第五章 模擬成果分析與討論
5.2 水流移動途徑分析
圖 5- 3 金瓜寮溪橋集水區不同採樣頻率之百分比誤差
5.2 水流移動途徑分析
非點源汙染的移動主要透過水流的傳遞與運輸到達河川，了解翡翠水庫上 游集水區水流移動路徑對硝酸鹽氮的傳輸移動的研究是很重要的一環，本研究 在在第四章中針對 2012 年至 2014 年日流量進行檢定，在檢定與驗證成果良好 的狀況下，本章節將進一步討論河水透過何種途徑進入河川，以及不同集水區 各年度與各生長季水流移動狀況與人為活動對集水區流量途徑的改變與影響。
5.2.1 思源橋集水區
思源橋集水區位於北勢溪上游，該集水區為坪林拱橋地區最上游的集水區，
該集水區以森林為主，農業比例與坪林拱橋集水區相比相對較少，在本章的河水 主要由三種移動路徑所組成，分別為地表逕流、側向流與淺層地下水補注之回歸 水，其中淺層地水補注之回歸水又被稱為河川基流，為了比較人為活動與季節對 於水流移動路徑之影響，本研究將思源橋集水區區分為農地與非農地分別進行全 年與四季的水流移動路徑分析。圖 5-4 至圖 5-6 為 2012 年至 2014 年思源橋集水 區農地每日水流移動路徑圖，圖中顯示在降雨量比較少的時期，河川水的補注來 源主要來自於淺層地下水的補注，甚至可以到 80%，中小型降雨事件以產生側向
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非農地水流移動路徑跟農地水流移動路徑相比，1-3 月農地地表徑流產生量 高於非農地約 13%，秋 7-9 月農地地表徑流產生量高出非農地約 17%，4-6 月與 10-12 月農地地表逕流量高於非農地約 12%，顯示非農地相地表逕流比例較少，
農地地表逕流產生比例較高的狀況。人為開墾種植的土地利用，地表逕流產生比 例較高，以森林或草地等自然為主的土地利用，則以側向流所占比例較地表逕流 高，這兩類型土地利用皆以淺層地下水為河川流量的主要來源，比例維持約 50%
左右，農地產生地表逕流較多的狀況下，搭配人為施肥將可能對於水質有所影響，
後續將針對氮素之輸出進行比較探討。
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圖5-4思源橋集水區2012年農地水流移動路徑
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圖5-5思源橋集水區2013年農地水流移動路徑
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圖5-6思源橋集水區2014年農地水流移動路徑
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圖 5- 7 思源橋集水區農地全年水流移動路徑分佈圖
圖 5- 8 思源橋集水區農地各時期水流移動路徑分佈圖
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表 5- 1 思源橋集水區農地各時期水流移動路徑水流總量(三年平均)
農地各時期水流移動路徑(立方公尺)
水流總量 地表逕流 側向流 淺層地下水補注
1-3月 1216174 238918(20%) 190951(16%) 786305(64%)
4-6月 1045020 300463(29%) 157184(15%) 587373(56%)
7-9月 871704 394098(45%) 110183(13%) 367424(42%)
10-12月 1456993 405991(28%) 206771(14%) 844231(58%)
思源橋集水區
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圖5-9思源橋集水區2012年非農地水流移動路徑
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圖5-10思源橋集水區2013年非農地水流移動路徑
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圖5-11思源橋集水區2014年非農地水流移動路徑
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圖 5- 12 思源橋集水區非農地全年水流移動路徑分佈圖
圖 5- 13 思源橋集水區非農地各時期水流移動路徑分佈
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表 5- 2 思源橋集水區非農地各時期水流移動路徑水流總量(三年平均)
非農地各時期水流移動路徑(立方公尺)
水流總量 地表逕流 側向流 淺層地下水補注
1-3月 86369706 5509412(7%) 23684375(27%) 57175919(66%)
4-6月 86772281 12131784(14%) 26807437(31%) 47833060(55%)
7-9月 82680199 23461835(28%) 22189677(27%) 37028687(45%)
10-12月 108195828 12967780(12%) 29470643(27%) 65757405(61%)
思源橋集水區
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66%，因此乾季非農地土地利用水流移動路徑以淺層地下水補注與側向流為 主，7-9 月為颱風侵襲地期間，地表逕流比例明顯上升約占 28%，側向流比例 約占 31%，淺層地下水補注比例約占 41%，該時期仍以淺層地下水補注與側向 流比例較高。
透過非農地與農地各時期的水流移動路徑比較顯示，1-3 月農地地表逕流產 生量高於非農地約 2%，7-9 月為颱風侵襲等高強度降雨時期，農地地表徑流產 生比例較非農地高出 14%，4-6 月與 10-12 月兩時期農地地表徑流比例則是高於 非農地約 7~8%左右，四個時期的農地側向流的比例分佈較非農地少。地表逕流 是非點源汙染移動的最主要路徑，集水區人為開墾造成地表徑流增加，使更多 農地上之肥料大量帶入河川，影響河川原本的氮循環與生態，因此人為活動對 流量的影響也會間接反映在水質汙染中，了解水流移動路徑後，進行土地利用 規劃與管制為後續削減所能實施之步驟。
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圖5-14坪林拱橋集水區2012年農地水流移動路徑
