概述

石门土石坝(Shimen Earth-rockfill Dam)

位于中国台湾省北部淡水河支流大汉溪石门峡谷。水库的拦河大坝具有灌溉、防洪、发电及公共给水的多目标水资源开发工程，1954年3月开始规划，1956年7月开工，1964年6月竣工。 石门土石坝原设计为混凝土拱坝，但在1959年11月坝基开挖过程中，发现左岸有相当复杂的地质软弱面，超过事前的判断。恰好同年12月2日法国马尔帕塞(Malpasset)拱坝，因基础问题而溃决，造成下游严重损害而震惊全球。经世界知名的地质专家与坝工专家组成的咨询顾问团调查研究，参酌其建议，决定将拱坝改为土石坝。

水文地理

石门水库坝址以上集水面积763.4km，水库水面面积8km，总库容3.1亿m。工程按可能最大洪水设计，原采用的可能最大洪水是根据1906年～1956年间的水文气象资料推算的，洪峰流量10900m/s。但葛乐礼台风后不到10年又发生4次洪水，均超过以往的最大记录洪水5170m/s。经过多方研究，1979年改用新的台风模式法配合新增加的水文气象资料推算，可能最大洪水为14500m/s。

大坝枢纽

枢纽工程由大坝、溢洪道、水电站、后反调节池、灌溉进水口、工业城市供水系统等组成(图1)。

石门土石坝平面图

大坝

大坝为黏土心墙堆石坝，最大坝高133.1m，坝顶长360m，上游坡1:2.5，下游坡1:2。坝体体积706万m。坝基为砂岩，覆盖层厚23m，坝壳材料为河床沉积层大卵石，心墙土料取自河漫滩(图2)。

溢洪道

溢洪道为岸边开敞式，按可能最大洪水流量10900m/s设计，泄洪量10000m/s。后经复核后可能最大洪峰流量增大至14500m/s，溢洪道泄量偏低，曾于1984年6月决定增建2条直径为9m的泄洪隧洞，每条隧洞泄量1200m/s，配合溢洪道确保大坝安全。

水电站

电站安装2台机组，总装机容量90MW，多年平均年发电量2.14亿kW·h，后反调节池容量为2200万m。

进水口

石门大坝进水口设计流量为18.4m/s，规划灌溉面积为21926hm；桃园大圳进水口设计流量为16.8m/s，规划灌溉面积为23000hm。 公共给水量为69050m/d，北干管长14436m，南干管长4213m。

建设运行

石门土石坝的施工导流系统采用50年一遇洪水设计，由59m高的上游挡水围堰配以直径15m的导流隧洞组成。该导流洞是20世纪70年代仅见的大直径隧洞。上游挡水围堰设计为大坝坝体的一部分，须于一个枯水期内完工，但在施工期间春雨绵绵，黏土心墙无法连续施工，因此改用砂石骨料掺合少量水泥搅拌后运至工地碾压，以代替不透水心墙，此措施首创世界碾压混凝土坝发展的先例。 石门大坝于1963年填筑完成后，当年9月遭遇强烈的葛乐礼台风侵袭，在水库集水区内带来破记录的雨量，坝址的洪峰流量高达10200m/s，接近过去、最高洪水记录的2倍。由于导流洞已在台风来临前完成封堵，水库及时发挥防洪效果，降低了下游地区的洪灾损失。由于水库在一夜之间满蓄，溢洪道开闸泄洪，大坝安全经受住了严峻考验。