(1)規劃路線 A
路線 A 位置詳圖 4-18。
A、陸域段
取水管起於七股鹽田廠址,經鹽豐橋跨越青山漁港 北航道、扇形鹽田南側小路、取水井直至青山漁港外港 區北界屆線與海堤外側,全長 2,940 公尺。
B、海域段
起於海堤外側,延續陸域段取水管,垂直海岸線向 外海延伸 600 公尺,海床高程約 EL.-4.6。
(2)規劃路線 B
路線 B 位置詳圖 4-19。
A、陸域段
取水管起於七股鹽田廠址,經鹽豐橋跨越青山漁港 北航道、扇形鹽田北側小路、將軍漁港内港區南界屆線 南側小路直至將軍漁港外港區南界屆線與海堤外側,全 長 3,010 公尺。
B、海域段
起於海堤外側,延續陸域段取水管,向外海延伸 600 公尺,海床高程約 EL.-4 至 EL.-5 間。
表 4-6 為兩條路線評估結果彙整,經綜合評估後,路線 A 於經濟、環境調查及與情因素較具優勢,故建議為本計畫 海淡水優選路線;路線 B 則列為替代路線;相關取水規劃內 容結果彙整如表 4-7 所示,由前述之取水路線最大侵淤約 -1.89 公尺,最大淤積為 1.89 公尺,而本計畫規劃管線埋設 深度為至少 2 公尺,取水口高度高於海床 1.9 公尺以上,經 檢討皆不至於使取水管線被掏空及取水口淤積所覆蓋導致不 能正常取水,惟此規劃僅為之埋設管線深度及取水口高程之 最低限度,設計施工階段應視現況調整。
測量底圖來源:「臺南海水淡化廠可行性規劃-地形測量、海岸變遷分析與 3D 建模展示」,經濟部水 利署水利規劃試驗所,民國 104 年。
圖 4-18 取水路線 A 位置示意圖
測量底圖來源:「臺南海水淡化廠可行性規劃-地形測量、海岸變遷分析與 3D 建模展示」,經濟部水 利署水利規劃試驗所,民國 104 年。
圖 4-19 取水路線 B 位置示意圖
將軍漁港
取水管線L=3,540m
青山漁港
扇形鹽田
將軍漁港
青山漁港
扇形鹽田 取水管線L=3,610m
表 4-6 取水路線優劣分析
(三)排水設施工程規劃檢討 1、排水設施設置型式
如圖 4-20 所示,排水設施可分為單點式排放及多點式排放,
本計畫排水方式考慮分散鹵水排放,加速擴散平衡,故建議依 照前期規劃採用多點擴散方式。
資料來源:1.「民間參與馬祖南竿海水淡化廠新建工程」,福建省連江縣政府,民國 100 年。
2. CORMIX website: http://www.cormix.info/corhyd.php
圖 4-20 鹵水排放設施型式 2、排水規模
配合海水淡化廠水產每日 20 萬立方公尺經質量平衡計算,
排水量為每日 35.4 萬立方公尺。排水規模可規劃以下兩種情境:
(1)情境一:一次施作每日 35.4 萬立方公尺排水。
(2)情境二:分二期施作,各分別為每日 17.7 萬立方公尺排水。
3、排水位置及管徑
排水工程評估因素詳前述表 4-3,排水口規劃考量及參數如 前述表 4-4。管徑設計依據 Hazen-Williams 公式進行水力計算,
產水每日 10 萬及 20 萬立方公尺取水量之所需取水管徑分別為 1,500 mm 及 2,100 mm,依據上述公式(2)流速檢核結果,一 次施作管内流速約 1.30 m/s,分期施作各管内流速約 1.16 m/s,
(1)單點排放式
(2)多點排放式
(3)高架多點排放式 (1)單點排放式
(2)多點排放式
(3)高架多點排放式 (1)單點排放式
(2)多點排放式
(3)高架多點排放式
(2)多點排放式
符合設計範圍。海水淡化廠淡化處理後鹵水暫存於鹵水池內,
鹵水加壓揚升以克服地形高差及輸水管線摩擦損失。加壓後鹵 水經陸域排水管線,及佈設於取水管線南側海域排水管線,送 至外海排放。
4、檢討規劃成果
