標題:
日月潭的地景變遷
作者:
林俊全
作者說明:
內文:
一、前言

    台灣地區河短流急,由於颱風豪雨作用,水庫湖泊承受著許多泥沙的搬運與堆積作用。水庫、湖泊的壽命都相對短少。然而過去這些颱風豪雨的作用,究竟如何被保留在水庫、湖泊中,如何影響水資源的利用,甚至觀光的發展與生態保育,藉著水庫、湖泊的沈積特性,瞭解上游流域的搬運、堆積作用,都是非常重要的課題。

    日月潭水庫位於南投縣魚池鄉,原為天然湖泊,於民國23年於其周圍水社、頭社兩地分築土壩而成水庫。本研究主要是以築壩後的沈積地貌變遷為探討的主題。主要是因為日月潭的水源主要由武界壩所引濁水溪溪水,為一離槽水庫,然而經過約六十多年的引水,日月潭的泥沙沈積作用,究竟對日月潭的湖泊有多少的貢獻,這些泥沙有何特性,是本文所要探討的課題。

二、研究背景:日月潭的水利工程

    日月潭的水庫工程,原唯一小天然湖泊,主要由構造運動造成。水利工程始於1934年,將溪水自武界地區經由一條長達十三點七公里的隧道(武界隧道)引入日月潭,形成巨大的日月潭水庫,同時在水里溪中下游興建大觀、鉅工水力發電廠。溢洪道為無閘門控制喇叭口式。目前,日月潭水庫周邊共有大觀、鉅工、萬大、水里、明湖及明潭六個水力發電廠,除萬大是利用日月潭東側萬大水庫的水發電外,其餘皆位於西側水里溪溪谷中,利用日月潭水庫水發電。

    日月潭水庫總容量約1.7億立方公尺,其水量雖來自濁水溪。主要功能為供應大觀一廠、鉅工兩慣常水力發電廠及大觀二廠(明湖)、明潭抽蓄水力發電廠用水,並配合下游灌溉用水需求調節放水。每日透過台電抽蓄發電循環使用,一年發電量達五十億度,佔台灣水力發電的百分之五十六。另並提供自來水公司作為魚池鄉、日月潭、武登地區民生用水。日月潭水庫之有效容量達一億四千九百立方公尺,西邊距水里溪約二至三公里,水位高低落差達三百公尺以上,地形上很適合作為抽蓄水利發電廠之用地。

1.沈積物特性

    日月潭沈積物顆粒垂直變化可能反映水文環境的改變。根據鑽井資料顯示日月潭湖底表層沈積物的顆粒組成,呈現由東往西顆粒大小減少的狀況。這些沈積物認為主要由入水口的水源的供應。日月潭泥沙的來源,主要是由武界壩引水而來,具有季節性的變化。泥沙進入日月潭主要是夏季颱風豪雨時期。冬天的泥沙量相對少很多。日月潭四周的邊坡的沖刷量,相對於武界引水隧道而言,少了很多,主要是透過颱風時期的崩塌、土石流進入日月潭。

    從武界壩攔水進入日月潭的含沙量,於颱風季節,可以高達20000BTU,但是沈積物的粒徑主要是粉沙,沒有非常粗顆粒的材料,主要是已經被攔截於武界。細粒的泥沙進入日月潭,主要於入水口附近,因此從湖底地形的量測上,都可以看出沈積物的堆積方式是由入水口往外擴散。日月潭的西半部,相對的泥沙沈積作用相對減少許多。

    從2000年臺灣電力公司與2008年本研究估算的湖底的地形變化來推估日月潭沈積物的沈積速率。資料顯示平均沈積速率為0.24公尺/年,平均水深度為19.6公尺。假設這種沈積作用是固定的,推估80年以後日月潭將會慢慢泥沙淤滿。

2.湖底地形的演育

    湖底地形的演育,主要是受到泥沙量與堆積方式影響。從本研究可以看出日月潭泥沙量,主要是受到颱風豪雨影響,平均堆積量可以由進入日月潭的水量估算。然而沈積物在湖底的搬運方式,則類似沖積扇,於湖底沈積。而且其沈積速率也是以入水口附近最大,高達每年20公分。四公里外,每年約1公釐。

    如果泥沙繼續堆積,估計日月潭在四、五十年後,整個湖泊形狀會改變。目前的入水口附近將陸化。而現有的西半側,將繼續保持原有狀態。