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澄清湖水庫優養化 阿公店水庫優養化 鳳山水庫優養化 張子良 4a2G0023 黃玠融 4a2G0024 王鈺翔 4a2g0109

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1 澄清湖水庫優養化 阿公店水庫優養化 鳳山水庫優養化 張子良 4a2G0023 黃玠融 4a2G0024 王鈺翔 4a2g0109

2 大綱(outline): 自古以來,由於河川的取水容易,使得人們生活變得便利,因此,人類文明的起源多在大河畔。而磷和氮是肥料、清潔劑的主要成分,人們在河岸旁耕種、施肥、清洗物品等,排放的廢棄物往往就是直接進入河川或是溪流,因此造成嚴重的污染。由於水中高濃度的氮和磷通常會造成優養化,使藻類大量增生並且覆蓋水面,有時甚至將陽光全部遮蔽,導致底下的植物、魚、蝦死亡;而且動、植物屍體分解時會消耗水中的氧,形成不斷缺氧的惡性循環 。 然而與我們用水密不可分的水庫們也不可避免得遭受到優養化的危害,除了新山、翡翠、寶山、石門、日月潭、烏山頭為中養外,其餘的明德、永和山、仁義潭、鏡面、蘭潭、鯉魚潭、白河、曾文、澄清湖、南化、阿公店、鳳山、德基、霧社皆已嚴重優養化,其中阿公店水庫優養化程度高居全省水庫第一,並有加劇趨勢,鳳山水庫為第二名,澄清湖水庫居全省第三名,所以我們就為大家介紹前三名嚴重的水庫樣貌。

3 工作分配: 張子良 4a2G0023 :阿公店溪及水庫資料收集 黃玠融 4a2G0024 :大概流程、水庫優養化、鳳山水庫相關資料等

4 一.前言 「優養化」是淡水中的一種自然生態現象,涉及到的藻類有藍藻(即藍細菌)、綠藻、矽藻等。
自然形成的優養化現象會很快消失,並不會帶來環境影響。 而人為的往水體中排放氮素(主要是銨鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽)和磷素(主要是正磷酸鹽和各種形態的磷酸鹽),使得淡水富營養化,超出環境容量和自淨能力,「優養化」頻繁出現,面積逐年擴散,持續時間逐年延長。中國的太湖、滇池、巢湖、洪澤湖都有優養化現象。 「優養化」造成的最大危害是:飲用水源受到威脅,藻類毒素通過食物鏈影響人類健康。例如藍藻的次生代謝產物能損害肝臟,有致癌可能性。 環保署環境資訊標準委員會-國際常用環境詞彙(中文化)定義如下: 藻類與其他水生植物因污染所造成之快速過量的生長。 這種現象發生於水中有過多的營養鹽,在氣溫升高時情況更會加劇。 雖然藻類生長很快,但因水中的營養鹽被用盡,它們也很快的死亡。 當死亡的藻類被分解時,會上升至水面而形成一層綠色的黏質物。 這種藻華現象會因農業區土地中高濃度氮和磷滲入水體,而更加嚴重。

5 二.優養化帶來的影響 1、出現有毒藻類 在海洋生態系中,初級生產力高的海域,其魚、蝦、貝類的產量才會高。有些河口海域和近海水域,由於河川污染帶來豐富的營養鹽類,造成水質優養化。藻類過度生長固然使初級生產力增高,卻會產生由少數種藻類占優勢的現象,而對魚、貝類來說,這些藻類通常有毒,反而造成大量水生生物死亡。例如:由鞭毛藻類大量增殖所形成的紅潮 (red tide),常毒死魚、蝦、貝類等,使水生生物的數量下降、種類減少。有的鞭毛藻類會產生麻痺性貝毒(paralytic shellfish poison)等毒素,甚至會使人類中毒,例如:saxitoxin即是由甲藻類所產生的一種最普遍的毒素。由於海域水質優養化帶來的負面影響,在世界各地區海域都曾有過報導,近年世界衛生組織(WHO)還特別為此成立委員會,推動紅潮和毒藻的研究,以探究其成因和制定對策。 2、破壞水域生態環境 當水流循環不佳,又有足夠的日照,且水溫在0~25度的條件下﹐藻類便會大量繁殖且不斷持續下去,直到藻類數量足以遮蔽日照,導致水表以下的藻類無法行光合作用而大量死亡。藻類的腐爛及分解消耗水中的氧﹐最終結果使水域中其他生物大量死亡﹐屍體腐爛又造成水質惡化。雖然經過一段長時間後,自然的作用可使優養化的水域淨化,回復到原來的乾淨程度,但除非透過人工植入原有生物,否則該水域生態將很難回復(引用資料2)。 溪流優養化之後,水中的藻類相改變,矽藻的比例大大的降低,而逐漸以絲狀的綠藻和藍綠藻為主。這時原來的水生昆蟲或濾食性的魚類沒辦法以那些絲狀藻類為食,所以可能導致水生昆蟲相的變化,以及某些魚類族群的滅亡(引用資料4)。 在海中,優養化除影響藻類外,對於珊瑚的殺傷力也很強。由於珊瑚對水溫、水中透光率、濁度的要求嚴格,當營養鹽增加,藻類數量足以遮蔽日照時,珊瑚也會因水溫增高、光照不足等因素而大量死亡,連帶降低沿岸的經濟魚種、貝類等海產產量,徹底改變海岸的生態環境。 3、增加淨水成本 優養化往往使藻類族群發生變化,出現有毒的藍綠藻、甲藻,降低水體利用價值。此外,優養化易產生「藻華」現象,即一層藻類像地毯般蓋在水面上,容易造成水處淨水場取水口、過濾床的堵塞(引用資料5)。藻類生長代謝增加水中溶解性有機物濃度,提高形成三鹵甲浣類化合物(THMs) 之可能,增加水之臭味及色度,使給水廠操作困難,這些現象都會增加水質的處理成本。 4、提高自來水中三鹵化甲烷之濃度

