- 水庫淤積嚴重怎麼辦？（二）石門水庫既有設施的防淤功能改善 2014/08/17
水庫淤積嚴重怎麼辦？（二） How to solve the problem of reservoir sedimentation ?
石門水庫既有設施的防淤功能改善 Existing Facility Desilting Improvement
經濟部水利署 蔡秉儒正工程司石門水庫如何在既有壩體上，規劃排除淤積的工程？讓異重流持續運動，而能流出水庫以降低渾水界面？
石門水庫的取水設施
然而石門水庫於50餘年前設計時，並無法預見在台灣的地質條件下，水庫淤積會如此快速，也尚未發現水庫有這種異重流的現象，且需要依賴水庫底部孔道來排除，因此石門大壩原設計並無底部排砂孔。但若要在石門大壩新設底孔排砂，則會面臨石門水庫必須持續營運供水，且在桃園地區並無可替代水庫，因此無法排空水庫施工的問題。為了解決這個問題，只能先從水庫既有設施著手改善，使既有設施便為排砂專用設施。
石門水庫原本所設計的取水口有四處，分別為石門大圳取水口(EL.193m)、石門電廠發電進水口兩處(EL.173m)、永久河道取水口(EL.169m)，均位於水庫較低的位置。其中石門大圳及永久河道取水口，因為取水口流量無法加大、且平時均負責供應桃園地區用水，無法長期停用進行改建，因此不列入優先考慮。而原為石門電廠所設置之發電進水口因為有兩處，可以停用一處進行改建，而且原本的流量有放大的可能，遂成為優選方案。
原電廠輸水路平面及立面圖(節自石門水庫竣工圖)
- 水庫淤積嚴重怎麼辦？（一）異重流與水力排砂 2014/08/17
水庫淤積嚴重怎麼辦？（一）How to solve the problem of reservoir sedimentation ?
異重流與水力排砂 Density currents and sediment slucing
經濟部水利署 蔡秉儒正工程司台灣在環境保護議題漸被重視情況下，修造水庫的選項已漸漸被打消，為維繫既有水庫的蓄水功能、延長水庫使用年限，水庫的維護設施格外重要。而台灣山高、水短、河湍急的地形，容易造成水庫泥沙淤積，颱風過後尤為顯著。水庫工程管理人員有何因應之道？以石門水庫為例，一起來看目前的工程技術可以怎麼處理這個大問題。
石門水庫淤積現況
石門水庫於民國52年5月開始蓄水，到民國53年6月施工完成，完工時之原始總容積約3.09億m3。但由民國102年2月之淤積測量資料顯示，石門水庫總庫容只剩下2.17億m3，亦即石門水庫的淤積量已達9200萬m3，約為原始總容積之30%。若以50年平均值來看，年平均淤積量約為184萬m3。
若更進一步研究歷年統計表，可發現在50年歷程中，以民國52、54、55、58、60、64、73、85、93、94、95及98年之淤積量較大，該12年的累積淤積量即達9160萬m3。如果將此12年淤積量取其平均，則年淤積量高達約763萬m3，約為年平均淤積量的4倍，由此可見水庫淤積集中於特殊的颱風豪雨水文事件。因此，如果颱風豪雨期間所帶入水庫的淤積物，能盡量利用水庫排洪操作時一併用水力排砂排出水庫，將會是最具經濟效益的方法。 Continue reading →
- 把核廢料安全打包的材料─膨潤土：回填低階核廢料的好材料 Isolate nuclear waste – buffer and backfill material made of Bentonite 2014/08/13
把核廢料安全打包的材料─膨潤土：回填低階核廢料的好材料Isolate nuclear waste – buffer and backfill material made of Bentonite
國立臺灣大學土木工程學研究所結構工程組 賴可捷低放射性的廢棄物處理在世界各地行之有年，起初核能領域剛發展不久，核廢料的產量相對少，一開始低放射性廢棄物的來源多為學術研究與軍事用途，又由於當時對於核子能源的認知不深，對於核能安全與核廢料處置問題的重視不若現在。但自從1953年美國艾森豪總統（Dwight David Eisenhower）於聯合國提出原子能和平使用的概念之後[文獻]，民生用途的核子能源逐漸增多，核廢料產量急速增加，其中核電廠發電過程以及除役後的廢棄物為低放射性廢棄物的主要來源。
隨著各國學者長時間投入核子能源領域的研究，對於放射性廢棄物之危害日漸瞭解，因此低放射性廢棄物之處置技術及安全要求漸受重視。近期設置之處理場所都會採取適當之掩蔽，幾乎都採用「多重障壁[註一]」的概念，利用多項的防護措施，盡可能的隔絕放射性廢棄物於我們的生活環境之外。 Continue reading →
- 避之唯恐不及的海砂屋（Sea-Sand House） 2014/08/08
避之唯恐不及的海砂屋（Sea-Sand House）
國立臺灣大學土木工程學研究所研究生何季軒一般人在購屋時，都會盡量避免買到「海砂屋」，因為海砂屋的壽命大約只有六至十年，相較於一般混凝土結構建築是非常短的。超過這個年限後，就容易出現混凝土塊剝落等損害建物外觀與結構強度的現象。
要了解這種現象的成因，我們可以先從了解「海砂屋」名稱的由來開始。海砂屋的正式名稱為「高氯離子含量之混凝土結構物」，其由來為，建築物在建造時，於混凝土中拌合的砂土並非是正常選用的河砂，而是從海邊開採的海砂。兩者最大的差別在於，海砂原本位於海邊，長時間受海水或海風的影響，使海砂內含有大量的氯離子。若不善加處理而直接使用含有大量氯離子的海砂製成混凝土，這些氯離子在澆置、養護後仍會存在於混凝土中，進而對鋼筋造成危害。 Continue reading →
