　　台灣每逢颱風豪雨河川泥砂濃度即迅速飆升，而高濁度之水流往往對下游地區之水資源利用、河道穩定、河中構造物安全與生態系統等產生嚴重衝擊，因此瞭解颱洪期間河川泥砂濃度於時間與空間之變化實為重要課題。
　　為有效取得河川懸浮含砂濃度（Suspended Sediment Concentration,SSC），水利署自2006年起發展時域反射法（Time Domain Reflectometry,TDR），以改善國內河川含砂濃度人工觀測方式，透過時域反射法自動化觀測機制，可掌握即時河川含砂濃度歷時變化資料(量測精度已可達1,000ppm)，而觀測資料將利於相關水理模式之建立、檢定與驗證，作為規劃及強化水利設施之參考。
　　現階段之時域反射法在河川含砂濃度觀測研發與應用，除持續維護既有固定式自動化泥砂觀測示範站穩定運作外（如圖1之里嶺大橋現地觀測設備配置），2013~2014年期間研究計畫並針對實務應用所面臨之問題持續改善相關設備與技術，包含微型化感測器研發（圖2），以及提出保護鋼管開槽改善方法（迎水面為錯置孔，背水面為柵欄開槽，圖3a為三維水理模擬結果，圖3b為改善前後示意圖），以提升TDR實務量測準確度。圖4為2014鳳凰颱風時期里嶺大橋即時泥砂濃度歷線，包含不同水深位置之泥砂濃度資料，以及利用人工於橋墩附近水面採樣比對資料。
　　此外，為避免於現地觀測設備依附於橋墩時所可能造成之量測代表性不足問題，2015年度之研究計畫正進行以TDR沖刷鋼纜線為主體之橫斷面泥砂濃度量測機制，初步整體規劃可參考圖5所示，其中主河道將先行安裝類似地錨概念之TDR沖刷鋼纜線，而TDR泥砂濃度感測器或是流速儀等觀測設備將依附於TDR沖刷鋼纜線上，進行不同橫斷面位置與不同水深位置之量測使用，藉以有效取得河川主深槽之泥砂濃度。相關研究作業正進行中，預計於今年度汛期期間之可能颱洪事件進行可行性評估。


圖1 TDR SSC里嶺大橋現地觀測設備配置	圖2 TDR SSC微型化感測器實體

圖3 TDR保護鋼管開槽方式(a)三維水理模擬	圖3 TDR保護鋼管開槽方式(b)改善前後示意圖

圖4 2014鳳凰颱風時期里嶺大橋即時泥砂濃度歷線	圖5 TDR橫斷面泥砂濃度量測規劃

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河川含砂濃度觀測新利器－時域反射法發展現況水文技術組

發刊期數：第0119期／ 發布日期：104/04/24

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