書籍介紹
一、計畫目標台灣南部高屏溪流域年雨量豐沛，惟降雨時間空間分佈不均，豐枯期雨量過於懸殊致調度水量困難。近年來因豪大雨或颱洪事件造成高屏溪大樹攔河堰(以下簡稱高屏攔河堰)泥沙淤積、橡皮壩磨損而衝擊水源之穩定供給。為因應大高雄地區穩定供水，經濟部水利署第七河川局(以下簡稱七河局)委託巨廷工程顧問股份有限公司針對南水局之「高屏攔河堰上下游河段之河性變化影響檢討分析及改善規劃」報告之建議事項及未完成研究部分進行更進一步分析，並將範圍擴增至里港大橋至出海口，以提供用水單位因應大高雄地區穩定供水參考。二、流域概況本計畫範圍為高屏溪里港大橋下游至出海口河段，全長約38km，屬第四紀之沖積平原，除高屏溪攔河堰上游斷面及高斷68～高斷74之平均粒徑偏大外，大部分斷面之平均粒徑均在1 mm以下，屬砂礫石河床。中游河段因高屏大橋、新舊鐵路橋等跨河構造物之設置，造成上游阻水效應，自舊鐵路橋後，流速加快，河川輸砂能力因而增高，以致河道沖刷劇烈，形成陡峭之坡降，上游及下游河段則較為平緩。由於長期人為干擾，高屏溪河川型態已由早期之辮狀河川，演變至今應為介於順直河段與蜿蜒河段間之河川型態。三、河川特性分析高屏溪流況屬亞臨界流，分析結果顯示除斷面14以下河段之現況洪水位與計畫洪水位(治理規劃報告)相當外，現況洪水位均較計畫洪水位低0.3~5.1m不等，應是早期採砂及河道沖刷造成整體河床下降所致。高屏溪現有防洪設施完成近95%，而計畫分析範圍內之荖濃溪河段(斷面75~81)左右兩岸，則分別設置有里港堤防及土庫堤防，現況河道應可順利宣洩計畫洪水無虞，惟部分河段現有防洪設施仍未達保護標準或出水高不足1.5m，皆為未來優先改善目標。目前現有橋梁均符合梁底高程出水高需達1.5m的要求。近年來在禁止採砂情況下，已有逐年回淤之現象，但 上游河段現況河川特性亦是處於淤積趨勢，故運移至高屏溪往往多為較細顆粒之推移質。高屏溪斷面40以上河段於民國84年以後則因河床採砂形成深槽明顯之複式河槽；斷面40~河口之下游河段亦具有深水槽型態；斷面10以下受感潮影響，故其深水槽較為廣闊。四、高屏溪河道改善措施水理之分析利用一維水理HEC-RAS及二維水理SOBEK等模式，模擬跨河構造物及河道改善對高屏堰水理之影響。透過分析曹公堰堰頂高程與新鐵路橋橋墩保護工頂部高程降低之改善方案，顯示在定床情況下，上游之流速略有增加，但增幅不大，故對高屏堰上游之淤積情況改善有限。而河道疏濬後，高屏攔河堰上游河段因下游疏濬後水位降低，主深槽流速增加，研判應對其輸砂能力有幫助，惟為短期效應，故改善程度仍有限。另外，利用二維水理模式模擬斜張橋下游右岸四座丁壩及河道深槽束縮對流況之影響。結果顯示該四座丁壩應有減低岸側流速及沉澱土砂之功用，但在1.1年重現期流量之情況下，丁壩已產生越流現象，挑流效果已不明顯。而將高屏堰上游河段(斷面50~55)之河道深槽河幅束縮至寬約500~560m時，該河段深槽流速較現況河道深槽流速明顯提升，應有助於增加水力排砂能力，減緩高屏堰上游淤積趨勢；惟河道束縮段以上河段，則因流速降低，將提前使泥砂落淤於此。五、高屏溪沖淤潛勢分析藉由NETSTARS模式模擬河道沖淤之功能，探討近年水文特性及高屏攔河堰上下游河道改善措施對高屏溪沖淤潛勢之影響，提供管理單位營運操作與河道整治之參考。由分析結果得知：(一)高屏溪因早期採砂導致河床下降、坡度減緩，目前正處於自我調整之全面回淤階段。(二)高屏堰下游河道窄縮及橋墩密集增加淤積潛勢。(三)異常水文事件增加淤積潛勢。(四)高屏堰下游河道改善措施對高屏堰中長期減淤效益不明顯。(五)高屏堰上游河道深槽束縮有助減緩淤積趨勢。
目次
第一章前言1 - 1
1.1計畫緣起與目的1 - 1
1.2工作範圍及項目1 - 1
1.3預期成果1 - 2
第二章基本資料蒐集、調查與分析2 - 1
