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規劃成果回顧

經濟部水利署

水利規劃試驗所

Water Resources Planning Institute, Water Resources Agency, Ministry of Economic Affairs
水利規劃試驗所
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基隆河員山子分洪規劃

計畫背景及緣由

基隆河為淡水河水系一大支流。流域面積490.77平方公里,平地面積約佔57.55%,兩岸土地大都已開發,幹流長度86.4公里,流域概況如圖1。

基隆河南湖大橋以上河段,河流蜿蜒於山谷間,河道兩旁均屬河谷地形,平地面積狹窄地勢低窪,因其鄰近台北都會區,致兩岸土地高度開發利用,造成嚴重與水爭地現象,且由於地理位置與地形影響,流域山區形成兩大降雨中心,一為上游火燒寮山區,一為下游陽明山區,每遇颱風極易產生暴雨,導致山洪暴發,引起低窪地區遭洪水淹沒形成災害,其中尤以汐止、五堵地區最為嚴重。

基隆河歷年發生較嚴重之洪災包括民國76年10月發生之琳恩颱風,其洪水淹沒區域約916公頃,淹沒範圍包括台北市之松山、內湖、南港及中山等區,新北市之平溪、瑞芳、汐止等區及基隆市之暖暖、七堵區,造成21人死亡;民國86年8月發生之溫妮颱風,則因山洪導致坡地滑動,汐止林肯大郡因而倒塌,造成28人死亡;民國89年10月象神颱風,洪水淹沒區域約465公頃,淹沒範圍包括台北市之內湖、南港等區,新北市之瑞芳、汐止等區及基隆市之暖暖、七堵區,造成59人死亡,淹水戶數約10,000戶,淹水情形如圖2;民國90年9月納莉颱風則為基隆河歷年發生最嚴重之洪災,淹沒範圍包括台北市之松山、內湖、南港、信義及中山等區,新北市之平溪、瑞芳、汐止等區及基隆市之暖暖、六堵、七堵區,除造成104人死亡,約20,000戶淹水。

民國89年11月經濟部水利署研提加速優先推動「員山子分洪工程計畫」,期以分洪方式減少下游洪水量降低中下游之洪患風險,惟單獨實施員山子分洪並無法達到治理基本計畫重現期200年洪峰流量保護程度,爰此,經濟部水利署水利規劃試驗所(以下簡稱本所)研提「基隆河整體治理計畫」。於民國90年5月行政院核定後實施。

基隆河流域圖

圖1 基隆河流域圖

89年象神颱風淹水情形

圖2 基隆河象神颱風淹水情形圖

計畫發展大事紀要

87年10月13日 瑞伯、芭比絲颱風造成汐止、五堵地區嚴重水患,前經濟部水利處指示本所著手進行「基隆河員山子分洪計畫可行性檢討」。
89年10月31日 象神颱風,洪水淹沒區域約465公頃,淹沒範圍包括臺北市之文山、內湖、南港等區,臺北縣之瑞芳、汐止等鄉鎮及基隆市之暖暖、七堵區,造成59人死亡。解決基隆河沿岸淹水問題刻不容緩,加速員山子分洪工程推動。
89年11月1日 經濟部林部長義夫視察淡水河防洪指揮中心,指示儘速推動基隆河治理整體計畫,及早完成基隆河員山子分洪工程,減少汐止地區水患。
89年12月20日 經濟部水資源審議委員會第20次委員會議,有關基隆河員山子分洪工程計畫,遵照委員意見修正後陳報行政院。
90年5月11日 行政院核定同意辦理基隆河整體治理計畫─員山子分洪工程計畫,執行經費計約60億元。
90年9月16日 納莉颱風為基隆河歷年發生最嚴重之洪災,淹沒範圍包括臺北市之松山、內湖、南港、信義及中山等區,臺北縣之平溪、瑞芳、汐止等鄉鎮及基隆市之暖暖、六堵、七堵區,除造成104人死亡,另造成土地流失、農作物損失、房屋損失、財產損失、公共工程損失等,加速基隆河整體治理計畫推動。
90年12月31日 基隆河員山子分洪工程計畫環境影響評估於環保署審查有條件通過。
91年6月24日 基隆河員山子分洪工程於91年6月24日假臺北縣瑞芳鎮瑞柑新村舉行開工典禮,由經濟部林部長義夫主持,行政院游院長錫堃蒞臨指導。
92年12月1日 員山子分洪隧道貫通:
92年12月1日基隆河員山子分洪隧道貫通典禮恭請陳總統水扁及游院長錫堃主持按鈕貫通儀式。
93年9月11日 第1次啟動基隆河員山子分洪。
94年8月27日 基隆河員山子分洪工程全面完工:
基隆河員山子分洪工程係以「統包」方式發包,自91年6月5日開工後,因用地取得、施工變更、追加環境景觀工程及911水災、納坦颱風與南瑪都颱風三次通水影響,以及94年海棠、馬莎、泰利颱風等因素,全部工程於94年7月竣工。

