:::
現在位置首頁 > 知海 > 科學家的海洋 > 地理、氣象
  • 回上一頁

地理、氣象

旗津沿岸海域中沉積物含量之探討

  • 點閱:1298
  • 推到 : FacebookTwitterplurk
    • 資料來源:高雄市政府教育局海洋教育網
    • 日期:2016/09/05

    旗津沿岸海域中沉積物含量之探討 
    摘要
    當海洋中隨波逐流的流浪者(漂沙)遇上一位屹立在海中的勇者(旗后山)時將會產生什麼樣的火花?旗津島就在倆者的因緣際會下而誕生。旗津島從早期的蛇腰美少女(寬約200公尺),而成豐腴的貴婦(寬約450公尺),如今又受到大環境的影響而面臨被瘦身的命運。 
    海洋中的沉積物影響旗津島的前世今生,從早期海洋的堆積作用變成今日的侵蝕作用,期間更因島上重要建設的海岸公園廣場被海浪侵蝕而崩塌引起大家的重視。故本文在探討海水中沉積物含量的多寡對海岸的影響,根據採水後的分析資料顯示,旗津島沿岸海域中的沉積物含量並不是很豐富,而沉積物減少的原因與高屏溪在大樹鄉建設攔河堰與採砂石有密切關係。 
    本文中的採樣因考量學校的經費與我們的安全,故對於採樣地點與方式無法作更好選擇,在此情況下可能影響到資料的完整性。但對我們而言,能夠親身去接觸海洋,並實際的操作儀器及實驗亦是很大的收穫,更引發我們對海洋探討的興趣。

    1. 研究動機

    記得一年級上學期上地理課,當老師講到台灣的海岸地形時,配合當時的鄉土教學老師曾經將旗津島的前世今生作了一次完整的講述。他告訴我們,旗津島的形成是因為高屏溪帶來的泥沙,經海流的作用,在旗后山的阻擋下,泥沙在南岸慢慢堆積而形成半島,從半島再漸漸連接成陸連島而形成潟湖地形,後因經濟發展的需要,開闢了第二港口,如今又成為孤島。根據文史資料的記載,半島時期的寬200公尺,到了70年代平均寬度已增為400-500公尺,可見旗津海岸一直在進行堆積作用。後來島上因中洲污水廠的設立,在旗津島的外側設立很多外伸的削波塊而形成突堤效應,又加上高屏溪攔河堰的完成,旗津海岸沙灘的寬度有越來越短的現象,期間又發生了海岸公園廣場因海浪的侵蝕作用而崩塌(圖1),為保護廣場不再塌陷,就在岸邊打了很多的鋼樁並放置石籠及鵝卵石來保護海岸。 

    到了三年級地球科學的課程,當上完5-2地貌的改變與平衡之單元後,對於旗津島的形成有了更深一層的認識,同時也對大自然的奧妙有了探討的興趣,於是我們幾位同學遂向地球科學老師要求帶我們作相關問題的探討,此一問題提出後也獲得老師的認同,於是就促成此次科展的參與。

    1. 研究目的
    2. 觀察海浪與地形變化的關係。
    3. 觀察旗津沿岸的地形。
    4. 觀察不同時間採樣時,海水位的變化。
    5. 比較不同採樣點海水中沉積物的含量。
    6. 比較同地點不同深度海水中沉積物的含量。
    7. 水中溶氧與大氣氧含量的比較。
    8. 不同深度水溫與氣溫的比較。
    9. 溶氧量與溫度的關係。
      1. 研究設備及器材
    1. 採水設備:

    (一)1.2L採水器一組(圖2)

    (圖2)1.2L採水器一組
    (二)救生衣四套
    (三)酒精溫度計0°~50°C二支
    (四)溶氧計一支
    (五)1.5L塑膠瓶20支
    (六)洗滌瓶
    (七)水桶
    (八)手提塑膠籃子

