消能設計方案 (一)原規劃方案

原規劃採用大型閥室管中消能方案，興建大型閥室管中消能設 計條件為內政部 1 等 1 水準系統水庫最高水位 EL.231.28m (曾文高 程系統水庫最高水位 EL.230.0m)，輸水流量 10 萬~80 萬 CMD。在低 輸水量情況下，管路損失量約 0.64m 及東平橋水力控制高程 144m，

聯通管的上游端需消耗水頭高達 86.64m (231.28-0.64-144)。考慮閥門 消能必須控制穴蝕(cavitation)的發生，該設計採三條平行的管線，如 圖 2-2 所示，提供低、中、高流量操作，雖三條管線閥門消能操作複 雜，但可避免閥體穴蝕現象。

原規劃方案擬定閥室控制閥之佈置，如圖 2-3 所示，每條線的隔 離閥將採蝶閥，其尺寸之選擇以每條線之設計流速不超過 4.0m/s 為

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原則， 故低、中、高流量線之隔離閥分別選為 D=1,200mm、1,500mm 及 2,200mm。

圖 2-2 興建大型閥室管中消能平面圖

圖 2-3 大型閥室控制閥佈置示意圖

(二)新檢討方案

原規劃方案閥室依據流量之高低採用三條平行管線，操作複

雜，規劃設計單位進行消能方案檢討時，發現曾庫公路西側上邊坡 有俗稱木瓜園台地，此台地高程介於 EL.175~200m 之間，高程適中，

且屬國有地，由南水局管轄。故建議消能設施分階段改採消能井及 調整池/消能豎井(Baffle-drop)方案，於木瓜園台地興建消能井於調整 池前進行第一階段消能及流量控制，即採錐形閥開度控制流量進入 調整池，並設計調整池於最高水位有足夠能量輸送 80 萬 CMD 至南 化淨水場及內門減壓池，此調整池水位隨著輸水量變化依重力方式 進入階梯式豎井消能工，故無需人為操作調整池水位；第二階段消 能 利 用 近 年 來 美 國 愛 荷 華 水 利 學 院 (Iowa Institute of Hydraulic Research) 開發的階梯式豎井消能工(Baffle-drop structure)，如圖 2-4 所示。做為調整池及下游輸水管段的媒介，此結構優點在於底部輸 水管壓力的變化反應於消能豎井中水位的高程，因此消能豎井中水 位至出水端無需人為操作。只需操作錐形閥開度確保進出調整池的 流量平衡即可。詳細設計內容，如圖 2-5~圖 2-7 所示。與原規劃方案 比較，如表 2-1 所示。有關階梯式豎井消能工的水位，係依據規劃設 計單位考量至各淨水場管路損失，從設計最大輸水量 80 萬 CMD 至 10 萬 CMD，於光滑管情況下尚有 4.25 公尺至 36.58 公尺的餘裕水 頭，於粗糙管情況下尚有 0.94 公尺~36.53 公尺的餘裕水頭，確保有 足夠輸水能量水頭。

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圖 2-5 水庫取水管段至調整池與豎井消能工平面及縱剖面配置圖

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圖 2-6 水庫取水管段至調整池與豎井消能工平面及縱剖面局部配置圖

模型試驗範圍 模型試驗範圍

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圖 2-7 階梯式豎井消能工配置圖

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