規劃經過與成果

對於基隆河治理有其迫切性,前臺灣省水利局最早於民國52年提出基隆河員山子分洪構想,民國59年經濟部水資源統一規劃委員會曾討論此案,由於臺北防洪計畫當時係以治理淡水河為目標,且基隆河兩岸開發程度不大,因此小集水區之分洪效果甚微,故未予採行,當時初步分洪路線如圖3。

民國77年前臺灣省水利局水利規劃總隊(本所前身)於基隆河治理規劃檢討報告中,又曾對員山子分洪方案進行勘查研究,經初步踏勘分析後尚屬可行,但需進一步規劃研究其可行性。遂於民國78年完成「基隆河員山子分洪規劃研究報告」,進行二項因素之調查,一為分洪計畫對環境之影響,一為地質條件對工程計畫之影響。其結論有三點:

  1. 員山子分洪計畫對降低基隆河於分洪堰以下河段有相當助益,但若暴雨量集中於分洪堰下游,則無法達到本計畫預計分洪效果。
  2. 乙案隧道可能遭遇地下水、瓦斯突出、甲烷、其他氣體及自燃與煤坑聚水體被鑿穿產生之高水壓,故在地質條件方面甲案優於乙案。
  3. 甲、乙兩案在地質及環境影響問題上均有相當之影響,如以整體環境影響條件來說,乙案優於甲案,故在評估兩條分洪路線後,建議採用對環境影響較輕微之乙案,即現階段進行基本設計之方案,分洪路線規劃如圖4。

民國87年10月瑞伯、芭比絲颱風造成汐止、五堵地區嚴重水患,因此行政院於2603次院會指示水利署辦理「基隆河治理工程初期實施計畫」,期先達成重現期距10年洪峰流量之保護措施。另為期有效解決基隆河水患問題,指示經濟部統合各權責單位辦理「基隆河整體治理計畫規劃工作」,以完成相同於大臺北地區防洪計畫基隆河治理基本計畫200年發生一次洪峰流量之保護程度。緣此前經濟部水利處指示本所著手進行「基隆河員山子分洪計畫可行性檢討」,工作內容包括地表地質研究、環境影響調查及地質補充探查,由本所大地試驗及河川規劃課分別辦理並於民國89年完成專題報告。當時所提方案仍維持民國78年分洪800cms,分洪隧道直徑10公尺,而分洪路線則建議以分洪至東海。

經濟部水利署乃於民國89年4月完成「基隆河整體治理規劃總報告(草案)」(經濟部,2000)呈報行政院,行政院於民國89年6月12日函復經濟部,指示第(三)項:就成本效益觀點而言,宜考慮優先推動員山子分洪工程之可行性。另為減輕政府財政負擔,本方案應一併進行員山子分洪工程搭配洪災保險之替代方案詳細評估。本所於民國90年提出基隆河整體治理計畫規劃工作-員山子分洪可行性規劃報告,洪災保險於當時係針對易淹水區域進行保險,有違反大數原則,經評估無保險公司承作,故仍以員山子分洪工程為主,下游再搭基隆河整體治理計畫相關防洪、排水設施整建及集水區保育相關措施,以解決基隆河水患問題。

