去年八月蘇迪勒颱風襲台，原水濁度飆升至3萬多度，大台北自來水用戶使用到黃濁水；九月杜鵑颱風來襲，原水濁度達1萬多度，造成淨水廠緊急停水。轉眼將進入颱風季節，類似情形可能再度上演，相關議題也引發討論，「水庫放水減濁」便是一熱門議題。本文擬從該議題切入，兼論濁水成因以及因應之道。
台北市長興、公館和直潭三大淨水廠每日供應大台北地區約230萬噸用水，淨水廠的原水主要來自於新店溪源流之一的南勢溪，取水口設在直潭壩和青潭堰的蓄水區。翡翠水庫位於北勢溪之上，平常不做供水使用，而是在南勢溪水量少時作為補充水源。據報導，蘇迪勒颱風來襲，南勢溪的濁度飆升，翡翠水庫下游的北勢溪仍然清澈。
濁水成因，與水流特性息息相關。當流速低時，水的流動是平滑且穩定的，稱為層流。當流速增加，水流波動不穩定，流體質點相互混摻且運動無序，稱為紊流。南勢溪上游海拔約1300公尺，當降雨於上游處時，上游與下游之間的落差驅使水往下游流動，水流的重力位能克服部分摩擦損失後轉變為動能，流速逐漸提高而呈紊流狀態。豪雨也會沖蝕下游土壤，進入南勢溪的泥沙被高速水流攜帶往下游流動，形成滾滾濁流。因此，當降雨在上游、雨量大以及夾帶大量泥沙等三要件均滿足時，預期原水濁度會大幅飆高。
許多人認為翡翠水庫中有較乾淨的水，可透過放水稀釋原水濁度。經本文研究後發現，上述論點有諸多可議之處。
首先，加水稀釋的作法主要應用在溶質可均勻溶解於水中之「真溶液」，例如溝渠中的可溶性染料即可加水稀釋其「濃度」。由於泥沙不溶解於水中，且因紊流的上舉力使泥沙懸浮在水中，所以濁水是一種「懸浮液」。加水稀釋濁度的作法，通常在製備濁度試樣時才採用，為了避免實驗誤差，測定前必須搖動試樣以維持懸浮狀態。原水減濁通常不採稀釋作法，而以沉降作用為主。當水流處於層流狀態且泥沙重量與阻力和浮力平衡時，泥沙以終端速度往底部沉降，原水濁度會逐漸降低。為有效沉降泥沙，必須盡量不擾動濁水，這與攪拌有助稀釋濃度的原理大相逕庭。
當水流處於層流狀態時，泥沙的沉降速度可由史托克斯定律（Stokes’law）推得。一般而言，粒徑愈大則沉降速度愈快，例如粒徑10微米的泥沙每小時可沉降0.24公尺，粒徑30微米的泥沙每小時可沉降2.16公尺，依此類推。假設濁水中泥沙的粒徑分布為10微米至100微米共十組，每組組距10微米，並假設取水閘門底部距離水面高度為10公尺，經計算取水閘門底部以上的原水濁度，在第1小時減少40%，第2小時減少60%，第5小時減少80%，逐漸遞減。以濁度1萬2000度及3萬度為例，分別在2小時和5小時即符合原水取用標準。原水進入淨水廠後，利用混凝劑使泥沙和水中雜質凝聚成小顆粒，使沉降速度更快，這也是利用沉降作用加速減濁的應用。
