认识「原水浊度」

2020-08-05    收藏870
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当颱风侵袭台湾之后,有时会听到新闻报导提到「原水浊度达到多少NTU,已影响正常供水」,其中的浊度、NTU代表什幺意思呢?又为什幺颱风之后原水浊度会上升?以及我们该怎幺解决颱风之后的供水问题呢?

浊度、NTU代表什幺意思呢?

水质浊度 (turbidity) 为水样中悬浮物质的含量,包含泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游生物等悬浮物和胶体物等,浊度愈高代表水样愈混浊。现今常用的浊度分析为「散射比浊测定法」,简单而言就是量测「光线通过水样时受到阻碍」的程度,也就是比较「水样」和「标準参考浊度悬浮液」受到特定光照之后,两者所产生的散射光强度,散射光强度较大者,其浊度较大。浊度的单位是NTU (nephelometric turbidity unit),当1公升的水中含有1毫克 (mg) 的二氧化硅(SiO2) 时,此时水样的浑浊程度称为1 NTU或1度。图1为「浊度0、50、100、500、3,000之水样示意图」,当背景为黑色时,随着水样浊度上升,我们愈难透过水样看见黑色背景。

认识「原水浊度」

图一 浊度0、50、100、500、3,000之水样示意图(图片来源:本文作者陈奕竹绘)

为什幺颱风之后原水浊度会上升?

台湾位在太平洋西边的颱风路径上,平均每年约有4个颱风侵袭台湾,颱风侵台时往往会带来强风豪雨,由于雨水来不及被植被吸收或流进地底,使得大量雨水在地表流动,并夹带着比平常降雨更多的泥沙往下游搬运,假如雨水带着泥沙流进水库,泥沙便会沉积在水库之中,造成水库使用年限大幅缩短。为了降低颱风所造成的影响,水库在颱风期间往往会以「洩洪」方式因应,洩洪有许多功能,例如:降低水位以维护水库安全、排出浊水以减缓「水库使用年限缩短」之速度、延迟并降低洪峰以保护水库下游……等。水库洩洪所排出的浊水,会使水库下游的水质浊度上升,而大雨所带来的大量泥沙,也会使水库内的水质浊度上升,因此不管净水厂的取水口设在水库下游或是水库内,同样都会遭遇原水浊度过高的问题。

如果原水浊度超过5,000 NTU时,便可视为「泥浆水」,由于原水浊度过高,使得净水厂较难处理只得减量出水,然而颱风侵台时,原水浊度会高达数万NTU、甚至數十万NTU,便会造成净水场无法处理之供水危机。根据我国「自来水水质标準」第四条之规定,在不同原水浊度下,所产生的「自来水浊度上限」也有所不同(如表一所示),可见原水浊度升高会导致自来水浊度升高。而当原水浊度升高时,能产生的自来水水量则会降低,以一般净水场而言,当原水浊度在2,000 NTU以内,可出水百分之百;当原水浊度达到10,000 NTU,只能出水五成;当原水浊度超过15,000 NTU,出水量只剩一成。

原水浊度(NTU)自来水浊度上限(NTU)<5004500~1,50010>1,50030

表一 自来水水质标準 自来水水质浊度最大容许量(表格来源:本文作者陈奕竹製)

如何解决颱风期间的供水问题呢?

为了解决在颱风豪雨期间,由于原水浊度过高所衍生的供水问题,可在水库兴建「分层取水工」,当水库的下层水受到泥沙影响而浊度上升时,可採用「中、上层取水口」直接取得浊度较低之上层水,以作为民生及工业用水之紧急使用,图 2 为「分层取水工」的示意图。

我们可以用「工程手段」解决「供水不足」的问题,例如:兴建分层取水工、建立废水回收再利用系统,也可以从「非工程手段」着手,例如:建立民众省水观念、落实水源保护区禁止滥垦的政策……等。毕竟地球只有一个,找到环境保护与经济发展的平衡点,才是台湾永续发展的长久之计。

认识「原水浊度」

图二 分层取水工示意图(图片来源:本文作者陈奕竹绘)


参考文献

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