虎頭溪排水為鹽水溪豐化橋上游主要支流，污染來源主要來自於新化區生活污水及畜牧廢水為主，與許縣溪及潭頂溪於豐化橋一帶匯流成鹽水溪，經歷年調查成果分析，許縣溪BOD污染貢獻量佔豐化橋28.8%，虎頭溪排水BOD污染貢獻量佔豐化橋64.8%，潭頂溪BOD污染貢獻量佔豐化橋6.34%，因此虎頭溪排水對鹽水溪豐化橋測站水體水質產生直接明顯的影響。
臺南市政府為有效減輕虎頭溪排水水質污染問題，獲取行政院環境保護署補助工程經費三千餘萬興建「虎頭溪排水水質淨化場」，目標處理水量為7,000 CMD，並於民國106年完工；本場採取具自然生態之接觸曝氣法，利用截流設施截流目標污水，經曝氣及附著於濾材表面之生物膜分解，達到淨化之成效。