楊萬發臺灣大學：環境工程學研究所謝政道Hsieh, Cheng- DawCheng- DawHsieh2007-11-292018-06-282007-11-292018-06-282007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/62784目前對於水庫集水區管理之重要，已深為各方面認知，但在資源、經費有限之情況下，一個具有高度成本效益之管理策略極為需要。國內持續從事水庫淤積、非點源污染、管理模式應用等方面之相關研究，已奠定良好之基礎，近年亦積極進行污染總量管制與非點源污染控制方面之研究，但對於水庫集水區水土資源整體性之最佳化規劃則較為缺乏，因此值得進一步深入研究，以發展本土性水庫集水區管理技術。 本文首先探討並求得逮魚溪集水區懸移質輸沙率與流量，總磷輸運率與懸移輸沙率及總磷輸運率與流量之函數關係，進而建立逮魚溪集水區總磷輸運率之模擬方法；應用BASINS模式推估翡翠水庫集水區2001年總磷污染量為15,741kg/yr，為確保水庫水質指標維持在貧養標準以下，經分析得知必須削減55％以上，削減方案經比較結果得到以Ⅰ-G、Ⅱ-E、Ⅲ-H及Ⅳ-H為較佳之方案；在最佳管理作業（Best Management Practices, BMPs）之最佳化配置之研究，選用優選法中之間斷微分動態規劃法（Discrete Differential Dynamic Programming, DDDP）以進行優選模式之求解，採用總成本最小為優選模式之目標函數，限制式則為污染物濃度，包括總磷、總懸浮固體物須達到水質標準之限制條件。並建立翡翠水庫集水區設置BMPs之年計成本與自來水處理年成本之取捨（Trade-off）關係，以求得翡翠水庫水質處理最低總成本，最後應用實測資料進行風險分析，所獲致之結果可提供翡翠水庫集水區為來實施非點源污染管制時之參考。中文摘要 ii 英文摘要 iii 第一章 前言 1 1.1 研究緣起 1 1.2 研究目的 1 1.3 研究方法與流程 1 第二章 文獻回顧 5 2.1集水區水質優養與模式研究 5 2.1.1 水質優養特性 5 2.1.2 營養鹽—磷的研究 7 2.1.3 水質模式研究 11 2.2 集水區污染改善管理技術 16 2.2.1 污染總量管制 17 2.2.2 污染防治之規劃 20 2.2.3 最佳管理作業 21 第三章　研究區域介紹 26 3.1自然環境 26 3.1.1地理位置 26 3.1.2地形 27 3.1.3地質與土壤 28 3.1.4 水文及氣象 28 3.1.5 水質監測 29 3.2人文環境 30 3.2.1人口分佈 30 3.2.2產業經濟 30 3.2.3交通運輸 31 第四章 水質演算與水庫優養模式 33 4.1集水區水質演算模式 33 4.2河道水質演算模式 35 4.3 水庫優養模式 35 第五章 集水區泥沙與總磷產量之研究 39 5.1 逮魚溪集水區概況 41 5.2 逮魚溪集水區泥沙產量 43 5.3 逮魚溪集水區總磷產量 48 5.4 逮魚溪總磷輸運率與流量之關係 52 5.5 總磷與懸移質輸沙率之模擬與驗證 58 5.6 結果 63 第六章 非點源污染總量管制策略 65 6.1. BASINS 模式參數率定及驗證 65 6.1.1 模擬參數 65 6.1.2 參數率定及驗證 66 6.2 污染量輸出模擬推估 75 6.3污染量總量管制 76 6.4 污染削減方案 78 第七章 最佳管理作業之最佳化配置 81 7.1優選模式之建立 81 7.1.1 優選模式 81 7.1.2動態規劃 82 7.1.3間斷微分動態規劃 84 7.2 BMPs設置之最佳化 85 7.2.1 水庫集水區之劃分 86 7.2.2 全年流量污染量之估算 87 7.2.2.1各子集水區全年平均流量之計算 90 7.2.2.2各子集水區全年平均污染物濃度 92 7.2.3 BMPs設置條件及候選位址之選定 94 7.2.3.1 設置BMPs個數之上限 97 7.2.3.2 設置BMPs之條件 98 7.2.3.3 BMPs候選位址之選定 98 7.2.4 BMPs成本函數與去除效率之決定 100 7.2.5 優選模式參數之決定 102 7.2.6 優選模式演算之流程 103 7.2.7 模式應用之結果 108 7.2.8 飲用水成本之探討 111 7.2.9 超越機率 115 第八章 結論與建議 117 8.1 結論 117 8.2 建議 119 參考文獻 1202180561 bytesapplication/pdfen-US總量管制最佳管理作業間斷微分動態規劃法BASINS模式非點源污染總磷TMDLBMPsDDDPBASINSNPSTPthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/62784/1/ntu-96-D88541002-1.pdf