為了解鳳山溪與霄裡溪不同的河川逕流量及不同的河川污染負 荷量，對河川水質的影響，本研究共進行四種情境模擬：(1)基流量 期間的河川水質；(2)枯流量期間的河川水質；(3)暴雨期間的河川水 質。(4)畜牧污染（原水排放、三段式處理排放及乾式圈養）對不同 取水口水質之影響。
6-1 基流量期間
有關基流量期間五點位的水質污染指標比較，如表 6-1-1 所示。
原取水口的水質相對於鳳山溪上游的點位為佳，尤其是 BOD 改善了 一半，其他也有三分之一的成效。在霄裡溪這邊，全區段的水質比鳳 山溪的佳，也比原取水口的水質為佳，這是因為原取水口注入了鳳山 溪的污染所致。僅管如此，霄裡溪因先前的污染事件，附近居民擔心 表 6-1-1、基流量期間五點位的水質污染指標比較表
取水口點位 DO
（mg/L）
BOD
（mg/L）
NH4 +
（mg/L）
NO3
-（mg/L）
TP
（mg/L）
TSS
（mg/L）
原取水口 F24 8.10 3.19 0.84 2.38 0.42 12.80 霄裡下游 S3 6.83 3.07 0.53 1.54 0.26 10.17 霄裡上游 S10 8.72 3.28 0.51 1.46 0.25 9.80
六股 F27 7.59 5.07 1.07 3.13 0.54 15.56 關西上游 F35 7.18 7.77 1.23 3.42 0.61 16.56
107
水中含有非傳統水質污染指標的物質，實在不宜往霄裡溪上游挪動。
6-2 枯流量期間
有關枯流量期間五點位的水質污染指標比較，如表 6-2-1 所示。
原取水口的水質相對於鳳山溪上游的點位甚佳，尤其是 BOD 可以從 28.83 mg/L 降到 4.66 mg/L，其他也有七成的成效。在霄裡溪這邊，
全區段的水質，除 BOD 了外，跟鳳山溪的水質相差不多，在五個點 位中，原取水口的水質為最佳。因此，就枯流量期間的狀況，實在不 宜變更原取水口。
表 6-2-1、枯流量期間五點位的水質污染指標比較表
取水口點位 DO
（mg/L）
BOD
（mg/L）
NH4 +
（mg/L）
NO3
-（mg/L）
TP
（mg/L）
TSS
（mg/L）
原取水口 F24 7.79 4.66 3.92 9.59 19.14 59.55 霄裡下游 S3 3.91 7.12 5.13 12.57 27.19 89.12 霄裡上游 S10 0.82 9.78 10.88 15.83 66.59 182.48
六股 F27 5.64 5.95 4.71 10.87 23.50 76.83 關西上游 F35 0.00 28.83 13.07 9.71 56.90 191.58
6-3 暴雨期間
過去在基流期間與枯流期間的討論皆是以穩態的現象為主，然而 針對暴雨期間，卻是以動態為主。而欲探討的內容則在於暴雨期間自 來臨到離去，其歷程中的各種污染或掃除效應的變化，以及在最大逕 流量時所帶來相較於基流量時的最大污染量。其於基流量期間，其總 量分別如下，BOD 為 6452 kg/day， NH4+為 772 kg/day，NO3-為 2003
108
kg/day，TP 為 372 kg/day 及 SS 為 8250 kg/day。暴雨期間即根據上述 資料，再利用增強係數的放大，乘以颱風時的逕流量，由 WASP 水 質模式分析模擬後得到各點位動態的水質變化。
圖 6-3-1 及表 6-1-1 為暴雨期間各點位與原取水口點位 BOD 濃度 隨時間變化之比較圖與數據。由圖中可知六股（F27）於暴雨前 BOD 之濃度約有 5.72 mg/L，於 13 日暴雨尖峰期間 BOD 可以上升至 73.23 mg/L，隨後逐漸下降至 29.84 mg/L，再下降至 9.87 mg/L，於暴雨停 止前甚至可以降至 2.02 mg/L，暴雨結束後 BOD 又逐漸上升至 5.72 mg/L 以上。觀察各點位的變化，暴雨前原取水口的水質最佳，但是 表 6-3-1、暴雨期間五點位 BOD 比較表
日期與時間 原取水口
(F24)
六股 (F27)
鳳山溪上游 (F35)
霄裡溪下游 (S3)