水利署依行政程序報院,基隆河員山子分洪工程計畫於民國90年5月奉行政院核定,為加速計畫推動本所於民國90年起遂進行分洪工程基本設計及環境影響評估,分別委託聯合大地工程顧問有限公司及中興工程顧問有限公司辦理。另為求有較準確地形資料,本所同時辦理入口地形及河道地形補充測量(1/1,000),作為後續基本設計及方案評估重要基本資料。於民國90年當時水文分析之200年重現期距洪水量於員山子處達1,620cms較公告治理基本計畫1,090cms高出甚多,經由水利處(水利署前身)黃處長金山主持員山子分洪工程設計原則會議指示,員山子分洪朝非人為控制方式處理,另為減輕基隆河下游洪水量應將上游水量盡可能由隧道排出。故由原來規劃隧道直徑10公尺增加為12公尺。設計分洪量由原來規劃800cms調整為1,310cms;放流至基隆河下游流量由原基本設計110cms因排砂道設置提高至310cms,分洪隧道基本設計路線如圖5。於辦理基本設計期間各項工程設計在水利署設計原則條件下,由本所邀集專家學者討論,並由當時謝所長勝彥作方案之決定,而本所河川規劃課主辦及協辦同仁負責數值模擬以評估所提方案功能確認。基本設計完成後遂交由本所水工試驗課辦理功能試驗確認。基隆河員山子分洪工程計畫環境影響評估於民國90年12月奉環保署審查有條件通過,後續則由水利署依據本所完成之基本設計及相關發包文件辦理統包。統包期間廠商須進行細部設計,細部設計階段有關分洪工程功能之試驗仍由本所水工試驗課辦理,並對細設提出建議,供廠商修正參考。目前本所試驗場區仍保留員山子分洪工程試驗全模型供國內外專家學者來訪時參觀。

基隆河整體治理計畫之初期,實施治理計畫已於民國91年3月底完成,完工後僅能防範10年重現期之洪峰流量,在兩岸已高度開發、河槽受限、容洪空間有限下,乃研議各種可能方案,以減輕基隆河洪患。基隆河整體治理計畫係在員山子分洪工程推動前提下,進行相關整治對策,本所辦理基隆河整體治理計畫於民國91年4月奉行政院核定,為解決基隆河水患問題計畫方向及方案概分為防洪或蓄洪、分洪、疏洪、滯洪、支流截流及河道疏浚等工程措施,在非工程措施方面,包括低窪地區洪災保險、易淹水區土地使用規劃、洪氾區管制及劃設等,辦理期間動員本所所有業務課辦理相關規劃,如灌溉排水規劃課辦理基隆河整體治理計畫-支流排水配合工程計畫規劃、水資源規劃課辦理基隆河整體治理計畫規劃工作-防洪水庫研究檢討專題報告、大地試驗課配合辦理員山子分洪工程地質補充調查、水工試驗課辦理員山子分洪工程水工模型試驗、河川規劃課辦理基隆河整體治理計畫外,配合相關方案辦理基隆河流域支流野溪建構滯洪設施可行性評估、基隆河整體治理計畫-疏洪及滯洪計畫規劃評估、基隆河整體治理計畫–滯洪建置計畫規劃評估、基隆河左右岸支流截流分洪計畫、基隆河整體治理計畫規劃工作非工程防洪檢討-淹水區土地使用規劃研討專題報告、基隆河汐止、五堵地區洪災保險制度建立可行性研究等,以求較為可行且經濟效益較高方案,減輕基隆河洪患。經評估基隆河員山子分洪工程施作最具經濟效益,其對減少基隆河下游洪峰流量、降低兩岸堤防高度及有效減輕下游洪患皆有正面具體效果,並減少整體治理工程費,且間接促進地方繁榮(基隆河員山子分洪施工前後,如照片1、2)。

