翡翠水庫操作管理

Taipei Feitsui Reservoir (TFRA) manages the reservoir, to keep raw water “crystal clear”, maintain supply and demand of raw water for the public without shortages and to ensure the safety of the dam is the first priority of TFRA. The operations division serves the purpose of water releasing. The staff in collaboration decides when, and how much water is necessary to be released from the reservoir for water supply, quality, sediment control, and flood control.
The main purpose of the reservoir is to provide a continuous flow of high quality water to the public. The reservoir itself provides water supply for more than 5 million people in Taipei City and designated areas of New Taipei City. So in other words, Feitsui Reservoir continuously supplies more than 220 million cubic meters of raw water annually.
To ensure the safety of the dam, flood control measures are one of the most important tasks for reservoir operations. Typhoons can bring an over excessive amount of water to the reservoir, and over flow the amount of water within the reservoirs designed capacity. TFRA has an obligation to release water from the reservoir during typhoons and heavy storms whenever the reservoirs upper capacity safety limit is exceeded. A hydrological and meteorological collecting data system is emplaced to monitor rainfall of watersheds and water levels in the reservoir. These systems was built by the TFRA in order to ensure précised, synchronized protection of the reservoir itself. Data collecting systems provide information for proper flood control measures in order to ensure dam safety as well as reduce the impact of flooding down streams.
For effective sediment control operations, TFRA built a water quality vertical profiling system to monitor the water quality of the reservoir. Consistent monitoring of data provides vital information that is necessary for adjusting elevation heights for water intake, and to release high turbidity water for the soul purpose of reducing the amount of reservoir deposits and maintaining perfect water quality within the reservoir itself.
In addition, TFRA constructed riparian buffer zones, wetland and soil conservation projects that mitigate sediments are some of the additional measures that TFRA went through in great lengths for their epic battle in watershed management in order to provide high quality continuous water to the designated areas and public. The rest is history!

一、水庫位置

  翡翠水庫位於臺灣北部新店溪支流北勢溪上,距臺北僅30公里,集水區範圍包含新北市坪林區之全部,以及雙溪區、石碇區、新店區之一部份。

二、翡翠水庫大壩主要設施

  翡翠大壩為混凝土拱壩,壩高122.5公尺,壩頂長度510公尺,設置8座溢洪道、3座沖刷道及1座排洪隧道,並設置70百萬瓦的翡翠電廠1座。


翡翠大壩主要設施位置

三、大臺北自來水水源-新店溪供水系統

  大臺北地區500萬人飲用水源97%來自新店溪,而翡翠水庫是新店溪唯一的調控樞紐,是大臺北地區無可替代的水資源命脈及民生穩定、工商經濟繁榮社經發展之關鍵基礎設施。新店溪水資源利用優先取用南勢溪川流水,當其水量不足時則由翡翠水庫放水補充。翡翠水庫放流水經北勢溪河道與南勢溪流量匯流後,經新店溪河道流至直潭壩及青潭堰,再送至直潭、長興與公館淨水場處理後供應大臺北地區使用。


新店溪供水系統圖

  統計近年來(民國94年至107年)由翡翠水庫供應的自來水原水量,平均每年2億1,804萬立方公尺,占臺北自來水事業處取水量24%。


四、翡翠水庫供水區域

(一)翡翠水庫的供水轄區包括臺北市全部及新北市三重(二重疏洪道以東)、新店、永和、中和(員山路以東)、汐止(橫科里等7里)等地區。
(二)透過臺北自來水事業處管網系統可支援台灣自來水公司新北市部分地區用水,目前支援範圍包括淡水、汐止、深坑、泰山、五股、八里、蘆洲、三重(二重疏洪道以西)、中和(員山路以西)、板橋、土城、新莊(高地除外)等地區。
(三)預計到民國108年12月,支援範圍將再新增樹林、鶯歌、三峽、新莊高地。
(四)目前總用水人口約500萬人,108年12月後將達到600萬人,屆時臺北市、新北市用水比例約為47:53。

