2018土木工程設計實務:雙溪水庫潰壩及下游疏散分析

撰文．課程團隊 (游景雲、許聿廷、李洢杰、陳慈愔)
攝影．交通組碩一　陳譽仁

這是第三次開授水庫潰壩及下游疏散分析的土木工程設計實務 (capstone) 課程，也是capstone列為必修課之後的第二次。最初也是本系的「石頭之父」卡艾瑋老師的構想，希望能把水利和交通做些跨領域的整合，並搭配測量技術的應用，便跑去敲了幾個老師的實驗室房門，於是湊成了系上六門高年級capstone課程中的其中一門。

課程的設計實務主題在於分析不同的水庫潰壩形式、估計對於下游地區的洪泛影響，進而針對淹水區域進行疏散和相關應對策略的評估。一系列下來，雖然還只是水庫安全評估中的一部分，但也算是完整讓同學們走過一次實務工程案例的分析。從三年前第一次開課，這中間包含陳柏華老師和徐百輝老師都曾給予課程很多的協助，經過兩次的經驗摸索，整體課程設計上，算是慢慢具備一個雛形。不同以往，今年的課程選擇一個還未興建的水庫 —雙溪水庫— 作為分析主題 (先前兩次分別是石門水庫和湖山水庫)，由游景雲老師主授，搭配許聿廷老師和李洢杰老師共同來開授這門課；這也是李洢杰老師受聘為本系測量組兼任老師後，在系上開授的第一堂課！(李洢杰老師下學期將會開授「VR/AR實境技術之原理&土木工程之應用」，李洢杰老師在今年初的杜風也有一篇自介文喔~ http://www.ntuce-newsletter.tw/archives/1974)。此外，今年也特別請到了第一屆選修這門capstone而現在已經是卡老師的博士生的慈愔來協助授課，還有彥蓁 (游老師的碩士生、對UAV非常有經驗) 和譽仁 (許老師的碩士生、在兩年前也修過這門capstone) 擔任助教、協助課程的進行。

課程著重於實作，其中還是必須具備基本的學理概念，並需要學會操作好幾套分析工具，包含以動力波計算洪水歷線、應用ArcGIS整合DEM地形圖、集水區和下游環境等資料、透過HEC-RAS估計二維的洪泛面積，再AnyLogic進行疏散車流的為觀模擬……一整個學期下來其實是頗為吃重的課程 (不過在幾門capstone課程中應該還不是最重的~)，除了修課同學本身的投入之外，和隊友之間的合作、分工也尤其重要！

重頭戲還包含兩天一夜雙溪、貢寮地區的現地調查。第一天上午，請到中興工程顧問水利工程部的李偉哲主任和蔡誠斌工程師犧牲假日時間帶我們實地走訪丁子蘭溪的上游 (即雙溪水庫的預訂興建地點)，沿著溪谷而上，和同學們介紹丁子蘭溪的水文、地理條件以及規劃上的各種考量；這其中也特別感謝中興工程顧問蔡文豪副總的支持與安排。餘下的時間裡，各組必須操作UAV、沿雙溪溪谷分段拍攝地貌 (之後再以photoscan建立地形模型)；此外，還需挨家挨戶進行問卷調查，詢問有關興建水庫的意見和疏散行為。晚餐時間，游景雲老師也請民宿準備了豐盛的BBQ，慰勞一整天下來在大太陽底下辛苦調查的同學們；烤肉+啤酒+人生、感情的探討，大概也是另一種真實工程師生活的體現~

李偉哲主任和蔡誠斌工程師在雙溪共和大橋和同學說明雙溪河谷的地理特性和壩址選擇考量

在丁子蘭溪上游的壩址預定地

架設於丁子蘭溪上可偵測水位和流速的儀器

和地方長者們以破破的臺語進行問卷訪談

6月21日下午是期末總審，邀請到交大防災與水環境中心楊昇學博士、多采工程顧問李文生博士和陳柏華老師一同擔任評審。18位修課同學所組成的四組工程顧問團隊：「怪獸水利公司」、「洪海工程顧問公司」、「溪進平工程顧問公司」和「人生聞啼鳥工程顧問公司」，相當有水準地簡報他們一學期下來的分析成果、建議，並答覆評審們專業而犀利的提問 (各組並有製作海報如pdf 附檔)。

聽取期末簡報：李文生博士 (右一)、楊昇學博士 (右二)、李洢杰老師 (右三)

陳柏華老師提問

同學未來畢業後或許往各種不同的領域發展，可能很小的機會再去接觸到水庫潰壩和下游疏散這個很特定的課題，或許也不見得會再使用到這門課程中所操作的軟、硬體工具。然而，capstone課程根本的精神在於培養同學們成為一名工程師的能力；未來面對真實的問題時，不會再有人一步一步地教導如何完成每個細節而得到「正確答案」，很多時候，除了確切地會使用某些軟體之外，更重要的可能是自己要怎麼去找資料、找到合適的工具、找到合適的人詢問，甚至包含團隊合作、簡報、投影片、海報的製作等都是同等重要的能力。而這些其實也是土木系一系列實作課程所訴求—培養同學們成為有專業能力解決問題的工程師。或許經過這門課之後，同學們能夠慢慢體會，從大一初進土木系的cornerstone到高年級的capstone，或許問題的難度和規模不同了，但這些課程的核心價值始終是一致的。很辛苦的一學期，但相信對於同學們會是很有收穫，感謝每一位堅持到底的同學們，也感謝所有參與、支持這門課程的人。