6 水庫發展 1.1澄清湖水庫介紹 澄清湖水庫位於高雄縣烏松鄉,主流為高屏溪,湖東西寬1500 公尺,南北長1700公尺,平均水深3~4 公尺。水源來自高屏溪水及地下伏流,供應大高雄地區的民生用水。高屏溪原名為下淡水河,發源於高峻的玉山附近,主流長度170 公里;流域面積3257 平方公里;全年流量84 億5 千5 百萬立方公尺,源於中央山脈玉山東山東坡與秀姑巒溪西南坡 。其主要支流有荖濃溪、旗山溪、隘寮溪、濁口溪、美濃溪,其中以荖濃溪及旗山溪為最大。上游荖濃溪與旗山溪隔山平行,至嶺口與南下之旗山溪相匯而成高屏溪,在林園鄉汕尾入海。高屏溪流域內建有鳳山水庫(集水面積3 km2)及澄清湖(集水面積2.88 km2),供給高雄市、鳳山市、大寮鄉、小港鄉、林園鄉、鳥松鄉及大樹鄉等七市鄉鎮之公共用水及工業用水。澄清湖水庫為ㄧ離槽水庫,於民國31 年完工由高屏溪曹公圳引水,目前改由大樹攔河堰引水。管理機關為台灣省自來水公司第七區管理處。水庫集水面積為2.88 平方公里;正常蓄水位標高為18 公尺;滿水位面積1.03 公頃;總蓄水量5,000,000 立方公尺;計畫有效蓄水量2, 立方公尺;現有效蓄水量:3,000,000 立方公尺;壩型為土壩;壩頂標高19 公尺;最大壩身高度6 公尺;壩頂長度600 公尺;- 10 -壩頂寬度:10公尺。

7 1.2澄清湖水庫的氣候、水文環境與水資源利用 澄清湖水庫位於北迴歸線以南,屬於熱帶氣候區,全年溫差七月最高,一月最低,年平均溫度為23 度,平均溫差約十度,年平均雨量為2000 至3000 公釐之間,冬季則是乾燥季節,雨量大多集中於五月至九月,佔全年降雨量90%以上。澄清湖水庫供應大高雄地區的民生用水。以高屏溪流域而言,水資源相當豐沛。高屏溪流域地面水、地下水供給高雄縣、屏東縣轄境內公共、灌溉、工業及其它多種用途用水。 高屏溪流域內有十一個雨量站,各站歷年之平均年雨量約為2520公厘,雨量集中五月至十月,佔全年雨量之90.88%,十一月至四月為乾季,雨量佔全年雨量之9.12%。 流域內各地年平均氣溫約在20℃至25℃,流域內相對濕度約在77%~82%之間。夏天雨季來臨時溼度較高, 冬季氣候乾燥, 溼度較低, 流域內年蒸發量介於1000mm~2000mm,每年蒸發量以3~9 月為最大,約佔65%,山區年日照時間較短,約在1300 小時左右;平原年日照時數 長達2600 小時左右,雲覆蓋量平均在50%到60%之間。

