¶ 水利工程技術規範-河川治理篇(下冊)-第二章 設計先期作業
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水利工程技術規範-河川治理篇(下冊) 第五篇 設計
第二章設計先期作業
5.2.1 蒐集相關報告圖資及基本資料
規劃階段所調查的基本資料、既有規劃報告、圖資相關計畫、附
近既有設施設計資料及其他與本設計有關資料等均應蒐集之。
【說明】
1. 設計階段所需資料主要來自規劃階段的調查規劃成果,舉凡既有調
查、規劃報告、分析計算成果、相關圖資、照片等,均應蒐集供設
計參考。
2. 附近既有設施的設計資料最有參考價值,尤其是基礎地質承載能
力,過去損害原因及修復情形等資料均應蒐集。
5.2.2 計畫目標及所設計設施功能瞭解
設計作業開始時,應先瞭解整個工程的計畫目標及所設計設施
應具備的功能。
【說明】
1. 配合現代社會需求,河川治理計畫通常必須兼顧防洪、生態維護及
河川環境營造等多項目標,針對規劃階段所擬定的目標,在設計作
業開始時宜予充分瞭解。
2. 所設計設施的功能是否能確保計畫多目標的達成,以及單項設施的
設計是否會對計畫多目標中的某一項有所妨礙,均為設計者關切重
點,故宜瞭解計畫目標各項設施應具備功能的關聯性。
5.2.3 設施位置及範圍確認
除詳為蒐集相關報告及圖說資料外,針對擬治理河段範圍、保護
對象及工程布置可能位置及範圍等,進行現地勘查確認。
【說明】
藉由書面資料及現地勘查確認設施位置及範圍及擬保護對象,除
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對工程布置的精準度有幫助外,另對工法工料的選擇及風險評估
考量也有助益。
5.2.4 既有規劃報告及河川治理基本計畫公告情形檢視
檢視擬治理河段迄今既有規劃報告及河川治理基本計畫公告辦
理情形,作為設計條件取得及後續設計作業的依據。
【說明】
1. 設計作業應以規劃成果為基礎,故應先檢視計畫河段規劃辦理情形
及既有規劃報告。若已公告河川治理基本計畫,由於具有法律效
力,設計作業自應以該計畫為準。
2. 在未規劃河段,欠缺計畫洪水量、計畫堤高及堤線位置等設計基本
依據,故應補辦規劃工作或做重點規劃檢討,以取得設計條件。
5.2.5 地形測量
為水道治理線及建造物布置設計及取得設計條件數據需要,宜視實際
情況辦理下列測量:
1 1
1. 測量地形圖,比例尺約1000 ~ 2500 ,供堤線布置設計之之用。
1 1
2. 測量地形圖,比例尺約200 ~ 500 ,供建造物布置設計之用。
1 1 1 1
3. 水道治理線縱斷面測量,比例尺約1000 ~ 2000 (水平)及100 ~ 200 (垂
1 1
直),橫斷面測量比例尺約100 ~ 200 ,橫斷面間距約20~100 公
尺,供斷面布置及土方計算之用。
4. 地形測量測量範圍原則上自治理河段上游100 公尺至治理河段
下游100 公尺止或採上下游加測L/4(L=施工長度),兩者取大
者為之。
【說明】
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地形測量配合設計實際需要辦理,測量工作依附錄六測量工作
規範辦理。
5.2.6 工程材料調查試驗
堤防護岸工程所需的砂石礫料等材料以就地取材為原則,有關調
查得依本規範2.1.4 節辦理。
5.2.7 工程地質調查、鑽探試驗
河川治理設施興建於砂礫石河床,一般並無基礎地質方面太大的
安全顧慮,但因河道內地質差異性甚大。往往有粘土質、坋土質
有機土,或疑似斷層、舊河道等軟弱地層,故原則上應辦理工程
地質調查、鑽探及試驗,確認地質特性及基礎承載能力。有關地
質調查方法得依本規範2.1.4 節辦理。附近既有設施如有具體地
質設計資料,得參照該資料辦理設計。
5.2.8 工程設計需配合因應現況人文環境及天然條件事項
人文環境包括公私有土地使用情形、現有建物分布、社區居民對
河川環境及治水設施的期望、地區交通需求等,天然條件包括堤
後地區排水、橫交野溪排水路分布及堤前河川深水流路可能沖刷
危害情形等,均與治水設施安全及工程計畫能否順利執行息息相
關,應詳細調查評估,以利工程設計時配合因應。
【說明】
1. 堤防、護岸、抽水站等設施位置,在規劃時應考量儘可能使用公有
地及避開民房建物,設計實施仍應根據現況調查再作確認,在工
程布置上適當的配合因應。
2. 附近社區居民對河川環境、空間利用及治水設施的期望應予查訪,
供設計參考衡酌;其採納列入設計範圍者,應考量日後能否有效
管理維護。
3. 堤後地區排水問題應予調查,視需要納入水防道路邊溝系統一併處
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理。
4. 水防道路設計應考量與附近既有道路銜接,道路高程設計應維持適
當高度,避免因堤後排水不良受到淹溢沖刷。
5. 堤前是否有河川深水流路沖刷危害可能性應予充分調查瞭解,以供
堤防護岸保護工設計參考。
5.2.9 所設計設施在綜合治水整體考量中的角色及功能
綜合治水係以多元治水設施共同達成流域性的防護目標,所設計
的單元設施在綜合治水整體考量中的角色及功能應充分瞭解,避
免過當或不足的設計,尤以堤防計畫高度、分洪道、滯洪池及抽
