臺灣博碩士論文加值系統

低衝擊開發(Low Impact Development , LID)透過小範圍分散式的設施，以儲存、滲透等功能來削減地表逕流、增加都市滯洪能力，同時也分攤都市的地表逕流，進而達到源頭管理。本研究的礫石樁是由LID概念衍伸出的構想，使地表逕流減緩，增加地下水水資源，適應氣候變遷及減少都市化對環境的影響。礫石樁是穿透表土層以及地層中其他低透水層與不透水層，可以使水體快速流入地表下，然而礫石樁經過一段時間後預期會形成阻塞的情形，故在礫石樁的最上層設置濾層，希望能將懸浮物有效攔截在其中，經由替換濾層達到永續使用礫石樁的效益。
本研究僅針對懸浮物對樁體材料特性所造成的物理阻塞進行研究。有研究指出阻塞與否與濾料介質以及懸浮物顆粒的粒徑比(D_50/d_50)相關 (王子佳等，2012)。從此研究中推得現有礫石樁之濾料與懸浮物的粒徑比是無法將懸浮物阻塞在內，但從現場採樣的已設置10個月的礫石樁中，經過篩分析得知有微量的懸浮質在其中，但不清楚是否大部分的懸浮質都是被阻塞在濾層中，還是穿透過濾層到達了礫石樁底部。故針對現有礫石樁之濾料及利用王子佳等(2012)判斷式中會造成內部阻塞的濾料在室內實驗進行實驗。
利用變水頭入滲實驗量測兩種濾料的K值，分別為(甲)現有礫石樁之濾料—石英砂(D_50=0.776mm)、(乙)改善礫石樁之濾料—通過#50停留於#100上面的砂(D_50=0.21mm)，並以這兩種材料區分為兩種不一樣的方案。現有礫石樁之濾料為甲方案，觀察在流經多少水體的情況下其入滲率衰退現象以及濾層材料是否可以有效地攔截懸浮物；改善後礫石樁之濾料為乙方案，主要是看濾料級配在多少阻塞率時所造成的入滲率降低大小，最後以懸浮物質在濾料裡面所佔的比例多寡來繪出一條K值變化曲線。
甲方案結果得知阻塞位置會隨入滲的次數而向下延伸進入表層下方阻塞的範圍，另外在夯實過後的濾層可有效攔截懸浮物比例為84%至87%，而入流水體為孔隙體積的78倍後K/K_0達到緩慢下降的趨勢。乙方案的結果得知當濾層表層上面8公分阻塞率為23.6%時的就需要進行替換濾層，其有效攔截懸浮物的比例大於96.5%。雖然乙方案有效攔截懸浮物的比例比較好，但其初始K值卻小於甲方案12倍。

誌 謝 I
摘 要 II
ABSTRACT IV
目 錄 VI
圖 目 錄 IX
表 目 錄 XI
符 號 表 XII
第一章 前言 1
1-1 研究緣起 1
1-2 研究動機 3
1-3 研究目的 4
1-4 本文組織 6
第二章 文獻回顧 7
2-1 入滲理論 7
2-2 影響滲透性(水力傳導)係數的因素 9
2-3 人工補注之設施 11
2-3-1礫石樁工法 12
2-4 阻塞類型及產生條件 13
2-4-1 物理阻塞 14
2-4-2 化學阻塞 15
2-4-3 生物阻塞 16
2-4-4 空氣(氣相)阻塞 16
2-4-5 總和型阻塞 17
2-5 孔隙率 18
第三章 實驗方法及配置 19
3-1 實驗條件及配置 19
3-1-1 甲方案(現有的礫石樁濾料) 20
3-1-2 乙方案(改善礫石樁的濾料) 21
3-2 實驗中滲透性係數測定方法 23
3-3 實驗設備及材料 25
3-3-1 壓克力樁筒設備(仿礫石樁) 25
3-3-2 現地礫石樁及改造後的材料 26
3-3-3 礫石樁中的透水材質 27
3-3-4 人工雨水(渾水)材料 28
3-3-5 其他輔助設備 30
3-4 實驗步驟及計算方法 31
3-4-1 甲方案 31
3-4-2 乙方案 33
第四章 實驗成果及討論 35
4-1甲方案 35
4-1-1 阻塞情況 35
4-1-2 過濾情況 39
4-1-3 水力傳導係數(K值)變化 42
4-1-4 分層K值 45
4-2 乙方案 47
4-2-1阻塞情況 47
4-2-2過濾情況 48
4-2-3水力傳導係數(K值)變化 50
4-3 效益評估 52
第五章 結論與建議 54
5-1 結論 54
5-2 建議 55
參考文獻 57

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