作者hohoho1030 (Can FlyDog Jr.)
看板Gossiping
标题Re: [问卦] 水库积砂不清---台风来再俇泄
时间Sat Aug 8 21:11:27 2009
※ 引述《artrox (小软)》之铭言:
: ※ 引述《seedhyper (威廉+小马世少棒双冠期待)》之铭言:
: 我虽然不是专门学水利的,但是以前有稍微接触一些相关的东西,
: 让我抛砖引玉一下..
: 常见的清淤方式大约有抽泥、或者空库排砂,
: 抽泥就是运用抽泥管,将底泥抽出,再运送走,
: 水库或拦河堰的底部有所谓的排砂道,就是让底部泥砂能够顺着水流排出,
: 但是在淤砂速度过快,排砂速度不足的情形下,泥砂很快就会累积到堵住排砂道,
学长~我也来代劳一下XD
为什麽排砂道可以在台风豪雨期间有效排出淤砂 要先从"异重流"的观念来说明
简单的说,两种密度不同的液体混在一起时,密度低的液体会浮在表层对吧?
(Ex油水混合时,密度低的油会浮在水之上)
当台风豪雨造成水库上游河道带入大量泥砂後,河水因混合泥砂成为"浑水"
浑水的密度高於清水,因此当浑水进入水库时,会是这样的状态(简单示意图):
高程EL.(m) 大坝
满水位 245.0 █▌﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏▽﹏﹏
██
██
排洪隧道 222.0 ██▌
██▌清水
███
███
███▌ ﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
石门大圳 193.5 ███▌﹉﹉﹉﹉﹉﹉
发电厂 173.0 ████ 浑水 ▁▁▂▂
放流口 169.5 ████▁▁▂▂▃▃▄▄▅▅▆▆▇▇██████河床
(注意:这些设施并不是位於同一处,本示意图将各点与大坝放在一起做比较)
如图,可以看出浑水入库後会首先沉积於底层
因此水库的操作上,当预测浑水抵达大坝时应该可以打开位置较低的排砂道
让大部分的泥砂随浑水排出库区,避免大量泥砂日後沉积於库区成为淤积。
这个就是所谓的异重流排砂。
(可参考有设计异重流排砂的"小浪底水库"影片(大陆黄河))
http://tinyurl.com/myo9ar
补一张异重流排砂的照片
http://tinyurl.com/nnzgsh
可清楚看见上层泄洪排掉清水,下层排砂排出浑水
问题来了,石门水库原先并无设计专用排砂道,
因此,石门水库先前的排砂只能以既有的设施排砂
例如永久河川放流口(EL.169.5m)以及发电厂进水口(EL.169.5m)等
位置较高的排洪隧道(EL.220.0m)因通常高於浑水区,没有排砂效果。
然而,石门水库的泥砂问题在2004年大爆炸
由於先前石门水库上游有三个大型防砂坝(巴陵坝、荣华坝、义兴坝)
在上游泥砂进入库区前,会先由这三个坝拦截,因此先前不曾有大雨却停水的经验
当年敏督利与艾利台风後,桃园地区大停水的梦靥相信大家记忆犹新
由於三个防砂坝皆已淤满,无法拦蓄河流泥砂,因此大量泥砂随大汉溪流入水库
当时库区原水浊度飙高,以艾利台风来说
8/31日时,浊度高达100,000度的浑水层达到海拔205m处
(简单示意图如下)
高程EL.(m) 抽水机
∪═╮
满水位 245.0 █▌ ║﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏ ﹏▽﹏﹏
██ ║
██ 清水
排洪隧道 222.0 ██▌
██▌﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉
███
███ 浑水
███▌
石门大圳 193.5 ███▌
发电厂 173.0 ████ ▁▁▂▂
放流口 169.5 ████▁▁▂▂▃▃▄▄▅▅▆▆▇▇██████河床
可以发现,石门大圳取水口的高程远低於清水层,代表此时如果开门取水
石门大圳将会充满泥浆般的浑水,自来水净水厂完全无法处理浊度10万度的水
(一般自来水净水厂可处理之浊度为2000度)
石门大圳取水口这麽低的原因之一是因为石门水库原先规划时仅作为农业灌溉用水
後来台北桃园地区发展快速,一并供应民生用水,
才会动辄因水库蓄水不足导致休耕或分区限水等
扯远了,取不到清水、无法供应自来水对民众势必影响甚钜
後来才出现在坝顶摆抽水机,抽取表层清水的世界奇观
那,这些浊度高的浑水到底花了多久的时间才让泥砂沉降到取水口以下的标高呢?
