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系統識別號 U0026-2508202009300700
論文名稱(中文) 空庫防淤操作對魚類群落組成之影響
論文名稱(英文) Empty Flushing Operation Effects on Fish Community Composition
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering (on the job class)
學年度 108
學期 2
出版年 109
研究生(中文) 吳晉瑋
研究生(英文) Jin-Wei Wu
學號 N87061063
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 55頁
口試委員 指導教授-孫建平
口試委員-黃世偉
口試委員-邱郁文
口試委員-陳宣汶
中文關鍵字 空庫防淤  排渾蓄清  棲地利用  魚類恢復  中度干擾 
英文關鍵字 empty flushing  releasing muddy and storing clear  Habitat use  Fish recovery  Intermediate disturbance 
學科別分類
中文摘要 由於台灣地狹人稠、理想的築壩地點已遍布聚落、可預期的顯著環境影響和不斷增漲的環保意識,興建新水庫已益發困難,無法開源的限制下僅可節流,排除沉積物以維持既有水庫的庫容,最高效的方法要屬水力排砂,阿公店水庫為台灣唯一於汛期期間進行空庫排砂操作的水庫。
本研究分析了位於阿公店水庫(高雄市)上中下游4個樣站所收集2016至2019年的魚類捕獲數據及水文水質數據,以分析影響魚類的棲息地環境因子,發現水位標高、溶氧及pH值具有相關性。比對水庫歷年的各時期水位變化,以比較空庫防淤期前後的魚類群落組成,觀察到每年第3季所進行的空庫防淤操作,將水庫水位降低,魚類多樣性會呈現上升並達到年度的高峰,研判為(1)低水位時棲地呈現出較多淺灘深瀨之多樣性棲地;(2)水位較低時較易捕捉底棲型魚類;(3)為「中度干擾」帶來的現象,改變了水庫中入侵物種和本地魚類之間的競爭。總的來說,本研究結果表明,這種水庫管理方案可能會改善魚類群落的多樣性,同時也減少了水庫中入侵魚類的數量。研究亦表明了如果該操作將水庫排空,確實帶來了極高的排砂效益,但也對魚類造成一定程度的影響,均勻度指數最為明顯,其次是數量,再次是多樣性指數。
本研究亦建議於空庫防淤期營造深水蓄水區做為魚類群落的避難區,用以平衡完全排空庫水的排砂操作可能帶來的高度干擾問題,以更趨近於「中度干擾」,利用適當程度的干擾以達到維持或提高魚類群落多樣性的目標,不失為生態友善的水庫管理方法。
英文摘要 In order to realize the impact of the environmental factors on fish habitats, this study analyzes fish and water quality data which are collected from 4 sample stations located in the upper, middle and lower area in the Agongdian Reservoir from 2016 to 2019. It can be found that the water level, dissolved oxygen and the pH value are related to fish diversity data. Comparing the changes of the water level over the years and the fish community composition for the empty flushing period, it is observed that the empty flushing operation turns out the increasing fish diversity in the third season. At the peak fish diversity of the year, it is thought that (1) the river appears more habitat diversity when the water level is low; (2) it is easier to capture the benthic fish when the water level is low; and (3) it is considered showing "Intermediate disturbance" that changed the competition between invasive and endemic fish species in the reservoir after the empty flushing operation. Firstly, the results of this study indicate that this operational method may improve the diversity of fish community and also reduce the number of invasive fish in the reservoir. Secondly, that are not only the extremely high benefits of sand discharge but also a certain degree of impact on fish by flushing operation. The evenness index is the most obvious, followed by the quantity, and then the diversity index.
