段素華

摘 要：水利建造物系防洪排水設施，為維護公共安全與防范災害發(fā)生，對于水利建造物興建完成后的維護管理，以現(xiàn)勘調(diào)查資料為研究基礎，提出檢查的問題，分別研究并分析其改善的方法，嘗試利用以現(xiàn)有水利建造物的檢查成果，以客觀方式評估建造物狀況與其整體指標，提出適切的改善方式，做優(yōu)化的改善建議。本研究分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，依目前規(guī)定，在執(zhí)行上受限人力、經(jīng)費、環(huán)境、設備等因素，及檢查人員經(jīng)驗和素質(zhì)等因素，形成主觀判斷，影響檢查評估結(jié)果；因無量化評估方法，政策不易精確引用調(diào)查結(jié)果，即直接對水利建造物進行改善作業(yè)，實需作進一步提升。

關(guān)鍵詞：水利 建造物 質(zhì)量 檢查 研究

中圖分類號：S277.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（a）-0031-02

現(xiàn)在全球氣候的異常與變遷，各類水利工程設施的建構(gòu)與維護已成未來國家防災發(fā)展的重要趨勢，其前提須能有效配合氣候的變異并在合理的經(jīng)費條件下，而能提出一系列可因應的方案。在環(huán)保意識下未來公共工程投資將不再一味的制造大量的工程量體，而應逐漸朝向既有設施與建造物維護管理為主。以某轄內(nèi)的水利構(gòu)造物利用適當?shù)墓芾硎址ㄅc策略為例，將轄內(nèi)各大水系，依照水利法的規(guī)定，實施定期及不定期調(diào)查工作，進而將調(diào)查的成果應用于地理信息系統(tǒng)，形成一種高效能的防災管理工具，提供轄區(qū)內(nèi)行政機關(guān)于防災作業(yè)及天然災害發(fā)生時緊急應變用。

1 水利構(gòu)造物

（1）防水建造物：防護河川、海岸及區(qū)域排水的建造物，如堤防、防洪墻、護岸、丁壩、防砂壩、潛壩、固床工、水門等。

（2）引水建造物：引水或輸水量達每秒0.3m3以上或其設計通水斷面積達1.0m2以上的取水工、隧道、渡槽、管路箱涵、渠道、圳路及其他越域引水工程等。

（3）蓄水建造物：以蓄水為主要功能的建造物，其設計蓄水深度達3m以上或設計蓄水量達2萬m3以上的堰、壩、水庫、人工湖等。

（4）泄水建造物：排水或泄水量達每秒0.3m3以上或其設計通水斷面積達1.0m3以上的抽水站、排水路、放水路等。

（5）抽汲地下水的建造物。

（6）與水運有關(guān)的建造物：開鑿運河及其相關(guān)設施。

對于公共工程而言，其生命周期包括規(guī)劃、設計、施工、維護及拆除重建等幾個階段，由于目前國內(nèi)于工程的規(guī)劃、設計時間大都僅以施工成本或施工工期為最佳方案的選擇考量，未能將設計考量的重點延伸至后續(xù)的使用與維護成本，無法達到生命周期成本優(yōu)化的目標，亦及于規(guī)劃、設計時間除考量施工的工期、成本與經(jīng)濟可能性外，也須對未來維護保養(yǎng)所需經(jīng)費與管理人力、能源與材料消耗、使用壽限與營運效益等一并加以評估考量，以達成整體投資最經(jīng)濟、符合社會公義與永續(xù)發(fā)展等目的。

水利構(gòu)造物檢查目的是在檢查水利構(gòu)造物設施現(xiàn)況是否尚具有設計的功能，是否損毀，以及發(fā)現(xiàn)是否有任何可能導致發(fā)生災害或應予檢討分析的狀況。而水文環(huán)境的大幅改變，形成建造物破壞、喪失功能或失敗的風險，在作業(yè)上必須定期進行檢查。