2.1高屏溪流域概況2 - 1
2.2水工構造物及跨河結構物2 - 1
2.2.1水工構造物2 - 1
2.2.2跨河構造物2 - 8
2.3地形測量成果說明2 - 9
2.4河床質採樣分析成果說明2-14
2.5高屏溪攔河堰近年淤積說明2-17
2.6相關計畫成果2-20
2.6.1大高雄地區穩定供水策略因應措施辦理情形2-20
2.6.2高屏攔河堰進水口及沉砂池改善規劃設計2-26
2.6.3高屏溪斜張橋下游固床工工程規劃設計2-26
2.6.4曹公圳由高屏攔河堰取水之可行性研究2-27
2.6.5大高雄地區自來水後續改善工程
暨後續辦理工程2-27
2.6.6南部地區各供水區域間輸配水管網
調查分析及緊急應變措施研擬2-29
2.6.7南化－高屏攔河堰聯通管路計畫2-29
2.6.8高屏攔河堰第二取水口工程可行性規劃2-29
2.6.9新舊鐵路橋橋墩保護工程2-31
2.6.10二級古蹟下淡水溪鐵橋沖毀橋墩受災成因
與因應對策之調查評估2-35
第三章高屏溪河川特性分析與跨河構造物之影響3 - 1
3.1河道縱坡變化3 - 1
3.2河槽型態3 - 6
3.3河床質變化3 - 9
3.4現況河道防洪功能檢討3 - 9
3.5歷年河道沖淤變化3-12
3.6河道變遷分析3-27
3.7新舊鐵路橋橋墩沖刷分析3-33
3.8大寮堤防疏濬案3-33
第四章高屏溪河道改善措施水理之分析4 - 1
4.1一維水理分析4 - 1
4.1.1曹公圳攔河堰降低4 - 1
4.1.2新舊鐵路橋保護工降低4 - 7
4.1.3高屏攔河堰4-10
4.1.4新鐵路橋上游河道疏濬4-10
4.1.5 綜合分析4-16
4.2二維水理分析4-16
4.2.1模式簡介4-16
4.2.2輸入條件說明4-17
4.2.3模式檢定4-18
4.2.4高屏堰下游水工結構物改善措施方案模擬4-20
4.2.5斜張橋下游右岸丁壩4-26
4.2.6高屏攔河堰上游河道深槽束縮效應4-26
4.2.7綜合分析4-27
第五章高屏溪沖淤潛勢分析5 - 1
5.1高屏溪輸砂量分析5 - 1
5.2河床質載推估分析5 - 3
5.3NETSTARS河道沖淤潛勢數值模擬5 - 6
5.3.1NETSTARS模式簡介5 - 6
5.3.2輸入條件說明5 - 7
5.3.3模式檢定及驗證5 - 9
5.3.4高屏堰下游河道改善措施與
河段沖淤潛勢分析5-11
5.3.5近年水文特性與河段沖淤潛勢分析5-18
5.3.6高屏堰上游河道深槽束縮對河段沖淤之影響5-21
5.3.7綜合分析5-23
第六章高屏溪整體河性改善整治建議與大高雄
地區穩定供水評估6 - 1
6.1高屏溪整體河性整治改善建議6 - 1
6.2大高雄地區穩定供水評估6 – 3
參考文獻
歷次審查意見辦理
附件一 河床質採樣成果
附件二 高屏溪防洪構造物功能補充檢討
表 目 錄
表2.1新設控制點坐標高程成果表2-11
表2.2高屏溪各斷面粒徑調查分析表(95年)2-16
表2.3大高雄地區自來水後續改善工程暨後續辦理工程2-28
表2.4高屏攔河堰第二取水口工程可行性規劃方案一覽表2-30
表2.5舊鐵橋緊急加固工程表2-32
表3.1高屏溪歷年主深槽坡降變化表3 - 2
表3.2Leopold河川型態分類特性3 - 6
表3.3高屏溪低水河槽寬推估3 - 8
表3.4高屏溪各斷面曼寧粗糙係數採用表3-11
表3.5高屏溪水系洪峰流量分配表3-11
表3.6現況河道各重現期水理因素表(1/3)3-13
表3.6現況河道各重現期水理因素表(2/3)3-14
表3.6現況河道各重現期水理因素表(3/3)3-15
表3.7高屏溪現況防洪工程功能檢討表(1/2)3-17
表3.7高屏溪現況防洪工程功能檢討表(2/2)3-18
