頭前溪河口段工程模型試驗計畫(數模)(附1光碟)

一、計畫緣起與目的 頭前溪河口段歷年來變遷頗為顯著，民國94年水利署水利規劃試驗所(以下簡稱水規所)進行頭前溪河口段檢討計畫，係針對河口段水理進行模擬評估；民國95、96年持續探討河口段地形之長、短期變遷及不同工程布置方案下，對河口段所造成之影響；民國97年水規所辦理頭前溪河口段檢討報告，研擬治理基本計畫；民國98年二河局再根據水規所檢討成果，辦理頭前溪河口段工程執行計畫規劃。本計畫工作內容主要係配合水規所執行之物模試驗(99年至100年底)，辦理頭前溪河口段長期穩定數值模擬與治理工程可能改善評估等相關工作，藉由水規所物模試驗搭配本計畫數模之成果，以提供工程執行計畫之修正與參考。 二、數模檢定驗證與敏感度分析 本研究數模雖已利用新竹漁港潮位、河口段歷年地形資料進行檢定驗證，但由於缺乏舊港橋、白地橋與竹港大橋之實測水位資料，因此模式在舊港島左右股流路分流量之推估仍有待物模或後續現場實測資料之獲得，以檢驗其正確性。 波浪與潮位變化之敏感度分析案例中，潮位對河口外之流速、水位變化較有影響，低潮位時，高流速範圍有往外海延伸之趨勢。底床沖淤部分，河口區域之底床沖淤無明顯差異，皆呈現淤積趨勢，僅淤積型態有些許不同。忽略波浪效應之沖淤影響範圍約至南寮漁港，潮位越低時，河口外海沖刷越明顯，若未來物模試驗範圍僅侷限於河口段，波浪與潮汐之影響可能延伸至河口治理計畫區域內。建議水規所物模試驗盡量考慮潮位週期變化之過程，而非採用固定水位進行試驗。 三、水工模型試驗之案例模擬 考慮與水規所物模試驗相同之初始、邊界條件，以98年地形為基礎，不考慮外海波浪、風力、疏濬規劃、舊港島分流工與苦苓腳凹岸丁埧之施做，分析在此簡化之物模條件下，現況河口地形之水理與輸砂特性。 Q100重現期距流量下舊港橋、白地橋之流量歷線圖，在低流量情況下，白地橋幾乎無流量通過；在洪峰流量情況下，舊港橋最大流量約為每秒6,200立方公尺、白地橋最大流量約為每秒2,100立方公尺。 四、丁埧、舊港島導流工之布置方案模擬 研擬數組不同角度、長度之舊港島分流工，進行二維動床分析，模擬結果如錯誤! 找不到參照來源。所示。各方案左右股流路之模擬水位均小於計畫洪水位與現況案水位，顯示實施疏濬後將有助於提升舊港島兩岸之河防安全。當分流工長度固定時，隨著右股流路開口角度越大，左股流路之水位降低、右股流路之水位增加。 由於現況案右股流路並未疏濬，因此上游流量須較大時水流才可通過右股流路，使得淤積量相對較少，而現況案與各方案皆呈現右股淤積、左股沖刷之趨勢。若以右股流路淤積之帶狀分布觀察，方案四、方案五與方案六為淤積量相對較少之方案。分流量部分，各方案隨著右股流路分流工開口角度越大，分流量有增加之趨勢，其中又以方案四為分流比最接近1之方案。 考慮舊港島兩岸河防安全、右股流路分流量與河口段回淤程度，本研究建議舊港島分流工以長度300公尺、角度55度者為最佳方案(方案四)，建議水規所後續以該方案進行物模試驗。 五、長期穩定模擬與可能改善評估 在長期模擬中，採用方案四分流工長度、角度布置進行連續7場颱風配合季風期潮位之長期模擬。整體來說，工程計畫可適當改善河口段長期淤積問題，使水流更加暢通，並增加通洪能力以提升舊港島兩岸之河防安全。 建議舊港島右股流路每隔二至三次汛期後可定期辦理一次疏濬作業，以維持水流暢通；而北寮嶼至新竹漁港沿岸區域，若無特別河防安全影響，建議每隔二至三次季風期後可視情況辦理疏濬作業。