水庫回春? 清淤雖能治標 保護集水區才是治本之道 | 環境資訊中心

水庫回春? 清淤雖能治標 保護集水區才是治本之道

2021年06月07日
公視記者 陳佳利 郭志榮 張岱屏 陳添寶 顏子惟

去年沒有颱風,今(2021)年梅雨遲到,水庫見底,除了等待降雨,也要把握機會清淤。台灣地狹人稠,要再蓋新水庫很困難,如何讓現有水庫用久一點,雨季時能多裝一點水?

興建壩體能把水攔下來,同時也會攔住砂石。淤滿,就是水庫壽終正寢的時候。為了延後這天到來,管理單位必須想辦法把砂石帶出去,或在設計之初,就降低砂石進來的機會。


興建壩體能把水攔下來,同時也會攔住砂石。

1934年啟用的南投日月潭水庫,近期因為旱象告急,頻頻躍上新聞版面,昔日遊客熙攘的碼頭,熱鬧不再,露出時間比較久的庫底,有的龜裂,有的長成了草原。其實日月潭不但名列台灣八景的觀光勝地,也是台灣水力發電史上,極為重要的水庫,同時肩負供應彰化、雲林、南投民生用水的重任。它的水源來自濁度高的濁水溪,運作80多年後,為什麼淤積率還能維持在18.89%?


2021年4月南投日月潭水庫。

大觀電廠廠長劉演鎮說明,霧社水庫萬大發電廠發完電的尾水,在武界壩先做沉澱,另一股支流的水,則是栗栖壩攔水沉澱,再以二座引水隧道,將水導入日月潭。雖然能減少泥沙進入庫區,但無法完全去除,難免淤積,為了減淤,大觀電廠將進行設施改善,計畫將武界壩的底檻降低,讓沉蓄空間增加,預估每年能減低50萬立方公尺的含泥量進入日月潭,這項計畫預計在6年後完成。

「離槽水庫」從設計減少淤積,那麼興建在主流上的「在槽水庫」呢?

方法一 陸挖清淤


陸挖清淤。

位在日月潭上游的霧社水庫,水源同樣是濁水溪,淤積情況就嚴重多了,歷經道格、辛樂克、莫拉克等颱風帶來大量土砂,淤積率已經高達75%。萬大發電廠廠長張天瑞說,每年陸挖清淤,僅有20萬立方公尺,因為不是良好建材,廠商收購意願不高,去化比較困難。加上山路迂迴,以每年200個工作天、每天去化1000立方公尺為例,每小時要有12輛砂石車來運送,由於霧社水庫鄰近清境這個觀光區,居民會覺得困擾,量能沒辦法再提高。

位在大漢溪流域的桃園石門水庫,設計庫容約3億立方公尺,葛樂禮颱風帶來2000萬立方公尺的淤積;艾利颱風時,2700萬立方公尺土砂進入庫區,加上其他水文事件,淤積量超過1億立方公尺,到達1/3。

羅浮橋下,以往水利署北區水資源局,每年陸挖清運15萬立方公尺。今年國軍、北區水資源局、第十河川局,配合行政院擴大清淤的指示,將目標提高到45萬立方公尺,怪手不停把河底砂石搬上高灘地,砂石車在河床上奔馳。

與萬大水庫不同的是,這邊的砂石有價,廠商願意買,標售收入大於挖採支出,但只有旱季能進行,加上聯外的台7線交通限制,規模同樣難以擴大。

位在中部山區的德基水庫,陸挖清淤難度就更高了。大甲溪發電廠水保組經理葉大維表示,德基水庫一年來砂量約186萬立方公尺,去年陸挖清淤才做13.6萬立方公尺。因為九二一地震之後,台8線37K到62.5K只開放當地居民或有公務需求的人員通行,交通管制、道路狹窄、遇上豪雨就崩坍等問題,陸挖清淤有很大的限制性。

陸挖速度慢,有沒有更快的方法?

方法二 抽泥

石門水庫鄰近大壩之處,一整年都能見到抽泥船在作業。把十噸重的絞刀頭沉到庫底攪動泥沙,再用管線輸送到5公里外的沉澱池。乾燥後,運往台北港,一立方公尺運費就要500元,每年要花上2~3億預算。


抽泥船。

根據河川疏運特性,比較大的顆粒,會沉降在水庫上游,適合陸挖清淤,比較細的泥沙,會沉積在水庫下游,大壩附近,適合抽泥作業,優點是全年都能進行,那水庫中游,可以怎麼做?

方法三 防淤隧道(水力排砂)

1964年啟用的石門水庫,在經歷2004年艾利颱風停水19天的震撼教育後,增設了大壩下方的排砂隧道、分層取水工與中庄調整池等設施。為了維持庫容,2017年動工興建阿姆坪防淤隧道,經費將近37億。不但在汛期時能排砂、排洪,平時也能搭配抽泥船來排泥,全年都能運作,目標年排砂量64萬立方公尺,預計今年底,排泥功能就能運作,北水局因此擴大抽泥量能。副局長莫評任表示,現階段希望能達到進出平衡。


石門水庫。

經濟部近幾年努力要讓13座占整體供水75%的水庫,能在2031年達到淤積零成長目標。當中淤積最嚴重的霧社水庫,管理單位萬大發電廠正在規劃興建

年排砂量75萬立方公尺的排砂隧道與抽泥作業。廠長張天瑞說,霧社水庫原始設計容量是1億4860萬立方公尺,但是早期設計沒有排砂口,泥砂無法順利往下游移動,今年規劃進行5萬立方公尺的抽泥,如果成效良好會繼續推,抽泥目標量是60萬立方公尺。

一旦砂石進入庫區,無論是陸挖、抽泥或水力排砂,都要耗費鉅資,尤其在槽水庫每逢颱風豪雨,就有大量砂石湧入,能不能從集水區的源頭減少砂石?