霄裡溪上游 (S10) 11/11/2009 0:00:51 3.19 5.07 7.77 3.17 3.28 11/11/2009 4:48:34 3.31 5.16 7.73 3.77 3.24 11/11/2009 9:36:17 3.40 5.23 7.80 4.13 3.26 11/11/2009 14:24:00 3.46 5.29 7.96 4.36 3.35 11/11/2009 19:12:34 3.51 5.33 8.16 4.51 3.50 11/12/2009 0:00:16 3.56 5.37 8.40 4.62 3.71 11/12/2009 4:48:50 3.60 5.40 8.65 4.71 3.95 11/12/2009 9:36:32 3.64 5.44 8.90 4.80 4.21 11/12/2009 14:24:14 3.68 5.48 9.16 4.88 4.49 11/12/2009 19:12:48 3.72 5.51 9.40 4.97 4.77 11/13/2009 0:00:04 3.93 5.72 9.69 5.61 5.08 11/13/2009 4:48:09 62.33 73.23 62.83 41.39 35.31 11/13/2009 9:36:13 26.65 29.84 25.38 16.40 14.41 11/13/2009 14:24:26 9.68 9.97 6.64 4.60 3.64 11/13/2009 19:12:12 2.48 2.02 0.58 0.57 0.24
109
暴雨後，鳳山溪的水質恢復較霄裡溪慢，原取水口的水質也是同樣的 情況，但比貣自來水公司可能移往的六股之水質稍佳。
2009/11/11 2009/11/12 2009/11/13 2009/11/14 0
10 20 30 40 50 60 70 80
BOD (mg/L)
Date F24
F27 F35 S3 S10
圖 6-3-1、暴雨五點位 BOD 比較圖
圖 7-3-2 及表 6-3-2 為暴雨期間各點位與原取水口點位 DO 濃度 隨時間變化之比較圖與數據。由圖中可知（六股）於暴雨前 DO 之濃 度約有 5.98 mg/L，於 13 日暴雨尖峰期間 DO 瞬間下降至 0.6 mg/L，
隨後逐漸上升至 1.21 mg/L，於暴雨停止前甚至可以上升 1.56 mg/L，
暴雨結束後 DO 又逐漸上升約至 2.0 mg/L 以上。觀察各點位的變化，
暴雨前夕原取水口的 DO 最高，污染被一掃而空。相反的，暴雨後鳳 山溪與霄裡溪上游的水質變好，溶氧因為上游地區接近源頭飽和溶氧
110
表 6-3-2、暴雨期間五點位 DO 比較表
日期與時間 原取水口
(F24)
六股 (F27)
鳳山溪上游 (F35)
霄裡溪下游 (S3)
霄裡溪上游 (S10) 11/11/2009 0:00:51 8.09 7.59 7.18 6.72 8.72 11/11/2009 4:48:34 7.72 7.16 6.92 6.52 8.52 11/11/2009 9:36:17 7.39 6.76 6.65 6.33 8.25 11/11/2009 14:24:00 7.10 6.40 6.39 6.13 7.89 11/11/2009 19:12:34 6.84 6.05 6.13 5.92 7.46 11/12/2009 0:00:16 6.61 5.73 5.86 5.70 6.97 11/12/2009 4:48:50 6.39 5.41 5.59 5.46 6.44 11/12/2009 9:36:32 6.18 5.10 5.33 5.21 5.90 11/12/2009 14:24:14 5.97 4.80 5.06 4.95 5.36 11/12/2009 19:12:48 5.77 4.50 4.81 4.68 4.83 11/13/2009 0:00:04 5.57 4.19 4.56 4.40 4.30 11/13/2009 4:48:09 0.42 1.22 7.48 0.78 3.06 11/13/2009 9:36:13 1.01 1.86 7.75 1.03 3.19 11/13/2009 14:24:26 1.37 2.20 7.91 1.17 3.28 11/13/2009 19:12:12 1.60 2.42 8.00 1.25 3.32
