採用高標準設計地震。參照美國核能電廠標準,採用最大可能地震(MCE)、設計基準地震(DBE)及運轉基準地震(OBE)等3種等級地震,分別進行壩體抗震校核。此3種地震規模及其震源位置的確定,是經過由歷史地震資料統計分析與斷層活動性調查而得。再利用適當衰減公式推得對應該3種等級地震時的壩址尖峰地表加速度為0.4g(MCE)、0.25g(DBE)、0.2g(OBE),並製訂壩址專用設計反應譜及人造加速度時程線。抗震校核時同時考慮水準地震與垂向地震,除利用地震系數的擬靜力法外,更利用反應譜法與時間歷時法進行分析。

(3) 採用保守設計洪水。水庫泄洪設施的設計洪水一般視壩型而定。土石壩因不允許洪水漫過壩頂,所以溢洪道的設計流量採用可能最大洪水。混凝土壩因漫頂不致造成安全上的顧慮,大都用200年~500年一遇的洪水設計。大壩為混凝土拱壩,而主要的泄洪設施為壩頂溢洪道,為了防止洪水漫頂及大壩下遊壩腳的淘蝕,壩頂溢洪道及緊接大壩下遊消力塘按最大可能洪水設計。

(4) 嚴謹進行壩體應力分析。除用試載法及有限元法分別進行壩體應力分析外,還在義大利ISMES試驗室進行比例尺為1/100的結構模型試驗,以便相互驗證。

(5) 布置兼有緊急泄降庫水功能的泄洪設施。沖沙道與泄洪洞的進口底檻高程均為100m,較正常蓄水位低70m。這兩種位置較低的排洪設施,可在緊急情況時泄放下遊河道可以容納的庫水,使在一天之內泄放水庫蓄水的一半。因此,即使大壩發生破壞,其洪水波也不會威脅到下遊居民的生命財產安全。

大壩建設

工程于1979年8月開工,1987年6月完工。施工期間,為提早解決大台北地區嚴重的缺水問題,于1983年12月底在上遊擋水壩及1984年6月底前正在施工中的壩體,分別進行初期蓄水,利用設定在導流洞進口處的閘門進行水位控製,提前向台北供水,緩解台北的供水問題。

興建水庫的原因

一、為附近的地區提供自來水及灌溉用水。

二、利用水壩上的水力發電機來產生電力。

三、運河系統的一部份。

四、水庫的防洪效益

五、對庫區和下遊進行徑流調節

六、其他的用處包括漁業

興建水庫的弊端

增加庫區地質災害

增加庫區地質災害發生的頻率

興建水庫可能會誘發地震,增加庫區及附近地區地震發生的頻率。山區的水庫由于兩岸山體下部未來長期處于浸泡之中,發生山體滑坡、塌方和土石流的頻率會有所增加。

造成庫區泥沙淤積

由于受水壩的攔截,受水勢變緩和庫尾地區回水影響,泥沙必然會在水庫內尤其是大壩和庫尾(回水的影響)淤積。

下遊土地土壤鹽鹼化

不斷的灌溉又使地下水位上升,把深層土壤內的鹽分帶到地表,再加上灌溉水中的鹽分和各種化學殘留物的高含量,導致了土壤鹽鹼化。

庫區及下遊水質惡化

庫區水面面積大,大量的水被蒸發,土壤鹽鹼化使土壤中的鹽分及化學殘留物增加,從而使地下水受到污染,提高了下遊河水的含鹽量。

河水的水質的改變

由于水質的惡化及水流流速的減慢,使水生植物及藻類到處蔓延,不僅蒸發掉大量河水,還堵塞河道灌渠等等。這些水生植物不僅遍布灌溉渠道,還侵入了主河道。它們阻礙著灌渠的有效運行,需要經常性地採用機械或化學方法清理。這樣,又增加了灌溉系統的維護開支。

對下遊河道的影響

由于水勢和含沙量的變化,還可能改變下遊河段的河水流向和沖積程度,造成河床被嚴重沖刷侵蝕,入河(海)口向陸地方向後退。

增加發病率

由于水流靜態化導致下遊血吸蟲病等流行病的發病率增加。

移民問題

移民問題和對庫區風景、文物的影響

由于水位上升使庫區被淹沒,需要進行移民。並且由于興建水庫導致庫區的風景名勝和文物古跡被淹沒,需要進行搬遷、復原等。

對氣候的影響

庫區蓄水後,水域面積擴大,水的蒸發量上升,因此會造成附近地區日夜溫差縮小,改變庫區的氣候環境。

外交上的影響

國際河流上興建的水庫,等于重新分配了水資源,間接的影響了水庫所在國家與下遊國家的關系。

價值的損失

淹沒文物古跡或造成原有自然景觀觀賞價值的損失。

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