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水庫建設功能

水資源,是自然界中由水集合成的水體,而有助於土地滋潤、眾生養成的一種可循環再生的資源。人為蓄集的水資源,主要以水庫為代表。水庫係指水資源利用或防洪關係重大之堰、壩、人工湖與其附屬設施及蓄水範圍。為了更方便而穩定地取得水資源,包含水庫在內等水利建設,成為地區發展的基礎公共設施。

曾文水庫的設計為多目標開發,具有灌溉、給水、發電、防洪及觀光等功能。每年公共取水、工業用水,大約是1 億5 千萬立方公尺,灌溉水量可灌溉6 萬8 千公頃的農田。自營運迄今四十年來,對於南部地區之農業灌溉、工業發展、水患防治等,均有卓越貢獻。現階段尤以嘉南地區的農業用水最為重要。茲就曾文水庫基本資料及功能目標概述如下:


項目 說明
水源 曾文溪
位置 臺南市楠西、東山區與嘉義縣大埔鄉交接處
興建機關 曾文水庫工程局
主管機關 經濟部
興建時間 1967 年10 月31 日
功能效益 灌溉:計畫年供水量約90,000 萬立方公尺 給水:計畫年供水量自來水12,000 萬立方公尺,工業用水2,700 萬立方公尺 發電:裝機容量50,000 千瓦。計畫年發電量:22,000 萬度 防洪:降低曾文溪下游河川由100 年頻率洪水降至河道安全輸送流量 觀光:每年約32 萬人次
主要構造物 水庫、大壩、溢洪道、導水隧道、擋水壩、曾文水庫取水口、曾文發電廠、東口導水堰、 溢洪道、永久河道放水道、發電隧道
大壩類型 分區滾壓土石壩。壩頂長400 公尺,壩頂寬10 公尺,壩頂標高235 公尺。
集水區面積 481 平方公里
滿水位標高 230 公尺

(一) 水庫主要設施

1、水庫

曾文水庫係於曾文溪主流興建大壩,直接攔蓄河道水量運用的在槽水庫,具有集水、蓄水及取水功能,是調節曾文溪河川水資源最直接有效的水利設施之一。水庫集水面積481 平方公里,滿水位面積高達17.14 平方公里,最高洪水位232.5 公尺,原設計總蓄水量7 億4840 萬立方公尺,有效蓄水量4 億7955 萬立方公尺(2012 年12 月測),是全臺灣最大的水庫。



2、大壩

曾文水庫大壩為南臺灣最重要的水利設施,是由土壤與石頭逐層輾壓堆積而成的不透水牆滾壓式土壩,外層則覆蓋一層石頭以保護壩土不致流失。大壩壩身高達133 公尺,壩頂海拔標高235 公尺,壩長400 公尺,壩寬10 公尺,大型巴士可於其上通行。壩體體積達9,296,100 立方公尺,共有三座弧型鋼閘,工程浩大。

水庫大壩區視野遼闊,雄偉景觀歷年最受遊客歡迎,駐足壩頂鳥瞰曾文水庫湖光山色,令人心曠神怡。大壩周遭山坡地擁有豐富的動植物相,也是觀察生態、水土保育體驗的良好場所。




3、導水隧道

水庫施工期間,設了二條直徑12 公尺之導水隧道,有別於一般只設一條者。

施工導水是曾文水庫計劃執行順利與否之關鍵性工程,其目的係將曾文溪溪水導引至下游,兩條導水隧道及上游擋水壩完成後,大壩、溢洪道、地下電廠等主要工程,方可安全施工。其工程項目包括:

(1) 導水隧道

工程設立之兩條導水隧道,約略平行穿過壩址左岸山腹,其一長1,240 公尺,另一長1,083 公尺。

(2) 上游擋水壩

上游擋水壩即主壩之一部份,其功能是確保主壩填築高度,在尚未超過擋水標高165公尺時得以安全無虞。換言之,此擋水壩實為一可以獨立承當攔截洪流的滾壓式土壩。



4、擋水壩

曾文溪上游擋水壩係大壩施工導水設施之一環,其功能為攔截河水,使其流經導水隧道而洩返下游河道,以便在壩址進行基礎開挖、基礎處理及壩體填築。基礎開挖於1969 年12 月15日完成,擋水壩填方則於12 月25 日開始填築,並於1970 年5 月20 日完工。

大壩工程為水庫之主體,其施工歷時頗長,需經數度洪水期,非一蹴可成。因此前驅工作乃為擋水壩及導水隧道兩項工程之構築,其目的在於攔阻曾文溪河水經導水隧道,使其不致漫溢大壩填築區域。