水利構(gòu)造物評估的目的在，確認設施現(xiàn)況，是否尚能符合原規(guī)劃設計標準及安全要求，并進一步評估各種表面及潛在因素對功能及安全的不良影響。防水、泄水構(gòu)造物興建是以當時知識及已累積可取得的資料，根據(jù)當時環(huán)境狀況與設計標準而規(guī)劃設計。然而，若干年后，或因為相關(guān)設施老舊，無法達到設計條件要求；或因水文或法規(guī)條件改變，而使得興建時采用的設計條件，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)況下的設計標準，需要進行安全評估。

2 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是由地理學（Geography）、信息（Information）及系統(tǒng)（System）三者組合而成，其中地理學是指真實世界中空間組成對象的描述；信息展現(xiàn)出空間對象相關(guān)的資料或信息；系統(tǒng)則是應用計算機技術(shù)作為處理工具，支持地理學與信息的分析，為一套計算機輔助空間輸入、儲存、尋找、分析、展示的系統(tǒng)，若以完整的架構(gòu)而能實際發(fā)揮功效而言，地理信息系統(tǒng)可以視為運用計算機硬設備與軟件程序，并以完備的組織形態(tài)結(jié)合相關(guān)的機構(gòu)與具備相關(guān)運用領(lǐng)域的專業(yè)人員，所建立的地理資料處理系統(tǒng)，整合地理資料建立空間關(guān)系的資料庫。

GIS可分為兩個層面來說明：第一為技術(shù)為導向，將地理信息系統(tǒng)視為進行真實世界空間資料收集（Collecting）、儲存（Storing）、擷?。≧etrieving）、轉(zhuǎn)換（Transformation）與展示（Displaying）有效工具組合；第二是以問題解決為導向，將其定義為應用具有空間性的資料來解決具地理性問題的系統(tǒng)。

GIS以數(shù)位化形式收集包含點、線、面等空間或非空間資料，讓使用能更有效率的存取資料，并將資料加以處理、分析、修改、展示等，讓使用者能透過軟硬件的輔助以對這些空間或?qū)傩再Y料操作分析得到更多的衍生資料，以供規(guī)劃及決策者進行分析決策用。就運用功能而言，地理信息系統(tǒng)主要目的是透過迭圖及空間分析功能，將原始的地理資料轉(zhuǎn)變?yōu)槟苤С挚臻g決策的信息，可說是空間資料的整合性資料庫。

GIS系統(tǒng)資料形式可分為空間圖形資料（Spatial Data）和屬性資料兩類，前者大多是圖形資料，用來表現(xiàn)空間相對位置的特征，如航照、地形圖、地藉圖等；后者則為說明空間物體特征的敘述性質(zhì)料，如各區(qū)域的人口數(shù)等屬性資料。上述空間圖形資料又可分為網(wǎng)格式（Raster）資料與向量式（Vector）資料兩大模式，其差異在于網(wǎng)格式的資料結(jié)構(gòu)是以一個均質(zhì)矩陣表示，矩陣內(nèi)各單元皆是以一連續(xù)的平面來處理，一個單元代表一個面積，單元內(nèi)的資料都是以單一概略化的平均值表示，所以單元越大其概略化程度越高，其所代表精度越低，單元越小其概略化程度越小，其所代表精度即越高，故各單元面積決定網(wǎng)格式資料精度。而向量式資料結(jié)構(gòu)則是以一系列的點來表示點（Point）、線（Line）、面（Polygon）的空間地理資料，故沒有資料概略化問題。向量式資料模式較符合真實世界形貌，比較容易接受，且其資料容量小，幾何精度高，而網(wǎng)格式資料模式其資料收集快速，結(jié)構(gòu)單純與格式轉(zhuǎn)換簡單（蔡博文及丁志堅 2005）。

