上游壩堤  5.3.2.1  盧森堡

在盧森堡境內的 Esch‐sur‐Sûre 水庫，是一座具備調洪、民生用水與發電的 水庫，其水源主要來自發源於比利時境內的 Sûre 河。此水庫的上游處建有兩個 較小型的壩堤（predam），分別為 Misère 與 Bavigne，皆具有調節水量與蓄水 的功能；而前者即位於 Sûre 河上。 

Misère 的壩體為 50 萬立方公尺、長 2,300 公尺，平均與最大深度分別為 2.5 與 4 公尺。集水區面積 316 平方公里，其中 35％為森林，58％為農業用地。夏 季時，水的滯留時間為 14 天（residence time），冬季則為 0.5 天，年平均為 1.5 天。溫度的梯度變化為 1  ℃‧m^‐1，表水溫介於 19～21℃，底層水為 15～17℃。 

而 Bavigne 的壩體約為 167 萬立方公尺、長 2,100 公尺，平均與最大深度分 別為 7.1 與 17 公尺；其水源主要來自 Bavigne、Mecher 與 Dirbach 三條河川。

集水區面積 39 平方公里，其中 50％為森林，43％為農業用地。夏季時，水的滯 留時間達 850 天，冬季則為 13 天，年平均為 44 天。Salvia‐Castellvi  et  al.分別 在 Misère 與 Bavigne 兩個小壩的上下游處設置 7 個採樣點，採樣頻率為兩週一 次，進行浮游生物與磷的分析(Salvia‐Castellvi et al., 2001)。 

結果顯示，在水量穩定供應的狀態下，Sûre 河的總磷濃度都在 0.2 mg‧L^‐1 以下，有逕流發生時（runoff），會提高至 0.3～0.8  mg‧L^‐1，冬天則降至最低 的 0.05  mg‧L^‐1。每年有 29 噸的磷直接輸入到 Misère，其中的 12 噸會再流入 Esch‐sur‐Sûre 水庫裡，且有 65％是在 Sûre 河有大量逕流時的冬季發生。全年 的總磷在 Misère 的滯留率（retention rate）為 60％，月平均則為 27％（圖 5‐36）。

而每年輸入到 Sûre 河的溶解性磷有 4.2 噸（soluble reactive phosphorus），其 中的 4.0 噸會再流入 Esch‐sur‐Sûre 水庫中，換言之，Misère 對溶解性磷的滯留 率只有 4％（圖 5‐37）。 

Misère 的葉綠素 a 平均濃度為 19.6μg‧L^‐1，9 月出現 66.5μg‧L^‐1的最高 值，藻類生物量為 4 mg‧L^‐1，平均透光度（transparency）為 1.3 公尺，有輕微 的優養化現象。浮游植物中，隱藻類（Cryptophyceae）是 Misère 最優勢的藻

類，有 90％的密度與生物量是由它所組成；綠藻類（Chlorophyceae）是夏季時 重 要 的 物 種 ， 而 矽 藻 則 在 春 季 時 佔 有 50 ％ 以 上 的 生 物 量 ， 藍 綠 藻

（Cyanophyceae）則只出現在夏末。浮游動物在 7～10 月時呈現高峰值，達 500  ind‧L^‐1，以輪蟲（rotifer）為最優勢，平均佔 79％。 

而在 Bavigne 中，每年雖有 2.5 噸的磷輸入量，但卻只有 0.46 噸的磷會再 流入 Esch‐sur‐Sûre 水庫裡，且其中 80％以上也是在冬季發生。Bavigne 對總磷 的滯留率，全年為 82％，而月平均為 80％（圖 5‐36）。每年有 300 公斤的溶解 性磷進入到 Bavigne，只有其中的 140 公斤會繼續進到 Esch‐sur‐Sûre 水庫中；

每年的滯留率為 58％，月平均為 75％（圖 5‐37）。Bavigne 在中央與壩體附近 的全年葉綠素 a 平均濃度分別為 9 與 6μg‧L^‐1，透光度為 1.8 公尺，屬於中養 化的水體。隱藻類同樣也是這裡全年都出現的浮游植物，綠藻類主要出現在夏秋 交接的時期，而矽藻則在春季時佔有 40％的生物量。與 Misère 相同，浮游動物 都是在 7～10 月時呈現高峰值，達 500 ind‧L^‐1，以輪蟲為最優勢，平均佔 66％。 

Salvia‐Castellvi  et  al.認為水庫上游的小壩堤可視為溶解性磷減量的反應區

（reaction space）。此反應可分成兩部分，第一部分是浮游植物吸收溶解性磷，

並將其轉成顆粒性磷，轉換效率隨浮游植物生物量增加而隨之上升。而浮游生物 的生物量變化，是取決於溶解性磷在此反應區內的濃度與滯留時間，而後者又與 溫度及光照強度有關。第二部分是磷的沈澱，此反應可經由與鐵、鋁、鎂、鈣等 金屬離子的吸附或浮游植物的吸收而形成，特別是當浮游植物有較高的沈澱速率 時（sedimentary  rate），會更加明顯。換言之，如果死亡的藻類只停留於水體 上部的透光層中且被分解，則磷仍然是存在此系統中，並不會被移除。而在夏季 時，浮游動物攝食隱藻後，仍會經代謝而將磷排放出至水體，這只是磷在系統中 的再循環現象，其同樣也不會自系統中被移除。而低溶氧與高溫的環境，容易造 成底泥的磷釋出至水體。所以，浮游植物的組成與底泥的磷釋出，是影響水體中 磷循環最重要的兩項因子。 

Bavigne 因溫差形成的水體分層現象及擁有較大的體積之故，使其對於總磷 與溶解磷的滯留率高於 Misère，即使 Misère 的浮游植物生物量遠大於 Bavigne。

此外，在 Bavigne 上游的入水處有大量叢生的水生植物：Elodea  nuttalli（伊樂

以生態工法淨化水庫水質控制優養化研究計畫(2)

－以生物鏈方式淨化水庫水質

藻），它對於溶解性磷具有極佳的吸收率；顯示出此地區的浮游性藻類，對於磷 的吸收並無太大的貢獻。 

  圖 5‐36  Misère（a）與 Bavigne（b）小壩之總磷輸入量（左 Y，■）、輸出量

（左 Y，□）及滯留率（右 Y，○）的月變化(Salvia‐Castellvi et al., 2001)。 

  圖 5‐37 Misère（a）與 Bavigne（b）小壩之總溶解性反應磷輸入量（左 Y，■）、

輸出量（左 Y，□）及滯留率（右 Y，○）的月變化(Salvia‐Castellvi et  al., 2001)。 

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5.3.3  攔網設置