一、現地評估之水庫構造物選擇
於本計畫預計挑選國內兩座水庫壩體進行地球物理探測技術現地 測試，此現地測試工作主要是為評估本計畫所建立之應用方法是否適 宜，因此在進行現地評估作業的壩體在選取時可考量其所遭遇問題的 嚴重性以及該壩的築壩材料進行挑選，基本上將選取一座土石壩以及 一座混凝土壩進行現地評估作業。
(一) 現地評估土石壩場址選擇
於現地評估土石壩場址之選擇上，本計畫將選定新山水庫作為現 地評估場址，選定之原因如下：
1. 具多項典型土石壩安全檢查問題：在表 2.1 中，根據民國 95-100 年間曾進行過安全評估或安全複查之水庫所整理出之大壩安全檢查問 題(除溢洪道外，未將水工機械及附屬結構物之安全檢查問題納入)，
國內具有安全檢查問題之土石壩共有 18 座，根據其安全檢查問題進行 數量統計如圖 5-1 所示，其發生頻率最高也是最典型之安全檢查問題 為壩體、壩趾滲漏以及溢洪道滲漏三項，比較各壩之安全檢查問題，
新山水庫同時存在此三項，可將其視為典型土石壩作為現地評估之選 擇。
2. 具重要性：新山水庫供應基隆與汐止之公共用水，目前因壩體 滲漏問題無法解決而致使其無法達到預定蓄升高度，而造成用水供給 之靈活性不足。
3. 具安全檢查問題關注性：新山水庫之滲漏問題嚴重，自民國 89
年發現滲水問題起歷經多次調查與整治尚無法解決，使其在國內相關 管理單位、學術界及業界有極大之關注性。
4. 具充足之多面向資料：如前所述，由於其受到水庫管理單位之 重視，持續以來之相關調查資料保留完整，且由於管理單位持續對此 問題之探究，因此有眾多不同之調查方法結果存在，其包含有現地調 查資料、舊有鑽孔地質資料、地球物理技術調查資料、同位素追蹤劑 調查資料、大壩滲流數值模擬資料以及第一手之現地監測資料可供後 續應用地球物理探測技術後做為比對探討之用。
圖 5-1 臺灣地區土石壩常見安全檢查問題數量統計圖
5. 具應用教學性：如第 4 點所述，其有眾多資料可供比對之用，
透過此現地評估可做為演繹地球物理探測技術應用與其他資料相互比 對應用之良好學習案例，此外，其上下游壩面皆有拋石，但上游壩面 為狀態良好之卵礫石，下游壩面為風化嚴重之塊狀岩石，在應用不同 地球物理探測技術時可示範現地應用問題之解決方案的可行性，而可
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為後來應用之人實際參考。
6. 具恰當之壩體規模：根據表 2.1 中各土石壩之規模，此些壩體 之壩高在 8.5-133.1 公尺間，壩寬在 3-12 公尺間，而新山水庫之規模 為壩高 66 公尺、壩寬 10 公尺，是一適中之壩體規模，不致過小而使 得無法呈現地球物理探測技術之效益性，亦不致過大而使得執行單位 有過大之經費負擔。
綜合上述 6 點原因，選取新山水庫作為本計畫現地評估之土石壩 場址。
(二) 現地評估混凝土壩場址選擇
於現地評估混凝土壩場址之選擇上，本計畫將選定西勢水庫作為 現地評估場址，選定之原因如下：
1. 具多項典型混凝土壩安全檢查問題：在表 2.1 中，根據民國 95-100 年間曾進行過安全評估或安全複查之水庫所整理出之大壩安全 檢查問題(除溢洪道外，未將水工機械及附屬結構物之安全檢查問題納 入)，國內具有安全檢查問題之混凝土壩共有 9 座，根據其安全檢查問 題進行數量統計如圖 5-2 所示，其發生頻率最高也是最典型之安全檢 查問題為壩體混凝土強度不足，其次是壩體裂縫、溢洪道滲漏以及壩 座滲漏三項，比較各壩之安全檢查問題，西勢水庫除存在有發生頻率 最高之壩體混凝土強度不足外，尚有壩體裂縫以及溢洪道滲漏之問 題，可將其視為典型混凝土壩作為現地評估之選擇。
2. 具恰當之壩體規模：根據表 2.1 中各混凝土壩之規模，此些壩 體之壩高在 12.5-180 公尺間，壩寬在 2-7 公尺間，而西勢水庫之規模 為壩高 29.6 公尺、壩寬 3.4 公尺，是一適中之壩體規模，不致過小而
使得無法呈現地球物理探測技術之效益性，亦不致過大而使得執行單 位有過大之經費負擔。
圖 5-2 臺灣地區混凝土壩常見安全檢查問題數量統計圖 3. 具高度價值性：西勢水庫至今已進行過三次安全評估檢查，在 其中雖有進行鑽心取樣以及非破壞性之施密特鎚而之壩體混凝土有強 度不足之問題，但此些試驗皆僅為局部以及表面之評估，對於整個壩 體內不知情況並無法得知，於此進行地球物理探測技術之應用，將可 補足此一不足，而提供進一步之資料供管理單位參考。
4. 具充足之多面向資料：如前所述，由於在此壩中已進行過鑽心 取樣以及施密特鎚之試驗，可提供不同於地球物理方法之資料用以比 對，並作為推測整體狀態之標定點，發揮地球物理方法所得資料之最 大價值。
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5. 具應用教學性：如第 4 點所述，其有眾多資料可供比對之用，
透過此現地評估可做為演繹地球物理探測技術應用與其他資料相互比 對應用之良好學習案例。
