大臺北防洪水工試驗模場更新
大臺北防洪水工試驗模場始於民國52年2月籌辦，並於民國53年3月完成建置，位於經濟部水利署新店辦公區。原模場涵蓋基隆河、新店溪、大漢溪及淡水河主流至河口外4.5公里，全長約25公里，採橫向比例 1/300、垂直比例 1/50 之不等比定床模型，歷年完成淡水河、二重疏洪道、大漢溪及基隆河等多項重大防洪工程水工模型試驗，為大臺北防洪建設的重要技術基礎。
105年因配合安坑輕軌建設，原模場大部分設施拆除，僅保留尾水板控制機房。更新後模場配合現地條件重新建置，上游範圍調整為基隆河成美長壽橋、新店溪福和橋及大漢溪臺65線（特二號）快速道路橋，下游仍涵蓋淡水河河口，可持續支援大臺北地區重大防洪工程之水工模型試驗。
更新特色
更新後模場以111年河道測量成果為基礎，重新建置符合現況之河道地形、堤防配置及橋梁分布，大幅提升模型與現地環境的一致性。
模場共建置46座橋梁，其中淡江大橋、大直橋、新月橋及光復大橋等4座橋梁完整製作橋面板及上部結構，可更真實模擬橋梁對水流之影響。
此外，模場增設12處自動化雷達波水位量測系統，具備自動量測、資料傳輸及即時監測功能，有效提升試驗效率及量測精度。模型糙度則改採不同粒徑圓柱體配置，相較傳統卵礫石加糙方式，具有較佳的一致性、穩定性及試驗重現性。
未來應用
更新完成後之大臺北防洪水工試驗模場，可模擬極端降雨及氣候變遷情境下之洪水流況，檢驗現有防洪設施是否具備足夠通洪能力，作為大臺北防洪安全的重要驗證平台。
模場亦將支援臺北防洪計畫2.0相關改善方案之水理驗證，提供河道治理、橋梁工程、跨河構造物及重大水利建設之設計與規劃參考，降低工程風險並提升防洪效益。
未來亦將結合數值模擬、智慧監測及實體水工模型試驗，持續推動水工試驗研究與技術發展，並作為水利專業訓練、防災教育及環境教育推廣的重要展示場域，充分發揮工程、研究、教育及社會溝通等多元功能。
圖1 大臺北防洪水工試驗模場全景
淡水河二重疏洪道分洪精進策略水工模型試驗
淡水河流域匯集大漢溪、新店溪及基隆河，洪水最終經臺北橋河段宣洩入海。由於臺北橋瓶頸河段河槽狹窄，加上河道沖淤變化及人為因素影響，造成二重疏洪道通洪能力下降，豪雨期間易增加淹水風險。為提升大臺北地區整體防洪能力，本分署辦理「淡水河二重疏洪道分洪精進策略水工模型試驗」，配合數值模擬評估，驗證二重疏洪道提升分洪能力之可行方案，作為長期改善策略的重要依據。
試驗特色
本試驗採用不等比定床水工模型（如圖2），依福祿數相似原理建置，模型水平比尺為1/300、垂直比尺為1/50。模型範圍涵蓋二重疏洪道入口匯流處至淡水河出海口，全長約75公尺、平均寬度約35公尺，可完整模擬淡水河主流與二重疏洪道間之分洪及水位變化情形。
試驗針對不同改善策略進行水工模型驗證，包括現況方案、第一期方案、折衷方案、第二期方案及後續方案（含疏洪道全段深槽開挖）等多種情境，評估各方案之分洪能力、水位變化及整體通洪效益。
成果應用
本試驗透過水工模型與數值模擬相互驗證，建立不同改善方案之分洪效益及水理特性，提供二重疏洪道長期改善策略的重要技術依據。
試驗成果可作為淡水河主流臺北橋瓶頸河段通洪改善規劃參考，協助提升二重疏洪道分洪能力，降低洪峰期間主流河道水位及淹水風險，並支援後續重大防洪工程規劃、設計及臺北防洪計畫相關治理方案研擬，進一步強化大臺北地區整體防洪安全與氣候變遷調適能力。
圖2 淡水河二重疏洪道模型全景
石門水庫更新改善工程水工模型試驗