曾與學生一起研究霧社水庫集水區的彰化師範大學副教授陳毅青發現,219平方公里的集水面積,一年的土砂生產量,就高達507萬立方公尺。當中有6成來自崩塌,4成來自土壤沖蝕。這些土砂會停留在山坡或河道,颱風豪雨時,才會大量移動到水庫,因此霧社水庫的平均年度來砂量,約177萬立方公尺。

研究發現,土砂大多來自東側的天然崩塌,以集水區面積最大的崩塌地為例,位在能高越嶺路上,面積高達33公頃的崩塌地,每年就能產生100萬噸的土砂。而土壤沖蝕主要來自人為開發。


集水區開墾果園、茶園、菜園,都會增加土壤沖蝕量。

霧社水庫的集水區,台14線與力行產業道路沿途,清境、廬山、靜觀等地區,有許多觀光與農業行為,陳毅青副教授說,開墾成果園,土壤沖蝕會增加20倍、茶園大概是15倍、更嚴重的是開墾成菜園,會增加90倍的土壤沖蝕量,最主要的土壤沖蝕,就是來自這些開發。

霧社水庫集水區有82.2%是森林,農業占7.3%,道路加上建築用地占1.1%。天然崩塌地大多位在人車難以抵達的地方,治理困難,但集水區的人為活動或道路可及的崩塌地,有機會減少衝擊。集水區同樣有高山農場的德基水庫,陸挖清運困難,也規劃使用抽泥船,預計從2021年到2023年,抽泥86萬立方公尺。

1974年開始發電的德基水庫,是大台中地區最重要的水源,也是全台唯一設有集水區管理委員會的水庫,因為水庫集水區的治理單位很多,需要有跨部會的溝通平台。

1950年代,為了就地安置開墾中橫的榮民,退輔會成立三大高山農場,輔導種植溫帶水果。集水區內,梨山地區的福壽山農場,就是其中之一。榮民與墾農向林務局租地造林,果樹在當時算是造林樹種,後來溫帶水果價格滑落,許多農民改種茶葉與高麗菜。失去森林,大雨就把砂石往下帶,為了保護德基水庫,1991年行政院核定「德基水庫集水區陡坡農用地處理方案」,超過28.8度的310筆陡坡農用地,不再續約,共收回308筆土地,373公頃。


1991年行政院核定「德基水庫集水區陡坡農用地處理方案」,共收回308筆土地,373公頃。

這項政策帶頭減少農用面積,但農業依然是梨山重要經濟來源,在德基水庫集水區592萬平方公里當中,現存農地還有1703公頃,集中在大甲溪沿岸,台7線與台8線通過的地區。水保局台中分局長邱啟芳說,從1990年到2016年,菜園面積減少1.13公頃,但茶園增加了288公頃,是1990年的14倍。

菜園與茶園取代果樹,成為梨山主要作物,農地地表逕流水,是水保局整治的重點之一。邱啟芳說,以蝕溝控制,讓水流能無害通過農田,不要造成土石流等災害,土砂流到水庫的量就會減少。

除了地表的淺層崩塌,水保局還有另一個治理重點:深層崩塌,也就是地滑。面積最大的一塊,位在梨山賓館正下方,有230公頃。為了保護德基水庫,避免大規模崩塌發生,水保局以48座橫向集水管、15座集水井及2座排水廊道進行整治。


為了保護德基水庫,避免大規模崩塌,水保局增設橫向集水管、集水井及排水廊道進行整治。

德基水庫的集水區,目前已經進行到第七期整體治理計畫,累計經費56億元,另外還有梨山地滑整治的12億元,40多年努力維持,位在主流上的德基水庫,淤積率19.64%。

雖然工程能減少土砂進入庫區,但森林能做的更多,不但能護土,還能保水。林務局東勢林管處針對林班地的崩塌,進行工程攔砂,另外植生復育了4萬2000平方公尺山坡地,在2017年到2020年,為德基水庫減少了62萬立方公尺的土砂。

水保局台中分局局長邱啟芳表示,這一兩年受極端氣候影響,旱澇情形相當常見,要盡量減少農用面積,讓大自然恢復原來植被。如果植被恢復,能入滲的雨水就會比較多,讓雨水留在地底,成為伏流水或地下水,枯旱時節才有能應用的水源。

台灣地狹人稠,蓋新水庫難上加難,現有的95座水庫如何延長使用壽命?清淤是治標,保護集水區才是治本之道。

※本文轉載自 公視《我們的島》節目—【水庫回春?】

6/7(一) 22:00首播
6/12(六) 11:00重播

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