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【一步一腳印】水庫淤泥 成為明日之星


發佈時間:2005/08/06 22:24
最後更新時間:2016/05/16 07:06

乘著舢舨慢慢的往水中央開去,抽沙船很快的映入眼簾,循著工人每天上工的模式登上了船,這是全台灣第一艘水庫淤泥抽砂船。第一個目標是要找抽沙口,就在船頭的高塔底下。為了讓我們看清楚到底怎麼抽砂,包商把抽砂機具升起。不過吸盤藏在水底 63米深處,升起來需要一點時間。吸盤緩緩升起,景象令人訝異,佈滿了泥砂樹枝,花了一番功夫才將吸盤口清乾淨,下水前再做測試,因為大桃園地區能不能順利供水,就看抽多少淤泥。 首先吸盤周圍的噴嘴會噴出高壓水柱,鬆軟沉澱的淤泥,再進行抽砂,ㄧ再反覆測試,確保每個環節都能正常運作。如果機器24小時不停轉動,1天可以抽5000立方公尺的淤泥,相當於2個籃球場,半個大人高,順著浮桶下的鐵管,引流到到1.5公里外的沉澱池。 不過事實上,抽砂船已經停擺3個月了,因為早在去年底13個淤泥沉澱池就全滿了,抽起來的淤泥不知道要往哪裡擺,只好停工,而這樣的進度根本趕不上水庫淤積的速度。以去年的艾莉颱風來說,才幾天的時間,就沖刷下來2700萬立方公尺淤泥,是全台灣水庫每年總淤積量的一倍,以目前清淤泥的速度來計算,100年才清得完,而這只是艾莉颱風帶來的淤積量,加上原有的目前石門水庫有三分一都是淤泥。淤積會這麼嚴重,主要是因為石門水庫的集水區非常廣。也因為這地形的因素,石門水庫早在民國73年就蓋了這13座沉澱池,每一座都有4.5甲地,但還是不敷使用,沉澱後的淤泥沒地方擺,處理非常棘手。 一開始把淤泥送到磚窯廠燒成磚頭,不過隨著鋼筋建築出現,磚塊乏人問津,磚窯廠沒著落,淤泥又不知道要運往那裡,隨即又提出回填凹地農地改良等計畫,但還是行不通。中興大學土木工程學系陳豪吉教授:「以後填出來的土地不能蓋房子,它會沉陷,而且它會變成不透水層,很麻煩,水滲不下去,這些都造成這塊土地被破壞掉。」 不過中興大學教授倒是想出好辦法,將淤泥燒製成建築用的輕質骨材,加上水泥成為輕質混凝土,具耐震、隔熱的效果,把廢土變成黃金。中興大學土木系教授顏聰:「燒的時候溫度不一樣,那麼它燒出來的骨材也不一樣,有的比較重,有的比較輕,輕的輕到浮在水面上的,它可以很輕,輕到比重可以降到0.5都有可能。」 一旦混凝土變輕,房屋的柱子就不用那麼粗,鋼筋量也會減少,空間就會變大,不僅如此還可以節約能源。中興大學土木系教授顏聰:「我們假定還再算進去,使用上隔熱的能源節約的話,那是更有利的。所以在輕質混凝土來說,高樓蓋得很多。」 雖然輕,但它的強度卻比一般的混凝土還好,歐美及日本等先進國家早在40、50年前就開始生產輕質骨材。近年來北歐國家更擴大應用在大跨度預力橋樑,以及鑽油平台。不過國外都以頁岩黏土為原料,全球就只有台灣用水庫淤泥燒製輕質骨材,這項發現來自中興大學土木系教授顏聰。中興大學土木系教授顏聰:「台南的報紙寫的說,阿公店水庫淤積70.80%,我們靈機一動,這個可以把它清出來。當時我們馬上就去石門水庫拿來燒燒看,實驗室裡面就試試看,他跟我講沒問題燒出來了。」

淤泥能燒製成輕質骨材,是因為台灣地質屬於頁岩,風化侵蝕後隨著大雨沖刷到水庫,於是顏教授和他的學生跑遍全台灣的水庫採樣,目前已經完成15座,每一座水庫的成分不同,燒製的方法就不同。而為了研究輕質骨材,顏教授在35年前就到德國取經。中興大學土木系教授顏聰:「台灣地區是多震,那地震高溫用輕質骨材打造的混凝土,是非常有用,非常有利的。因為它可以隔熱,可以耐震,所以我當時到國外去就是跟指導教授講我要研究輕質混凝土。」