五、翡翠水庫水文氣象測報系統

(一)無線電水文氣象測報系統

  無線電水文氣象測報系統功能:由於水庫降雨量對水庫操作有很大的影響,因此透過測報系統蒐集集水區降雨量、河川與大壩水位變化,使水庫調蓄運轉操作順利進行,幫助翡管局決定水庫裡的水可以留下有效利用與減少下游洪災,或是適時放流,保障大壩與大家的安全。


水文氣象測報系統架構圖

  系統通訊採無線電傳輸為主、GPRS通訊為輔,計有雨量站6站、水位站5站、直潭山無線電中繼站、綜合氣象站1站等。

(二)翡翠綜合氣象站

  1. 監測儀器:日輻射儀、蒸發皿、風速計、風向計、雨量筒、溫度計、溼度計、氣壓計等8項。
  2. 資料處理模組:8項氣象監測資料透過資料處理模組以有線方式將資料傳送至運轉中心資料庫儲存。


翡翠水庫綜合氣象站儀器架構圖

(三)翡翠水庫集水區降雨分佈

  翡翠水庫集水區的降雨,主要分佈在7至10月的颱風季,約佔全年降雨量的46.4%,其次為11、12月的東北季風(27.2%)與梅雨季(16.6%)。


翡翠水庫個月份平均降雨量統計圖

地區

豐枯比

平均降雨量
(毫米)

臺北

68:32

2,405

臺中

77:23

1,773

高雄

90:10

1,885

翡翠水庫

63:37

3,834

翡翠水庫與其他地區降雨豐枯特性統計表

六、水庫的操作運轉

(一)蓄豐濟枯

  為了防範缺水及調節颱風洪水避免下游災害,遂量身訂做了一套非常重要的水庫運轉準則,這就是運用規線。運用規線的規則如下:

  1. 翡翠水庫操作運轉會將水位保持在上限與中限之間,除可充分供應用水外,亦可兼顧防洪減災功能,平時供水同時亦會附帶發電,以有效利用水資源。
  2. 若水位低於中限,雖仍可充分供應用水,但必須預防未來可能會枯旱缺水,所以大家必須節約用水。
  3. 當水位低於下限時,表示此時蓄水量不足,這時候得靠夜間減壓來幫助大家撐過缺水難關。
  4. 當水位低於嚴重下限時,表示蓄水量已嚴重不足,則需要大家共體時艱,分區輪流供水,並祈求老天爺幫忙了,早點下雨。


翡翠水庫運用規線與歷年平均水位

(二)防洪減災:

  水庫在颱風來臨前以增加發電放水的方式調節水位增加滯洪容量,在颱風中則持續以洪水模擬進行演算分析,擬定最佳放水策略,並以放水量不大於進流量為原則,達最大洪峰削減率。
以104年蘇迪勒颱風為例:

  1. 颱風前以增加發電放水調節水位增加滯洪容量,颱風來臨前水庫水位約158公尺,颱風前預留1億500萬噸蓄洪容量。
  2. 颱風中持續以洪水模擬進行演算分析,擬定最佳放水策略,並以放水量不大於進流量為原則,達最大洪峰削減率。蘇迪勒颱風的最大入流量為每秒3,869立方公尺,水庫最大的放流量僅每秒316立方公尺,洪峰削減率達91.8%。

水庫溢洪道洩洪紀錄影片

七、水源的污染防治

(一)水域巡邏

  為確保大臺北地區約500萬居民飲用水原水水質及用水安全,本局駐警隊不定期、不定時執行水域巡邏查察任務,強力取締違規釣魚、非法船筏及污染水質事件,並配合執法單位以不定期水、陸聯合巡邏方式加強取締,預防非法行為發生。


本局駐警隊執行水域巡邏查察任務

(二)聯合巡查

  為維護水庫水源水質,每月與新北市政府及經濟部水利署臺北水源特定區管理局等單位進行露營區及養鹿場聯合巡查。


參與「坪林露營區」聯合巡查

(三)水庫漂流木清除

  颱風過境造成水庫上游漂流物流入水域,為有效防止水質污染及延長水庫使用壽命,辦理漂流木清理打撈工作。


漂流木打撈清除

(四)設置生態場址,減少污染源

  於水庫周邊設置生態場址,藉由物理性機制、水生植物吸收、微生物分解,將溶解性營養物質轉換於植物與高等動物體內,達成水質淨化功能。場址設有生態溼地與緩衝帶等設施,處理降雨非點源污染及地面逕流的截留,將場址周邊之營養物質滯留系統內而降低其至水庫中之流達率,並以較穩定的水量維持水體的自淨能力。


