水庫抽泥...

社團法人中華水土保持學會 102 年度年會 1

水庫抽泥-這筆帳怎麼算？

陳本康[1*] 蘇展[2]

摘要近年來，河川清淤作業，計算清淤數量的方法，由地形測量的「體積法」，改為地磅的「重

量法」，再配合保全監視系統，已能讓清淤作業，可以順利進行；而水庫的淤積物以淤泥為主，一般

將水庫底泥抽至沉澱池後，再測量其體積，來計算清淤量，但對於無沉澱池條件的曾文水庫而言，並

無法如此作業，因此，水利署南區水資源局，經研討後採用，將淤泥流經濃度計與流量計的方法，來

計算其重量，已於 101 年 12 月至 102 年 10 月間，順利完成了約 30 萬立方公尺之清淤量及計價程

序，並建立了儀器檢驗、校正及率定等制度；此方法應為全國首例，且在全球尚未見相關報導，故乃

整理相關經驗及成果，供各界參考研討。 …

關鍵詞：抽泥、濃度計、水庫清淤。

Reservoir Dredging- What is the Price?

Ben-Kang Chen[1*] Zen Sue [2]

ABSTRACT In recent years for river dredging operations, the method for dredging quantity

calculation has changed from the "volume method" to the "weight method", together with

the security surveillance systems, have to make dredging operations can be carried out

smoothly; The sludge of reservoirs dominated by silt sediment, will generally be pumped to

the reservoir sedimentation ponds, and then measured its volume to calculate the amount

of dredging, but there are no such ponds for Zeng-wen Reservoir to operate. Therefore, the

water Resources Agency Southern Region Water Board, decided to adopt both the sludge

concentration meter and flow meter to calculate its weight from December2012 to July

2013. It accomplished that the successful completion of the approximately 230,000 cubic

meters of dredging volume and pricing procedures, and the establishment of instrument

testing, calibration and supervised systems; This method should be the country's first and

the world has not been related news. Therefore, this paper showed the compilation of

relevant experience outcomes for public reference and discussion.…

Key Words: pumping mud, concentration meter, reservoir dredging.

一、前言

近年來，河川清淤作業，計算清淤數量的方法，由地形測量的「體積法」，改為地磅的「重量法」，

再配合保全監視系統，已能讓清淤作業，可以順利進行；而水庫的淤積物以淤泥為主，一般將水庫底

泥抽至沉澱池後，再測量其體積，來計算清淤量，但對於無沉澱池條件的曾文水庫而言，並無法如此

作業，因此，水利署南區水資源局，經研討後採用，將淤泥流經濃度計與流量計的方法，來計算其重

量，已於 101 年 12 月至 102 年 10 月間，順利完成了約 30 萬立方公尺之清淤量及計價程序，並建

立了儀器檢驗、校正及率定等制度，包含國內外作法、濃度計與流量計率定及校正、計量計價系統，

並提出結論與建議，以供後續工作參考。

〔1〕康技技術顧問股份有限公司總經理技師（* 通訊作者 E-mail: [email protected]）

General Manager (Professional Engineer) , Kan-gi Technology Co., Ltd. 〔2〕康技技術顧問股份有限公司主任

Site Director, Kan-gi Technology Co., Ltd.

mailto:[email protected]


二、國內外作法

1. 國內作法

國內目前有關水庫之抽泥浚渫作業之計量方式，乃是將水庫之抽泥，抽到沉澱池，靜置約 30

天後，進行水下測量，以算出所抽淤泥之數量，但對於無沉澱池條件之水庫，則無法利用此法進行計

算。

圖 1 沉澱池測量抽泥靜置後之體積

Fig.1 Measuring the volume of silt after sedimentation

2. 國外作法

國外較少遇到清淤作業之採購問題，一般多為自行辦理清淤作業，以租用或購買抽泥船，再採用

雇工方式辦理，以清除淤泥，所以較少委託清淤作業，產生之相關採購問題，常見清淤機具廠商資料

參考如下：

圖 2 國外抽泥浚渫機具介紹

Fig.2 Introduction of pumping mud dredging mechanics in foreign country


三、濃度計與流量計原理

1. 濃度計原理

早期濁度計(或稱濃度計)多利用紅外線原理，量測濁度或濃度，但對於濃度高於 10％以上者，準

確度較為不足，因此黃裕君(2010)利用超音波原理，來量測濃度，再配合流量計來計算通過泥液中，

所包含的泥沙重，其計算方式為，泥的重量=泥的濃度(ppm 或%)*泥水的流量(體積/單位時間,或 cmd)

圖 3 濃度計原理圖

Fig.3 Schematic figure for Concentration meter

為了能實際現場操做應用，濃度計之需求依據作業需求，規格訂為：1.型式：抽取式、2 測量範

圍：50,000ppm 以上至 500,000ppm(mg/ℓ)、3.溫度：附自動溫度、4.校正：手動/自動校正、5.

