:::翡翠水庫底泥性質及對水質影響潛勢研究計畫 (第一年)
翡翠水庫底泥性質及對水質影響潛勢研究計畫 (第一年) 委託報告
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| 951219-pdf-testproj-101021.pdf | 488.71 KB | 2021-01-27 13:53:21 |
| 計畫摘要 | 水庫湖泊底泥磷的厭氧釋出，是水庫內部重要磷的來源。為了掌握翡翠水庫底泥磷的釋出對水庫水質的影響，改善底泥與水體環境，以落實水庫水資源之有效管理，本計畫於三年總計畫的第一年，除接續進行臺北翡翠水庫管理局的例行性水庫底泥採樣暨檢測分析工作，亦進行對翡翠水庫底泥磷來源及組成調查、集水區磷入流負荷量推估及翡翠水庫底泥磷釋出通量模式雛型之建立等研究。 經由本年度之研究成果，我們得知，翡翠水庫今年底泥各項檢測項目分析結果與過去底泥數據之差異不大。推測在檢測期間水庫應無外來之重大污染。翡翠水庫底泥固相磷中的有機磷和鐵及鋁結合磷是兩種主要的磷型態。然而隨著採樣地點，上游灣潭(S-1)及馬祖林(S-2)具有較高的鈣結合磷，可能與上游集水區農業行為造成肥料中磷酸鈣等的進入有關。將集水區及底泥土壤之黏土礦物性質以X-ray繞射方法進行比對得知，底泥黏土礦物以伊萊石為主。採樣底泥均有較一致的黏土礦物分佈，並與集水區土壤黏土礦物相近，表示底泥應沒有集水區以外的泥砂進入。分析歷年來底泥含磷量變化，五個底泥採樣點之間總磷含量差異並不明顯。然而比較今年及去年底泥總磷含量隨季節變化，夏秋季的底泥總磷含量較冬季及春季時要高，推測應是夏季光合作用旺盛，使沉降的藻體量增加而累積於底泥所致。因此，若以底泥磷的飽和度指數（SI），作為判斷底泥磷釋出潛勢的指標，夏季底泥處於較高的還原態，的確促使礦物磷有較高的溶出潛勢，及增加了溶解性磷的濃度。 在建置底泥磷一維傳輸及釋出通量概念模式雛型的研究中，我們經由現地檢測數據及實驗室實驗確認出影響底泥磷的重要環境參數，除了底泥有機磷的生物分解速率常數(Kb)，尚包括氧化還原電位(ORP)、酸鹼值(pH)、溶氧( DO)及磷的吸脫附平衡係數(Kp)。由歷次現地檢測數據分析，當底泥的ORP及pH值降低，溶解磷濃度相對增加。從管柱實驗結果，當上層水DO較高，會抑制底泥磷的移動進入上層水中，因為DO存在使三價鐵離子濃度增加，會和磷酸根發生沉澱或吸附。而將現地通量數據與模式預測值相較，顯示底泥磷的移動還是可能受到底泥吸附而遲滯的影響。 本計畫亦對歷年來大壩(S-5)採樣點水質進行統計分析，發現水庫每年冬季1,2月時，上、中、下層水溫會趨於一致，而發生水流混合現象。其原因可能來自上游因低溫形成的密度流。當其進入水庫後會供給底部豐富溶氧，使被底泥消耗之溶氧再度補注。然而壞處則是被密度流推擠，原來存在底部因底泥厭氧而釋出的大量磷營養鹽可能被攜帶進入大壩區，隨著水體混合而帶到表水，使表水磷濃度瞬間驟升，甚至超過OECD的優養水質標準，40 ug/L。由於水庫水文水理機制將對水庫底泥－水邊界水流狀態影響甚巨，亦將影響底泥磷的釋出，除建議翡管局未來應加強底部溶氧的觀測及研究氣象水文變化對水質影響，未來兩年本計畫亦將結合底泥及水質模式進行模擬研究，希望能結合底泥磷組成與傳輸的研究成果，有效量化出水庫底泥磷對水質的影響，俾謀求有效的水質改善策略。 |
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| 資料集研究(主辦)機關 | 翡管局 |
| 一級機關 | 臺北翡翠水庫管理局 |
| 年度 | 90 |
| 研究單位 | 國立台灣大學環境工程學研究所 |
| 研究主持人 | 吳先琪 |
| 關鍵詞 | 底泥,翡翠水庫 |
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