坪林渡南橋生態場址

(五)提升集水區污水下水道處理率

  水源區內的家庭污水(包含廚房、廁所產生及其他生活廢污水)是由新烏地區污水系統(南勢溪)及翡翠水庫上游地區污水系統(北勢溪)分別收集後,再送到污水處理廠處理後排放,所以水源區內居民所產生的廢污水不會直接排入河川或水庫內污染水質。
  本局編列經費協助臺北水源特定區管理局辦理「臺北水源特定區污水下水道未納戶污水處理第二期實施計畫」案,完成後翡翠水庫上游地區污水處理率提昇至71%,大幅減少水庫污染源流入水庫。


水源區家戶生活污水管線(橘色管為家戶污水收集管)

坪林污水處理廠(翡翠水庫上游地區污水系統)

坪林污水處理廠污水處理實景

八、水質監測調查

(一)自動監測系統

  為了掌握翡翠水庫不同高度水質狀況,民國97年翡管局於大壩區水域建置一套「大壩分層水質自動監測系統」,每小時定時進行濁度、溶氧量、酸鹼值、懸浮固體物、導電度、水溫等6項水質監測。


翡翠水庫大壩分層水質自動監測系統

(二)人工採樣檢驗

  翡管局為掌握翡翠水庫水質狀態,維護民眾用水安全,定期每月一次進行水庫水域水質採樣檢驗,並依據環保署公佈之卡爾森優養指數(簡稱CTSI)進行水庫水質優劣評估。近5年(103年至107年)卡爾森優養指數(CTSI)平均值為38.37,屬貧養等級之優良水質。


九、防淤減淤管理

(一)水土保育,確保永續利用

  翠水庫的水土保持工程效能不僅能藉由水土保育的方法加強水庫的涵養能力,減少土石流失,延長水庫使用壽命,更在降低崩坍量的同時減少附著於土石的營養鹽流入量,進而提升水庫的水質。藉由執行水土保持工程,達成水庫永續經營與提供市民優良水質原水施政目標。


以打樁編柵工法於水庫集水區崩塌地進行水土保持工程

(二)植生造林

  樹木的葉子就好比空氣清淨機,可以過濾空氣中的髒污;根就好比是濾水器,可以吸附雜質,淨化水庫水質,也像是一道道的擋土牆,可以抓緊土壤,不讓泥沙沖進水庫。為保護集水區之空氣、水質與土壤,集水區內墾植地歷年共進行復舊造林約1200公頃,並採用臺灣原生樹種以減少疫病之發生及傳染。


於水庫集水區墾植地進行復舊造林

(三)蓄清排渾

  颱風豪雨期間,集水區坡面表土易因降雨逕流沖刷,造成大量泥沙與營養鹽進入水庫,不僅使得水庫水體混濁,其泥沙亦會逐漸沉降增加水庫淤積量,大量營養鹽更會造成藻類繁殖、水庫水質變差,導致水庫優養化。
  依據自動水質監測系統監測結果,配合不同高度的放水設施,可即時排放濁度較高水體,以降低水庫淤沙量與維護水庫良好水質。

(四)翡翠水庫淤積輕微

  目前翡翠水庫淤積尚屬輕微
  翡翠水庫設計當時推估北勢溪年輸沙量113.6萬立方公尺,近5年(103至107年)平均淤積量僅41.8萬立方公尺,低於水庫初期蓄水容量千分之一,顯示翡翠水庫防淤、減淤工作有成,有效延長水庫使用年限。自民國73年6月至107年平均年淤積量為76.9萬立方公尺,累計總淤積量約2,654萬立方公尺,佔翡翠水庫初期總蓄水容量4.06億立方公尺之6.54%,水庫目前蓄水容量仍高達93.46%,淤積尚屬輕微。