2009/11/11 2009/11/12 2009/11/13 2009/11/14 0
2 4 6 8 10
DO (mg/L)
Date F24
F27 F35 S3 S10
圖 6-3-2、暴雨兩點位 DO 比較圖
111
的狀態，所以也趨近於飽和溶氧，但下游的點位都來不及恢復。此時，
原取水口的 DO 卻較六股點位之 DO 低。
圖 6-3-3 及表 6-3-3 為暴雨期間各點位與原取水口點位 NH4+濃度 隨時間變化之比較圖與數據。由圖中可知六股（F27）於暴雨前 NH4+
之濃度約有 1.01 mg/L，於 13 日暴雨尖峰期間 NH4+可以上升至 5.79 mg/L，隨後逐漸下降至 4.02 mg/L，暴雨結束後 NH4+最低降至 0.42 mg/L。觀察各點位的變化，暴雨前雖然原取水口的水質較佳，但是 暴雨後，鳳山溪的水質恢復較霄裡溪慢，不過原取水口與六股及更上 游點位的水質相差不多。
表 6-3-3、暴雨期間五點位 NH4+比較表
日期與時間 原取水口
(F24)
六股 (F27)
鳳山溪上游 (F35)
霄裡溪下游 (S3)
霄裡溪上游 (S10) 11/11/2009 0:00:51 0.84 1.06 1.23 0.53 0.51 11/11/2009 4:48:34 0.89 1.11 1.25 0.72 0.52 11/11/2009 9:36:17 0.93 1.15 1.30 0.84 0.54 11/11/2009 14:24:00 0.96 1.19 1.37 0.92 0.58 11/11/2009 19:12:34 0.99 1.23 1.46 0.98 0.64 11/12/2009 0:00:16 1.02 1.26 1.55 1.03 0.72 11/12/2009 4:48:50 1.05 1.29 1.66 1.08 0.82 11/12/2009 9:36:32 1.08 1.33 1.77 1.12 0.93 11/12/2009 14:24:14 1.11 1.36 1.88 1.16 1.05 11/12/2009 19:12:48 1.14 1.39 1.99 1.20 1.18 11/13/2009 0:00:04 1.18 1.44 5.12 1.28 1.31 11/13/2009 4:48:09 5.89 6.10 6.06 4.68 4.40 11/13/2009 9:36:13 4.05 4.28 4.21 3.26 3.05 11/13/2009 14:24:26 1.76 1.66 1.14 0.98 0.78 11/13/2009 19:12:12 0.45 0.34 0.10 0.12 0.05
112
2009/11/11 2009/11/12 2009/11/13 2009/11/14 0
1 2 3 4 5 6 7
NH4+ (mg/L)
Date F24
F27 F35 S3 S10
圖 6-3-3、暴雨五點位 NH4+比較圖
圖 6-3-4 及表 6-3-4 為暴雨期間各點位與原取水口點位 NO3-濃度 隨時間變化之比較圖與數據。由圖中可知六股（F27）於暴雨前 NO3 -之濃度約有 2.83 mg/L，於 13 日暴雨尖峰期間 NO3-可以上升至 12.50 mg/L，隨後逐漸下降至 9.23 mg/L，再下降至 3.97 mg/L，於暴雨停止 前甚至可以降至 0.97 mg/L，暴雨結束後 NO3-又逐漸上升至 2.83 mg/L 以上。觀察各點位的變化，氨氮與硝酸氮的情形類似，暴雨前雖然原 取水口的水質較佳，但是暴雨後，鳳山溪的水質恢復較霄裡溪慢，原 取水口的水質與六股的水質相差不多。
113
表 6-3-4、暴雨期間五點位 NO3-比較表
日期與時間 原取水口
(F24)
六股 (F27)
鳳山溪上游 (F35)
霄裡溪下游 (S3)
