水質淨化功能

溼地水質淨化功能簡介

水是生命的泉源，河川的水更孕育了文明，河水不斷的流動，不僅帶來豐沛的養分，同時也將大地的廢棄物帶走，水的不停循環與自淨的能力，涵容給我們一個乾淨的生活環境。然而水資源並不是無窮的資源，並不能毫無限制的摧殘，也不能隨所欲為地加以破壞，確保水資源的品質，是水污染防治工作的重要目標。高屏溪全長約 171 公里，流域面積達3256.85 平方公里，為台灣流域最大的河川。高屏溪亦為高屏地區重要的飲用水及工業、灌溉用水來源，長期以來遭受生活污水、畜牧廢水、工業廢水等污染、河川地遭非法佔用等問題日益嚴重，使高屏溪原有的清澈不再，而高屏溪高灘地長久以來多放租農民做農耕使用，由於不易管理，造成河川水體污染、垃圾堆積、及景觀惡化違建違規使用等事件發生。此外竹寮社區排入竹寮溪溝之生活污水與永豐餘久堂廠之廢水處理廠放流水亦長期排入高屏溪，影響河川生態與水質，使民眾親水環境受到危害。有鑑於此，行政院環境保護署、經濟部水利署第七河川局及高雄縣政府為改善高屏溪高莖作物充斥及髒亂現象，於 91年起在上高灘地，藉由河岸生態復育，建立了”人工濕地”，重新塑造自然生態環境，將重度污染之竹寮溪的家庭、農牧、工廠之廢水與水質較佳的永豐餘紙廠的排放水，利用濕地植物及微生物之淨水功能，將廢水予以淨化，以回復高屏溪潔淨之原貌並提供魚類及野生動物一良好的棲息地。突破傳統工程所傳遞的「人定勝天」觀念，以順應自然的工法重新恢復高屏溪河廊生態系的濱岸溼地，以具有天然淨化機制的人工溼地生態工法治理河川，以期同步達成水質淨化、生態保育的功能，並提供民眾一個良好的休閒遊憩空間。

舊鐵橋濕地公園的建設是從91年開始實施，總面積共114.5公頃，範圍自高屏大橋至舊鐵橋，園區共設有13個埤塘(如後面附圖)。

13個埤塘又細分為A、B兩個系統，A1及B1、B2、B3池的功能為沉砂及曝氣，水池較小而深；A2－A5、B4－B6池以淨水為主要功能，因此以淺水草作為濕地設計的主要型態；A6及B7池則以生態復育為主要功能，復育目標主要為國內瀕臨絕種的水雉，因此以浮葉植物為主之深水埤塘為濕地設的型態。

ㄧ、第一期工程

於九十一年底完成，面積為15.5公頃，範圍自高屏大橋至曹公圳引水路，針對高灘地進行綠美化工程，並與曹公圳抽水站結合為親水教育廣場，主要設施包含停車場、集合廣場、戶外廣場、親水平台及草坪等，提供當地居民良好的休閒遊憩空間。

二、第二期工程

自曹公圳引水路至舊鐵路橋，規劃為自然生態保護區。其中分為埤塘型自然人工濕地與淨水型草澤濕地，水塘內設置有人工島。

三、第三期工程

自舊鐵路橋至大斷面高灘地進行綠美化，使充分結合舊鐵路橋景點，發展親水休憩功能。本區的水源是竹寮溪溝和永豐餘與久堂廠放流水，兩者匯流後排入濕地中。規劃團隊將第一、二及三期約120公頃的河川高灘地其中80公頃規劃為具淨水、生物多樣性、環境教育及遊憩等多目標之人工濕地，由於人工濕地水體與舊鐵橋古蹟名勝相互輝映，壯麗的景觀與豐富的生態形成大樹鄉新的觀光景點，為民眾提供一賞鳥、遊憩、休閒、生態學習、親水的優良環境。