精度：±5%(50,000~500,000ppm)、6.量測週期：6 秒以下及 7.輸出單位：mg/ ℓ (ppm)

2.流量計原理

在輸泥管路上截開ㄧ節後，裝設管路型電磁流量計，於平穩段管線中量其瞬間流量及累積流量。

電磁流量計接液部並無任何零件，接液部之材質採用鑄鋼或不銹鋼等較硬材質，以抵擋含泥水流之磨

損，基本原理為電磁式流量計於充滿水體之封閉圓形管路中測流，係利用水體於磁場中運動時產生電

壓，如圖 4 所示。

圖 4 流量計原理

Fig.4 Schematic figure for Flow meter

能量波

能量的減少量取決於泥的多寡泥

液

泥液濃度

能量的減少量 0小

大

大

電磁式流量計電磁式流量計

流量計基本架構圖流量計基本架構圖

抽泥水流抽泥水流

泥流泥流

記錄流量並連記錄流量並連接至電腦設備接至電腦設備監視用監視用

裝設流量計，記錄瞬裝設流量計，記錄瞬間流量及累積流量間流量及累積流量

流量計需求：•輸出單位-(cms)，準確度為±2 %•內、外管不銹鋼或耐磨材質•附有流量上下限極限開關•4.可記錄流量並連接至電腦監視

流量計需求：流量計需求：••輸出單位輸出單位--((cmscms))，準確度為，準確度為±±2 %2 %••內、外管不銹鋼或耐磨材質內、外管不銹鋼或耐磨材質••附有流量上下限極限開關附有流量上下限極限開關••4.4.可記錄流量並連接至電腦監視可記錄流量並連接至電腦監視

傳訊器(變換器)

電磁式流量計電磁式流量計電磁式流量計電磁式流量計

流量計基本架構圖流量計基本架構圖

抽泥水流抽泥水流抽泥水流抽泥水流

泥流泥流泥流泥流

記錄流量並連記錄流量並連接至電腦設備接至電腦設備監視用監視用

裝設流量計，記錄瞬裝設流量計，記錄瞬間流量及累積流量間流量及累積流量裝設流量計，記錄瞬裝設流量計，記錄瞬間流量及累積流量間流量及累積流量

流量計需求：•輸出單位-(cms)，準確度為±2 %•內、外管不銹鋼或耐磨材質•附有流量上下限極限開關•4.可記錄流量並連接至電腦監視

流量計需求：流量計需求：••輸出單位輸出單位--((cmscms))，準確度為，準確度為±±2 %2 %••內、外管不銹鋼或耐磨材質內、外管不銹鋼或耐磨材質••附有流量上下限極限開關附有流量上下限極限開關••4.4.可記錄流量並連接至電腦監視可記錄流量並連接至電腦監視

傳訊器(變換器)傳訊器(變換器)


四、執行方法

為有效計算抽泥的泥砂量，以供計量計價，其執行方式，由最重要的濃度值計算開始，然後訂定濃度

計的監控方式，而為確保抽泥的正常作業，並訂定了試運轉檢查的方式及計量計價資訊系統查證，然

後將整個系統整理成計量計價的流程，最後再包含流量計及濃度設備校正及率定，來確保整個作業的

品質控制，茲將上述之執行方法，說明如下各節。

1. 濃度值計算方式

每日除紀錄濃度計數值以外，再利用人工每 2 小時取樣進行檢測，來檢核濃度計與人工檢測之差

異，如差異連續三次超過 5％，需暫停運轉調整或更換儀器，其流程如圖 4 所示。

圖 5 濃度計監控流程圖 (南水局,2011）

Fig.5 Flowchart for calculating amount for the Concentration meter

每次檢測誤差值-5%≤ERR≤5%

NO

開始

每日人工取樣檢測n次(每2小時乙次)