霄裡溪上游 (S10) 11/11/2009 0:00:51 2.38 3.12 3.42 1.54 1.46 11/11/2009 4:48:34 2.47 3.22 3.45 1.92 1.46 11/11/2009 9:36:17 2.55 3.31 3.56 2.16 1.50 11/11/2009 14:24:00 2.62 3.38 3.70 2.33 1.59 11/11/2009 19:12:34 2.68 3.46 3.88 2.45 1.72 11/12/2009 0:00:16 2.74 3.52 4.08 2.55 1.89 11/12/2009 4:48:50 2.80 3.59 4.30 2.63 2.09 11/12/2009 9:36:32 2.85 3.66 4.52 2.72 2.31 11/12/2009 14:24:14 2.91 3.73 4.75 2.80 2.55 11/12/2009 19:12:48 2.97 3.80 4.97 2.89 2.81 11/13/2009 0:00:04 3.05 3.90 5.21 3.05 3.08 11/13/2009 4:48:09 12.51 13.96 14.05 10.31 9.64 11/13/2009 9:36:13 9.22 10.10 9.77 7.19 6.70 11/13/2009 14:24:26 4.04 3.93 2.63 2.16 1.70 11/13/2009 19:12:12 1.04 0.81 0.23 0.27 0.11
2009/11/11 2009/11/12 2009/11/13 2009/11/14 0
2 4 6 8 10 12 14 16
NO3- (mg/L)
Date F24
F27 F35 S3 S10
圖 6-3-4、暴雨五點位 NO3-比較圖
114
圖 6-3-5 及表 6-3-5 為暴雨期間各點位與原取水口點位 TP 濃度隨 時間變化之比較圖與數據。由圖中可知六股（F27）於暴雨前 TP 之 濃度約有 2.40 mg/L，於 13 日暴雨尖峰期間 TP 可以上升至 31.58 mg/L，隨後逐漸下降至 23.23 mg/L，再下降至 9.66 mg/L，於暴雨停 止前甚至可以降至 2.26 mg/L，暴雨結束後 TP 又逐漸上升至 2.40 mg/L 以上。觀察各點位的變化，暴雨前原取水口的水質較佳，但是暴雨後，
鳳山溪的水質恢復較霄裡溪慢，原取水口的水質與六股的水質相差不 多。
表 6-3-5、暴雨期間五點位 TP 比較表
日期與時間 原取水口
(F24)
六股 (F27)
鳳山溪上游 (F35)
霄裡溪下游 (S3)
霄裡溪上游 (S10) 11/11/2009 0:00:51 0.42 0.54 0.61 0.27 0.25 11/11/2009 4:48:34 0.81 0.92 0.75 1.77 0.28 11/11/2009 9:36:17 1.12 1.26 1.12 2.75 0.44 11/11/2009 14:24:00 1.38 1.56 1.66 3.40 0.77 11/11/2009 19:12:34 1.62 1.84 2.33 3.88 1.28 11/12/2009 0:00:16 1.86 2.11 3.08 4.27 1.94 11/12/2009 4:48:50 2.09 2.37 3.88 4.62 2.73 11/12/2009 9:36:32 2.32 2.63 4.71 4.95 3.62 11/12/2009 14:24:14 2.54 2.90 5.54 5.28 4.58 11/12/2009 19:12:48 2.77 3.17 6.37 5.62 5.57 11/13/2009 0:00:04 3.07 3.52 7.26 6.19 6.67 11/13/2009 4:48:09 31.54 31.06 30.92 30.31 28.56 11/13/2009 9:36:13 23.20 22.40 21.50 21.12 19.82 11/13/2009 14:24:26 9.85 8.60 5.80 6.34 5.04 11/13/2009 19:12:12 2.44 1.77 0.51 0.79 0.33
115
2009/11/11 2009/11/12 2009/11/13 2009/11/14 0
5 10 15 20 25 30 35
TP (mg/L)
Date F24
F27 F35 S3 S10