- 廚餘處理之能源再利用 Turning Food Waste into Energy 2014/07/24
廚餘處理之能源再利用 Turning Food Waste into Energy
國立臺灣大學環境工程學研究所許桓瑜近年來，台灣積極推動垃圾減量化、資源化，根據環保署垃圾統計資料顯示，2013年全台灣垃圾產生量約為七百萬公噸，廚餘的回收量為八十萬公噸，回收率約為11%。「廚餘」包括三餐飯後剩下的飯菜、菜葉、果皮、食物殘渣等物質，台灣的廚餘回收將家戶廚餘分成兩大類，分別為「養豬廚餘」與「堆肥廚餘」，廚餘的回收減少了都市固體廢棄，也創造了廚餘的新價值，不只養豬、堆肥、還可以成為再生能源。
能將能源回收再利用有兩個主要的方法，分別為厭氧消化與廚餘焚化後能源回收。
- 厭氧消化
廚餘與垃圾中有機物或下水道污泥混合，進行厭氧消化的過程中會產生甲烷，將甲烷經純化加壓後，可進行發電與能源回收的工作。沼氣利用在國內主要以禽畜糞便沼氣回收發電，已推廣多年，廢棄物厭氧發酵與沼氣利用，主要研究對象也是畜、農產廢棄物及垃圾掩埋場沼氣發電，目前已有高雄西青埔沼氣發電廠運轉。而掩埋場中沼氣的產生量主要來源就是廚餘，由此可知家庭廚餘沼氣發電回收能源，是相當有潛力的。
資料來源：(Khoo, 2010)
- 以都市代謝理論探討都市發展對環境的影響 The Environmental Impact of Urban Development and Urban Metabolic Theory 2014/07/23
以都市代謝理論探討都市發展對環境的影響 The Environmental Impact of Urban Development and Urban Metabolic Theory
國立臺灣大學環境工程學研究所許桓瑜一般對於都市的定義是指居住在十萬人以上的地區；而「代謝作用」(Metabolism)則是由生物學領域提出，強調生物的生存及生命力的維持，必須倚靠外界各種物質與能量的進入，在體內行各種化學反應，生產生物體所需之養分與能量。A.Wolman(1965)將都市代謝的需求定義為：「為了維持某都市之居民在家、工作、遊玩等活動所需要的物質與貨物，同時包含了居住及建設所需原物料的投入」。說明了都市代謝作用的意義，在於維持都市居民所需及都市發展之延續。
近年來「永續發展」的觀念，成為在面對全球環境變遷的最高指導原則，而近年環境的變遷，從工業發展、都市發展以來，環境已漸漸無法負荷我們所製造的污染，這些外部成本造成的生態與環境損害，來自於都市對物質與原料需求的消耗增加，以及消費過程中產生的廢棄物和廢熱(如圖1)。都市擴張所造成的環境影響，使人們不得不重視，如果說生物的新陳代謝可以維護生物體的健康，那麼都市的代謝也是對我們生活環境品質的維護。
圖一：都市系統之輸出、輸入圖
資料來源：Sutton and Harmom (1973)- 相變材料與建築節能 (Phase-Change Material and Structural Energy Saving) 2014/07/22
相變材料與建築節能(Phase-Change Material and Structural Energy Saving)
國立臺灣大學土木工程學研究所鄭凱翔由於科技與工業發展日新月異，大量商品的生產、人類生活品質提高、物質需求增加，導致資源與能源快速消耗，使得各種資源日益枯竭。尤其建築物為世界上最大能源消耗者之一，其消耗的能源佔全世界總消耗能源的 $$25\%$$ 到 $$33\%$$。而一般建築的日常耗能，空調佔很大比例，以夏季的耗電量而言，空調用電比例約佔 $$40\%$$～$$50\%$$。
為了降低建築耗能，建築材料的選擇亦是關鍵。「相變材料」即是一種藉由潛熱的吸收、釋放來延緩溫度上升、下降的物質。相變材料與建築物外殼結合，當日間陽光照射使建築物溫度升高時，相變材料會吸收熱量進而從固態熔解成液態，延緩熱量進入室內的速度。如此溫度上升緩慢，降低空調的負荷，便能達到節約能源的效果。 Continue reading →
- 牆壁也得皮膚癌！？－淺談壁癌 2014/07/21
牆壁也得皮膚癌！？－淺談壁癌
國立臺灣大學土木工程學研究所結構組葉智強相信大家對於「壁癌」（圖一、圖二）這個詞都不陌生，可能發生在客廳，也可能會在浴室裡看到；或是某天靠在學校走廊牆壁上，一離開卻發現許多白色粉塵飄落，身上也沾白灰，以上都是壁癌存在的絕佳證據！既然如此常見，那麼它是怎麼發生的呢？
圖一、 一般住家常出現的壁癌情況
（圖片來源：作者葉智強攝）
圖二 、一般住家常出現的壁癌情況
（圖片來源：作者葉智強攝）其實壁癌正式的名稱是「白華」(efflorescence)，會在結構物表面形成一層白色的粉塵，基本上在「混凝土結構物」很常見。 Continue reading →
- 相變材料與建築節能 (Phase-Change Material and Structural Energy Saving) 2014/07/22
- 水庫淤積嚴重怎麼辦？（一）異重流與水力排砂 2014/08/17
