3-1研究流程之規劃
本研究計畫架構圖如圖3-1所示，一共可以分成三個階段。第 一個階段為濕地相關文獻的閱讀與蒐集；第二個階段為海豐濕地實 地位置調查與樣本採集；第三個階段則為實驗室儀器之參數分析，
分析之參數包含物理分析參數（濁度、導電度、pH值）、有機物分 析參數（NPDOC、分子量）、及光學圖譜分析（UV、EEFM），探 討該濕地於研究期間內水質有機物變化量，以了解海豐濕地各處理 單元內有機物處理之特徵性質。
圖3-1 研究架構圖
3-2 海豐濕地的環境現況概述
3-2-1濕地地理位置、水文概況
本研究場址位在屏東市信和段65、66地號，地理位置接近屏東
市、九如鄉交界處，於民國98年2月本場址規劃了氧化塘、自然淨 化渠道及6公頃的生態池，作為淨化崇蘭舊圳水質之應用(屏東縣環 保局，2017)。地理位置圖詳見圖3-2。
圖3-2 海豐濕地地理位置圖
海豐濕地自鹽埔鄉黃金橋引武洛溪上游水源進入崇蘭舊圳，集 水區範圍包含九如鄉及鹽埔鄉，其溪水經由海豐濕地淨化後，最後 流入萬年溪（屏東縣環保局，2017）。
萬年溪源自隘寮溪，流經屏東市中心地帶，穿越大連路與廣東 路，然後沿自由路南下，於新生里一帶與殺蛇溪匯合，其下游稱作 牛稠溪，於昌農橋與頭前溪匯合而排入高屏溪，至匯合點長5.5公里，
平均坡度0.18%，排水面積大約1,335公頃。中油沿自由路一段長約
2.3公里，兩岸為砌卵石護岸，平均坡度 0.14%，各斷面最大輸水容
量均在100 CMS以上，排水情況良好(屏東縣環保局，2017)。
3-2-2地形及土壤
本計畫區氣象概述以地理位置較近的中央氣象局高雄農改場氣 象之監測資料進行討論：
1. 地形
海豐濕地位於屏東平原中北部，地勢平坦並無明顯落差，地 面標高介於18公尺至30公尺之間，平均坡度0.22%。屏東平原 的地質屬現代沖積層，屏東市區之地質為含小石之粗砂或細砂 (屏東縣環保局，2017)。
2. 土壤
屏東市表層(0~30cm)土壤以壤土為主，周圍則大多分布壤質 砂土，而中間則零星分布砂質壤土及黏質壤土。中層(30~60cm) 土壤分布則出現零星黏土，壤質砂土的比變多而砂質壤土的比 例略為減少，60~90cm處亦以壤土為主要土壤，壤質砂土明顯 減 少 ， 而砂質壤 土則 有 增多趨 勢 ， 其 亦 出 現零 星 砂質礫土
90~150cm處，則大多分布以壤土及壤質砂土為主，而黏土區域
及砂質礫土也有增加趨勢(屏東縣環保局，2017)。
3-2-3氣象概述 1.氣溫
屏東地區緯度較低，暖流黑潮自巴士海峽北上，因而氣溫均 溫較全台為高，夏季長達200天以上，縣內溫度差異主要受地形 山脈走向排列的影響，等溫線約與等高線一致。以全縣而言，氣 溫以六到九月最高，十二到一月最低，全年均溫在24.9度C左右 (屏東縣環保局，2017)。
2.相對溼度及日照時數
屏東地區相對濕度變化小，相對濕度約介於70~90%之間，年 平均相對濕度約為79.4%，夏季略高於冬季。月平均相對濕度以8
月份84.3%較為潮濕。日照時數與雲量及降雨分布形式相配合，
受山脈走向影響甚鉅，日照時數以五至七月最高，十二月最低(屏 東縣環保局，2017)。
3.風速與風向
屏東地區冬季季風期間多受蒙古及華北高壓作用而發生強風，
多吹北北東風；夏季西南季風部分吹西南風，期間時受颱風影響，
以六、七、八月 最盛。 年 平 均風速 1.7 公 尺/秒(屏 東縣環保局， 2017)。
表3-1 屏東縣歷年每月月平均氣象資料
平均氣溫 (℃)
平均相對濕 度(%)
平均風速 (m/s)
總日照時數 (hr)
總日射量 (MJ/㎡)
總蒸發量 (mm)
一月 19.1 75.9 1.2 174.3 275.2 61.8
二月 20.6 76.5 1.3 168.3 287.0 69.0
三月 22.9 75.0 1.3 174.9 327.4 85.9
四月 25.5 75.4 1.4 167.7 344.8 94.4
五月 27.5 78.4 1.4 161.4 396.2 103.6
六月 28.8 78.7 1.6 185.2 344.1 118.0
七月 28.8 80.9 1.6 170.1 359.6 109.8
八月 28.2 84.3 1.6 172.0 342.3 95.8
九月 27.9 81.7 1.4 168.2 348.4 94.0
十月 26.4 77.2 1.2 187.1 301.0 99.1
十一月 24.1 77.2 1.1 156.9 211.7 67.3
十二月 19.7 76.3 1.2 135.2 185.7 55.5