連續3次

1.儀器正常2.該分時濃度值採濃度計儀器量測值C(t)

3.校正係數=1

1.儀器異常需暫停運轉，進行調整或更換儀器

(報請監造人員確認並紀錄)

2.該分時濃度值採濃度計儀器量測值C(t)計量

3.校正係數=1

1.濃度值紀錄2.日平均濃度值計算

連續3次



2.該分時濃度值值C(t)採乘以人工量測修正係數計量

3.校正係數=C人工檢測/C儀器

ERR5%


2.濃度計監控方式

本作業除了有施工(乙方：珠江營造)及監造(甲方：南水局)之外，另設有第三公正單位(丙方：康技

技術顧問股份有限公司)來協助檢測，濃度計之管控作業，第三公正單位之工作，主要為確認抽泥量測

作業之正常，並以第三方之立場，進行確認檢核，以提高整體作業之品質，其中主要之濃度計檢測流

程，如圖 6 所示。

圖 6 濃度計檢測流程圖

Fig.6 Flowchart for monitor Concentration meter

抽泥廠商，提出每日每 2小時一次

濃度計取樣申請

確認淤泥取樣時間裝瓶並緊蓋瓶口

比重瓶：完成空瓶重、水瓶重之基本資料並輸入電腦電子秤、電腦、攝影機等設備正常

滿管：目視檢查無氣泡：目視或按壓排氣閥水流通暢：目視或開啟排水閘閥

第三公正單位，檢查量測作業設備

是否正常？

抽泥廠商，修正作業設備

第三公正單位，檢查濃度計設備

是否正常？

抽泥廠商，修正濃度計設備

第三公正單位，監督及確認抽泥廠商

秤重輸入比重瓶取樣之濃度值

濃度值，是否連續三次超過正負5%?

結束檢測數據歸檔

依濃度計監控流程圖辦理(如附圖)

圖A 濃度計檢測流程圖


NO

開始


連續3次


3.校正係數=1




3.校正係數=1


連續3次





ERR5%

(康技版：101/11/20)

是

否

是

是

否

否

抽泥廠商，提出每日每 2小時一次

濃度計取樣申請

確認淤泥取樣時間裝瓶並緊蓋瓶口

比重瓶：完成空瓶重、水瓶重之基本資料並輸入電腦電子秤、電腦、攝影機等設備正常

滿管：目視檢查無氣泡：目視或按壓排氣閥水流通暢：目視或開啟排水閘閥

第三公正單位，檢查量測作業設備

是否正常？

抽泥廠商，修正作業設備

第三公正單位，檢查濃度計設備

是否正常？

抽泥廠商，修正濃度計設備

第三公正單位，監督及確認抽泥廠商

秤重輸入比重瓶取樣之濃度值

濃度值，是否連續三次超過正負5%?

結束檢測數據歸檔

依濃度計監控流程圖辦理(如附圖)

圖A 濃度計檢測流程圖


NO

開始


連續3次


3.校正係數=1




3.校正係數=1


連續3次





ERR5%

(康技版：101/11/20)

是

否

是

是

否

否


3. 試運轉檢查方式

為保證廠商具有執行能力，本計畫再採用試運轉方式管控作業，通過試運轉之後，才可以進行正

式運轉，其檢查項目，主要包括電力機具、試驗天數，是否達到功能要求，試運轉作業流程詳如圖 7

所示。

圖 7 試運轉作業流程圖(南水局，2011)