圖 6-3-5、暴雨五點位 TP 比較圖
圖 6-3-6 及表 6-3-6 為暴雨期間各點位與原取水口點位 SS 濃度隨 時間變化之比較圖與數據。由圖中可知於暴雨前 SS 之濃度約有 16.81 mg/L，於 13 日暴雨尖峰期間 SS 可以上升至 1445.78 mg/L，隨後逐 漸下降至 476.14 mg/L，再下降至 124.70 mg/L，於暴雨停止前甚至可 以降至 24.76 mg/L，暴雨結束後 SS 又逐漸上升約至 30.00 mg/L 以上。
觀察各點位的變化，TSS 的現象與 TP 相同，都是暴雨前原取水口的 水質比六股的水質佳或是相差不多，暴雨後兩者的水質雖然恢復較 慢，但也相差不多。TP 與 TSS 都是具有固體的特性，所以在河川中 的行為也相差不多。
116
表 6-3-6、暴雨期間五點位 SS 比較表
日期與時間 原取水口
(F24)
六股 (F27)
鳳山溪上游 (F35)
霄裡溪下游 (S3)
霄裡溪上游 (S10) 11/11/2009 0:00:51 12.80 15.56 16.56 10.18 9.80 11/11/2009 4:48:34 13.57 16.33 16.84 13.15 9.85 11/11/2009 9:36:17 14.18 17.00 17.59 15.07 10.17 11/11/2009 14:24:00 14.70 17.60 18.68 16.37 10.83 11/11/2009 19:12:34 15.18 18.15 20.03 17.32 11.84 11/12/2009 0:00:16 15.64 18.68 21.54 18.09 13.15 11/12/2009 4:48:50 16.09 19.20 23.16 18.77 14.72 11/12/2009 9:36:32 16.55 19.72 24.83 19.43 16.48 11/12/2009 14:24:14 17.00 20.25 26.51 20.09 18.37 11/12/2009 19:12:48 17.45 20.80 28.19 20.77 20.34 11/13/2009 0:00:04 22.50 25.61 29.98 39.71 22.52 11/13/2009 4:48:09 1437.83 1461.70 1251.14 1149.04 986.87 11/13/2009 9:36:13 484.63 451.00 327.87 311.43 253.83 11/13/2009 14:24:26 128.37 112.43 67.56 67.45 50.77 11/13/2009 19:12:12 26.86 19.00 3.13 5.87 1.08
2009/11/11 2009/11/12 2009/11/13 2009/11/14 0
200 1200 1400 1600
SS (mg/L)
Date F24
F27 F35 S3 S10
圖 6-3-6、瞬間暴雨五點位 SS 比較圖
117
根據以上動態的變化，將污染最嚴重時的水質污染指標列出，如 表 6-3-7 所示。五點位的水質趨勢不變，鳳山溪的水質較霄裡溪差，
各點位的 SS 都接近 1500 mg/L；而原取水口的水質是鳳山溪中最佳 者，尤其是在 BOD 與 NO3-的水質指標上。
表 6-3-7、暴雨期間五點位的水質污染指標比較表
取水口點位 DO
（mg/L）
BOD
（mg/L）
NH4 +
（mg/L）
NO3
-（mg/L）
TP
（mg/L）
TSS
（mg/L）
原取水口 F24 0.42 62.33 5.89 12.51 31.54 1437.83 霄裡下游 S3 0.78 41.39 4.68 10.31 30.31 1149.04 霄裡上游 S10 3.06 35.31 4.40 9.64 28.56 986.87 六股 F27 1.23 73.23 6.11 13.96 31.06 1461.70 關西上游 F35 7.48 62.83 6.06 14.05 30.92 1251.14
6-4 畜牧廢水對不同取水口水質之影響
畜牧廢水的背景較為特殊，畜牧養豬的行為大部份是農民為了增 加收入而來的，養豬的人員大都沒有受過污染防制專業技術的訓練，