8 1.3澄清湖優養化的原因及改善方法 澄清湖水源引自高屏溪,受農畜業、工業與民生廢水嚴重汙染,澄清湖被住宅區圍繞,汙染物容易進入水體,水質很難改善;鳳山水庫則引自東港溪,東港溪的汙染源和高屏溪類似,但汙染程度比高屏溪更嚴重。 以澄清湖水庫而言,其污染負荷主要來自外部負荷,尤其是進流水水質。故要改善水庫水質,建議改善水庫進流水水質,方法為限制遊客人數或截流遊憩區污水處理或減少高屏溪沿岸所養猪隻最為有效。近年來進流水的汙染量因取水口上移至大樹攔河堰,集水區推行離牧政策,故污染量已降低。 從內部負荷來控制,方法有(1)底泥釋出的抑制;(2)強迫湖水循環對藻類之控制;(3)水生植物法;(4)湖中去藻法;(5)選擇性取水或放水法等。說明如下: 1. 將積存的底泥清除,是杜絕內部污染最有效的方法。澄清湖水庫水深3~4公尺,故對於清除底泥,較易實施。不僅能改善優養,也可防止水庫老化。 2. 由於澄清湖水庫水深僅3~4公尺,故曝氣對於改善優養幫助不大。 3. 水生植物法:利用植物生長吸收湖中N、P甚至重金屬,成長到一定階段再將植物收穫處理,以達到去除湖水N、P和淨化水質的目的。 4. 加入硫酸銅去除藻類時,須定期清除,避免死亡的藻類腐爛。

9 澄清湖水庫圖影

10 2.1阿公店水庫介紹 阿公店水庫水源在燕巢、田寮兩鄉交接的山區,蜿蜒流經岡山到彌陀出海。早在日據時代末期,日本人即在現今小崗山東南山麓興築土石壩,攔堵阿公店溪水。但連續遭到四次洪水破壞,又逢太平洋戰爭,人力、物力、財力各方面都受限制,所以工程進度非常緩慢。戰後,台灣水利局汲取日本人失敗的教訓,修改原計畫,費時多年,到一九五二年終於全部竣工。 阿公店水庫為台灣唯一以防洪為主要標的之水庫,大壩全長2.38公里,為台灣最長者並曾是遠東之冠。 阿公店水庫興建始於1942年,後因洪水破壞而中止興建計畫,戰後由台灣省公共工程局接收續建,1947年建設廳水利局成立後加緊興辦,1953年完工;然而自完工運轉後,由於上游多泥岩,導致嚴重淤積,水庫有效容量由原來2,050萬立方公尺銳減為590萬立方公尺,不僅防洪功能不彰,亦嚴重威脅到大壩之安全,集水區內多養豬戶,亦導致水質嚴重劣化;因此為恢復水庫原有防洪供水功能,1997年開始執行「阿公店水庫更新工程計畫」,1999年騰空,進行大規模庫底浚渫,並興建越域引水路引旗山溪水,增設越域排洪道,將百年以上頻率洪水排放於二仁溪,並實施集水區養豬廢養;更新計畫目前已接近完成,2005年底恢復蓄水,2006年6月重新啟用,並在每年六月到九月汛期時實施『排空防淤』措施。

11 2.2阿公店水庫的水文環境 阿公店水庫位於高雄市燕巢區、岡山區與田寮區交界之阿公店溪上,主要功能為防洪,並兼高雄水利會復興渠灌區之農田灌溉。本水庫原有給水標的, 因淤積嚴重及集水區養豬污染,公共給水早已停止供應。 阿公店溪位高雄縣境內北部的溪流,源於燕巢鄉及田寮鄉交界的月世界一帶,流長29.7公里,流域面積廣達137.07公里。屬於高雄縣的次要河川,但它卻是北高雄地區最重要的河川,近年來該溪流域的城鄉風貌隨著人文經濟的發展逐年開發,由農業社會演變為工商業社會階段。阿公店溪原本是一條自然的溪流充沛的水利資源也是提供兩岸農作種植的灌溉的渠道,而清澈的溪水流中涵養了豐饒的魚蝦,是垂釣及戲水的好地方,當年名為黑杉橋的柳橋更曾是樹木成林,但是阿公店溪原本有的溪流環境,如今也隨著發展而淪為嚴重污染的排水溝。

12 2.3阿公店水庫優養化的原因及改善方法 由於阿公店水庫上游的水源地都是惡地地形,很容易沖刷泥土進入水庫,導致淤積,還有水庫旁有養豬戶排放汙染廢水,導致水質優養化,因淤積嚴重及集水區養豬污染,公共給水而停止供應。 以阿公店水庫而言,其污染負荷主要來自外部負荷,尤其是進流水水質。故要改善水庫水質,建議改善水庫進流水水質,方法為限制遊客人數或截流遊憩區污水處理或減少高屏溪沿岸所養猪隻最為有效。近年來進流水的汙染量因取水口上移至大樹攔河堰,集水區推行離牧政策,故污染量已降低。 從內部負荷來控制,方法有(1)底泥釋出的抑制;(2)強迫湖水循環對藻類之控制;(3)水生植物法;(4)湖中去藻法;(5)選擇性取水或放水法等。說明如下: 1. 將積存的底泥清除,是杜絕內部污染最有效的方法。澄清湖水庫水深3~4公尺,故對於清除底泥,較易實施。不僅能改善優養,也可防止水庫老化。 2. 由於澄清湖水庫水深僅3~4公尺,故曝氣對於改善優養幫助不大。 3. 水生植物法:利用植物生長吸收湖中N、P甚至重金屬,成長到一定階段再將植物收穫處理,以達到去除湖水N、P和淨化水質的目的。 4. 加入硫酸銅去除藻類時,須定期清除,避免死亡的藻類腐爛。