高屏溪右岸舊鐵橋人工濕地在人工濕地分類中屬於：自由水層系統（free water surface system, FWS）。根據美國環保署人工溼地設計規範，人工溼地之設計流量應考量二因素進行設計，一為有機負荷，一為水力負荷，有機負荷之建議值為112 kg BOD5/ha-day，換算淨水人工溼地面積需求為 4.075 ha；水力負荷一般落於 150 - 500 CMD/ha之間，本濕地將水力負荷設定為200 CMD/ha 的較嚴謹值，計畫水流於人工濕地內停留約7天。除雨季及颱風之暴雨外，二溪溝之流量尚稱穩定，但竹寮溪溝之水體污染嚴重、流量小，永豐餘排水污染較輕，流量為竹寮溪溝排水10倍上下；因此利用永豐餘排水稀釋竹寮溪溝污水，經匯流後採用配水閘門孔流控制以A、B二人工溼地系統分流。行政院環境保護署、經濟部水利署第七河川局及高雄縣政府為改善高屏溪高莖作物充斥及河川髒亂現象，遂於九十年由第七河川局委託高雄縣政府，辦理高屏溪右岸高屏大橋至舊鐵路橋高灘地綠美化工程規劃設計，將高灘地設置人工濕地，藉由河岸生態復育，重新塑造自然生態環境，，因此內政部營建署和台東縣政府著手推動及規劃縣內主要都市計畫區之污水下水道系統建設，希望利用污水處理設施降低水污染程度。但因污水下水道系統的興建需要龐大經費且耗時甚久，而台東縣之人口集中居住型態除台東市之外仍以聚落或社區居多。若所有鄉鎮皆規劃以傳統污水下水道系統收集處理流域內之生活污水，則必須考量鄉村地區許多廢污水的排放點非常分散，管制與稽查不易，且受到建設成本缺乏、操作經費高、社區抗爭等因素的影響，其經濟效益較為偏低且成本過高。因此要想落實水資源的永續發展與利用，可能需要考量不同於傳統的觀念與技術才能有所突破。廣義的濕地定義是指一片長期被水淹沒的區域以及其周遭的陸地所共同組成的一個廣大生態系。另一個狹義的濕地定義是指介於陸域及水域間之過渡生態區。濕地中之植物種類繁多，但最主要的優勢種類是以能生長在長期被水淹沒地區的植物。如果我們把森林比作大地之肺，則濕地就好比大地之腎。濕地生態系構成的三個要件為浸水、水生植物與還原狀態（缺氧氣）的土壤。由於濕地經常性被水淹沒，土壤孔隙很快地被水所置換，微生物會立即消耗其中的溶氧，而土壤溶液中的溶氧僅來自於大氣的擴散傳輸，速度遠比微生物消耗的慢，除了極薄的表層中具有溶氧之外，其餘的地方皆會成為厭氧或貧氧的環境。因此陸生植物的根部無法在這種浸水厭氧的條件中生長，但水生植物卻可利用水面上的葉、莖將含氧的空氣經由其通氣組織傳送至根部，同時將許多可能累積在根部而對根的生長造成傷害的代謝副產物釋放回大氣中，因此水生植物常常成為濕地系統的最佳指標。又由於長期浸水的關係，濕地土壤多數時間會處於水分飽和的狀態，一般土壤常見的化學物質在水淹與厭氧的環境中，性質上也會產生變化，浸水土壤在特性上有別於一般土壤，所以可以利用這類濕性土壤做為界定濕地範圍的指標^【5】。濕地土壤由於富含有機質，形成環環相扣的食物鏈，提供眾多野生動物的食物來源，形成濕地生態環境多樣性，動、植物相變化多端。濕地不但可以儲存灌溉水，涵養地下水源，供應飲水，還可以控制污染，截留河川沉積物，保護海岸線，並做為野生動物的棲息地，具有防止洪水、保護海岸線以及補注地下水含水層等功能。就養分循環而言，濕地可做為營養元素的來源與匯地^【6】。

自然環境是一複雜的體系，包含水體、土壤、植物、微生物和大氣等，物質在這些介質間循環並進行物理、化學和生物等反應。自然處理系統即是利用這些自然界所提供的反應程序以處理廢水，在處理過程中會發生沈澱、過濾、吸附、離子交換、氧化還原、生物分解、植物吸收、氣體傳送等現象。自然處理系統可分成二大類：

一、土壤處理系統(soil-based system)：如overland flow,slow rate, 

  rapid infiltration。

1. 漫地流(overland flow)

廢水進流於種植的坡地上沿著斜坡流入集水渠後放流污染物質之去除主要來自於水植物和生物膜的交互作用，如圖2.1所示。

2. 快速滲透流(rapid infiltration)

  主要處理機制是污水滲透入地下產生物理作用，植物的去除功效相當有限，但因為有高負荷率所以處理量比較大，如圖2.2所示。