台湾集集堰沉沙池泥沙浓度与浊度率定关系研究 Rating relations between suspended sediment concentration and turbidity in Ji-Ji Weir settling tank.pdfVIP

泥沙研究 of 2009年6月 JournalSedimentResearch 第3期 台湾集集堰沉沙池泥沙浓度与浊度率定关系研究 许盈松1，黄振杰2 (1．逢甲大学水利工程与资源保育学系，台湾台中40724；2．逢甲大学水利工程研究所，台湾台中40724) 摘要：水体浊度观测为水环境及水资源领域中之例常观测项目，泥沙浓度则为水资源及水利工程中重要之水 文观测数据。浊度数据对于水生态环境、水资源利用评估及公共用水营运，为极重要判别指标；泥沙浓度数据 则为集水区保育及河道稳定评估规划所需之重要基本数据。现行浊度观测方式及仪器，相对于传统泥沙浓度 之观测，其仪器自动化程度高、价格较低，且设站较为简易方便且普遍。虽河川中悬移泥沙浓度与浊度之物理 定义不同，但在工程实务应用上仍有许多泥沙浓度数据以浊度数据来替代表示。本文研究特定水沙条件下之 浊度与浓度率定关系，并以集集拦河堰为案例，探讨试样水体浊度、浓度观测数值在不同含沙量条件下之对应 及量化关系规律，并依ISO标准规范，进行不确定度分析及误差分析。研究成果显示，浊度观测方式之重现性 及精度良好，且浊度与浓度测值间对应率定关系明确，但此率定关系与泥沙类别、泥沙粒径及分布组成条件密 切相关。参照本研究所提出之泥沙浊度与浓度观测之率定关系规律，可以利用现已普遍设站之水质观测站之 浊度观测数据，建立推估特定流域河道之水、沙特性关系。 关键词：泥沙浓度；浑水浊度；率定关系；沉沙池 中图分类号：TVl49 文献标识码：A 文章编号0468．155X(2009)03．0037．08 l 前言 近世以来，人类对于水资源的需求渐为增加，在工业、农业、民生三大用水标的的需水量更是遽增， 且对于原水水质的要求尤其注重。当原水水质不佳又无其它可替代水源时，常需要增设如沉沙池、沉淀 池等相关水质处理设施，以使原水水质达到各水资源使用者之要求。台湾地区多数河川皆属于冲淤性 多沙河川，许多重要引水设施如集集拦河堰等皆具备有沉沙池。引水后之原水其泥沙浓度之成因主要 以悬移质为主，故沉沙池处理对象即为河川原水中之悬移质。但在天然水体之现地观测环境，悬移质泥 沙观测技术之实时自动化仍有许多瓶颈，现阶段之悬移质观测仍偏重于人工操作，故经常受限于天候、 交通及经费条件限制，以致泥沙浓度数据质量、记录历时代表性仍显不足(许盈松，等，2005)…。 沉沙池处理过后之原水，一般对于其处理过后水质判断的依据，除泥沙浓度外，另一重要观测项目 为浑水浊度。而浊度测值则常用来作为判别水生态环境、水资源利用及公共用水营运之可靠度指标 仪器工业化及自动化程度高、价格较低，并具备自动化实时观测功能。故浊度观测设站较普遍，观测历 时、资料量累积较长。虽河川中悬移泥沙浓度与浊度之物理定义不同，但在工程实务应用上仍有许多案 unit，简称ntu)，其观测原理 例之泥沙浓度以浊度资料来替代表示。浊度观测单位(Nephelometricturbidity 为在特定条件下，比较水样和标准参考浊度悬浮液对特定光源散射光的强度，以测定水样的浊度。散射 光强度愈大者，其浊度亦愈大。浓度，则系指一定体积浑水中所含泥沙体积或重量，单位以ppm(百万分 之一)或n’g，L表示。国际间常以浊度作为量测水质的标准；由于浊度是考虑散色光强度去进行数据的 收稿日期：2007-04-19 作者简介：许盈松(1966一)，男，副教授，主要从事泥沙研究。 37 万方数据 测量，其所测量的数值容易受颗粒大小、粒径分布、泥沙形状、颜色所影响，并且浊度仪观测受透光度影 能量测到3 响，一般浊度计(turbidmeter) 000ntu左右的数值。本文拟对集集拦河堰沉沙池泥沙浊度与 浓度之相关性进行研究，并探讨浊度观测误差、不确定度及浊度、浓度两者之间率定关系特性。并比较 现地采样率定关系与试验室样砂调制标定浓度率