攔網設置  5.3.3.1  日本

位於日本九州島北部的寺內水庫（Terauchi Dam Reservoir），長 2.5 公里、

寬 400 公尺、面積 900 公頃、最大深度 35 公尺。水源來自 Sata、Teishakuji 與 Small 3 條河川（圖 5‐38）。此水庫主要供應下游地區稻田灌溉之用，為使放流 水溫維持在 17℃以上，所以壩體上設計了許多不同高度的取水口，依季節交替 變化使用。與許多水庫相似，在夏季期間出現的藻華亦是此水庫重要的問題之 一，營養鹽來源亦來自上游的河川。Asaeda et al.在 1994 年的 3～6 月間，於上 游地區架設了 2 面塑膠攔網，進行優養化的控制。並依監測所得之數據，進行模 式估算，評量與預估控制成果(Asaeda et al., 2001)。 

水深 4 公尺以內或光可到達水體的最大深度是所謂的透光層（euphotic  zone），藻類的光合作用只能在此深度維持正常的運作，以下的深度會受限於光 線的不足，藻類不易生長。若能利用人工方式將此區隔離，阻止營養鹽的供應，

將可控制藻類的滋長。1994 年 2 月，Asaeda et al.分別在離壩體的 1,335 及 1,670 公尺之上游處設置塑膠攔網（圖 5‐38）；網的兩邊緊靠河岸，並利用浮球以確保 網子上方能確實地位於水面上。攔網的深度達 5 公尺，目的在於能涵蓋到水體中 變溫層的上方（epilimnion）。第一層網用以攔住 Sata 及 Teishakuji 兩條河的 進流水，而第二層則是攔截 Small 河所輸入的河水。將設置好攔網的水庫分為 A、B、C  3 區（圖 5‐38），以每週 1 次的頻率，分別在此 3 區的 0.5、2.0、4.0 與 6.0 公尺之深度測量溫度、葉綠素濃度、磷含量、硝酸、氨態氮、溶氧、生化 需氧量。並收集實驗期間水庫的進、排水量，以及從鄰近的氣象站取得氣象資料。 

圖 5‐38  日本九州境內寺內水庫的輪廓和支流分佈，及攔截網（curtain）架設位 置與分區圖（A、B、C）(Asaeda et al., 2001)。 

此水庫具有明顯的季節分層現象，從早春開始至春季中期，河川的進流水

溫會高於水庫的表水，使得進流水集中在水庫表層（圖 5‐39）。這些富營養鹽的 河水會被攔網阻擋在上游處，此處同時也是藻類密度較高的地區，所以可藉由藻 類的吸收而降少這些營養鹽輸入到水庫的下游區域。水庫上游由於河水不斷地輸 入，且溫度又較高而無法下沈，所以原本 A 區中的水將會被這些湧入的河水推 到第一層攔網的下方後進入到 B 區。而進入到 B 區的水因為混和了河水與水庫 的水，所以溫度會略低於表層，不再位於水庫表面，而是在略低於表層的深度形 成一股中間流（interflow）。以此類堆，當 B 區的水又受到此道中間流的推擠 而經由第二層攔網到達 C 區時，溫度又再降低。而在 C 區所形成的第二股中間 流雖比 B 區者更深，但溫度仍高於水庫中的水；所以在向壩提推進時，會再慢慢 地提昇。是故在此時期，為使排放水的溫度能較高以及將富營養鹽的河水排出，

就必需使用較高的取水口來排放水到下游農地，其深度離表層約 1.5 公尺。但當 晚春至夏季時節，情況則完全改觀。此時河水的溫度會低於水庫表水溫度，所以 當河水一進入到庫區時，並不會受到攔網的影響，亦不會上升至透光層的深度。

此時的河水是直接穿過攔網下方，以水平直線的前進方式直達到壩堤。故要在此 時期將富營養的河水排出，取水口就必須低於之前的高度，約在水面下 10～12 公尺間，隨中間流的溫度變化而隨之改變（圖 5‐39）。 

圖 5‐39  架設攔截網後的寺內水庫，其上游進流水在春季（a）與晚春至夏季（b）

時，中間流的前進方式(Asaeda et al., 2001)。 

利用模式與實驗期間所蒐集的數據，來比較實測值與估算值，以及評估優

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

經過校正與改良後使用。其一是以物理參數為基礎，包括氣象資料、水的進出量、

溫度所造成的分層與中間流等。而另一個則是採生態相關參數來運算，參數群有 浮游植物生產力、藻類生物量、氧氣的收支和養分循環等。 

水庫下游 C 區表水溫度的實測值與模式預估值之時間變化如圖 5‐40 所示，

而葉綠素在 A、B、C 區的濃度則表示於圖 5‐41。另從圖 5‐42 可以看出，在早春 時節的 3 月 18 日，由模式預估的結果可以發現，因為河水溫度高於水庫的表層；

加上在 C1 與 C2 兩層攔網的阻擋下，攔網下方由河水與水庫水混和合成的中間 流，其水溫將會高於其它同等深度的水溫，而漸往表層抬昇。而葉綠素濃度將因 為表水層的營養鹽濃度增加，而往大壩方向遞增，使得藻華出現在下游靠近大壩 之處。但在 5 月 21 日的晚春時期，中間流因為溫度較低，會直接從攔網下方地 水平流至大壩，且不涉及到透光層。所以由圖 5‐43 就可看出，有中間流通過的 區域，其水的滯留時間較短，而越靠近表水或底層的部分，則會有較長的滯留時 間。而營養鹽，包括磷，其分佈的情形與同等溫線一致；養分會被中間流帶往更 深的底部，透光層無法獲得自河流攜帶下來的養份。所以葉綠素濃度在下游大壩 的表層並不高，反倒是上游靠近第一攔網前後的 A 及 B 區有最高的濃度值，可 見葉綠素的濃度受上游河水輸入的影響之鉅。 

圖 5‐40  寺內水庫 C 區表水溫的實測值與模式估算值（Y）在不同月份（X）的 差異(Asaeda et al., 2001)。 

圖 5‐41  寺內水庫內 A、B 與 C 區表水層葉綠素 a 濃度的實測值與模式估算值（Y）

在不同月份（X）的差異(Asaeda et al., 2001)。 

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－以生物鏈方式淨化水庫水質

  圖 5‐42  早春時節的 3 月 18 日，由模式所推估出寺內水庫的等溫線（a）與葉綠

素 a 濃度（b）之等值線垂直分佈圖(Asaeda et al., 2001)。 

  圖 5‐43  在 5 月 21 日的晚春時期，由模式所推估出寺內水庫的等溫線（a）、磷

濃度（b）與葉綠素 a 濃度（c）之等值線分佈圖(Asaeda et al., 2001)。 

在不同時節利用不同深度的取水口排水，是控制水庫水質的方式之一；而 在水庫上游處放置攔截網亦可控制營養鹽輸入到下游的大壩區。在放置攔截網 後，水庫下游地區發生藻華的事件可以減緩，優養化現象可獲得改善。日本的寺 內水庫於早春時，河川的進流水因為有攔截網的阻擋，無法直接迅速輸送至大壩 的表層；延長其在上游處所停留的時間，促使上游處的藻類能大量地吸收河水中 的營養鹽，減少對下游處的供應。到了晚春與夏季時分，中間流因較低的溫度並 無法往上到達透光層，而無法直接將營養鹽供應予此區生長的藻類使用，因而較 不易有藻華的現象發生。故若水庫有足夠的長度以及明顯的溫度分層現象，則使 用攔截網的設置以減少藻華的生成，是一種低成本的作法。 

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