清淤新成效
水庫淤泥的重生之路
台灣四面環海、降雨量豐富，氣候溫暖潮濕，但也因為山高地陡，河川多呈東西走向，導致河川短促難以源遠流長。因此儘管台灣每年降雨量超過800億噸，平均總用水量僅約163億7200萬噸，水資源利用率仍不到二成。
為截流水為截流水源，多會在河川建立水庫，但是現在台灣水庫積淤情形嚴重。以石門水庫為例，根據水利署資料顯示，石門水庫截至2023年12月，累計淤積量為1億456萬立方公尺，佔水庫設計庫容的33.8%。由於近年台灣降雨不穩加上水庫淤積，使得多數水庫蓄水量下降，使得各地水情頻頻拉警報，有效清淤及淤泥再生成為急需解決的問題，而台灣又該如何在成本與生態保育間取得平衡。
資料來源：台灣地區水資源利用現況與未來發展問題、經濟部水利署
台灣水庫怎麼了？
水庫淤泥的問題是台灣水資源無法有效利用的因素之一，台灣水資源發展協會理事黃安調說明，台灣水庫多為在槽式水庫，也就是在河川主流建設水庫集水，雖然相較其他水庫形式能攔截到較多水源，但同時泥沙淤積速度也較快。
中央大學土木工程系特聘教授吳瑞賢表示，台灣水庫整體的容量不夠，且持續在減少當中。台灣水庫的庫容與用水量不成比例，舉例來說，石門水庫一年要使用四個庫容的水量，但因為台灣降雨時空分布不均，即使部分時間水庫蓄水充足，一旦三個月未降雨，就會發生缺水問題。
水庫蓄水率沒有增加的同時還在不斷減少，一次颱風便會為水庫帶來十分可觀的淤泥量，使得台灣水情問題更加嚴峻；而南臺灣除了曾文水庫外並無其他大型水庫，因此時常出現缺水情形。吳瑞賢說明，台灣目前採取「跨域引水」的作法，也就是將水從蓄水量充足的水庫引到需要用水的水庫，以填補部分地區水庫供水不足的問題，不過此舉並無法增加總水量，台灣的用水仍是問題。
點擊看看三種水庫介紹！
水庫淤積嚴重，為何不清？
(照片提供：經濟部水利署)
水庫淤泥問題困擾台灣已久，清淤成本和難度高，儘管已積極進行清淤，但在以往的印象中，淤泥幾乎是無解的問題。不過，根據水利署資料統計，石門水庫2019年至2023年累計清淤量1827萬2000立方公尺，占總量的24.92%，呈逐年上升趨勢。
水利署北區水資源分署副分署長曾國柱表示，石門水庫目前採陸挖、抽泥、水力沖淤三管齊下的方式，希望能恢復石門水庫的庫容。石門水庫的抽泥量已從2019年的116萬立方公尺，逐年增加到2023年的403萬立方公尺，已遠高於年平均320萬立方公尺到330立方公尺的淤泥入庫量。
台灣近五年水庫清淤量前五名
(資料來源：經濟部水利署)
對此，吳瑞賢說明，當沖刷下來淤沙沉澱堆積後，除非使用爆破的方式，不然難以移動，2001年納莉颱風造成曾文水庫嚴重積淤，積淤至今仍無法解決。吳瑞賢表示，現在的清淤治標不治本，要想讓水庫庫容恢復基本上不可能，只能盡量保持，讓水庫「延壽」，延長水庫使用年限。
石門水庫的清淤攻略
台北港土方收容管理費
260
一立方公尺
元
高昂
沉澱池清淤成本高昂
一立方公尺的淤泥花費
元
530-550
砂石車的運輸成本
（從沉澱池載往台北港）
石門水庫主要清淤方法以砂石運送（陸挖）與抽泥船為主。
陸挖是指挖土機開進在水庫上游蓄水區進行清淤工作，挖出的淤泥由砂石車向下運送。
一年平均清淤量約30到50萬立方公尺。
陸挖在高水位時無法進行，且大量砂石車行駛會影響附近居民，運送時間也受到限制。
什麼是陸挖？
抽泥船的優點是不受水位限制，幾乎全年皆可運作。
石門水庫現有三艘抽泥船正在使用，抽泥船利用絞刀沉至庫底，將沉澱在水庫底部的淤泥抽出，再經由輸泥管送至下游沉澱池置放。
抽泥船如何運作？
沉澱池的淤泥需堆置和瀝乾，需耗費約一年的時間，讓泥沙含水量下降才能進行再利用，由砂石車清運至台北港填海造陸。然而，晾乾泥沙耗時較長，目前石門水庫的13座沉澱池均已達到容量上限，無法再存放更多淤泥。
根據北水局資料，2022年陸挖清淤量為27萬立方公尺，清一次淤泥需花費
一立方公尺的淤泥花費
372億600萬
元的成本。
阿姆坪防淤隧道
水庫清淤的救世主？