Fig.7 Flowchart for pilot run of the pumping system

1.廠商自主檢查2.比瓶法及烘乾法濃度比對試驗與淤泥物理性質試驗

廠商提出抽泥試運轉計畫申請

檢查電力、抽泥設備、計量儀器、管線及量測設備、暫

置池是否正常及其全

抽泥設備操作起動

檢查管線是否正常輸泥

檢查儀器紀錄分時圖是否穩定

進行流量水位量測及濃度人工採樣是否完成

試驗天數是否完成

提交試驗報告

抽泥設備及計量儀器是否達到功能需求

合格

否

是

是

停止抽泥起動

否

檢修管線

否是

否是

是

否

結束

是

更換計量儀器或調整參數更換抽泥設備是

否否

1.廠商自主檢查2.比瓶法及烘乾法濃度比對試驗與淤泥物理性質試驗

廠商提出抽泥試運轉計畫申請

檢查電力、抽泥設備、計量儀器、管線及量測設備、暫

置池是否正常及其全

抽泥設備操作起動

檢查管線是否正常輸泥

檢查儀器紀錄分時圖是否穩定

進行流量水位量測及濃度人工採樣是否完成

試驗天數是否完成

提交試驗報告

抽泥設備及計量儀器是否達到功能需求

合格

否

是

是

停止抽泥起動

否

檢修管線

否是

否是

是

否

結束

是

更換計量儀器或調整參數更換抽泥設備是

否否


4.計量計價資訊系統查證

本計畫為國內第一次執行，所以有關查證表格，皆重新建立，相關表格約 35 個，其中最具關鍵

的為計量計價查證，包含電腦設備的規格及統計報表、量測的含泥最低濃度、電腦軟體設計、乾土重

計算、報表內容之詳實正確等，如表 1 所示。

表 1 計量計價查證表

Table 1 Table for Measurement pricing verification


5.計量計價流程

在計量計價的流程中，包含抽泥浚渫記錄、抽泥浚渫計量計價之抽泥量乾土重之計量方式及電腦

計費軟體等，三個主要步驟，說明如下：

一、抽泥浚渫記錄：1.電磁式流量計測定抽泥數量 Q(t)、2.每分鐘平均值紀錄乙筆(平均值-至少取

樣 10 筆之平均值)、3.穩定性:每月儀器校核 1 次,時間至少 4 小時(三角堰量測值比較)、4.每日提交時

報表、5.超音波濃度、6.測定抽泥濃度 C(t)、7.每分鐘平均值紀錄乙筆(平均值-至少取樣 10 筆之平均

值)、8.穩定性:每月儀器校核 1 次,時間至少 4 小時(比瓶秤重法)、9.每日提交時濃度報表、10 每 2 小

時人工採樣乙次檢測儀器濃度值 C(t)正常性(比瓶秤重法)

二、抽泥浚渫計量計價之抽泥量乾土重之計量方式：1.電腦將自動偵測含泥濃度並進行參數調整，

統計當日平均濃度不得低於 200,000ppm、2. 20 萬 ppm＞當日平均濃度≧15 萬 ppm，以 90%計

量、3. 15 萬 ppm＞當日平均濃度≧10 萬 ppm，以 60%計量、4.當日平均濃度


圖 9 檢驗室濃度計相關照片

Fig.9 Laboratory for concentration meter

6.流量計設備校正及率定

流量計的校正及率定，包含堰槽式流量計之基本檢定及堰槽式校驗方法等二項，說明如下：

(一). 堰槽式流量計之基本檢定：1.初安裝時，查看排放最大流量之流況─水理條件是否符合

2.確認其安裝條件是否妥善。3.量度三角堰之角度及梯型堰、短形堰之底寬等尺寸。4.查驗校驗

水尺之零點是否正確及查驗水位側值是否與水尺一致 5.調整大、中、小不同水位（流量），核對流量

計之水位側值是否與水尺一致。（流量數值由儀器內部依水位換算）


(二).堰槽式校驗方法： 1.前述堰槽式流量計之校驗方法，前三項一經確認，爾後每年校正時，

只要核對水位即可、2.正規使用時，堰槽式流量計需校驗者：除了內部程式換算之流量公式是否無誤

外，主要只在「水位感應器是否精確性」一項、3.水位感應器是否精確性包括：感測精密性、線性度、

長期穩定性等、4.對水質適應性「堰槽式流量計」就地校驗所需經追溯之標準器，包括：長度領域之

『標準直尺』、『水平儀』及計時器即可。

7.濃度計設備校正及率定

濃度計的校正及率定，以現場取樣操作實際量測為主(每 2小時檢測一次，作為校正及率定之依據)，:

以手動方式開啟制水閥，將輸泥管內之水體引流至容器內，並編寫樣號於瓶身完成取樣。

現場量測操作：於現場採用秤重法，進行水體泥砂濃度分析，提供抽泥運轉操作依據濃度計算式 :