3 資料庫系統(tǒng)建置

3.1 計劃河系基礎調(diào)查作業(yè)成果介紹

主要以該區(qū)域排水65條，及1條河川，共66條。研究計劃范圍所屬的各河系所完成的初步調(diào)查成果。調(diào)查成果點位，藍色線條為區(qū)域排水的河川，圓圈為本次調(diào)查成果的位置，按于圖標篇幅的限制，分別將水系以其坐標位置分別與不同圖標依其上下游關(guān)系加以表達。水系調(diào)查成果方面則可用圖標加以表達，其順序依照河川由下至上游的方向表達本研究計劃的調(diào)查成果。為準備后續(xù)相關(guān)的地理信息系統(tǒng)軟件應用的需求，水利構(gòu)造物調(diào)查點位資料則需加以整理為Microsoft Excel 2010表格，即將水利構(gòu)造物點位資料匯入 MicrosoftAccess 2010，再用Access建立ODBC與 AutoCAD Map 3D 2012連結(jié)，作為查詢系統(tǒng)，作為資料庫查詢系統(tǒng)使用。

3.2 檢查報告及匯報

對水利建造物安全評估各項目的結(jié)果及建議逐一作總結(jié)的敘述。安全評估結(jié)果的內(nèi)容要求如下：

（1）須對水利構(gòu)造物工程布置、結(jié)構(gòu)安全及維護管理作整體評估。

（2）須對水利構(gòu)造物目前功能及相關(guān)安全問題予以評估。

（3）須對水利構(gòu)造物潛在因素可能影響未來功能及安全問題予以評估。

（4）敘明水利構(gòu)造物評估結(jié)果的等級區(qū)分。

①總評為“立即改善”者：因結(jié)構(gòu)物損壞嚴重，直接影響防汛功能、危及居民生命財產(chǎn)安全須優(yōu)先執(zhí)行，納入“年修計劃”。

②總評為“注意改善”者：雖建造物局部損壞，尚無立即的危險，為防止損害擴大，納入“新建計劃”。

③總評為“計劃改善”者：屬建造物僅局部缺陷、年久失修，或原為自然邊坡預計施做護岸等情況，納入“相關(guān)計劃”。

建議改善事項的內(nèi)容要求如下：

（1）根據(jù)水利構(gòu)造物的安全評估等級，針對各項問題與缺失提出改善措施的方向及原則建議。

（2）根據(jù)已有的資料在現(xiàn)階段無法做適當?shù)脑u估，需做更進一步的試瞼，研究與分析者，應在建議中提出。

（3）其他改善水利構(gòu)造物安全的相關(guān)建議。

當完成各項基本資料復核、現(xiàn)地檢查、校核分析等工作后，依建造物各部位評等結(jié)果，為該檢查點做綜合評估，提出建議改善措施并估計其改善經(jīng)費，配合改善的急迫性，決定列入計劃別，而后根據(jù)逐張檢查表，填寫該次的水利構(gòu)造物定期檢查結(jié)果表。

4 結(jié)論

水利構(gòu)造物生命周期永續(xù)概念為目前發(fā)展新趨勢，在未來公共工程的投資將逐漸以現(xiàn)有設施與水利構(gòu)造物的維護管理為主，另水利構(gòu)造物擔負防洪及都會安全的成敗主要因素，如何為永續(xù)維護河防設施的管理制度及有效運用維護管理系統(tǒng)，便形成一個相當重要的議題。

本研究經(jīng)計劃性的現(xiàn)勘調(diào)查后，可綜合歸納以下幾項結(jié)論：

（1）現(xiàn)勘方式，配合系統(tǒng)性表列方式，實施目視水利構(gòu)造物的全面檢查，獲得相關(guān)水利構(gòu)造物的基礎資料。

（2）以某區(qū)域水系為全面調(diào)查的對象，完成現(xiàn)勘后依各水系的河川構(gòu)造物加以匯整并統(tǒng)計分析。

（3）應用3D MAP的軟件，依各項類別加以操作完成并實施各項管理需求。

（4）利用動態(tài)的搜尋功能可立即將現(xiàn)有及歷年歷水利構(gòu)造物調(diào)查成果加以展現(xiàn)。

（5）現(xiàn)階段最具效率歷圖資管理模式，供管理單位于轄內(nèi)河川各項管理作業(yè)。

（6）綜合以上結(jié)論，利用3D MAP軟件運用歷管理策略，提供具有高度價值歷管理系統(tǒng)，方便地方管理機關(guān)對于水利構(gòu)造物長期管理得以依循，并據(jù)以實施河防構(gòu)造物的安全管理。

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