日期 浊度100,000度层界标高
9/1 约 205m
9/10 约 205m
9/20 约 202m
9/30 约 200m
10/8 无 (石门大圳取水口处浊度仅约50度)
是的,至少花了一个月才让悬浮的泥砂沉降至可正常取水的程度。
这次台风加上一些决策的失误,导致这些泥砂没有适时利用满水期间排出,
使得石门水库淤积量一下子暴增 (数据可参考本人
#1AV64X0k 一文)
隔年马莎台风期间也因相同原因造成约一周的停水事件
因此,水利署於EL.220m处新设取水口,避免浑水过高期间无水可用的窘境。
(应已完工,如有误烦请指教)
既然排砂效率远高於清淤,石门水库自然也有相关措施。
原先可供排砂的设施中,位於EL.135m的导水隧道进水口早已因淤砂高度过高失去作用
(该处淤砂高度已达EL.190m)
而发电厂进水口也因为排砂造成阻塞
因此对於石门水库排砂道的新建设计,或是将现有设施排砂效率的改善
是有在进行的。
至於清淤的部份,效率自然远低於排砂。
即便是采取空库排砂来进行,以阿公店水库的例子来看
水都放空後,也无法完全清除水库的淤砂,更遑论石门水库不可能做这样的措施。
在目前台湾不可能新建大型水库的情况下(没有适合地点、民意反对等)
政府势必会想办法延长石门水库的使用年限
除了前述的排砂设计外,清淤作业,以及更重要的减少上游泥砂工作都是缺一不可。
(ps.本文为简单说明起见,省略许多细部条件,如淤积型态等,请见谅)
如有错误,烦请不吝指教。感谢您。
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今日我最婊 (Gossiping #19Y_j-Tz、#19Y_kotH)
推
clkdtm32:感想就是还好住在三重 02/06 16:58
1F:→ clkdtm32:靠邀 下面那篇....02/06 16:59
作者 yabia1357 (yabia) 看板 Gossiping
标题 [问卦] 三重有骑车持刀的青少年出没,有人被砍吗?
时间 Fri Feb 6 16:58:25 2009
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12F:推 rave760422:异重流好像蛮多人在研究的 08/08 21:14
13F:推 artrox:推你真有耐性,我光打那几个字就累了,你还画图XD 08/08 21:14
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53F:→ whogotme:上游要做好水土保持了 08/08 21:23
54F:→ sdiaa:(举手) 不能把巴陵坝等三坝清一清吗? 08/08 21:23
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57F:→ hohoho1030:sdiaa您好 巴陵坝在2007年韦帕台风期间损毁 目前不打算 08/08 21:24
58F:推 zett:推! 浅显易懂 08/08 21:24
59F:推 roseritter:认真文 08/08 21:25
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61F:→ hohoho1030:重建 另外,清淤有经济效益考量 如果没有适合的道路条件 08/08 21:25
62F:推 vul3G:EL.也翻成高程吧~海拔又会是另一种意思了 08/08 21:25
感谢您 其实我不是很清楚两者的定义
我把文中都修正为高程EL. 感谢感谢
63F:→ hohoho1030:或是机具进入困难, 清淤的成本会很高 08/08 21:26
64F:推 rinsoukan:专业推!! 08/08 21:27
65F:推 hmcedamon:水库文 08/08 21:28
66F:推 RIP5566:兴建钢门水库应该比较可行................ 08/08 21:28
※ 编辑: hohoho1030 来自: 114.38.56.23 (08/08 21:31)
67F:推 NormaJean:推 08/08 21:29
68F:推 smoth:可以在石门附近建大型初沉池吗? 放混水预先沉淀@@ 08/08 21:29
69F:推 timsid99:推 08/08 21:33
70F:→ hohoho1030:smoth您好 依据艾利台风的沉降数据 沉降速率约1cm/hr 08/08 21:38
71F:推 BlackCoal:推 08/08 21:38
72F:推 sakuraorjill:专业推~~~ 08/08 21:38
73F:推 login: 08/08 21:38
74F:→ hohoho1030:在有限空间的情况下 沉降时间不知道能否达到可接受标准 08/08 21:39
75F:推 Tisoon:专业推 08/08 21:39
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81F:推 LionRafale:专业人不推不行 08/08 21:45
82F:→ kkumi:有图就推 08/08 21:45
补一张小浪底水库排砂的照片
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83F:推 Pan:马总统应该把原PO请去当水利署长的 干嘛让他在这边PO文 08/08 22:20
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108F:→ t1329kimo:轻松赚加班费到八点多开始有点小风雨才走 没放假没加班 07/13 11:16
109F:推 CoolboxXD:用心推 03/21 09:29