本計畫參考水利規劃試驗所民國 104 年「臺南海水淡化廠 可行性規劃-地形測量、海岸變遷分析與 3D 建模展示」,於灘地 至水深 5 公尺間(離岸距約 600 公尺)地形水深呈現較明顯侵 淤互見情形。其最大侵淤幅度介於 1.78 至-1.25 公尺間;於冬季 波浪作用後,最大侵淤幅度介於 1.89 至-1.89 公尺間;而於長期 波浪作用後,其灘地至水深 10 公尺間地形水深侵淤變化較為顯 著,其最大侵淤幅度介於 2.88 至-1.08 公尺間。排水管口處之斷 面地形水深變遷情形(離岸距約 1500 公尺)其最大侵淤幅度介 於 0.17 至-0.20 公尺間。為避免近岸埋設管路暴露至海床而受浪 流作用,建議灘線附近管路埋深至少 2 公尺,碎波帶内管路埋 深至少 1 公尺,排水豎管高於海床 2.2 公尺以上,尚符合相關 規劃成果。
前期報告規劃排放口採用架高多點排放型式,規劃 4 個架 高排放豎管南北排列,經本計畫重新審視前期規劃成果,並參 考國外海淡廠排放管(如澳洲雪梨)之相關設計經驗,一般豎 管間距約 15 至 50 公尺左右,考量本區域特性,豎管間距過大 未來招致拖網捕魚破壞之風險較大,且工程經費亦較高,故本 計畫規劃以 15 公尺為豎管間距。架高排放豎管管徑為 350 毫米,
排放口預定位置高於海床約 2.2 公尺,為避免凸出海床之排放 豎管遭受破壞,於排放豎管週邊應設置永久性警告浮標,警告 浮標佈設於排放豎管外圍約 200 公尺距離處,浮體直徑為 1.2 公尺以上,出水高為 2.5 公尺以上,而豎管排列方式可為南北 向或東西向排列,詳圖 4-21 所示;惟豎管排列方式及間距,應 於後續設計及施工階段,依實際地況調查結果及整體施工考量
而做調整。
(方案一 排放豎管南北向排列)
(方案二 排放豎管東西向排列)
圖 4-21 鹵水排放設施位置示意圖
3@15=45 3@50=150 3@15=45
3@15=45 3@50=150 3@15=45
3@15=45m
m
測量底圖來源:「臺南海水淡化廠可行性規劃-地形測量、海岸變遷分析與 3D 建模展示」,經濟部水 利署水利規劃試驗所,民國 104 年。
圖 4-22 排水路線 A 位置示意圖
測量底圖來源:「臺南海水淡化廠可行性規劃-地形測量、海岸變遷分析與 3D 建模展示」,經濟部水 利署水利規劃試驗所,民國 104 年。
圖 4-23 排水路線 B 位置示意圖
第一期排水管線L=4,440m 第二期排水管線L=4,940m 將軍漁港
青山漁港
扇形鹽田
將軍漁港
青山漁港
扇形鹽田
第一期排水管線L=4,510m 第二期排水管線L=5,010m
二、海水淡化廠鹵水排放之擴散模擬
本計畫鹵水模擬係使用成功大學水利工程試驗所自行研發之模擬 模式,其模擬流場已與實際調查成果進行率定及驗證,且本計畫使用 之數值模式也成功應用於臺灣西部河口與海域相關研究計畫。
本計畫模擬安平漁港與將軍漁港之間的大範圍(M1)之水動力變 化(包含潮汐與波浪效應),再將其結果作為小區域(M2)三維分層 擴散模式計算之邊界條件。
(一)模擬方案
本計畫鹵水排放模擬已利用 M1 模式所得之流場資料,進行遠 域鹵水擴散之模擬,以瞭解鹵水排放後可能的擴散範圍與現象,
並據以決定後續三維模式計算範圍。根據本計畫之規劃設計,鹵 水預計於青山港外海底床位置進行排放,依不同情境可分為 1 組 或 2 組排放口排放入海(如圖 4-24),其排放方案及設定如表 4-9、
4-10 所示,排放之鹵水鹽度均為 55 psu;若情境一僅由 1 組排放口 排放時,鹵水排放水量每日為 353,967 立方公尺;情境二由 2 組排 放口同時排放,鹵水排放量每日分別為 176,983 立方公尺。
因於本計畫海域附近近期並無更新之海物實測資料,故模式 水動力率定及驗證作業係採用 2013 年 4 月 30 日 11:00 至 2013 年 5 月 19 日 00:00 於青山港外海區域之實測海況資料進行,故後續亦 採該段時間水動力條件,進行鹵水排放後之影響評估,其模式係 連續排放 16 天進行評估;另 M2 模式計算時,依照當地潮差特性 及模式穩定性測試後選定垂直方向共有七層,每層厚度由上(自 由液面,第 1 層)往下(海底底床,第 7 層)分別為 3 m、2m、