綜合上述 6 點原因，選取西勢水庫作為本計畫現地評估之混凝土 壩場址。
二、現地評估之水庫構造物介紹 (一) 新山水庫背景說明
1. 壩體資訊
新山水庫建於基隆河大武崙溪支流上游，位於基隆市安樂區 外寮里附近，距基隆港約三公里，水庫集水區標高介於 100 公尺 至 215 公尺間，水系呈樹枝狀，植生覆被極為良好，為單一目標 公共給水，供應基隆、汐止地區之用水，管理單位為台灣自來水 股份有限公司。新山水庫大壩壩型採「滾壓式斜心層堆石壩」(如 圖 5-3 所示)，工程分兩期完成，於民國 69 年完成第一期工程，
壩頂標高 EL.75m，壩高 51m，最高蓄水位 EL.71m，蓄水容量 400 萬噸，自民國 73 年 10 月完工開始營運；第二期加高工程於 82 年初開始先期作業，民國 84 年 4 月開始進行壩體加高填築工程，
民國 88 年 2 月完成第二期壩體加高填築工程，加高後壩高為 66m，壩軸長度 262m，壩頂標高 EL.90m，最高蓄水位提升至標 高 86m，蓄水容量增至 1000 萬噸。
圖 5-3 新山水庫大壩標準斷面圖（修改自 Peng et. al, 2008）
2. 地質情況
如圖 5-4 所示，左壩座之岩性以中至粗粒厚實含石灰質之塊 狀砂岩為主，局部出現薄葉層狀之砂岩與頁岩互層，岩層位態為 N78°E/24°S，岩體中之節理並不太發達，主要分佈地形凹處及靠 近上下游處，對左壩座與壩體交界面而言為一順向，岩層走向與 壩軸垂直，岩層間偶有含泥層縫及結核出現，層縫所夾之泥質填 充物頗為緊密，由於砂岩含石灰質，故於層縫間偶有石灰質流出，
表層因風化程度較劇而呈現局部較為破碎及鐵染的現象。而右壩 座逆向坡的層理位態約略平行壩軸，右山脊岩層走向為東西向（上 下游方向），且其外側因築路開挖而造成崩塌，時有滲水情形，經 由地質調查發現，該處砂岩與頁岩互層之破裂指數較高，地下水 位較低，滲水之裂隙可能發達，有漏水途徑之潛勢。
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圖 5-4 壩址地質圖（台灣自來水公司，民國 97 年 a）
3. 隔幕灌漿露改善工程
大壩二期工程完成後，基礎隔幕灌漿自原有灌漿幕延續至加 高壩頂並伸入右岸 38m，伸入左岸 98m，如形成連續緊密之灌漿 幕(如圖 5-5 所示)，隔幕灌漿孔深至標高 25m，左岸灌漿孔最小孔 距 1.5m，右岸最小孔距 0.75m，孔徑為 AX。另由灌漿資料可知，
左岸共施灌 116 孔，共長 6,643.7m，平均灌入量為 60.61 kg/m，
右岸共施灌 93 孔，共長 4,814.4m，平均灌入量為 154.16 kg/m，
右岸灌入量顯著大於左岸，其岩層破碎情況較左岸嚴重。
而因水庫加高後無法達到滿水之蓄水功能，經第二次安全評 估計畫總報告指出在加高工程調查階段即發現左壩座地表透水度 偏高，約大於 10Lugeon，由地表調查也發現多處滲水，其來源可 能為水庫沿塊狀岩內之節理及山脊附近地表水下滲至低處湧出。
有鑑於此滲水問題，為確保大壩蓄水安全，於民國 91 年，自來水 公司管理單位針對左壩座山脊可能之孔隙再進行隔幕灌漿工程，
灌漿深度約為 80~97m，以增進新山水庫蓄水功能。隔幕灌漿線大 致上分為兩段，一段約略平行左山脊的稜線，另一段則完全平行 於水庫壩頂，如圖 5-6 所示，兩條隔幕線相交於壩頂，形成一完 整的防水層，另外在隔幕灌漿線的前後兩端，分別設計於雨傘形 狀隔幕線，以在前後二端造成更大阻水面積。
圖 5-5 壩體加高後基礎隔幕灌漿平面圖（摘自台灣自來水公司，
民國 97 年 a）
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圖 5-6 民國 91 年左山脊隔幕灌漿施工平面圖（摘自台灣自來水公 司，民國 97 年 a）
4. 壩體滲漏近況
由「新山水庫第三次安全評估總報告」(台灣自來水公司，民 國 97 年 a)內容指出，97 年數次垷地檢查結果發現壩體下游面計 有 7 處滲水點，如圖 5-7 所示，其中滲水點 1、2、3、4 是於新山 水庫第二次安全評估（台灣自來水公司，民國 90 年）現地檢查時 已存在，滲水點 5、6、7 是於本次安全評估所新發現。
圖 5-7 新山水庫壩體下游面滲水點位置示意圖（台灣自來水公 司，民國 97 年 a）
5. 既有地球物理探測資料
民國 94 年經濟部「水庫安全監測問題評析與非破壞性檢測技 術應用之研究」與 95 年「水庫壩體監測及檢測與安全診斷技術研 發（1/3）」的報告中針對滲水部份進行地電阻探測，依據壩頂（測 線 A）與下游殼層道路（測線 B）的施測結果顯示(如圖 5-8 所示)，
異常地電阻區與壩觀察到的滲漏區具有一致的關係，並由結果推 估滲流水並非全由濾層排出，在殼層疑似形成一滲漏路徑，且此
異常地電阻區與壩觀察到的滲漏區具有一致的關係，並由結果推 估滲流水並非全由濾層排出，在殼層疑似形成一滲漏路徑，且此