    1. 實驗室設備

    (一)真空幫浦一台
    (二)電子天平一台(Max:300g)
    (三)鋁箔紙
    (四)9公分過濾紙
    (五)錐形瓶1.5L
    (六)乾燥劑
    (七)鑷子
    (八)烘乾箱
    (九)瓷漏斗
    (十)橡皮管及透明塑膠管

    1. 研究過程及方法
    2. 採樣前準備:

    (一)採樣器標記深度:先將採樣器綁上50m長的繩子,在繩子上標記不同的深度,用有色的奇異筆,在不同的深度標記標記不同的顏色,以便知道所採海水的深度。
    (二)將多張過濾紙放在烘乾箱以80°C烘乾後,再用天平秤每張過濾紙的乾重,求其平均值。

    1. 採樣時:

    (一)自95年8月至95年12月止,每相隔一個月至各採樣點採水,採樣點如(圖3)。
    1. A 點代表第二港口北防波提的內外側。
    2. B 點代表旗津漁港海洋探索館前堤防的外側。
    3. C 點代表第一港口南防波提的內外側。

    圖片說明 

    (圖3)採樣點(右邊三圖為格放)

    (二)採樣前先校正溶氧計。
    (三)採樣時每位同學皆穿救生衣。
    (四)到採樣點時,先測氣溫。
    (五)採水深度因現場的因素,只能採表層及水深2m的水樣。
    (六)採到的水樣先裝進收集瓶再以洗滌瓶沖洗殘留在採水器上的沉積物,以減少誤差。
    (七)用溶氧計及溫度計放入收集瓶測量溶氧和水溫並紀錄。

    1. 實驗室:

    (一)採回來的水樣倒入過濾裝置的二組錐形瓶,一組空瓶裝過濾水,另一組放入乾燥劑(註),再用真空幫浦抽取(圖4)。

    (圖4)過濾裝置
    (二)將1.2L水樣過濾完後,殘留在過濾紙上的沉積物以鑷子夾起放入烘乾箱內以80°C烘乾10分鐘。
    (三)將烘乾後的沉積物以天平秤其乾重。

    註:第一次過濾海水時,只以一組錐形瓶過濾,隔一個月,再做第二次過濾時,真空幫浦卻無法轉動。經送修後,才知道原來過濾海水時,因水汽會吸進真空幫浦,隔一段時間不用,海水的鹽分會將幫浦卡死以致無法使用,經大家的探討研究後,為防止類似情況再發生所造成的不便,就再接一組內有乾燥劑的錐形瓶,如此水汽有了第二道防線,就不再被吸進幫浦內,使實驗室的工作進行較順利。

    伍、研究結果
    一、數據:


    一、A點外

     

     

     

     

     

     

     

    時間深度

    2006/8/1

    2006/9/5

    2006/9/30

    2006/11/5

    2006/12/2

    2006/12/31

    0m

    沉積物(g)

    1.1

    0.2

    1.2

    0.5

    0.1

    0.3

    溶氧(mg/l)

    14.9

    16.6

    17.8

    16.5

    11.8

    8.3

    氣溫(°C)

    32

    31

    31

    32

    24

    18

    水溫(°C)

    31

    30

    30.5

    27

    26

    22

    備註

     

     

     

     

     

    12/2有菲律賓琉連颱風風很大

     

    二、A點內

     

     

     

     

     

     

     

    時間 深度

    2006/8/1

    2006/9/5

    2006/9/30

    2006/11/5

    2006/12/2

    2006/12/31

    0m

    沉積物(g)

    1.2

    0.1

    0.3

    0.2

    0.1

    0.2

    溶氧(mg/l)

    17.5

    13.3

    16.7

    13

    10.9

    13.5

    氣溫(°C)

    32

    31

    31

    32

    24

    18

    水溫(°C)

    31

    31

    31

    29

    26

    21.5

    2m

    沉積物(g)

