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一、濁度及泥砂濃度設置目的

濁度觀測為公共給水營運及評估水質優劣極為重要判別指標,原水濁度觀測可確實掌握集水區上游及下游各取水口及重點區域之水質狀況,尤以颱風或暴雨期間石門水庫原水濁度異常變化,進行濁度測站監測可提供水庫分層取水工操作與自來水公司供水調度之決策參考,達到穩定及安全供水之目的。

泥砂濃度觀測主要是颱洪期間,上游高含泥砂懸浮固體進入水庫區域,造成水庫大量淤積等問題,藉由全程監測泥砂濃度變化,瞭解入庫水砂歷線與異重流運移特性,並在適當時機開啟防洪及防淤設施,利用颱風期間水力排砂的重力現象,將庫區高濃度含泥懸浮固體排出,掌握每場颱洪泥砂進庫量及排洪排砂設施所產生之出庫量,藉此規劃清淤策略。

濁度及泥砂濃度站分布圖濁度及泥砂濃度站分布圖
二、濁度站及泥砂濃度分布

(一)濁度站分布
石門水庫集水區為監測水質變化狀況,目前設置濁度觀測站共25站,主要分為上游集水區設置5站(秀巒、玉峰、高義、榮華壩、霞雲)、庫區12站(羅浮、龍珠灣、大壩中層取水口、壩區、發電鋼管、排砂隧道、永久河道放水道、後池右岸、後池沖刷道、後池閘閥室、石門大圳退水路、石門大圳圳頭)及大漢溪下游8站(大溪橋、中庄攔河堰、中庄調整池、鳶山堰、三峽河、桃園大圳、台北橋、新海橋)等三大部分,相關位置詳泥砂濃度及濁度分布圖,以確實掌握集水區上游及下游各取水口及重點區域之原水濁度變化,提供預警機制、水庫操作與供水調度之決策參考。

(二)泥砂濃度站分布
石門水庫集水區在颱洪期間為全程監測泥砂濃度的變化,目前設置泥砂濃度觀測站共13站,主要分為入庫前測站1站(羅浮)、入庫後測站5站(大溪坪、龍珠灣、大灣坪、排洪隧道前及壩前垂直分層)、排砂階段測站5站(發電鋼管、排砂隧道、永久河道放水道、排洪隧道、溢洪道)及出庫濃度測站2站(石門大圳退水路、後池閘閥室)四大部分,相關位置詳泥砂及濁度站分布圖,可粗估每場颱洪泥砂入庫量及排洪排砂設施所產生之出庫量,藉以了解水庫排砂效率及淤積情形。

三、觀測方式

(一)濁度觀測
運用濁度感測器打出波長830–890nm的光波,在0~3000NTU低濁度情況下,水中內細小懸浮固體反射光波回到儀器感測端的光波強度,藉此推估濁度。

濁度感測器
量測範圍0~3000 NTU
精確度: 0~400 NTU (±3%) 400~3500±500 NTU (±5%)
解析度1NTU
(二)泥砂濃度觀測
由於國內河川含砂濃度目前採人工不定時取樣分析,無法即時掌握主要泥砂運移時機,且颱洪期間觀測作業困難並具有危險性。本分署自民國95年起推動時域反射法(Time Domain Reflectometry, TDR)。

時域反射法技術,類似雷達設備,系統包含TDR主機(訊號發射器與接收器)、傳輸纜線及自製感測器等設備(如附圖),可發射並接收於傳輸線內之電磁波,其觀測原理主要係根據電磁波在不同介質下,有不同傳遞速度之特性,並透過理論分析及計算電磁波於水中感測器之走時,藉以推估河川水中含砂濃度,含砂濃度觀測範圍為0 ppm至30萬ppm,對於中、高濃度含砂資料能有效掌握。
TDR SSC量測原理TDR SSC量測原理
TDR SSC感測器
TDR SSC感測器
量測範圍:0 ppm至30萬ppm
解析度:±500ppm