擋水壩完工後主壩基礎處理

5、曾文水庫取水口

「曾文水庫發電及永久河道放水道進水口攔污柵延長工程」其為確保南部地區正常穩定供水及曾文水庫正常發電功能兩大前提下,採用各種新工法以縮短工期、提高施工精度與增進水上及水下施工之緊急應變作為,得到評審委員之肯定,榮獲行政院公共工程委員會主辦之第十二屆公共工程金質獎優等之殊榮。

正在進行中的「曾文水庫永久河道放水道改建防淤設施工程」,亦榮獲經濟部102 年度「公共工程品質優質獎」『第一名』及榮獲行政院勞委會102 年「優良公共工程獎」『金安獎』之至高榮耀外,更榮獲「工程會金質獎」之『特優殊榮』之肯定!為既有水庫改建,具節省工程經費,並為水庫活化延壽開創新局,作為後續水庫防淤改建的成功典範。



6、曾文發電廠

曾文發電廠位於曾文水庫大壩旁,為臺灣南部唯一的大型水力發電廠。於1967 年10 月開工,1973 年7 月完成商業運轉,裝機容量50,000,年計畫發電量22,000 萬度。這座建築於大壩下方隧道內400 公尺處的地下發電廠,係利用曾文水庫放水至烏山頭水庫之水頭落差,開發為水力發電廠。當發電滿載時,每小時可發50,000 度的電。電廠所利用的水頭(即水柱高度)最高達120 公尺,若在曾文水庫最低水位時,可達66 公尺,用水量每秒鐘56 噸。曾文水力發電廠發電機所輸出的電壓為13,800 伏特,經過變壓器將電壓升高至69,000 伏特,再經幾個高壓開關,由電線輸送至白河、隆田變電所,併入台電公司的供電系統。曾文水力發電廠發電所放之尾水,又放流回到曾文溪,在東口導水堰的引導下,流經烏山嶺隧道,於西口天井灌入烏山頭水庫,供應大臺南及嘉義部分地區民生及工業、農田灌溉用水。從前烏山頭水庫每年調節水量約為4 億公噸,自曾文水庫完成後約增加為87,000萬公噸。



7、東口導水堰

東口導水堰為烏山頭水庫自曾文溪取水之進水口,為一水源重地,遊客禁止進入。建造於曾文水庫大壩下游約6 公里的這座混擬土重力堰,位於烏山頭水庫東口進水口下游約40 公尺處,橫跨曾文溪,擷取曾文水庫發電後的尾水,導入東口隧道流入烏山頭水庫串聯運用。隧道全長近3,078 公尺,工程結構含括截水牆66 公尺,溢流堰128 公尺,排砂道26.8 公尺,總長度220.8 公尺,全部為鋼筋混擬土構造,並構築於岩盤上。東口導水堰設計洪水量為每秒6,000 立方公尺,為經水庫調節後,可安全通過下游河床的流量。



8、溢洪道

溢洪道位於曾文水庫大壩之右端,係採用閘門控制三階陡槽跳戽消能明渠式結構,主要分為引水渠、閘門、洩槽、消能設施及附屬結構物。溢洪道之總長度為458公尺,寬度為45 公尺,閘門採3 座弧形鋼門,每座高20.5 公尺,寬15 公尺,溢洪道之設計溢流量為每秒9,470 立方公尺。溢洪水跳戽後落於消能池(落水池),經東口導水堰溢流,沿曾文溪出海。

9.永久河道放水道

與發電隧道皆位於取水斜塔內部,其功能著重於,當大壩安全受到危害時,提供緊急放水之管道,目的在枯水期可於一個月內放空庫水,如在雨季亦可兩個月內放空,進水口標高154 公尺。



10.發電隧道

與永久河道放水道皆位於取水斜塔內部,其功能著重在利用曾文水庫放水至烏山頭水庫之水頭落差發電,進水口標高165公尺。


資料來源: 經濟部水利署南區水資源局

(二) 水庫目標功能

1、灌溉

嘉南平原是臺灣重要的穀倉,嘉南地區以往的灌溉水源來自烏山頭水庫的供應,礙於蓄水容量的限制,灌溉水量往往不是很充足,在曾文水庫建造完成後,與烏山頭水庫串聯運作,使嘉南地區有足夠的灌溉水源,可供使用。曾文水庫灌溉區域主要位於北港溪以南、二仁溪以北的嘉南地區,灌溉農田66,634 公頃,灌溉用水量約為5 億3,000 萬立方公尺,供應嘉南地區一、二期水稻及春冬季甘蔗雜作。曾文水庫的灌溉效益,對嘉南平原農業具有重大的影響,原三年一作的耕地,大多變為三年二作的耕地,並且增加近3,000 公頃的新灌概區,有效解決烏山頭水庫灌溉用水不足的問題。