平均 24.9 78.1 1.4 168.4 310.3 87.9
資料來源：中央氣象局高雄農改場氣象統計，統計時間為1999~2015年。
4. 降雨量
季風與地形為影響降雨量多寡之主要因素。屏東地區夏季 西南風盛行，由於旺盛的對流作用，導致對流性雷雨，帶來豐 沛的雨量。冬季東北季風期間，雖然夾帶豐沛水氣，但到達台 灣南部地區時，水氣已經不足以造成降雨，因此呈現乾季的型 態。由中央氣象局屏東雨量測站監測結果(詳如表2-2)可得知，
屏東地區年平均總降雨量約為2,457mm，每年5~9月為雨季，雨 量集中約介於250~560mm之間；而 11~02月份的降雨量稀少，
約在12~35mm之間。夏季雨量較多之原因，除了夏季西南季風
的旺盛作用之外，還有六月鋒面滯留所產生的梅雨所致。此外 ， 對流雨則常在夏季以陣雨或雷雨的形態出現，及俗稱之「西北 雨」，且每年夏、秋之際，多有颱風侵襲，造成大量之降雨(屏 東縣環保局，2017)。
表3-2 屏東縣歷年每月月降雨量資料
一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一 月
十二
月
2001 41 3 20 29 981 432 745 370 752 16 7 5
2002 21 3 18 0 302 85 384 377 20 14 0 70
2003 16 9 17 88 46 562 58 690 461 62 53 0
2004 6 7 5 41 161 95 372 101 269 3 4 103
2005 1 47 35 19 179 1729 1022 322 336 85 40 14
2006 15 0 9 103 189 659 1244 281 249 8 20 3
2007 9 4 28 30 285 335 178 1250 367 210 59 0
2008 15 18 12 4 158 963 1048 219 460 160 44 1
2009 0 0 32 53 24 388 310 1272 231 33 1 4
2010 6 16 3 42 311 451 478 206 1179 131 13 16
2011 14 2 8 41 239 210 562 499 101 49 166 42
2012 0.5 42.5 10 178 313 1427.
5 168 763.
5 160.5 4.5 43.5 33
2013 0 0 7.5 105. 258. 117.5 188 25 - - - 35
5 5
2014 0 22.5 45 21.5 125.
5 275 422.
5
920.
5 215 6.5 0 14
2015 3.5 13 0 9.5 295.
5 36.5 413.
5 819 132.5 39 5 -
2016 128.
5 10.5 79.5 180 56.5 376 716.
5 584 1245.
5 114 45.5 1
平均 17 12 21 59 245 509 519 544 412 62 33 23 備註：
1. 資料來源：中央氣象局屏東市屏東測站雨量統計資料(2001~2016年)。
2. 雨量單位：mm。
3. 2013年08~12月因進行儀器汰換，遷站作業期間無觀測資料。
3-2採樣規劃、採樣地點及溼地採樣點各河道之規格
海豐濕地數萬年溪流域整體整治計畫第四期工程，位於屏東 九如鄉與屏東市北側邊郊，主要單元包含氧化塘、自然淨化渠道、
生態池、渠道水質淨化設施等工程。
1. 引水設施
規劃引取廠址東北側排水溝渠之排水6000CMD進入人工溼地，
以直徑500mm管留入濕地內，並以引水門控制進流量。
2. 氧化塘
在氧化塘中，廢水中有機物主要是通過菌藻共生作用去除。
異養微生物，即需氧細菌和真菌，將有機物氧化降解而產生能量，
合成新的細胞；藻類通過光合作用固定二氧化碳並攝取氮、磷等 營養物質和有機物，以合成新的細胞並釋出氧。在正常情況下，
微生物和藻類相輔相成。藻類釋出的氧供需氧菌和兼性菌用以氧 化有機物，形成二氧化碳和水；其中的二氧化碳可供藻類進行光 合作用。一些藻類不僅能通過光合作用，而且還能通過異養作用 進行新陳代謝。藻類釋出的養量不能滿足異養微生物群體養化有 機物的需要時，要由氧化塘的表面進氣補充供氧。
3. 自然淨化渠道(FWS)
自然淨化渠道屬於FWS濕地，池體長約4420m，寬約8m，
深度約0.3m，每日估計可處理 6,000立方公尺的汙水，主要污水
來源為鹽埔鄉及長治鄉之養豬畜牧廢水。此區主要種植蘆葦、香 蒲、紅蔘及空心菜。其淨化工法主要利用水深較淺的 FWS濕地使