表3.8現有跨河構造物水理檢討表3-19
表3.9高屏溪主深槽沖淤量計算成果表(1/3)3-20
表3.9高屏溪主深槽沖淤量計算成果表(2/3)3-21
表3.9高屏溪主深槽沖淤量計算成果表(3/3)3-22
表3.10高屏溪全斷面沖淤量計算成果表(1/3)3-23
表3.10高屏溪全斷面沖淤量計算成果表(2/3)3-24
表3.10高屏溪全斷面沖淤量計算成果表(3/3)3-25
表3.11高屏溪上游支流疏濬計畫執行表3-27
表3.12舊鐵路橋沖刷計算綜合表3-34
表3.13新鐵路橋沖刷計算綜合表3-34
表4.1曹公堰堰頂降低1~1.5m之水位變化表
(無新鐵路橋保護工)4 - 5
表4.2曹公堰堰頂降低1~1.5m之水位變化表
(有新鐵路橋保護工)4 - 6
表4.3新鐵路橋保護工高程降低1~1.5m之水位變化表4-11
表4.4高屏溪新舊鐵路橋及高屏堰間河段疏濬體積
計算成果表4-12
表4.5新鐵路橋上游河道疏濬之水位變化表4-15
表4.6SOBEK模擬各方案之水位變化比較表4-22
表4.7SOBEK模擬各方案之流速變化比較表4-23
表5.1高屏溪流域歷年輸砂量推算表5 - 1
表5.2高屏溪輸砂演算各河段編號及範圍5 - 5
表5.3高屏溪民國94年各河段輸砂能力推估5 - 6
表5.4各水工結構物沖淤模式設定5 - 9
表5.5民國96年各方案河道斷面沖淤潛勢與
變化模擬成果表5-13
表5.6民國99年各方案河道斷面沖淤潛勢與
變化模擬成果表5-14
表5.7民國96年各方案河段沖淤變化模擬成果5-15
表5.8民國99年各方案河段沖淤變化模擬成果5-15
表5.9方案〇與方案〇′各河段沖淤變化模擬成果比較表5-18
表5.10民國96年各方案河段沖淤變化模擬成果
(91~92年流量)5-19
表5.11民國96年各方案河道斷面沖淤潛勢與變化模擬成果表
(採用民國91~92年流量)5-20
表5.12民國96年及99年現況河道與深槽束縮
沖淤變化比較5-22
圖 目 錄
圖2.1高屏溪流域概況圖2 - 2
圖2.2高屏溪地層圖2 - 3
圖2.3高屏攔河堰立面圖2 - 4
圖2.4高屏攔河堰平面圖2 - 4
圖2.5高屏攔河堰河川流量與日取水量比較圖2 - 7
圖2.6高屏溪測量範圍圖2 - 9
圖2.7高屏溪河床質採樣位置分佈圖2-14
圖2.8高屏溪河床質粒徑分佈圖2-16
圖2.9高屏攔河堰至里嶺大橋沖淤分析2-17
圖2.10海棠颱風過後高屏攔河堰上下游河段流路演變情形2-19
圖2.11大高雄地區穩定取水工程相關位置圖2-20
圖2.12新鐵路橋橋墩保護工2-33
圖2.13舊鐵路橋一級A加固工法2-34
圖2.14舊鐵路橋一級B加固工法2-34
圖2.15舊鐵路橋二級加固工法2-35
圖3.1沖積型河川穩定概念示意圖(Lane, 1955)3 - 1
圖3.2高屏溪歷年河道縱坡比較圖3 - 3
圖3.3高屏溪歷年河道主深槽縱斷面比較圖3 - 4
圖3.4高屏溪現況河道縱斷面圖3 - 5
圖3.5高屏溪河床質調查粒徑分佈圖3-10
圖3.6高屏溪現況河道100年重現期洪水位縱斷面圖3-16
圖3.7高屏溪河道主深槽沖淤量累積曲線圖3-26
圖3.8高屏溪河道全斷面沖淤量累積曲線圖3-26
圖3.9高屏溪高屏大橋以上河段歷年影像圖3-29
圖3.10高屏溪高屏大橋以下河段歷年影像圖3-30
圖3.11高屏溪里嶺大橋~高屏大橋河槽演變3-31
圖3.12高屏溪高屏大橋~河口河槽演變3-32
圖3.13舊鐵路橋100年重現期流量沖刷計算成果3-35
圖3.14新鐵路橋100年重現期流量沖刷計算成果3-36
圖4.1高屏溪平均底床高程圖(曹公圳攔河堰~高屏攔河堰)4 - 2
圖4.2曹公堰降低1m之水位變化圖4 - 3