石門水庫於民國93年受艾利颱風影響，大量土砂進入庫區，造成嚴重淤積，並衍生「蓄渾排清」問題，影響供水能力及水庫壽命。為提升水庫防淤能力、延長使用年限，自民國94年起配合石門水庫更新改善計畫，辦理水工模型試驗，作為各項改善工程規劃與設計的重要依據。
試驗特色
本系列試驗依福祿數相似原理建置不同比例之定床水工模型，針對石門水庫五項重要更新改善工程進行水理分析與驗證（如圖3），包括：
1. 石門水庫電廠改建案：採用1/40及1/25等比模型試驗，驗證改建後壓力鋼管對排放流量及水理流況之影響。
2. 增設分層取水工：模擬不同水位下取水流況，發現原設計易產生漩渦捲氣及輸水隧道壓縮氣體，並提出加裝90度彎管及排氣閥等改善建議。
3. 排洪隧道改建案：模擬艾利颱洪加砂試驗，評估將下游側（1號）排洪隧道入口延伸至標高190公尺之排砂效益。
4. 分洪防淤隧道初步規劃及可行性規劃案：比較不同方案之防淤效果，評估具「象鼻防淤鋼管」之C案（入口延伸至標高190公尺）之工程效益。
5. 阿姆坪防淤隧道工程案：針對沖淤池配置進行多種型式試驗，分析不同設計方案之沖淤效率，提升防淤設施效能。
成果應用
水工模型試驗成果提供石門水庫更新改善工程重要的設計驗證依據，成功支援各項重大工程方案之優化。其中，排洪隧道改建後，單場艾利颱洪事件總排砂量可達607萬噸，排砂比20.8%；分洪防淤隧道採用具「象鼻防淤鋼管」之C案後，單場艾利颱風事件防淤量可達920萬噸，並據此作為後續擴大防淤功能之決策依據。
本系列試驗成果已廣泛應用於石門水庫電廠改建、分層取水、排洪隧道、防淤隧道及阿姆坪防淤工程等更新改善計畫，有效提升水庫排洪、排砂、防淤及供水功能，降低颱洪事件造成之淤積風險，延長水庫使用年限，並強化北部地區供水穩定性及水資源永續利用。
圖3 石門水庫全模型布置圖
基隆河員山子分洪水工模型試驗研究
基隆河員山子分洪工程係於民國89年象神及納莉颱風造成嚴重水患後推動，目的為提升基隆河整體防洪能力。工程設計目標為於200年重現期洪水（Q200）條件下，河道分洪量達310立方公尺/秒、分洪隧道分洪量達1,310立方公尺/秒，並維持隧道為明渠重力流狀態。
由於進水口、分洪隧道及出水工等水理現象複雜，難以僅透過數值模擬完整分析，因此水利規劃分署於工程基本設計及細部設計階段同步辦理水工模型試驗，作為工程設計驗證及優化的重要依據。
試驗特色
本試驗依福祿數相似原理建置等比定床水工模型，分別採用兩種模型尺度：
1. 1/50局部模型：模擬河道、進水結構及部分分洪隧道等局部水理現象。
2.1/100整體模型：模擬河道、進水口、分洪隧道及出水工等整體分洪系統。
試驗內容包含定量流清水試驗及擬似變量流加砂試驗，全面評估不同設計方案之分洪能力、水流型態及泥砂輸運特性，並驗證工程是否符合Q200設計標準。
成果應用
基本設計試驗結果顯示，原設計方案及建議方案皆未能達成Q200設計目標，分洪隧道局部呈現滿管壓力流，靜水兼沉砂池流況紊亂，加砂試驗亦發現泥砂淤積情形。經試驗分析後，陸續完成多項設計優化，包括調整上游河道底床坡度及河道寬度、加寬分洪隧道入口並延長漸變段、縮小河道放流孔口寬度，以及將中隔墩修改為船首型並增設通氣孔，有效改善局部負壓及水流型態。
經細部設計試驗驗證後，改善方案已成功達成200年重現期洪水（Q200）設計目標，河道分洪量達310立方公尺/秒、分洪隧道分洪量達1,310立方公尺/秒，泥砂輸運及流況均符合設計需求。
本試驗成果提供員山子分洪工程重要的水理分析與設計驗證，成功支援工程規劃與細部設計，確保分洪設施發揮預期效益，大幅提升基隆河流域及大臺北地區防洪安全。
圖4 員山子分洪工程位置、進水及出水結構示意圖