形成高密度植生群落，以增強濕地過濾、穩定化、除氮及抑制藻 類生長的功能，並於渠道中以礫石舖面的渠道形成湍急的水流，
營造擬似溪流的環境以增進天然曝氣，增強固體的沉降及有機物 的分解，溼地中許多彎曲多變的渠道、礫石等設計，提供了良好 的環境作為生物棲息、繁衍。該渠道面積為35360m2，水力停留時 間為25小時。
4. 生態池
於海豐濕地後段設置具有水深變化的濕地生態池，其長度約 250公尺、寬度62公尺、渠道深約0.8公尺，面積為15500平方公 尺，設計水力停留時間為70小時，其生態池形成周圍淺灘區及內 圍深水區。淺灘區期能形成挺水性水生植物；中水深區形成稀疏 的著根浮葉植物，如香水蓮花；深水區形成開放水域供魚類活動 並於適當地點設置浮島供陸生動物棲息，使形成生物多樣性的濕 地生態，並藉由延長的停留時間進一步削減汙染物(屏東縣環保局，
2017)。
研究期間於於2016年10、12月及2017年1、2、3、4月分 別於海豐濕地進流口、曝氣池、第三河道、第六河道、第九河道 及出水口共六個點，進行長達半年現場水質監控分析，其現場採 樣照片如圖3-3所示。
A B
圖3-3 海豐人工濕地之採樣點(A)源頭 (B)曝氣池 (C)第3河道 (D) 第6河道 (E)第9河道 (F)出水口
3-3參數分析
3-3-1螢光激發發射光譜圖
本研究以螢光光譜儀(F-4500, Hitachi, Japan)進行海豐濕地各處 理單元之螢光分析，取六個採樣點之水樣，經0.22µm濾膜進行 過濾，然後將其以螢光光譜作分析，設定激發態波長進行掃描， 螢光全譜掃描與同步螢光掃描條件設定於表3-3。
表3-3 全譜螢光掃描(EEFM)之操作參數設定值
參數 操作型態與範圍
Measurement type 3-D scan
C D
E
Data mode Fluorescence EX Start – End WL 200 - 400 nm EM Start – End WL 250 - 550 nm
EX & EM Slit 10 nm
Scan speed 30000 nm/min
PMT Voltage 700 V
分析前將實驗室之二段水柱於一公分之四面透明石英比色管中 ， 並置入樣品掃瞄，作為空白掃瞄，隨後取八分滿過濾液進行樣本掃 瞄，掃瞄後利用螢光圖譜分析軟體，將樣本圖譜扣除空白背景圖譜 後，得到樣本之螢光圖譜。該設備光源採用氙燈作為光源，功率 150W，偵測器採用光電倍增管，其功能除了傳統單一波長掃描外，
並具有三度位向測量 EEFM (excitation emission fluorescence matrix) 之功能，藉此功能可將激發及發射波長分別繪製於 X 及 Y 軸上，
並將螢光強度顯示於Z軸，依光柵寬度設定，可產生大量之數據資 料，儀器附屬分析 FL Solutions 軟體進行 3-D 圖譜之繪製，爾後將 其數據輸出轉成 EXCEL.CSV 檔，原本 Excel.csv 矩陣型之數據，
經轉檔後變為直列型式數據並匯入 SURFER 後可繪製出與 FL Solutions 軟體相同之圖譜，最後利用 SURFER 軟體將螢光圖譜呈現 出來，但使用 FL Solutions 軟體作為 EX/EM (Excitation/ Emission) 判讀效率較佳，故繪圖與圖譜之判讀為分開作業之方式。
3-3-2非揮發性溶解性有機碳(non-purgable dissolved organic carbon,NPDOC)
水 樣 分 析前， 配製一系列 適當濃度 之 anhydrous potassium biphalate (KHP, C8H5KO4, Merck, Germany)溶液，製備標準檢量線。
將樣 本 以 0.22μm 濾膜 (Mixed cellulose ester, Advantec MFS Inc., Japan) 過濾，將濾液以磷酸 (H3PO4, Merck, Germany) 酸化至pH < 2 後，以總有機碳分析儀(Lotix, Teledyne Tekmar, U.S.A)進行測定，注 入裝填有高感度觸媒高溫爐中，在 680 ℃ 下與氧氣反應生成 CO2
，並藉載流氣體攜帶 CO2 流經無機碳反應器及除濕、降溫與乾燥，
最後 CO2 送至非分散紅外線吸收偵檢器 (Non-dispersive Infrared Absorption Detector) 中並配 合 由 一系列 適當 Potassium hydrogen phthalate,KHP濃度之總碳(Total Carbon, TC) 標準溶液所得之檢量線，