    0.6

    0.4

    0.3

    0.1

    0.1

    0.1

    溶氧(mg/l)

    16.6

    12.4

    15

    12

    10.1

    10.8

    氣溫(°C)

    31

    31

    31

    32

    24

    18

    水溫(°C)

    31

    32

    31

    28

    26

    22

    備註

     

     

     

     

     

     

     

     

    三、B點

     

     

     

     

     

     

     

     

    時間深度

    2006/7/26

    2006/8/1

    2006/9/5

    2006/9/30

    2006/11/5

    2006/12/2

    2006/12/31

    0m

    沉積物(g)

    0.8

    0.7

     

    0.1

    0.3

    0

    0.1

    溶氧(mg/l)

    8.1

    9.9

     

    10.6

    11.5

    7.8

    10.2

    氣溫(°C)

    28

    32

     

    31

    29

    23

    18

    水溫(°C)

    28

    30

     

    30

    28

    26

    22

    2m

    沉積物(g)

     

    0.7

     

    0.4

    0.2

    0

    0.1

    溶氧(mg/l)

     

    12.6

     

    9.8

    14

    9.3

    7.5

    氣溫(°C)

     

    32

     

    31

    29

    23

    18

    水溫(°C)

     

    30

     

    30

    28

    26

    22

    備註

     

    7/25有凱米颱風,下雨

     

    碼頭施工無法採樣

     

     

    12/2菲律賓有琉連颱風

    海上有兩隻死魚

     

    四、C點外

     

     

     

     

     

     

     

    時間 
    深度

    2006/8/1

    2006/9/5

    2006/9/30

    2006/11/5

    2006/12/2

    2006/12/31

    0m

    沉積物(g)

    0.1

    0.1

    0

    0

    0.1

    2.9

    溶氧(mg/l)

    8.8

    17.4

    11.9

    13

    8.8

    9

    氣溫(°C)

    24

    31

    32

    29

    24

    19

    水溫(°C)

    25.5

    32

    30

    27

    25.5

    22

    備註

     

     

     

     

     

     

    沉積物含量多因浪大拍擊防波堤

     

    五、C點內

     

     

     

     

     

     

     

    時間 
    深度

    2006/8/1

    2006/9/5

    2006/9/30

    2006/11/5

    2006/12/2

    2006/12/31

    0m

    沉積物(g)

    0.8

    0.1

    0

    0

    0

    0

    溶氧(mg/l)

    12.6

    17.4

    11.9

    13

    9.4

    5.7

    氣溫(°C)

    32

    31

    32

    29

    24

    19

    水溫(°C)

    31

    32

    30

    27

    26

    21

    2m

    沉積物(g)

    0.8

    0.3

    0.3

    0.2

    0.1

    0.1

    溶氧(mg/l)

    11.9

    17.5

    12.9

    10.9

    9.2

    7

    氣溫(°C)

    32

    31

    32

    29

    24

    19

    水溫(°C)

    30

    32

    30

    27.5

    26

    21

    備註

     

     

     

     

     

     

     

    二、圖表:
    海港藝術文化 

     

    三、旗津海岸地形從早期海浪對海岸的堆積作用已轉換成海浪的侵蝕作用。
    四、沿岸地形形成:圖片說明
    (一)第二港口至北防波堤內有沙灘的堆積,有很多晨泳的愛好者在此游泳(圖5)。