圖4.3曹公堰降低1.5m之水位變化圖4 - 3
圖4.4曹公堰降低1~1.5m之水位變化圖
(無新鐵路橋保護工)4 - 5
圖4.5曹公堰降低1~1.5m之水位變化圖
(有新鐵路橋保護工)4 - 6
圖4.6高屏溪新鐵路橋斷面流速分佈圖4 - 8
圖4.7高屏溪新舊鐵路橋段流路變化比較圖4 - 9
圖4.8高屏溪新鐵路橋上游斷面(斷面44.4)比較圖4 - 9
圖4.9新鐵路橋保護工降低1~1.5m之水位變化圖4-11
圖4.10高屏溪新舊鐵路橋及高屏堰間河段之疏濬
範圍平面圖4-13
圖4.11高屏溪新舊鐵路橋及高屏堰間河段之疏濬
範圍示意圖4-14
圖4.12新鐵路橋上游河道疏濬之水位變化圖4-15
圖4.13SOBEK二維水理演算模擬格網圖4-17
圖4.14高屏溪現況河道SOBEK二維水理模式流場模擬4-19
圖4.15SOBEK二維水理模式檢定成果圖4-19
圖4.16SOBEK模擬各方案之水位變化圖4-21
圖4.17SOBEK模擬各方案之流速變化圖4-21
圖4.18SOBEK模擬方案〇、方案三與方案四
之流速分佈圖4-24
圖4.19SOBEK模擬方案〇、方案三與方案四
之流場分佈圖4-25
圖4.20高屏溪斜張橋下游右岸丁壩模擬流場分佈圖4-26
圖4.21高屏堰上游河段現況河道與深槽束縮流速分佈圖4-27
圖5.1高屏溪輸砂率定曲線5 - 2
圖5.2里嶺大橋流量延時曲線5 - 2
圖5.3九曲堂流量延時曲線5 - 3
圖5.4高屏溪94年斷面河床質載推估河段劃分圖5 - 5
圖5.5里嶺大橋日流量序列(90年~95年，Q>200cms)5 - 8
圖5.6 Netstars 模式參數檢定成果5-10
圖5.7Netstars 模式參數驗證成果5-10
圖5.8高屏溪全河段民國96年河床沖淤潛勢成果5-16
圖5.9高屏攔河堰河段民國96年河床沖淤潛勢成果5-16
圖5.10高屏溪全河段民國99年河床沖淤潛勢成果5-17
圖5.11高屏攔河堰河段民國99年河床沖淤潛勢成果5-17
圖5.12近年來高屏攔河堰日流量統計成果圖5-19
圖5.13高屏堰河段民國96年河床沖淤潛勢成果
(91、92流量)5-21
圖5.14高屏堰上游河段現況河道與深槽束縮河床
沖淤潛勢成果圖5-22
照片目錄
照片2.1高屏溪現有固床工2 - 8
照片2.2高屏攔河堰進水口上游淤積疏浚2-17
照片2.3高屏攔河堰上游左岸丁壩2-17
照片2.4高屏攔河堰放水路右岸砂洲2-18
照片2.5高屏攔河堰民國94年海棠颱風後淤積情形2-18
照片2.6高屏攔河堰民國95年6月豪雨後淤積情形2-18
照片2.7高屏攔河堰下游淤積情形2-18
照片2.8高屏堰右岸上游排水路現況2-21
照片2.9高屏堰左岸低水護岸延長及丁壩群施工過程現況2-21
照片2.10高屏堰進水口淤砂清理情況2-22
照片2.11高屏堰橡皮壩更新改善時情況2-22
照片2.12高屏堰蓄水範圍右岸清淤情況2-23
照片3.1大寮堤防右岸(高斷29~33)現況(1/2)3-37
照片3.1大寮堤防右岸(高斷29~33)現況(2/2)3-37
照片4.1新舊鐵路橋之橋墩密集4 - 7
照片4.2舊鐵路橋P9~P12橋墩毀損倒塌4 - 7
分類
其他詳細資訊
- 英文題名：A Study of Morphological Evaluation of Kao-Ping River (From Li-Kong Bridge to River Month)
- 出版品網址（線上版或試閱版)：連結
- 適用對象：成人(學術性)
- 關鍵詞：河川特性，水資源管理
- 附件：CD-ROM
- 頁/張/片數：160
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