有關基隆河員山子分洪工程相關規劃成果報告及主協辦人員如表1。

民國59年臺北地區防洪計畫規劃分洪路線圖

圖3 民國59年臺北地區防洪計畫規劃分洪路線圖

員山子分洪路線

圖4 民國78年基隆河員山子分洪規劃研究甲、乙案路線圖

民國91年工程基本設計

圖5 民國91年工程基本設計分洪路線圖

基隆河員山子分洪施工前照片

照片1 基隆河員山子分洪施工前照片

基隆河員山子分洪完工後照片

照片2 基隆河員山子分洪完工後照片

表1 相關規劃成果報告及主協辦人員
報告名稱 出版年月 主、協辦人員
基隆河治理規劃檢討報告」 77.7 葉工程司蒼明:分洪工程深澳油港設施評估。
楊豐榮:分洪工程結構設計。
吳德雄:海洋生態資料蒐集研究。
田巧玲:員山子分洪水艾分析研究。
李龍:基隆河沿岸排水調查。
賈琮:基隆河洪水量分析。
陳玉鏡:基隆河治理規劃檢討報告編撰。
基隆河整體治理計畫規劃-員山子分洪可行性檢討 89.12 主辦人員: 梁政聰
協辦人員: 謝錦志
基隆河員山子分洪工程計畫-外業補充測量調查 90.12 主辦人員: 陳春宏、蘇清雲
協辦人員: 徐福壽、趙明碧
基隆河員山子分洪工程計畫-基隆河員山子分洪環境影響說明評估 91.12 主辦人員:陳春宏、洪信彰
協辦人員:梁政聰
基隆河員山子分洪水工模型試驗 91.10~92.2 主辦人員:林明正
協辦人員:張家榮
基隆河治理規劃檢討(員山子分洪入口至侯硐介壽橋段) 93.5 主辦人員: 陳春宏
協辦人員: 洪信彰
基隆河治理基本計畫(員山子分洪入口至侯硐介壽橋段)第一次修訂) 93.7 主辦人員: 陳春宏
協辦人員: 洪信彰、邊孝倫、郭德嫺
基隆河治理規劃檢討-水文分析報告」 93.8 主辦人員: 陳春宏
協辦人員: 洪信彰、邊孝倫
基隆河員山子分洪細部設計水工模型試驗報告 94.05 主辦人員:林明正
協辦人員:張家榮

規劃定案圖說與數據

  1. 水文

    表2 最大三日暴雨各年次分析比較表(單位:mm)
    控制點 分析年次 200年(單位mm) 採用暴雨量
    關渡 59年 740 771
    77年 771
    90年 780
    中山橋 59年 700 697
    77年 697
    90年 712
    五堵 59年 680 773
    77年 773
    90年 812
    員山子 59年 750 815
    77年 815
    90年 855
    註:
    1. 民國59年分析成果係採民國元年至58年三日暴雨量資料分析,摘自經濟部水資會「台北地區防洪計畫檢討報告」附錄。
    2. 民國77年分析成果係採民國元年至76年三日暴雨量資料分析,摘自台灣省水利局民國77年之「基隆河治理規劃檢討報告」。
    3. 民國90年分析成果係「基隆河員山子分洪計畫」基本設計及環境影響說明書之採用值。
    表3 洪峰流量各年次分析比較表
    控制點 集水面積km2 分析年次 200年(單位mm) 採用洪峰流量
    關渡 485.41 59年 4000 4,180
    77年 4180
    89年 5200
    中山橋 381.92 59年 3200 3,170
    77年 3170
    89年 3950
    五堵 180.66 59年 2300 2,630
    77年 2630
    89年 2730
    員山子 89.94 59年 1000 1,090
    77年 1090
    89年 1620
    註:
    1. 民國59年分析成果係摘自經濟部水資會「台北地區防洪計畫檢討報告」附錄。
    2. 民國77年分析,摘自台灣省水利局民國77年之「基隆河治理規劃檢討報告」。
    3. 民國89年分析成果係「基隆河員山子分洪計畫」基本設計及環境影響說明書之採用值。
  2. 設計原則

    員山子分洪結構之設計原則上採無人操作,自然分洪為原則,然為方便清除沉砂池淤積之泥砂及減少分洪之排放次數,於沉砂池靠近基隆河下游側設置兩門排砂道,平時開啟,當水位達63m時關閉,使水位低於63m時水流仍維持原河道通洪。

    考量隧道安全及儘可能之最大分洪量,乃採用12m直徑之隧道,為求減少攔河堰下游之洪水量,採用分洪量1,310cms,下游河段最大放流量為310cms。圖6為員山子分洪整體工程相關位置圖。