誤差分析：電子秤系統誤差、溫度變化、分析瓶表面乾濕程度及氣泡含量多寡等，均會影響分析精度，

操作技術需細心謹慎，達到提供抽泥運轉。

採用每 2 小時人工校正濃度計算式式中: rw:水比重(1.0)

rs:泥沙之比重(2.7)由泥砂取樣之物理性質試驗分析而得

W1:空瓶重+頂蓋重(g)

W2:裝滿清水+頂蓋重+空瓶重(g)

W3:裝滿渾水+頂蓋重+空瓶重(g)

五、結論與建議

1.結論

1.為有助清淤工程之實施，可針對以下課題深入研究探討，包括：1.取水塔前淤泥取樣方式改進、

2.第一暫置場淤泥取樣之評估方式、3.濃度計與流量計串聯管路之改進及 4.抽泥效率監控及效

率之提升。

2.本清淤工程採用之計量計價系統，為國內首創，且國際間亦未發現相關文獻報導；今年度為本

工程實施之第二年，實施至今(102 年 10 月 31 日)，已建立相關抽泥標準作業程序，已完成約

30 萬立方公尺之抽泥及其計量與計價，順利正常，對有關水庫之後續清淤工作實施，應可提供

相關經驗。

2.建議

1.建議可評估濃度計，於計算濃度值時，除了採用第一次平均單位重的數值以外，再增加不同時

間區位之淤泥單位重，以供濃度計計算濃度，以提高其合格率之可行性。

2.本年度計畫於地一暫置區取樣試驗，其單位重為 2.72，此數值與當初濃度計，計算濃度值時採

用之 2.728，相差約為 0.29％，小於 5%。此數值可供後續取樣檢驗時之參考。但隨著抽泥區

位及時間變化，誤差值有提升之趨勢，因此如何讓流量計及濃度計位於同樣的管路系統，已降

低誤差率，值得進行評估

3.將探討如何提升抽泥效率，如有效維護機具、增加備品、改善作業流程等等，才是解決進度的

有效方法，若貿然將作業時間加長，未配合增加機具與人力，則可能再降低抽泥效率，無助工

程進度之提升。

4.評估汛期抽泥作業之可行性，並回饋於契約及統需書相關規定，以有助施工之進度。

5.改善檢驗室(內有濃度計及有關計量計價相關儀器設備)，為確保本計畫儀器後續 2 年或更久之


使用，應加強結構及周遭環境之改善，且可考慮規劃本計畫之相關資料解說區，以有助計畫之

效益。

六、誌謝

感謝經濟部南區水資源局，提供行政支援及相關資料，以供整理；感謝珠江營造，協助現場操作

支援。

參考文獻

1. 南水局（2011），「曾文水庫取水斜塔前庭清淤工程」招標統需書規格要求，經濟部水利署南區

水資源局。

1. 蕭維德（2013），「曾文水庫抽泥浚渫作業系統探討」，2013 水庫清淤技術研討會，桃園，經

濟部水利署北區水資源局。

2. 康技技術顧問股份有限公司（2012），「曾文水庫取水斜塔前庭清淤工程－第三公正單位清淤計

量及檢驗」(第一年)，經濟部水利署北區水資源局期中報告。

3. 康技技術顧問股份有限公司（2013），「曾文水庫取水斜塔前庭清淤工程－第三公正單位清淤計

量及檢驗」(第二年)，經濟部水利署北區水資源局期中報告。

4. 魯立三、楊勇、畢生、陸宏圻（2010），「深水水庫清淤技術研究」，第十三屆海峽兩岸水利科

技交流研討會，2009 年 11 月 23-24 日，台中市。

5. 單員驥等（2010），「台灣水庫土砂淤積處理技術討論會議紀錄」，行政院經建會 99 年 2 月

23 日（星期二）上午 10 時會議。

6. 黃裕君（2011），「非侵入式水工試驗用超音波泥砂濃度及流速測定裝置及方法」，（ 2011.7.21.

中華民國專利證書新發明第 I345635 號）。

7. 黃裕君、宋家驥、賴勁松、鄭建華、黃國文、黃文胤（2008），「超音波水庫泥沙濃度量測」，

第十屆水下技術研討會暨國科會成果發表會 2008 年 4 月 25 日．高雄市．國立中山大學。

8. Huang, Yu-Gin(1999), “Ultrasonic measurement of suspended sediment concentrations:

an experimental validation of the approach using kaolin suspensions and reservoir

sediments under variable thermal condition,” HYDROLOGICAL PROCESSES.

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