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梅雨挹注水庫解渴 揭開水利署計算入庫水量法寶

2021-06-14 11:00中央社 記者曾智怡台北14日電

台灣遭逢百年來最嚴峻旱象,近期梅雨報到,水庫進帳多寡成全民焦點。在數據工具輔佐下,只要「一指神功」就能計算水庫入流、出流量;數位化背後,是層層知識與經驗值的堆疊。

目前,各地水庫管理中心多以數化方式自動更新數據,即時監控水庫入流、出流狀況;不像以往電腦尚未發達時,需仰賴水利人員目測水位、手動計算。

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新竹寶山第二水庫管理中心主任林政志表示,要梳理水庫進帳計算方式,得先從「水文學」開始了解,但這項專業相對冷門,不僅大學並無專門科系,水利公職考試也主要招聘土木工程相關科系,並未另外分支出「水文學」專業。

他指出,現在應只有少數水利師傅經歷過手算時期,畢竟一切數位化之後,「各種面積、計算曲線都已經在電腦裡建置好,只要把水位輸入進去,答案就出來,不再需要人工換算」。

進一步探討水庫入流、出流量的計算原理,林政志表示,計算方式因水庫型態而異,例如寶二是一個離槽水庫,它並非蓋在取水河川之上,所以需要仰賴攔河堰,攔下他處的水源,也就是透過「上坪堰」將溪水引至水庫裡。

從上坪堰取水後,水會先經過沉砂池,接著進入「巴歇爾水槽」,寶二水庫便是透過這個「機關」,進行入流量的計算。

他表示,巴歇爾水槽是國際通用的量水設施,每個水位高度都有體積資訊可對照參考,體積即是流量的意思,「所以我只要知道水位,就可以對應出入流量」,至於水位多少,讀取巴歇爾水槽上的水尺數值即可。

那麼水庫實際蓄水量又該如何計算?林政志指出,計算原理和巴歇爾相似,比如寶二的滿水位是150公尺,那150這個數字,應該等於多少庫容,這些資料本身就有了,所以只要在電腦上輸入水位,就可得出蓄水量,不像以前還要手動查表。

近期梅雨挹注水庫有成,可見水利署即時更新各水庫進帳量,並估算降雨效益,以此作為抗旱計畫的重要戰略參考。

林政志表示,不同於水庫入流量和實際蓄水量,只要簡單輸入水位就能算出,降雨效益則非常仰賴歷史水情資料,並透過水文學「合理化公式CIA」交叉估算而成。

他解釋,合理化公式CIA中的I代表降雨強度,也就是降雨量毫米數;A為集水面積,單位是平方公里;C則稱作逕流係數。

林政志指出,其實面積和雨量數字都很明確,最大變數在於逕流係數,它並非一個固定值,而是會隨著不同降雨狀況,進行滾動調整,例如:這一波雨勢是短時間大量挹注,還是分批降下,或是降雨前已乾旱多久,通通都在考量範圍。

以近期梅雨挹注為例,C值不斷上修,因為梅雨初期地表乾旱嚴重,雨量都先被吸收掉,所以C值很低,如果長時間降雨,地表已經吸飽水,那雨就可以流入水庫;換言之,C值會不斷改變。

他進一步指出,由於寶二是離槽水庫,有取水量上限,最高取水量為每秒20立方公尺,「所以如果同時間降雨太多,例如每秒達到100,我最多還是只能取20,剩下的80就要割捨,這就是變數」。

林政志表示,離槽水庫多會希望降雨時間能平均且拉長,如此一來,才能產生較多實質挹注,「否則同時間來太多,我吃不下,那就會浪費掉了」。

事實上,由於每個水庫特性不一,降雨效益的估算非常複雜,並無通則可言,只能透過參考歷史數據、氣候狀況等進行估算,可謂「非常吃經驗」的一門專業。

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