  3. 結構佈置

    分洪工程分為攔河堰及分洪堰上游結構、進水結構、排洪隧道及出水結構等4項子結構;以平面空間及整體隧道縱坡考量,則以上游的進水結構最為關鍵,因分洪量必須能順利進入隧道,故佈置工作以確定進水結構之可行性為首要考量,其他結構則配合進水結構佈置以達到分洪的功能。分洪工程分為攔河堰及分洪堰上游結構、進水結構、排洪隧道及出水結構等4項子結構;以平面空間及整體隧道縱坡考量,則以上游的進水結構最為關鍵,因分洪量必須能順利進入隧道,故佈置工作以確定進水結構之可行性為首要考量,其他結構則配合進水結構佈置以達到分洪的功能。

    表4 分洪工程子結構
    結構名稱 項目 數據 長度(m) 坡度 備註
    攔河堰及分洪堰上游結構 攔河堰 堰頂高程EL.68m
    寬度30m
    潛孔兩處9m(W)×2.5m(H)
        詳見圖7
    排砂道 寬度20m
    排砂道兩處6m(W)×3m(H)
       
    進水結構 分洪堰 圓弧型設計,
    弧長80m、高3m
        詳見圖8
    束縮段 圓弧段以交角束縮 100 0.10
    矩形段15m(W)×12m(H) 20 0.10
    漸變段 由矩形15m(W)×12m(H)
    漸變為直徑12m圓形隧道
    30 0.10
    排洪隧道 分洪隧道 直徑12m(/D=0.7) 2700    
    出水結構 漸變段 由直徑12m圓形漸變為矩形12m(W)×12m(H) 10 0.01 詳見圖9
    矩形12m(W)×12m(H)漸變為25m(W)×12m(H) 53 0.01
    員山子分洪整體工程相關位置圖

    圖6 員山子分洪整體工程相關位置圖

    攔河堰及分洪堰上游結構佈置圖

    圖7 攔河堰及分洪堰上游結構佈置圖

    進水結構佈置圖

    圖8 進水結構佈置圖

    消能池佈置圖

    圖9 消能池佈置圖

員山子分洪成效檢討

依據基隆河公告治理基本計畫之200年重現期洪水量下,員山子分洪前後各河段洪水量如圖10,由圖中顯示基隆河於員山子分洪處減洪為800cms,至南湖大橋處減洪為570cms,而員山子分洪後各河段水位下降如表5,計畫洪水位平均降低約1.1公尺。

若依據員山子分洪工程基本設計之標準,員山子分洪前後各河段洪水量如圖11,由圖中顯示基隆河於員山子分洪處減洪為1,310cms,至南湖大橋處減洪為700cms,員山子分洪後各河段水位平均降低約1.5公尺。

基隆河整體治理計畫之初期實施治理計畫已於民國91年3月底完成,完工後僅能防範10年重現期之洪峰流量,員山子分洪施作後並無法達到原公告治理基本計畫重現期200年洪峰流量保護程度,故「基隆河整體治理計畫」係配合員山子分洪工程施作,採用工程及非工程措施以達到減輕洪害的目標。員山子分洪工程可降低基隆河沿岸堤防興建高度、減少基隆河整體治理計畫沿岸防洪工程經費及減少淹水面積,由於堤防高度降低,工程施作後對於基隆河兩岸區民視覺衝擊影響也較小。

員山子分洪設施自93年非正式啟用至104年底,共發生33次分洪事件,平均每年分洪2.8次,該33場分洪事件分洪量如表6所示,總分洪體積達1.8億立方公尺。員山子分洪工程及基隆河整體治理計畫(前期計畫)完成後,經過數次颱風豪雨考驗,尚無重大淹水事件發生。