水站設計規模的決定最應考量此因素。
【說明】
1. 流域綜合治水的整體考量係於規劃階段辦理,設計者應根據規劃報
告充分瞭解整體考量下各單元設施應具備的功能及系統操作方
法,並據以設計。
2. 由於天然條件或社會情況限制,河寬無法拓寬,堤防高度也有上限
時,該河段容許通過的洪水量即有限制,經由綜合治水考量,不足
之量須由其他治水單元設施補足,此時設計者對所限制的計畫流量
及計畫堤頂高應充分瞭解。
3. 在綜合治水理念下,分洪道、滯洪池及抽水站等設施均為輔助性
質,目的在降低下游洪峰水位或減輕局部地區的淹水情況。為確保
這些設施發揮預期功能,除其設計規模應符合要求外,有關適當的
操作方法及必要的配套措施也應納入設計範圍。
5.2.10 工程設計需配合生態維護及河川環境營造事項
為減輕治水設施對環境衝擊需以生態工程方式設計事項,及為生
態維護與河川環境營造需要而增列的工程、措施及植栽綠化等事
項,均應檢討確認納入設計範圍。
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【說明】
1. 為減輕環境衝擊而以生態工程方式設計者,一般常見堤防護岸坡面
採用多孔隙材料構築;如蛇籠、箱籠、土籠、砌塊石等,護坡改用
植草綠化或編柵工法處理,固床工採天然巨石串連形成魚道水路
等。
2. 為生態維護及河川環境營造目的需增列的工程措施及植栽綠化等
事項,則種類繁多,需因地制宜視實際情況採行。一般常見以管理
方式維護河川流路,保持天然狀態避免生態環境受干擾;人工方式
則以魚道維持上下游生物通道的暢通,滯洪池以生態池方式施設
等。在環境營造方面目前常見河川高灘地綠化、興建親水步道、堤
防護岸邊坡綠美化等。
3. 為維護既有生態環境,儘量減少工程干擾是為上策,設計者應詳讀
規劃階段生態環境調查成果,瞭解需維護對象及狀況,掌握工程減
量原則進行相關設計。
5.2.11 設計條件的確立
設計條件為包括設計基準、計畫洪峰流量、計畫洪水位、設計流
速、地層承載力及其他條件,設計河川治理設施的尺寸、形狀、
位置、安全性及功能性等所根據的基本數據要素及條件。設計時
應依該設施個別情形,確立需考量的設計條件項目及相關數據與
條件。
【說明】
河川治理設施主要的設計條件項目、數據來源或取得方法如
下:
1. 設計基準
(1) 依各別河川水系核定治理規劃報告、治理基本計畫為準。
(2) 各河川或部分河段,由於天然環境或社會情況限制,經綜
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合治水分析考量,不容許拓寬河道或堤防高度有其限制,
必須調整降低計畫洪水量或計畫洪水位時,其設計標準應
配合此項調降考量;此處調降影響防護能力,經由綜合治
水考量,須由其他治水單元補足。
(3) 固床工、丁壩及坡面坡腳保護工等附屬設施,係屬輔助河
防安全性質,本就需要經常修補填充,除檢討對洪水位的
影響需以計畫洪水量為準外,有關各該設施自身的結構設
計,在適當考量安全性及成本因素下,可酌量採用較低的
洪水量設計。
(4) 河川內的植生及親水設施,依其設施目的,得酌量考慮安
全以較低洪水流速設計;一般可採流速2 公尺/秒以下設
計。由於計畫洪水高流速時此種設施易流失,在特殊情況
有堵塞河道之虞,故其有礙河防安全者應避免施設。
(5) 抽水站係輔助排洪性質,考慮河川洪水諸多變數及不確定
性,原則上不應以河川治理的計畫排洪量全部歸由抽水站
擔綱,有關抽水站的排洪設計標準應根據規劃分析結果擇
定。
2. 計畫洪峰流量
(1) 各河段計畫洪峰流量以核定公告的河川治理基本計畫為
準;但如公告時間較久,流域環境已有明顯變化,則需再
加檢討確定。在未有治理基本計畫河川,可依水利署「河
川治理規劃及河川區域劃設水文分析報告審查作業須知」
辦理水文分析,擬訂各河段計畫洪峰流量,經單位主管或
上級認可後採行。
(2) 由於天然條件或社會情況限制,經綜合治水分析考量,某
河段的通洪能力有其上限時,計畫洪峰流量不應逾此上
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限。
3. 計畫洪水位
(1) 計畫洪峰流量決定後,透過水面線演算可決定計畫洪水
位,原則上仍以公告的河川治理基本計畫為準;如河道流
路及河床斷面已有明顯變化,則需再加檢討確定。
(2) 未有治理基本計畫河川可依水利署「水文分析參考手冊」
及其他相關手冊方法依最新測量的河道斷面資料計算決
定計畫洪水位。
4. 設計流速
由於局部流速的多變性,一般工程設施並未針對特定流速
進行設計,而是根據規劃報告分析的河道平均流速資料,衡量
工程設施的安全性而設計其結構及保護措施。在水理狀況複雜
河段,必要時可辦理二維水理分析瞭解局部地區流速流向變化
情況供設計參考。
5. 地層承載能力
(1) 構造物基礎設計應考慮之載重可分為靜載重、活載重、風
力、地震力、上浮力、土壤及地下水之作用力、振動載重
以及施工期間之各種臨時性載重等。
(2) 基礎地層承受之最大基礎壓力視載重作用方向、分布以及
偏心等而定。設計時應考慮不同階段中可能同時發生之載
重組合,作為設計之依據。
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