    (圖5)第二港口至北防波堤
    (二)北防波堤至風車公園南側,大部分用削波塊保護,中間偶而有些沙灘露出(圖6)。

    (圖6)北防波堤至風車公園南側
    (三)風車公園及旗后山南側的海水浴場是旗津地區最漂亮而完整的沙灘(圖7)。


    (圖7-1)旗后山南側的海水浴場


    (圖7-2)風車公園的沙灘

    (四)風車公園北側至海岸公園為侵蝕海岸,而海岸公園的觀海台現用石籠及鵝卵石來保護(圖8)。


    (圖)海岸公園觀海平台

    (五)旗后山已被海浪侵蝕成海蝕崖,璧上有海蝕洞(圖9)。


    (圖9)旗后山璧上的海蝕洞
    (六)旗后山北側至第一港口南防波堤有沙灘堆積,但面積不大。

    (七)從旗后山的隧道口至第一港口(打狗隙)的沿岸為堆積海岸,由木麻黃、林投、白茅草構成非常茂密的植物景觀。而沿外緣新建的自行車道,曾受海岸的拍擊而崩塌,所以此海岸有被侵蝕的現象(圖11)。


    (圖11)旗后山的隧道口至第一港口沿岸的植物景觀

    四、旗津沿岸的海水位變化不大,在低水位時可以看到沿岸的消波塊露出,而高水位時則看不到。
    五、此次探討的沉積物含量皆不多,從0g~2.9g,所測最多的2.9g有其特殊原因,除8月1日各採樣點的含量較高外,其餘的含量皆很少。
    六、水溫與氣溫的變化,在1~11月皆是氣溫大於水溫;而12月二次的採樣因較冷,所以水溫大於氣溫。
    七、至於深度與水溫的變化因只有2m的高度差,所以兩者沒有明顯變化。
    八、溶氧量的測量結果,大致是表層的數值高於2m的海水。
    九、溶氧與氣溫的關係,從所獲得的數據顯示,兩者並沒有找出其相關性。

    陸、討論
    一、95年7月26日只採樣B站,因25日有凱米颱風侵台,為了安全不敢至A、C兩站(防波堤)採樣。該日海水沉積物的含量是B點所有採樣含量最高,可能是受颱風下雨而影響。
    二、95年12月31日C點外所採的樣本中,沉積物的含量高達2.9g,為所有採樣本最高者,其原因是當日海浪很大,又近乾潮時間,故水位較低,其沉積物可能是海浪拍打防波堤後所掏起的沉積物,非真正海水的含量。
    三、海水溫度與氣溫之差異並沒有很大,可能與採樣的時間有關(大部分皆在早上8:00~10:00)。
    四、考量我們的安全及經費的限制,只能以方便的地方來採集,而這些採樣點往往又有削波塊來保防波堤,因此影響了更深層的海水採樣。
    五、溶氧與氣溫的關係,從所獲得的數據顯示,兩者並沒有找出其相關性。
    六、因為採樣地點的限制,所得到的數據可能比較不客觀。

    柒:結論
    一、如果研究經費許可的話,可考慮租船在港內及外海採樣分析,不僅可得到更多不同深度的海水作分析,同時所分析出來的數據也比較客觀可靠。
    二、目前並沒有同樣的實驗數據來作對比,如果學弟妹有興趣作有關海洋的實驗,可以繼續作此方面的探討,所獲得的更多資料可以作為旗津未來發展的參考。
    三、根據95年11月7日聯合報地方版的報導:「入冬後,高雄旗津海灘進入養灘季節」。但以我們這半年來所分析的數據,海水中沉積物的含量並沒有在冬季有明顯的增加。
    四、旗津面臨外海的海岸除風車公園及海岸公園至海水浴場仍為漂亮的沙灘外,其餘海岸已被削波塊所包圍。往昔高雄市最負盛名的「沙汕之島」其自然天成的美麗沙灘已漸消失中,取而代之的是人工化的水泥塊。

    捌:參考資料
    一、國中社會(1上)。第9單元第二節特殊的地形景觀  仁林文化出版公司
    二、自然與生活科技(3上)。5-2地貌的改變與平衡   康軒文教事業
    三、蔡碧芝(2004年)。消逝中的旗津沙洲   高雄市教師會生態中心季刊第十五期   2004年1月
    四、林秀美(民95.11.7)。旗津養灘冬遊更美  聯合報