台湾人工湿地生态工程技术之发展与应用河南建人工湿地的可行性

楊磊(台灣)中山大學海洋環境及工程學系教授兼水資源研究中心主任台灣人工濕地生態工程技術之發展與應用–河南建人工濕地的可行性環境保護與生態工程技術之應用•污染防治工程技術：♦廢污水處理：人工濕地(constructedwetlandsortreatmentwetlands)♦土壤及地下水污染整治：植物修復技術(phytoremediation)•棲地復育工程技術：♦創造型濕地(createdwetlands)人造濕地(artificialwetlands)環境保護與生態工程技術之應用優養化之湖泊或水庫整治技術：人工濕地(非點源或面源污染)(例如：雲南省滇池之整治)人工內湖+人工浮島(點源污染)(例如：日本霞浦湖之整治)何謂「濕地」？何謂「人造濕地」？何謂濕地？何謂人造濕地？•濕地(wetlands)為經常潮濕或間歇性為水淹沒的地區，也就是陸地與水域間經常或間歇被潮汐或洪水淹沒的土地。•依形成之方式不同，又可分為自然濕地(naturalwetlands)及人造濕地(artificialwetlands)等。前者所指為自然形成之海埔地、河床高灘地與低灘地及沼澤等；而後者包括有水田及魚塭，以及具廢水處理特性的人工濕地(constructedwetlands)及具提供生物棲地與景觀特性的創造濕地(createdwetlands)等。何謂濕地？何謂人造濕地？•濕地具有多方面之功能及價值，大致可歸納為三大類：生態保育價值(提供各類生物之棲息及覓食地)、環境品質價值(淨化水質及調節氣候)及社會經濟價值(控制洪水、保全海岸、永續水資源、休憩觀光及教育與科學研究)等。•因此，吾人不但需對現有之自然濕地需加以保護之，甚至於在人類有必要利用其所據之功能時，而建構出更多的人造濕地(artificialwetlands)。何謂濕地？何謂人造濕地？•人造濕地依其功能性，可分為二大類型：即人工濕地(constructedwetland)與創造濕地(createdwetland)。1.人工濕地主要係利用濕地淨化水質的功能，以達到雨水或廢水處理的目的，而蓄意在原本並非濕地場址所建構之濕地，因此又稱呼為「處理濕地(treatmentwetlands)」。2.創造濕地則是指為了要提供或替代作為自然棲地，例如像在美國所施行有關自然濕地「無淨損失(nonetloss)」政策時，其所執行的「補償濕地(mitigationwetlands)」制度，而刻意在原本並非濕地的場址，經人工建構而創造出近似自然的的濕地。污水處理功能之人造濕地─人工濕地廢水處理功能之人工濕地為什麼濕地可以去除污染物淨化水質?最常用之三種人工濕地廢水處理系統人工濕地處理廢污水之主要優缺點：便宜有效又自然土地面積需求較大台灣地區人工濕地案例探討台灣最早期廢水處理型人工濕地－金門污水處理廠模廠型人工濕地（李志源提供)台南縣二行村社區人工濕地生活污水處理系統─台灣成功推展人工濕地廢水處理系統之關鍵場址二行村人工溼地系統之規劃設計圖二行村人工溼地原場址為農地(荊樹人提供)栽植水生植物(荊樹人提供)(荊樹人提供)二行村人工溼地場址二行村人工溼地水質處理效果(荊樹人提供)台南市灣里社區人工濕地台南市灣里社區人工濕地嘉義縣慈濟大林醫院人工濕地(荊樹人提供)慈濟大林醫院人工濕地(荊樹人提供)河岸低灘地人工濕地─台北縣大漢溪新海橋人工濕地(生活污水排水溝水)河岸高灘地人工濕地─高屏溪右岸舊鐵橋人工濕地(造紙廠二級放流水混合污染溪溝水)高屏溪右岸舊鐵橋人工濕地武洛溪強化型人工濕地處理系統•武洛溪排水受上游生活污水及畜牧廢水影響，水質嚴重惡化，多年來一直影響高屏溪下游水質。•武洛溪排水水質改善工程佔地共20公頃，每日最大處理量5萬噸武洛溪河水，採用兩段式自然生態工法(強化型人工濕地處理系統)改善水體。•第一階段前處理流程採用自然疊落、礫間接觸、生物接觸氧化及自然沉澱等處理方式，去除水中砂粒及部分懸浮固體(SS)後，藉由增加水中溶氧及植物攝取部分氮、磷，可將武洛溪原溪水之SS削減達50%、生化需氧量(BOD)去除率可達30%。•第二階段處理流程是以人工渠道方式引流入3座自由水流系統人工濕地。處理後之水質BOD去除率可達60%以上(10mg/L)，SS削減率可達70%以上(20mg/L)。