顏教授回國後四處奔走,到內政部’台電’中鋼大力推廣輕質骨材,但設廠經費龐大,大家只有心動,而沒有行動。中興大學土木系教授顏聰:「當然好失望,有一點像是一技在身,但是沒辦法去發揮。我那麼辛苦去唸四、五年,可是回來好像走不出去,因為大家叫好不叫座。」

有志難伸,顏教授只能在學術界發表文章,就這樣過了14年。民國79年,受到榮工處的重視,開始研究。五年後,用台灣頁岩燒製成功,但要開採頁岩,必須炸山,困難重重,量產計畫又被迫停止,空有技術卻苦無原料。又過了三年,民國89年,發現水庫淤泥的成分。終於有原料了!中興大和國科會合作,並輔導業者設廠。中興大學土木工程學系陳豪吉教授:「101裙樓大樓用一些石門水庫的淤泥,101大樓下面那個裙樓的屋頂板,如果沒記錯的話,還有埔里鎮公所也有用一些。」

儘管原料取得變容易,但由於台灣市場小,不敷成本,最後忍痛關廠。中興大學土木工程學系陳豪吉教授:「高鐵兩邊300多公里兩邊的隔音牆板,都是輕質牆板,我現在還不清楚它粒料是從哪裡進口,國外進口。不過當初高鐵有跟我接洽,叫我提供國內廠商,我說抱歉,國內廠商現在沒有生產。」

推展輕質骨材這條路走得很辛苦,不過研究熱誠不受影響。實驗室還是很忙碌,幾個研究生正在紀錄輕質混凝土做成的橋樑到底可以使用幾年,這稱為疲勞實驗。整套機器由教授和研究生自己設計開發,模擬出車子行經橋樑所造成的震動,算出橋樑的壽命。一般這樣的實驗必須測試半年,但這套機器只需要兩三天就可以完成。中興大學土木工程學系陳豪吉教授:「我們設計的這套實驗,就是以載重加在輕質混凝土上面,然後這個載重是模擬實際計算的,每秒鐘的加載有10次,所以一天可以做86萬次加載反覆、上下反覆,大概86萬次,我們經過200萬次加載之後,來測試它的殘餘強力大概有多。」

疲勞實驗,不僅測試輕質混凝土橋樑,也包括一般橋樑,兩相比較了解性能,而為了抓出精準的數據實驗。一次又一次,門口堆滿了被擠壓龜裂的橋樑,還有橋墩,有時候學生也會測試載重極限。

研究團隊的努力一再被肯定,已經有廠商在石門水庫附近蓋了工廠,八月就可以量產,也有了第一筆生意。中興大學土木系教授顏聰:「我們很高興,國道興建工程局他們現在的黃總工程師,他很早就認為輕質骨材是很好的材料,所以他也支持我們去使用,他們已經打算要在南投的高速公路有一座小型的預力混凝土橋,要用輕質骨材混凝土,事實上也已經發包了。」

國內市場慢慢打開,但還是有限。如果想藉由這個方式消耗水庫淤泥似乎緩不濟急,尤其台灣69座水庫的總淤積量,已經超過一座翡翠水庫的蓄水量。這麼多淤泥被視為燙手山芋,但卻是日本人眼中的黃金。中興大學土木工程學系陳豪吉教授:「它日本沒有水庫淤泥,它要去炸山,它的原料是頁岩,它必須去開採,所有日本本島所有的礦山,都被環保團體封掉了,不能開採,現在日本唯一一座是大阪港外海的一座無人島,因為他們成本很高,要炸山,要船運,我們淤泥一掏出來就有。炸山船運還要碎化,還要燒,成本很高,那他們希望台灣生產,他跟台灣買,這是事實。」

 

送人都沒人要的廢土,竟然藏有高經濟價值。還好有這群學生默默的研究,也好在有顏聰教授鼓吹輕質骨材,堅持了30年,期盼這次真能開花結果。

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#水庫淤泥

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