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圖5-15坪林拱橋集水區2013年農地水流移動路徑
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圖5-16坪林拱橋集水區2014年農地水流移動路徑
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圖 5- 17 坪林拱橋集水區農地全年水流移動路徑分佈圖
圖 5- 18 坪林拱橋集水區農地各時期水流移動路徑分佈圖
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表 5- 3 坪林拱橋集水區農地各時期水流移動路徑水流總量(三年平均)
農地各時期水流移動路徑(立方公尺)
水流總量 地表逕流 側向流 淺層地下水補注
1-3月 1788816 71449(5%) 441442(24%) 1275926(71%)
4-6月 3304280 553784(20%) 1663314(31%) 1087183(49%)
7-9月 3734311 1624259(42%) 751858(21%) 1358195(38%)
10-12月 2483560 412727(16%) 658563(26%) 1412270(58%)
坪林拱橋集水區
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圖5-19坪林拱橋集水區2012年非農地水流移動路徑
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圖5-20坪林拱橋集水區2013年非農地水流移動路徑
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圖5-21 坪林拱橋集水區2014年非農地水流移動路徑
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圖 5- 22 坪林拱橋集水區非農地全年水流移動路徑分佈圖
圖 5- 23 坪林拱橋集水區非農地各時期水流移動路徑分佈圖
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表 5- 4 坪林拱橋集水區非農地各時期水流移動路徑水流總量(三年平均)
非農地各時期水流移動路徑(立方公尺)
水流總量 地表逕流 側向流 淺層地下水補注
1-3月 16490679 581989(3%) 5065594(31%) 10843096(66%)
4-6月 25614345 3058495(12%) 10695842(42%) 11860008(46%)
7-9月 32338651 9278055(28%) 10127039(31%) 12933557(41%)
10-12月 23031043 1997588(9%) 8061324(35%) 12972131(56%)
坪林拱橋集水區
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河川中，並使肥料更容易被沖刷入河中，額外的營養鹽進入到河川生態系統內 將可能影響生物生存與飲用水的健康。
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圖5-24大林橋集水區2012年農地水流移動路徑
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圖5-25大林橋集水區2013年農地水流移動路徑
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圖5-26大林橋集水區2014年農地水流移動路徑
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圖 5- 27 大林橋集水區農地全年水流移動路徑分佈圖
圖 5- 28 大林橋集水區農地各時期水流移動路徑分佈圖
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表 5- 5 大林橋集水區農地各時期水流移動路徑水流總量(三年平均)
水流總量 地表逕流 側向流 淺層地下水補注
1-3月 803195 42431(5%) 181246(23%) 579518(72%)
4-6月 1278629 242780(19%) 353397(28%) 682451(53%)
7-9月 1623636 715263(44%) 291235(18%) 617137(38%)
10-12月 1134165 221104(19%) 277354(24%) 635707(56%)
農地各時期水流移動路徑(立方公尺)
大林橋集水區
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圖5-29大林橋集水區2012年非農地水流移動路徑
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圖5-30大林橋集水區2013年非農地水流移動路徑
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圖5-31大林橋集水區2014年非農地水流移動路徑
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圖 5- 32 大林橋集水區非農地全年水流移動路徑分佈圖
圖 5- 33 大林橋集水區非農地各時期水流移動路徑分佈圖
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表 5- 6 大林橋集水區非農地各時期水流移動路徑水流總量(三年平均)
水流總量 地表逕流 側向流 淺層地下水補注
1-3月 34611149 610713(2%) 11316729(33%) 22683708(65%)
4-6月 56300549 3976914(7%) 24309629(43%) 28014006(50%)
7-9月 69853459 16948368(24%) 23257884(33%) 29647206(43%)
10-12月 49835575 2976184(6%) 18508863(37%) 28350528(57%)