高屏溪左岸人工濕地棲地復育及補償─創造濕地台灣地區創造濕地棲地之案例探討二重疏洪道沼澤公園關渡自然公園關渡自然公園二重疏洪道沼澤濕地公園高雄縣鳥松鄉「鳥松濕地公園」高雄市左營「洲仔濕地公園」•配置蓮池潭NP洲子綠生活文化社區原生植物園工作站淺水浮葉植物型溼地NatureObservationCenterpreservedsite草澤溼地樹澤溼地研究工作平台PondwetlandsystemChannelSandandgravelflat洲仔濕地公園平面圖水雉返鄉計畫2005年成功吸引一對水雉前來洲仔濕地公園棲息繁衍後代，並順利孵出四隻小水雉海岸地區人工濕地─屏東縣大鵬灣海岸型人造濕地群組(中山大學水資源研究中心規劃)林邊大排右岸人工濕地大潭人工濕地(生態滯洪池)鵬村農場人工濕地大鵬灣台灣海峽N1.區外排入灣域之污水以人工溼地自然淨化方式處理2.規劃6座人工溼地，面積約50公頃.3.工程經費約1億元(傳統污水處理設施約5億元)大鵬灣區外雨水截流系統、處理工程人工濕地滯洪池功能：晴天淨化水質，雨天滯洪大潭人工溼地滯洪池平面配置圖大鵬灣大潭人工濕地滯洪池(完工現場)林邊大排右岸濕地鵬村農場濕地埤塘水鳥濕地中正湖生態工程施作範圍湖水優養化問題嚴重湖內淤塞及湖岸陸化問題非常嚴重2004/12/30高雄縣政府決定進行中正湖的清淤工程濕地面積保留約2-3公頃內湖區之保留部分可以疏浚計畫清淤區(約11公頃)中正湖之湖內湖及野鳥溼地規劃配置圖客家文物館#1區#2區#3區#4區#5區#6區自然中心入口意象橋廊北岸自然步道(580m)賞鳥牆東側入口步道(220m)湖內湖03060m10外湖區生態小島浚渫施工便道東岸自然步道(334m)浚渫沉澱區步道橋人工浮島人工野鳥濕地羌子寮溪河南建構人工濕地幫忙處理污水的可行性河南需要人工濕地?!中華人民共和國環境保護部()•2008年4月，河南省政府公佈了「2008年河南省環境綜合整治實施方案」。•在流域環境綜合整治中，衛河、賈魯河、惠濟河流域仍是整治重點，而賈魯河鄭州段、衛河新鄉段、惠濟河開封段為3個重點流域中的重點整治區域。•「方案」要求，鄭州、新鄉、開封3市要根據目前所屬流域污染現狀，制訂專項整治方案，採取切實措施，確保今年2008年水質要明顯改善。而賈魯河鄭州段在去年2007年也被列為環境綜合整治的重點。河南需要人工濕地?!•2007年，賈魯河COD濃度雖然繼續下降，維持在60-70mg/L之間。•但是儘管有很大改觀，但賈魯河水質仍然堪憂。國家環保總局局長周生賢在視察河南省淮河流域污染治理時說說：「治理賈魯河是對鄭州市環境執政能力的考驗。賈魯河治理好後，鄭州市才有希望進入環保模範城的行列。賈魯河治理好後，鄭州市就解決了治淮的一塊『心病』。」•2008年3月份，鄭州市政府制訂了「鄭州市2008-2010年賈魯河流域水污染綜合整治實施方案」，採用了建設污水處理廠的「工程療法」和建設人工濕地的「生態療法」相結合的辦法來治理賈魯河。河南需要人工濕地?!•根據大河報2008年6月25日報導，河南省的污水處理廠建設普遍有「就湯泡饃」的問題。因為當初設計污水廠容量時，未將未來城市或地區發展時的增加污水容量及污染負荷預先規劃進去，污水處理廠模偏小，甚至還不足。(南陽、焦作、安陽、新鄉)•在衛生下水道及污水處理廠未能普及之前，尋找適合地點建構人工濕地暫時解決部份污染削減的問題，將來污水處理廠建構完成後，人工濕地可以接納二級處理放流水，繼續進一步去除氮及磷等營養鹽，達到高級處理之目的。河南省有潛力，也必須如此，才能解決生活、工業及畜牧業廢水處理的問題。(但是要理解人工濕地並非萬能，不可全然取代下水道及污水廠的建設)結語結語•繼「可持續性管理與發展」的自然資源管理的新觀念建立完成之後，「生態工程技術」的推展已逐漸成為在進入二十一世紀之後，人類文明進步與生態環境保育能夠雙贏的重要理念。•而將此一觀念導入污染整治及環境保護的工作上，以取代部分傳統環境工程的施作方式，將較不會產生二次公害的問題，且更可使我們人類與其他生物共存於自然生態的環境中，而改善了我們的生活品質。•其中又以人工濕地在台灣的發展最早，且目前的實際應用案例亦極多。台灣的高雄市以打造「水岸花香」為城市建設的基本目標，而河南的鄭州市未來能否朝著生態城市的建設目標進步，兩岸將可藉由人工濕地生態技術開始進行交流，彼此雙方相互吸取經驗。鄭州市的未來願景！兩岸攜手，共創雙贏！感謝聆聽，敬請指教！鄭州市高雄市