13 阿公店水庫圖影

14 鳳山水庫,是臺灣的一座水庫,將近四分之三位於高雄市小港區,其餘位在林園區,而大門(東門)則位在大寮區,
3.1鳳山水庫介紹 鳳山水庫,是臺灣的一座水庫,將近四分之三位於高雄市小港區,其餘位在林園區,而大門(東門)則位在大寮區, 主要提供工業用水服務,是大高雄地區重要的工業用水供應地。 水庫壩址位於鳳山丘陵東南麓,亦即小港、林園、大寮交界的林內里, 由於地處鳳山(山名,與鳳山區無關)因而取名為鳳山水庫。

15 3.2鳳山水庫的氣候、水文環境與水資源利用 高雄年平均降雨量約1800公釐,五月到九月的降雨量約佔全年總降雨量88%。
夏天吹拂的西南季風為本區帶來豐沛水氣,高雄的降雨來源主要有春天的梅雨、夏季的對流雨和夏秋的颱風雨。 冬天的盛行東北季風受到中央山脈的阻隔,位於背風側的高雄雨量極少而涼爽乾燥。 鳳山水庫的水源來自兩處:高屏溪攔河堰和港溪抽水站(東港溪,主要供應工業用水), 而東港溪匯集許多畜牧、家庭廢水,養分充足, 鳳山水庫民生出水目前可以達到22萬公噸,最高希望達到36萬公噸, 工業出水目前可以達到23~24萬公噸,最高希望達到45萬公噸。 鳳山水庫供應了60萬公噸的水,佔整個高雄地區相當多的水量。 鳳山水庫主要提供工業用水服務,使用單位有林園石化工業區、大發工業、臨海工業區(包括舊臨海工業區、高雄加工出口區等), 對國內經濟影響甚鉅,部分水源調撥供應大高雄地區的民生用水。

16 3.3鳳山水庫優養化的原因及改善方法 鳳山水庫優養化最嚴重,CTSI值達到七十三.三,主要原因是東港溪流域養豬數量高達五十六萬頭,廢污水太多所導致,還好鳳山溪僅供應工業用水,不影響民生用水。阿公店水庫污染源為生活污水,澄清湖水庫為高屏溪流域養豬廢水。 以鳳山水庫而言,其污染負荷主要來自外部負荷,尤其是進流水水質。故要改善水庫水質,建議改善水庫進流水水質,方法為限制遊客人數或截流遊憩區污水處理或減少高屏溪沿岸所養猪隻最為有效。近年來進流水的汙染量因取水口上移至大樹攔河堰,集水區推行離牧政策,故污染量已降低。 從內部負荷來控制,方法有(1)底泥釋出的抑制;(2)強迫湖水循環對藻類之控制;(3)水生植物法;(4)湖中去藻法;(5)選擇性取水或放水法等。說明如下: 1. 將積存的底泥清除,是杜絕內部污染最有效的方法。澄清湖水庫水深3~4公尺,故對於清除底泥,較易實施。不僅能改善優養,也可防止水庫老化。 2. 由於澄清湖水庫水深僅3~4公尺,故曝氣對於改善優養幫助不大。 3. 水生植物法:利用植物生長吸收湖中N、P甚至重金屬,成長到一定階段再將植物收穫處理,以達到去除湖水N、P和淨化水質的目的。 4. 加入硫酸銅去除藻類時,須定期清除,避免死亡的藻類腐爛。

17 鳳山水庫圖影

18 三.結果與討論 台灣的水庫是自來水的重要資源,水庫優養化不利水資源的調配。 除了水庫本身艘作方式,從外布最好汙染源控制。 例如將農地施肥及排水控制,寄至植物緩衝帶或是人工濕地等, 將營養鹽截留於水庫之外進行處理, 都是有助於改善水庫優養化的方案

19 四.參考文獻 鳳山水庫:http://zh.wikipedia.org/zh-tw/wiki/鳳山水庫
澄清湖:http://zh.wikipedia.org/wiki/澄清湖 阿公店水庫:http://zh.wikipedia.org/wiki/阿公店水庫 阿公店溪:http://zh.wikipedia.org/wiki/阿公店溪 圖片均取自於:http://tw.images.search.yahoo.com/images


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