2m、2m、2m、2m 及 2m。另鹵水排放口位置之水深約 11 公尺(Site 1)及 12 公尺(Site 2)。
圖 4-24 取排水口位置 2565708.21 2565887.20
2 152399.38 151922.57
44245.75 55 88491.75 55 2565722.53 2565872.86
3 152403.89 151918.06
44245.75 55 88491.75 55 2565736.84 2565858.56
4 152408.30 151913.60
44245.75 55 88491.75 55 2565751.18 2565844.23
合計 176,983 -- 353,967 -- 取
水 口
153262.64
277,008 -- 554,017 -- 2565479.90
海域鹽度背景值 34.5 (psu)
排放方式 24小時連續排放
Intake:取水口 Site1、2:排放口
(二)模擬結果
本計畫兩情境之模擬結果如圖 4-25、4-26 所示,情境一計算 時排放口位置設置於 M2 模式之第 5 層,圖 4-25 呈現 M2 模式計 算之三維鹵水於退潮時之擴散現象,由圖中可以看出鹵水排放後 受到當地潮汐特性影響,漲潮時往北擴散,而退潮時則往南擴散。
而模擬結果亦顯示,在靠近底層的鹽度相較於上層的鹽度來得高,
此現象係鹽度密度比海水重所導致。圖 4-25 分別呈現第 5、3、1 層的空間鹽度分布圖,圖中可以觀察出鹵水在海底底部(第 5 層)
排放後(如圖 4-26),其濃度分布在距離底部排放口 200 公尺處僅 有約 34.75(psu),其與背景值之增量僅有 0.7%;其影響範圍多半集 中在距離排放口 100 公尺處,此處鹽度最大約為 34.85psu,與海域 鹽度背景值之增量也僅有約 1.0%。在較淺水層之鹽度擴散現象進 行觀察,其影響較小。
情境二係計算時排放口位置設置於 M2 模式之第 5 層,圖 4-25 呈現 M2 模式計算之三維鹵水於退潮時之擴散現象,其結果與情境 一相同,鹵水排放後受到當地潮汐特性影響,漲潮時往北擴散,
而退潮時往南擴散。圖 4-25 分別呈現第 5、3、1 層的空間鹽度分 布圖,圖中可以觀察出鹵水在海底底部(第 5 層)排放後(如圖 4-26),其濃度分布在距離底部排放口 200 公尺處僅有約 34.65(psu),
其與背景值之增量僅有 0.4%;其鹽度分布在距離底部排放口 100 公尺處最大值僅有約 34.75(psu),其與背景值之增量僅有 0.7%;其 影響範圍多半集中在距離排放口 100 公尺處。在較淺水層之鹽度 擴散現象進行觀察,其影響較小。
(情境一 漲潮時)
圖 4-25 M2 模式模擬將軍及七股海域鹽度擴散圖(1/2)
N
(情境一 退潮時)
圖 4-25 M2 模式模擬將軍及七股海域鹽度擴散圖(1/2)
N
(情境二 漲潮時)
圖 4-25 M2 模式模擬將軍及七股海域鹽度擴散圖(2/2)
N
(情境二 退潮時)
圖 4-25 M2 模式模擬將軍及七股海域鹽度擴散圖(2/2)
N
(情境一)
(情境二)
圖 4-26 將軍及七股海域退潮時第 5 層鹽度擴散圖
同心圓由裡至外分別為距離排放口中心點 100、200 及 300 m 註:虛線圓圈由內至外代表距 100~300 公尺。
註:虛線圓圈由內至外代表距 100~300 公尺。
(三)模擬結果討論
1、與實測海況資料比較下,二維與三維水動力模式在與實測海況 資料比較下,均能夠合理地重現當地海域流場特性。模擬結果
1、與實測海況資料比較下,二維與三維水動力模式在與實測海況 資料比較下,均能夠合理地重現當地海域流場特性。模擬結果