基隆河分洪前、後各河段河道計畫流量分配

圖10 基隆河分洪前、後各河段河道計畫流量分配

基隆河員山子設計流量下分洪前、後各河段河道計畫流量分配圖

( )內為分洪前之計畫流量 單位cms
圖11 基隆河員山子設計流量下分洪前、後各河段河道計畫流量分配圖

表5 員山子分洪後各河段水位平均下降表
橋名(斷面編號) 計畫分洪後減計畫分洪前
水位下降範圍(m) 水位平均值(m)
中山橋~南湖大 (16~43.1) -0.21 ~ -0.76 -0.49
南湖大橋~交流道橋 (43 ~ 556.8) -0.74 ~ -1.22 -0.96
交流道橋~中山高架橋 (556.8 ~ 73.2) -1.22 ~ -1.59 -1.54
中山高架橋~五堵橋 (73.2 ~ 80) -1.59 ~ -1.97 -1.8
五堵橋~崇智橋 (80 ~ 92) -1.87 ~ -2.04 -2.03
崇智橋~暖江橋 (92 ~ 98.3) -1.69 ~ -2.23 -2.18
暖江橋~慶安橋 (98.3 ~ 108.2) -1.40 ~ -1.81 -1.84
慶安橋~瑞芳橋 (108.2 ~ 120.2) -0.88 ~ -1.65 -1.37
瑞芳橋~鐵路橋 (120.2 ~ 125.4) -0.91 ~ -2.19 -1.38
註:負號表水位下降
表6 基隆河員山子分洪歷年分洪量
年度 颱風名稱 分洪時間 分洪時數(hr) 最大分洪(cms) 分洪量(m3)
93 0911豪雨 09/11 09:30 ~ 09/11 13:30 4.00 200 966,000
1025納坦 10/25 10:35 ~ 10/25 18:00 7.00 600 4,417,800
1203南瑪都 12/03 17:35 ~ 12/04 12:00 19.00 450 7,394,400
94 0718海棠 07/18 08:00 ~ 07/19 05:00 21.00 211 3,290,400
0804馬莎 08/05 02:40 ~ 08/05 23:30 18.00 78 2,287,422
0831泰利 08/31 22:00 ~ 09/02 04:30 31.00 382 13,619,700
1001龍王 10/02 06:50 ~ 10/02 11:00 4.00 115 537,900
95 0910豪雨 09/10 16:20 ~ 09/11 02:20 10.00 140 2,122,200
96 0615豪雨 06/15 16:30 ~ 06/15 18:00 1.50 35 96,000
0918韋帕 09/18 10:20 ~ 09/18 22:50 12.50 76 1,051,200
1006柯羅莎 10/06 09:20 ~ 10/07 06:50 21.50 636 16,133,400
1126 豪雨 11/26 21:20 ~ 11/27 22:20 25.00 91 2,501,400
97 0728 鳳凰 07/28 11:10 ~ 07/28 17:40 6.50 75 974,400
0912 辛樂克 09/13 12:10 ~ 09/15 14:00 50.00 247 10,651,800
0927 薔蜜 09/27 08:10 ~ 09/29 13:40 24.50 351 9,034,800
98 0929 豪雨 09/29 03:30 ~ 09/29 08:50 5.30 294 1,687,800
1004 芭瑪 10/05 13:50 ~ 10/06 03:00 13.00 94 1,888,200
1023 盧碧 10/23 10:20 ~ 10/23 16:40 6.30 168 1,286,400
99 0923 豪雨 09/23 23:00 ~ 09/24 10:30 11.50 134 1,890,600
1021 梅姬 10/21 01:50 ~ 10/22 23:30 41.00 455 17,915,400
100 0930 豪雨 10/03 09:23 ~ 10/04 05:16 20.00 130 3,916,800
1101 豪雨 11/01 18:50 ~ 11/01 22:30 3.50 67 322,200
101 0610 豪雨 06/12 07:40 ~ 06/12 17:30 10.00 340 6,880,000
0801 蘇拉 08/01 20:10 ~ 08/02 18:50 20.00 773 18,790,000
102 0713 蘇力 07/13 05:40 ~ 07/13 11:00 5.52 141 1,200,000
0820 潭美 08/21 17:47 ~ 08/22 00:38 6.85 267 2,330,000
0831 豪雨 08/31 16:05 ~ 09/01 19:25 27.33 316 7,040,000
103 0623 豪雨 06/23 17:16 ~ 06/24 01:30 8.23 673 5,890,000
0723麥德姆 07/23 12:14 ~ 06/23 16:10 3.93 125 600,000
104 0808蘇迪勒 08/08 04:41 ~ 08/09 02:56 22.25 730 14,350,000
0823豪雨 08/23 19:37 ~ 08/24 00:22 4.75 130 790,000
0916豪雨 09/16 09:54 ~ 09/16 14:58 4.07 208 1,440,000
0928杜鵑 09/28 15:46 ~ 09/29 11:50 20.07 932 20,210,000
合計 183,506,222