論文目次 摘要 I
Extended Abstract II
誌謝 VIII
目錄 IX
表目錄 XI
圖目錄 XII
第一章 前言 1
1.1研究計畫背景 1
1.2研究計畫目的 2
第二章 文獻回顧 3
2-1棲地指標魚種評估 3
2-2魚類與棲息地環境因子之關係 3
2-3空庫排砂操作策略 4
2-4空庫防淤對魚類群落組成的影響 9
2-5中度干擾假說 10
第三章 材料與方法 12
3.1研究區域 12
3.2阿公店水庫管理及空庫防淤操作 14
3.3魚類採樣數據收集 18
3.4魚類採樣數據分析方法 25
3.5水庫水文水質數據收集 26
3.6資料分析 28
第四章 結果與討論 30
4.1魚類豐富度 30
4.2魚類與棲地環境因子之關係 36
4.3各樣站魚類豐度差異 37
4.4空庫防淤水位升降對魚類的影響 38
4.5環境因素對魚類的影響 45
第五章 結論 47
第六章 建議 48
參考資料 49
附錄 55

表目錄
表 2.1空庫排砂案例列表 5
表 3.1阿公店水庫歷年淤積測量統計表 17
表 3.2 各水域樣站座標 18
表 4.1 所捕獲的10種魚類在4個樣站個別數量 31
表 4.2 環境因子及其對應的各項指數顯著性列表 37
表 4.3 T檢定結果(僅呈現顯著性) 38
表 4.4 二元迴歸分析結果(僅呈現顯著性) 46


圖目錄
圖 3.1 阿公店水庫位置圖 13
圖 3.2 阿公店水庫地形圖 14
圖 3.3阿公店水庫運用規線 15
圖 3.4溢洪管進水口 16
圖 3.5阿公店水庫主深槽開闢(攝於2019年7月7日) 16
圖 3.6 空庫防淤(攝於2019年8月7日) 17
圖 3.7 阿公店水庫運用輔助側逕向侵蝕(攝於2020年5月18日) 18
圖 3.8 各水域樣站位置圖 19
圖 3.9 下店橋 20
圖 3.10 蓬萊橋上游 21
圖 3.11 蓬萊橋下游 21
圖 3.12 庫區站 22
圖 3.13 溢洪管出口 23
圖 4.1 總捕獲魚類數量圓餅圖(2016-2019) 31
圖 4.2 水位-魚類捕獲數量-延季變化 36
圖 4.3 各樣站間進行魚類捕捉數量T檢定示意圖 38
圖 4.4 水位-各樣站多樣性指數-延季變化 41
圖 4.5各樣站多樣性指數盒鬚圖 41
圖 4.6 水位-各樣站均勻度指數-延季變化 42
圖 4.7 水位-各樣站多樣性指數-散佈圖 43
圖 4.8 水位-各樣站均勻度指數-散佈圖 43
圖 4.9 水位-個別樣站多樣性指數-線性 44
圖 4.10 水位-個別樣站均勻度指數-線性 45
參考文獻 1. 中央研究院,台灣魚類資料庫,http://fishdb.sinica.edu.tw,2020。
2. 中央研究院,臺灣生物多樣性入口網,http://taibif.tw,2020。
3. 杜小倩,魚類適合度曲線通用性之研究。國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文,台南市。取自https://hdl.handle.net/11296/53h4yy,2012。
4. 邱宏彬,河道特性與魚類棲地利用之研究。國立成功大學水利及海洋工程學系博士論文,台南市。取自https://hdl.handle.net/11296/7j4uw4,2018。
5. 呂映昇、孫建平,魚類棲地多樣性與空間層級系統之關係探討及其於溪流復育之應用。台灣生物多樣性研究,12(1),43-60,2010。
6. 金門國家公園管理處、國立台灣師範大學生物學系,金門國家公園昆蟲多樣性之研究,2000。
7. 曾晴賢,台灣省政府教育廳,台灣的淡水魚類,1986。
8. 葉建緯、陳永超、陳錦嫣、陳文福,阿公店水庫防淤操作成效分析之研究。水土保持學報,48(1),1589-1606,2016。
9. 蔡元融、李鎭鍵,阿公店水庫空庫防淤操作紀錄與檢討。中華防災學刊,9(1),53-61,2017。
10. 經濟部水利署南區水資源局,阿公店水庫抽泥入海可行性評估及機械清淤工作規劃設計,2020。
11. 經濟部水利署南區水資源局,104年度曾文、牡丹、阿公店、高屏溪、甲仙攔河堰水質檢驗分析計畫,2015。
12. 經濟部水利署南區水資源局,105年度曾文、牡丹、阿公店、高屏溪、甲仙攔河堰水質檢驗分析計畫,2016。
13. 經濟部水利署南區水資源局,106年度曾文、牡丹、阿公店、高屏溪、甲仙攔河堰水質檢驗分析計畫,2017。
14. 經濟部水利署南區水資源局,107年度曾文、牡丹、阿公店、高屏溪、甲仙攔河堰水質檢驗分析計畫,2018。
15. 經濟部水利署南區水資源局,108年度曾文、牡丹、阿公店、高屏溪、甲仙攔河堰水質檢驗分析計畫,2019。
16. 蘇瑋哲(2008),魚類個體生態矩陣於溪流棲息地模擬之應用。國立成功大學水利及海洋工程學系博士論文,台南市。取自https://hdl.handle.net/11296/4hp57e,2008。
17. 森下郁子,自然學研究創刊號,社團法人淡水生物研究所,2020。(日文)
18. Brandt S. A., Reservoir desiltation by means of hydraulic flushing: sedimentological and geomorphological effects in reservoirs and downstream reaches as illustrated by the Cachí Reservoir and the Reventazon River, Costa Rica. Institute of Geography, University of Copenhagen, 231, 1999.