他們也不可能如工廠交由有執照的人員來操作。因此，就算有設備也 可能無法如預期的發揮污染防制的功效。因此，以下分為：(1)最糟 的狀況，以原水排放；(2)一般的三段式排放；(3)最佳的乾式馴養狀 態等來進行討論。
6-4-1 畜牧廢水原水排放污染
本研究將同第 5-8 節所述的基流量資料代入 WASP 水質模式作模 擬分析，唯有不同的是必頇將已經處理的廢水水質改成完全沒有經過
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處理的原水水質，其修正後的負荷量如表 5-5-1 的最後一行；並將該 表的污染負荷量輸入 WASP 水質模式後進行模擬。在比較表 5-4-8 基 流量的負荷和表 6-4-1 畜牧廢水以原水排放之污染負荷，可知畜牧污 染 BOD 的負荷量由佔總 BOD 之負荷量的 12.61%上升至 52.99%，SS 的負荷量由佔總 SS 之負荷量的 8.21%上升至 41.14%，TP 的負荷量 由佔總 TP 之負荷量的 8.54%上升至 42.19%，NO3-的負荷量由佔總 NO3-之負荷量的 10.15%上升至 46.89%，NH4+的負荷量由佔總 NH4+
之負荷量的 6.59%上升至 35.52%。當畜牧污染以原水排放的時候，
其負荷量將佔總負荷量較大的比例，因此可以預估畜牧污染以原水排 放對五個取水點的影響，將是各種污染來源最重要的。
表 6-4-1、畜牧廢水以原水排放之污染負荷
水質污染指標
（kg/day） 鳳山溪上游 鳳山溪下游 霄裡溪 總量 百分比
BOD 3328.20 1219.80 1807.20 6355.20 52.99%
NH4+ 208.01 76.24 112.95 397.20 35.52%
NO3- 832.05 304.95 451.80 1588.80 46.89%
TP 130.01 47.65 70.59 248.25 42.19%
SS 2771.77 1015.86 1505.06 5292.69 41.14%
為了針對取水口的適宜性作評估，利用晴天基流量進行 365 天的 WASP 水質模擬，以五個不同取水口點位的水質交互比較，如表 6-4-2 所示。由表中之結果可知，和晴天基流量模擬結果比較，原取水口（點 位 F24）BOD 上升至 10.20 mg/L，DO 下降至 2.96 mg/L，NH4+上升
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至 1.88 mg/L，NO3-上升至 6.47 mg/L，TP 上升至 1.06 mg/L，SS 上升 至 26.57 mg/L。
在晴天基流量下，原取水口（點位 F24）相較於霄裡溪的兩個取 水口，其河川水質相近，但比鳳山溪上游兩個取水點為佳。其原因可 能是霄裡溪之上游其畜牧污染較鳳山溪上游為低，也就是說鳳山溪的 上游有很多畜牧污染排入，造成河川水質較差；然而，由於河川自淨 能力，流至下游原取水口（點位 F24），水質已變成較乾淨。因此，
於畜牧污染以原水排放之情境下，原取水口仍是較佳的取水口，建議 保留。
表 6-4-2、晴天基流量畜牧業原水排放各取水口水質比較表
取水口點位 DO
（mg/L）
BOD
（mg/L）
NH4 +
（mg/L）
NO3
-（mg/L）
TP
（mg/L）
TSS
（mg/L）
原取水口 F24 2.96 10.20 1.88 6.47 1.06 26.57
霄裡下游 S3 3.77 10.49 1.26 4.46 0.72 19.89
霄裡上游 S10 6.08 9.45 1.11 3.84 0.62 17.74
六股 F27 0.91 15.71 2.41 8.41 1.38 33.49
關西上游 F35 0.91 15.71 2.41 8.41 1.38 33.49
在水質變化的趨勢上，可以根據模擬結果得知，鳳山溪及霄裡溪 上游之水質雖然受到畜牧業及農業的影響而導致水質有些微變差，但 經由河川自淨後匯流至交接處已消減許多，如將原取水口往上游移動 則會接近污染源，反倒使污染程度增加。倘若往下游移動，則會經過 竹北鬧區，人口大量增加，使得污染大幅提高。因此在取水口適宜性