省錢
1、減少台北港的土方收容的管理費
2、減少砂石車運送淤泥至台北港的運費
乾旱期
乾旱期
洪水期
洪水期
平常水位高時
為提升石門水庫的庫容和清淤效率，阿姆坪防淤隧道於2023年完工。
阿姆坪防淤隧道具有三種使用時機與用途，分別為乾旱期、降雨期以及平常使用。
抽泥船將上游泥沙抽出，利用阿姆坪上方的淤泥輸送管線，排放至阿姆坪防淤隧道下游。
隧道下游處設有篩分設備，將粗顆粒泥沙進行販售和再利用，較細的泥沙則存放於沖淤池。
當水位低於阿姆坪的進水口時，部分灘地會露出，可利用陸挖方式進行清淤。
防淤隧道寬度達15米，乾旱期可作為砂石車運輸通道，縮短砂石車運輸距離。
開啟阿姆坪防淤隧道上游的閘門，讓洪水經由隧道沖刷沖淤池中的泥沙。將其排放至大漢溪並隨水流排放至外海。
阿姆坪的建立能減少淤泥無處可放的問題。原本沉澱池晾曬改為堆放在沖淤池，等到洪水來臨直接排放到下游。若是以過往沉澱池的方式，一年只能清25萬立方公尺的淤泥。
北水局表示，阿姆坪防淤隧道計畫預計每年能達到64萬立方公尺的清淤量。相比以往清淤量更高，也更省時與省錢。
示意圖
示意圖
示意圖
平常水位高時
省時
1、載送淤泥的砂石車可通過阿姆坪隧道直達下游， 節省運送時間
2、淤泥直接排入溪流可節省放置沉澱池曝曬的時間
1、載送淤泥的砂石車可通過阿姆坪隧 道直達下游， 節省運送時間
2、淤泥直接排入溪流可節省放置沉澱 池曝曬的時間
2023 年，海葵颱風時，阿姆坪進行沖淤作業，將從沖淤池內約20萬立方公尺的淤泥沖至下游，相當於減少1萬6000台砂石車運輸的成本，更省下1億6000萬元的清淤費用。
今年的凱米颱風也再度啟用阿姆坪隧道，將堆置沖淤池內的10萬立方公尺淤泥，沖至大漢溪。
石門水庫的清淤方式整合了上游的陸挖、中游的抽泥與水力沖淤，以及下游的水力排砂和抽泥，三管齊下，減少水庫淤泥問題。
清空水庫淤泥
有希望嗎？
吳瑞賢表示，雖然阿姆坪的清淤數據顯著，一次颱風能利用阿姆坪帶走大量泥沙，但大雨挾帶的淤沙量往往相當於水庫二、三年的總淤積量。水庫的清淤量超過淤積量，是不可能的事。
目前，阿姆坪隧道的清淤成效不錯，但清淤方式僅能治標，無法徹底解決水庫淤泥問題。對此，吳瑞賢指出，拆除無用的水庫並建造新水庫，才有可能改善台灣水資源缺乏的狀況。
興建水庫涉及土地財產、環評等問題，難度極高。因此，目前台灣採取的各種措施，主要是為了延長水庫的使用壽命。
吳瑞賢認為，若無法興建新水庫，則應提高蓄水設施的效率，並運用科技來管理水庫，全面掌握每一滴落在台灣土地上的水資源流向與使用方式。
無論是工業用水、農業用水，還是民生用水，政府各部門一齊合作，才能更有效利用台灣有限的水資源。
中央大學土木工程系特聘教授吳瑞賢
水庫淤泥的再生之路
水庫淤泥的
再生之路
水庫淤泥的數量龐大，清淤後的存放問題一直是多年來的困擾。如今，水庫淤泥不再只是一灘爛泥，部分業者與學者透過對淤泥特性的研究，充分利用淤泥本身所具有的特徵，搖身一變成為擁有獨特價值與用途寶藏。
淤泥替代陶土 無用庫泥燒成陶
庫泥燒創辦人 林金德
庫泥燒以水庫淤泥為原料，將淤泥廢料經過處理後，製作成可以燒制陶瓷的材料，讓淤泥廢土轉化為高價值的陶瓷工藝品。
庫泥燒的發展源於創辦人林金德對鶯歌陶瓷產業的轉型需求，希望透過充分利用在地原料與產業創新，復興鶯歌陶瓷產業。
將淤泥轉換為可以燒制庫泥燒的原料，要經過繁雜的過程，工廠需事先向北水局申請領取淤泥後，派車前往石門水庫領取淤泥。
由於從水庫挖出的淤泥大小粗細不一，領取到的淤泥需要送往工廠進行研磨，讓顆粒的粗細大小統一並製作成方便存放的泥餅，當需要燒制庫泥燒時，就可以直接將泥餅打漿作為材料燒制。
點擊步驟查看淤泥大變身
STEP.1
向北水局申請領取淤泥
STEP.2
工廠派卡車到石門水庫沈澱池領取淤泥
STEP.2
STEP.3
將淤泥送往工廠研磨後製作成泥餅
STEP.4
大功告成！泥餅以攪拌機打漿後即可使用
STEP.1
STEP.3
STEP.4
淤泥怎麼變庫泥?