2、給水

早期水源主要用來灌溉農田,近年因經濟發展及民生用水的增加,曾文水庫的給水功能,主要包括民生及工業用水兩大方面。目前公共給水方面乃供應自來水公司潭頂、烏山頭、水上、南玉等水廠,每日供應約43 萬公噸的水量;工業用水方面,則提供成功、隆田等酒廠、台糖新營副產加工廠、南靖糖廠等11 家公民營機關的用水,年平均1,500 餘萬公噸,帶給下游人民不虞匱乏的用水,並促進工業發展。

曾文水庫共計每月供應大臺南地區、嘉義地區公共給水1,000 萬噸,並每月供應善化啤酒廠等12 家工廠工業用水計225 萬噸。目前民生用水年基準量為1.2 億立方公尺,工業用水約27 億立方公尺。

嘉義地區現況每日民生、工業用水合計約需23 萬噸,主要由仁義潭水庫、蘭潭水庫供應,曾文—烏山頭水庫供應約23%萬頓。如水源短缺,尚可經由曾文—烏山頭水庫系統北幹線供給原水,以及烏山頭給水廠經由義竹加壓站供給清水支援。

臺南地區現況每日民生、工業用水合計約需87.08 萬噸,分由曾文—烏山頭水庫、南化水庫供應。平日供水量約佔40%。水源短缺時或原水濁度過高時,可由曾文—烏山頭水庫及南化水庫系統互相支援用水,彈性調度。

大高雄地區現況每日民生、工業用水合計約需164.54 萬噸,分由高屏堰、鳳山水庫、地下水及南化清水系統供應。颱風期間原水濁度過高時,可由南化水庫系統支援用水,此時曾文—烏山頭水庫可支援南化水庫部分地區用水,減輕供水壓力。



3、發電

曾文發電廠的裝機容量為50,000 千瓦,年計畫發電量22,000 萬度,對能源開發意義甚大。其主要係利用曾文水庫放水至烏山頭水庫之水頭落差,進行水力發電,推動綠色能源,樹立民營發電廠參與國家經濟建設之里程碑。經曾文發電廠發電過所放之尾水,又放流回到曾文溪,在東口導水堰引導,流經烏山嶺隧道,於西口天井漩渦,灌入烏山頭水庫,供應大臺南及嘉義部分地區民生及工業、農田灌溉用水。資料




資料來源:經濟部水利署南區水資源局 2011 南部區域民國120 年常態水源供需調度示意圖(自來水系統)

4、防洪

臺灣地區高山林立、雨量充沛、河川密佈,然降雨時空分布不均,容易引發洪水及土石流等災害。曾文水庫是臺灣南部地區防洪水庫的代表之一,曾文水庫的防洪功能,主要是在颱風或豪雨期間攔蓄洪水、調節洩洪,以減輕曾文溪下游水患。其中溢洪道,具有攔蓄及延滯減低洪峰的功能,減洪效果約達五成。曾文水庫防洪能力,以曾文溪下游堤防能通過每秒8,200 立方公尺之洪峰量為例,經水庫滯洪後將可減低洩洪量至每秒6,000 立方公尺。



5、觀光

曾文水庫為臺灣第一大水庫,水域面積廣闊,湖面碧綠縹緲、煙波浩瀚、景緻秀麗壯闊。水庫四周青山環繞、林木蒼翠,孕育豐富的自然與人文生態景觀,並以「曾水煙波」入列南瀛十勝地景之一。曾文水庫風景區每年入區遊客約可達30 萬人次。區內設有東口野營遊憩區、曾文之眼遊客中心、大壩景觀區、觀景樓、溪畔遊樂區、環湖步道、好漢坡健行步道等多元遊憩景點。水庫鄰近周邊及其集水區範圍,更擁有許多自然與人文生態觀光資源。



6、環境教育

曾文水庫為臺灣最大的水庫,肩負臺灣南部地區穩定供水之責,多年以來累積相當豐富之生態調查、監測及評估之相關研究,結合生態保育進行水庫運作與管理。

曾文水庫於2012 年8 月業經行政院環保署認證通過為「環境教育設施場所」,成為推廣水資源環境教育之重要基地。

曾文水庫於民國2013 年已邁入經營管理40 年,在發展環境教育之際,考量結合歷年生態保育研究資料內涵與環境教育概念,經濟部水利署南區水資源局持續深化環境教育內涵。