非農地各時期水流移動路徑(立方公尺)
大林橋集水區
109 11~18%，側向流約占 22~25%，淺層地下水補注量約占 60~64%，顯示目前臺灣 上游河川仍仰賴淺層地下水補注為主，臺灣為季風氣候區，乾溼季分明，圖
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流比例農地高於非農地約 13%，側量流少於非農地約 12%，其他四個時期皆以 農地產生的地表徑流比例較多。非點源汙染途徑透過地表逕流將地表汙染物沖 入河川，農地地表徑流產生量較多的狀況下，將可能將更多肥料帶入河川系 統，造成水庫之優養化，本節了解水流移動路徑後，後續將透過硝酸鹽氮移動 途徑確切掌握各途徑輸出量，充分理解該集水區水文特性與污染路徑，並針對 後續之削減做效率與收穫量評估。
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圖5-34金瓜寮溪橋集水區2012年農地水流移動路徑
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圖5-35金瓜寮溪橋集水區2013年農地水流移動路徑
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圖5-36金瓜寮溪橋集水區2014年農地水流移動路徑
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圖 5- 37 金瓜寮溪橋集水區農地全年水流移動路徑分佈圖
圖 5- 38 金瓜寮溪橋集水區農地各時期移動水流路徑分佈圖
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表 5- 7 金瓜寮溪橋集水區農地各時期水流移動路徑水流總量(三年平均)
水流總量 地表逕流 側向流 淺層地下水補注
1-3月 67215 2133(3%) 14773(22%) 50310(75%)
4-6月 105403 16961(16%) 27566(26%) 60876(58%)
7-9月 110042 31865(29%) 22400(20%) 55777(51%)
10-12月 74824 5620(8%) 18314(24%) 50889(68%)
農地各時期水流移動路徑(立方公尺)
金瓜寮溪橋集水區
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圖5-39金瓜寮溪橋集水區2012年非農地水流移動路徑
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圖5-40金瓜寮溪橋集水區2013年非農地水流移動路徑
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圖5-41金瓜寮溪橋集水區2014年非農地水流移動路徑
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圖 5- 42 金瓜寮溪橋集水區非農地全年水流移動路徑分佈圖
圖 5- 43 金瓜寮溪橋集水區非農地各時期水流移動路徑分佈圖
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表 5- 8 金瓜寮溪橋集水區非農地各時期水流移動路徑水流總量(三年平均)
水流總量 地表逕流 側向流 淺層地下水補注
1-3月 9037041 143409(2%) 2790211(31%) 6103421(68%)
4-6月 19174837 1557838(8%) 7186960(37%) 10430039(55%)
7-9月 20124442 3196156(16%) 6376682(32%) 10551604(52%)
10-12月 14118751 350679(3%) 4662091(33%) 9105981(64%)
非農地各時期水流移動路徑(立方公尺)
金瓜寮溪橋集水區
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4585091 立方公尺，坪林拱橋集水區農地為 10935456 立方公尺，大林橋集水區 農地為 4534759 立方公尺，金瓜寮溪橋集水區農地為 357484 立方公尺，顯示四 個集水區農地之總水流量以坪林拱橋集水區最多，其次為大林橋集水區，這兩 個集水區皆為農地比例較高之地區;各集水區非農地總水流量的部份，思源橋集 水區為 364018015 立方公尺，坪林拱橋集水區為 97474718 立方公尺，大林橋集 水區為 210600733 立方公尺，金瓜寮溪橋集水區為 65307064 立方公尺，顯示四 個集水區非農地之總水流量以思源橋集水區為最多，其次為大林橋集水區，這
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表 5- 9 各集水區農地水流移動路徑水流總量(三年平均)
表 5- 10 各集水區非農地水流移動路徑水流總量(三年平均)
水流總量(立方公尺)
農地 地表逕流 側向流 淺層地下水補注
思源橋 4585091 1339467(30%) 664230(14%) 2581394(56%)
坪林拱橋 10935456 2764165(25%) 2736355(25%) 5434936(50%)
大林橋 4534759 1221579(27%) 1167527(26%) 2145653(47%)
金瓜寮溪橋 357484 56579(16%) 83053(23%) 217851(61%)
農地各水流移動路徑(立方公尺) 集水區名稱
水流總量(立方公尺)
非農地 地表逕流 側向流 淺層地下水補注
思源橋 364018015 54070812(15%) 102152132(28%)_ 207795071(57%)
坪林拱橋 97474718 14916126(15%) 33949800(35%) 48608792(50%)
大林橋 210600733 24512178(12%) 77393106(37%) 108695449(52%)
金瓜寮溪橋 65307064 5253961(8%) 21772313(33%) 38280790(59%)
集水區名稱 非農地各水流移動路徑(立方公尺)
123 部分，該年度氮素總輸入量為 40433kg，作物氮素吸收量比例約占 53%，地表 逕流氮素輸出比例占 7%，側向流氮素輸出比例占 2%，地下水氮素輸出比例占