庫泥燒在成本與環保的上具有明顯的優勢，林金德表示，相較於進口的陶土材料，在地材料的取得成本較低，大約可以省去三分之一的費用，且同時能減少淤泥的堆積量。但庫泥在燒制的過程中對溫度的控制要求較高，若燒制過程中溫度過高，會讓庫泥燒塌陷，融化成液體狀，且庫泥本身顏色較深，燒制出來後有可能改變原本上釉的色彩。
林金德說明，庫泥在燒制上的收縮比較其他原料大，一般陶土收縮比在10％～12％，瓷土大約在15％～16％，然而庫泥燒的收縮比卻高達20％。這意味著10 公分的陶瓷燒制出來僅剩下8公分，這對經驗較少的陶瓷師傅來說，是很大的挑戰。
左為燒製完成後的庫泥燒成品，與右邊未燒製前相比體積較小。
庫泥燒的應用範圍廣泛，從日常陶瓷器具到工藝品、衛浴設施如馬桶，甚至涵蓋3D列印技術等領域。透過與學校、社區的合作，庫泥燒也被用於手作陶藝體驗與文化教育活動，推動在地產業與文化的結合，成為文創與觀光的亮點。
上為燒製完成後的庫泥燒成品，與右邊未燒製前相比體積較小。
經過特殊處理的庫泥，使用範圍遠超出你的想像，不僅可以製作日常用品和高價值藝術品，還能應用於建築材料上，如輕質骨材、隔熱磚和裝飾材料。庫泥在降低建築自重、提升隔熱性能等方面擁有獨特的優勢。
綠色輕質骨材 淤泥建材新生機
淤泥除了可以應用在陶瓷工藝品上面，還可以製作成名為「輕質骨材」的建材。輕質骨材的製作大致可分為兩種方法，分別為燒結型與黏結型。
燒結型
黏結型
利用高溫將淤泥燒至1000多度熔融狀態後，讓內部充滿空氣，形成充滿氣孔的狀態，以達到輕質的效果。
利用水泥或者其他連結材料，將小顆粒的淤泥粉末連結在一起，形成輕質骨材。
兩者方法降低重量的能力因製作的過程不同而有差異，黏結型製作成本較低，可降低的幅度較小，減輕效果有限，而燒結型幅度範圍較大，可應用的方面更多。
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國立臺北科技大學土木工程系教授黃中和表示，輕質骨材可以有效的降低建物自身的重量，適合用在製作橋樑、高層樓房等需要控制自重的建物，減少製作成本，提高結構設計的靈活性。
國立台北科技大學土木工程系教授 黃中和
輕質骨材因內部多孔的結構，對內外溫度的傳導慢，具有良好的隔熱係數，讓室內外的溫差小，能有效降低耗能、符合節能減碳的目標。
透過燒製火候與淤泥佔比含量的控制，可以製作不同重量的輕質骨材，使用時可依需求選擇。
900
700
500
一般水泥
點擊看看不同淤泥含量的輕質骨材混凝土之間的孔洞差距！
隔熱混凝土用陶粒：
重量輕、孔隙多
結構混凝土用陶粒：
重量重、孔洞緻密
但輕質骨材內部的洞孔結構也會導致強度低於一般石頭，不適用於高強度的應用當中，可能會降低整體結構的強度，影響承載能力與耐久性。在施工方面也需特別注意，多孔特性可能會在施工中出現堵塞等問題，需調整使用不同的工藝方法。
黃中和說明，輕質骨材的成本高於一般傳統石材，且目前輕質骨材因法規等種種問題在國內市場尚未成為主流，要發展輕質骨材作為建材還需要一段時間。
查看用途與特徵
黃中和表示，未來希望透過將淤泥製作為輕質骨材，減少淤泥的堆積並實現資源循環再利用，減少碳足跡、降低建築成本和提升建材的環保性，推動永續的建築發展。