19. Buermann Y., Du Preez H.H., Steyn G.J., Harmse J.T., and Deacon A., Suspended silt concentrations in the lower Olifants River (Mpumalanga) and the impact of silt releases from the Phalaborwa Barrage on water quality and fish survival. Koedoe, 38(2), 121-130, 1995.
20. Chen W., and Olden J. D., Designing flows to resolve human and environmental water needs in a dam-regulated river. Nature Communications, 8(1), 2017.
21. Connell J. H., Diversity in Tropical Rain Forests and Coral Reefs. Science, 199(4335), 1302-1310, 1978.
22. Diamond J.,and Case T. J., Overview: introductions, extinctions, exterminations, and invasions. Community Ecology, 65-79, 1986.
23. Dynesius M., and Nilsson C., Fragmentation and Flow Regulation of River Systems in the Northern Third of the World. Science, 266(5186), 753-762, 1994.
24. Esmaeili T., Sumi T., Kantoush S. A., Kubota Y., Haun S., and Rüther B., Three-Dimensional Numerical Study of Free-FlowSediment Flushing to Increase the Flushing Efficiency: A Case-Study Reservoir in Japan. Water, 9(11), 900, 2017.
25. Fan J., and Morris G., Reservoir Sedimentation. II: Reservoir Desiltation and Long‐Term Storage Capacity. Journal of Hydraulic Engineering, 118(3), 1992.
26. Fayolle S., Cazaubon A., Comte K.,and Franquet E., The Intermediate Disturbance Hypothesis: application of this concept to the response of epilithon in a regulated Mediterranean river (Lower-Durance, southeastern France). Archiv fur Hydrobiologie, 143(1), 57-77, 1998.
27. Gutzmer M. P., King J. W., Overhue D. P.,and Chrisp E. Y., Fish species-richness trends in the Niobrara River, Nebraska, below the Spencer Dam. Transactions of the Nebraska Academy of Sciences, 28, 57-63, 2002.
28. Grimardias D., Guillard J., Cattanéo F., Drawdown flushing of a hydroelectric reservoir on the Rhone River: ^Impacts on the fish community and implications for the sedimentmanagement. Journal of Environmental Management, 197, 239-249, 2017.
29. Kimbro D. L., and Grosholz E., Disturbance influences oyster community richness and evenness, but not diversity. Ecology, 87(9), 2378-2388, 2006.
30. Kondolf G. M., Five Elements for Effective Evaluation of Stream Restoration. Restoration ecology, 3(2), 133-136, 1995.
31. Kondolf G. M., Rubin Z. K., and Minear J. T., Dams on the Mekong: Cumulative sediment starvation. Water Resources Research, 50(6), 5158-5169, 2014.
32. Lai J. S., and Shen H. W., Flushing sediment through reservoirs. Journal of Hydraulic Research, 34(2), 237-255, 1996.
33. Morris G. L., and Fan J., Reservoir sedimentation handbook. 1998.
34. Murphy C. A., Taylor G., Pierce T., Arismendi I.,and Johnson S. L., Short‐term reservoir draining to streambed for juvenile salmon passage and non‐native fish removal. Ecohydrology, 12(6), e2096, 2019.
35. Owens P. N., Batalla R. J., Collins A. J., Gomez B., Hicks D. M., Horowitz A. J., Kondolf G. M., Marden M., Page M. J., Peacock D. H., Petticrew E. L., Salomons W., and Trustrum N. A., Fine‐grained sediment in river systems: environmental significance and management issues. River Research and Applications 21(7), 693-717, 2005.
36. Poff N. L., and Schmidt J., How dams can go with the flow. Science, 353(6304), 1099-1100, 2016.
37. Schwartz J., and Herricks E. E., Fish use of ecohydraulic‐based mesohabitat units in a low‐gradient Illinois stream: implications for stream restoration. Aquatic Conservation Marine and Freshwater Ecosystems, 18(6), 852-866, 2008.
38. Suen J. P., and Herricks E. E., Investigating the causes of fish community change in the Dahan River (Taiwan) using an autecology matrix. Hydrobiologia 568(1), 317-330, 2006.
39. Tiffan K., Garland R. D.,and Rondorf D., Predicted changes in subyearling fall Chinook Salmon rearing and migratory habitat under two drawdown scenarios for John Day Reservoir, Columbia River. North American Journal of Fisheries Management, 26(4), 894–907, 2006.
40. Townsend C. R., Scarsbrook M. R., Dolédec S., The intermediate disturbance hypothesis, refugia, and biodiversity in streams. Limnology and Oceanography, 42(5), 938-949, 1997.
41. United States Army Corps of Engineers, Willamette Valley Projects Configuration/Operation Plan (COP) [Phase II Report]. 2015.
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