南勢溪防洪減淤與桂山壩水力排砂之評估（1/2）

烏來地區104年蘇迪勒颱風在災前新店溪上游國有林之崩塌面積為22.35公頃，災後經林務局農林航空測量所判讀，崩塌地面積增加為65.48公頃，絕大部分之崩塌地坡度陡峻無道路可達，而土砂勢必向河道遞移且可能改變水流衝擊方向，影響河道通洪及河防構造物安全，而桂山壩位處烏來老街下游，壩體本身已攔蓄砂土，再加上崩塌部分經河流帶至桂山壩附近，使壩體之淤積量日益嚴重，雖民國99年、100年分別修定「桂山壩水庫水門操作規定」及「桂山壩水庫運用要點」，但每年颱洪期間沖刷至壩前之砂土，對於桂山壩水庫顯然已降低原有水庫之功能效率，另於河道部分也因淤積嚴重提升洪氾之風險。
本計畫目的係如何利用水力排砂以減緩水庫囚砂率，並評估排洪時配合閘門操作將泥砂排放至下游之效益，以減少庫內及南勢溪渠底清淤疏濬量，維持水庫沿岸環境景觀，使地區風貌重塑，恢復往日湖光山色景緻，達成增進休閒遊憩及環境營造之目標。本計畫工作事項繁雜，不過大致可區分為四個主要項目，分別為：基本資料蒐集、現場量測作、模式發展運用以及對 策研擬分析等。
基本資料蒐集部分除一般的河川情勢作為分析基礎外，最主要工作項目為流域年產砂之估算與輸砂量的推估，將為研究區域長期沖淤情勢的評估基礎；現場測量部分，除基本地形測量及河床質調查、及水位流量泥砂站的資訊都將作為模式率定驗證使用。本計畫最主要的部分則是水理輸砂模式的發展運用，一維模式考量需模擬桂山壩的影響，因此本工作團隊預計採對跨河構造物處理較佳的HEC-RAS 作為模擬工具，探討長期沖淤趨勢跟通洪能力。HEC-RAS之模擬結果將提供作為二維模式作為分析條件。二維模式則採用SRH-2D，其相較於目前常用之二維水理輸砂模式，能處理大部分二維水理輸砂的條件，較無發散不收斂的問題，結果相對可靠，二維模式將作為本計畫評估各項排洪、排砂問題、策略之骨幹，過去本團隊運用此模式於石岡壩、後村堰之各項評估，成效良好，能高度掌握各種現象。另外由於桂山壩之排砂道固定輪閘門:為寬5.38x高4.15公尺浸沒於水下頂標高為102.0公尺處，致使部分排砂操作需考量三維水理泥砂之特性，因此本團隊也將運用過去發展於石門水庫之模式用以評估相關議題。
在相關水理輸砂模式的基礎上，本工作團隊將協助相關烏來河段河道穩定方案、桂山壩排砂操作及壩體改善、以及雨量警戒之評估。河道穩定方案之疏濬計畫部分主要為清淤河段、長寬比建議、疏濬深槽流路位置等，以及相對應之疏濬效益評估。此外也將協助評估目前計畫中河防方案對於河道變遷之影響。桂山壩排砂操作建議包過排砂操作的時間點及操作方式外，也將協助評估溢流堰高程改變是否能改善排砂，或是壩體移除之可行性評估。最後也將協助設定警戒雨量，運用於防災與水庫操作面向作為主辦機關操作參考。