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研究生：	伍美玲 Wu, Mei-ling
論文名稱：	台灣水庫淤泥之性質研究 The study on the clay of reservoir in Taiwan
指導教授：	申永輝 Shen, Yun-Hwei
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 資源工程學系 Department of Resources Engineering
論文出版年：	2009
畢業學年度：	97
語文別：	中文
論文頁數：	98
中文關鍵詞：	伊萊石、綠泥石、石英、有機碳、水庫淤泥、粒徑分佈
外文關鍵詞：	particle size distribution, chlorite, quartz, organic carbon, reservoir sediment, illite
相關次數：	點閱：94 下載：2
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本研究基於水庫淤泥資源化之目的，希望透過對台灣水庫淤泥之性質進行分析，在利用水庫淤泥之前能對淤泥特性有更深入的瞭解，進而達到節省成本與改善效率之目的。
　　粒徑分析結果顯示石門水庫淤泥中含有35%的黏土，其次為白河水庫淤泥13%而曾文水庫淤泥僅含有5%。這與水庫淤泥採樣的方法、時間與地點有關，淤泥原料之粒徑比例可藉由採樣方式或位置來控制。XRD定性分析結果顯示台灣水庫淤泥之礦物組成以伊萊石、綠泥石和石英為主。石英主要分布在淤泥中粗粒部份，而淤泥中細粒(＜2μm)黏土礦物主要為伊萊石與綠泥石，所以台灣水庫淤泥之化學成份應相當固定但可能因礦物相含量不同而稍有變化。另外，台灣水庫淤泥中所含綠泥石為富鐵綠泥石，是水庫淤泥中主要鐵成份來源。石門、白河與曾文水庫淤泥總有機碳含量分別為0.72%、0.88%與1.1%，此有機碳是以層狀型態與黏土礦物混層存在。將石門水庫淤泥在水中充份分散後，可分離出有機碳含量為1.8%之黑色淤泥。將淤泥做成順向試片透過繞射峰強度計算可以估算其中鐵含量，此結果與化學分析法結果相近。

The purpose of this study is based on using reservoir sediments as a source of construction materials. Using a variety of analyzing methods, characteristics of reservoir sediments may be eatablished to make the utilization of reservoir sediments more cost efficiency.

The content of clays in reservoir sediments is 35% for Shihmen reservoir, 13% for Baiha reservoir and 5% for TsengWen reservoir. The clay content in reservoir sediments is related to factors such as sampling method, sampling date and sampling location. We can control the particle size distribution of reservoir sediments by specific sampling schedule. Analyzing sediments by using X-Ray diffraction gets the result of the sediments coming from illitization prcess and the major components are quartz, illite, chlorite. Quartz is the major component for sediment with particle size coarser than 2 um. For clay size fraction, illite and chlorite are the major components. The chemical composition of reservoir sediments from Taiwan is thus quite stable. The chlorite of reservoir sediment (<2μm) is Fe-rich chlorite, and it’s the source of Fe. The three reservoir sediments samples in this study contain 0.72% - 1.1% organic carbon which exists in mixed layer clays. Being separated from the Shihmen reservoir sediments, the black sediments contains as much as 1.8% of organic carbon. Based on the intensity of XRD diffraction peaks the Fe content of reservoir sediments can be roughly estimated which is comparable with the result obtained from chemical analysis.

中文摘要 ........................................ Ⅰ
英文摘要 ........................................ Ⅱ
誌謝 ............................................ Ⅲ
目錄 ............................................ Ⅳ
表目錄 .......................................... Ⅶ
圖目錄 .......................................... Ⅷ
第一章、緒論 ..................................... 1
1.1 研究源起 .....................................1
1.2 研究目的 ......................................3
第二章、理論背景與文獻回顧 ....................... 5
2.1 土壤分類法 ....................................5
2.2 黏土介紹 ......................................6
2.3 第三紀沉積岩 ...................................7
2.4 層狀矽酸鹽礦物 .................................7
2.4.1 層狀矽酸鹽構造 .............................7
2.4.2 二八面體與三八面體 ..........................8
2.5 水庫介紹 ..................................... 12
2.5.1 石門水庫 ................................. 12
2.5.2 白河水庫 ................................. 12
2.5.3 曾文水庫 ................................. 13
2.6 XRD 分析 .................................... 13
第三章、實驗方法與流程 .......................... 16
V
3.1 實驗材料與設備 ................................ 16
3.1.1 實驗材料 ................................. 16
3.1.2 實驗設備 ................................. 16
3.2 實驗方法與步驟 ................................ 19
3.2.1 去除水庫淤泥之雜草、碎礫 ................... 19
3.2.2 粒徑分析 ................................. 19
3.2.2.1 分級 ................................. 19
3.2.2.2 雷射粒徑分析儀 ........................ 19
3.2.3 淤泥性質分析 .............................. 20
3.2.3.1 黑色淤泥分離實驗 ...................... 20
3.2.3.2 XRD 鑑別淤泥之礦物組成 ................ 20
3.2.3.3 AA、ICP 化學分析 .................... 20
3.2.3.4 石門水庫淤泥XRF 成分分析 ............... 20
3.3 分析方法 ..................................... 22
3.3.1 X 光繞射分析(XRD) ....................... 22
3.3.1.1 鑑別黏土為二八面體或三八面 .............. 23
3.3.1.2 鑑別富鐵、鎂三八面體或富鋁三八面體綠泥石 .. 23
3.3.1.3 Brown and Brindley’s values ............... 23
3.3.1.4 台灣黏土半定量分析 ..................... 24
3.3.1.5 水庫淤泥X-Ray 定量分析 ................. 25
3.3.2 X 光螢光分析(XRF) ...................... 26
3.3.3 雷射粒徑分析 .............................. 27
3.3.4 水庫淤泥微波消化 .......................... 28
3.3.5 總有機碳分析(TOC) ........................ 28
第四章、結果與討論 .............................. 29
VI
4.1 水庫淤泥粒徑分析 .............................. 29
4.2 石門水庫淤泥中黑色顆粒之分離 .................... 33
4.2.1 攪拌對黑色淤泥分離之影響 ................... 34
4.2.2 不同溶劑與淤泥反應對分離之影響 .............. 35
4.2.3 固含量對分離黑色淤泥之影響 .................. 35
4.2.4 反應溶劑之濃度影響 ......................... 36
4.2.5 疏水溶劑分離反應 .......................... 36
4.2.6 水庫淤泥之有機碳含量 ....................... 40
4.3 淤泥X-Ray 繞射結果 ............................ 41
4.3.1 XRD 定性分析 .............................. 41
4.3.2 XRD 定量分析 .............................. 52
第五章、結論 .................................... 59
第六章、建議 .................................... 61
參考文獻 ........................................ 62
附錄A、水庫淤泥分級實驗 ........................ 65
附錄B、石門黑色淤泥分離實驗 .................... 67
附錄C、台灣黏土半定量分析數據 .................. 74
附錄D、Brown and Brindley’s values ................ 79
附錄E、公式法計算綠泥石中鐵的含量 .............. 83
附錄F、內標準法定量石英 ........................ 84
附錄G、淤泥化學分析結果 ........................ 86
自介 ............................................ 87
                                    

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校內：2010-07-06公開
校外：2010-07-06公開

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