郭振泰臺灣大學：土木工程學研究所莊惠如2007-11-252018-07-092007-11-252018-07-092005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/50490臺灣地區水庫優養問題日益嚴重，主要原因為上游集水區過度開發造成水土保持的破壞，連帶人類活動所產生的營養物也隨著這些泥砂進入了水庫，使水質呈現優養化的現象。目前國內入庫支流水質監測資料不足，尤以暴雨期、高流量下之洪水資料為最，為了達到水庫污染整治，以達成水庫水資源保育及永續利用的長久目標，發展暴雨期水庫河川入流污染物負荷量推估方法是必要的。 在污染量推估方法上本研究以吸附性物質，例如總磷及毒性物質為考量，利用其吸附特性來發展推估公式，並將推估公式運用於具有吸附特性的總磷，發展出水庫入流磷負荷量推估公式。本研究結合邱照淋教授所發展之河川流速及懸浮泥砂之理論，並應用理論中之流量、流速和懸浮固體物推估方法於本研究。除此之外，結合不同等溫吸附模式及考慮在不同環境影響因子下顆粒態污染物可以一無因次來代表吸附係數之假設，做為推估總污染物負荷量之基礎，推導出新的模擬公式，再加以簡化應用，並以各種範例說明以印證其可靠性，且建立完整模式的操作步驟，以利現場採樣評估各種負荷量推估方法之操作，可以做為未來集水區污染負荷量推估之參考。目錄 誌謝 一 摘要 二 目錄 三 圖目錄 五 表目錄 七 第一章 序論 1 1.1 目的 1 1.2 研究內容與方法 2 1.3文獻回顧 2 1.3.1國內研究 3 1.3.2國外研究 3 第二章 磷及負荷量之推估方法 5 2.1 磷的介紹 5 2.1.1 吸附性物質磷之介紹 5 2.1.2 磷的傳輸 6 2.2 吸附模式 7 2.2.1 等溫吸附模式 8 2.2.2 吸附性磷的表示式 11 2.3 影響因子 15 2.4 邱氏理論 21 2.4.1邱氏流量量測法 21 2.4.2邱氏流量量測法 25 第三章 理論概述及推導 28 3.1 無因次式之建構 28 3.2 污染物負荷量之推估 43 3.2.1 邱氏理論之應用 43 3.2.2 結合統計方法 45 第四章 污染物推估方法之實例應用 47 4.1 吸附係數因次分析之案例分析 47 4.1.1 粒徑因子 47 4.1.2 時間因子（長江） 53 4.2 簡化模式 57 4.2.1 簡化模式 57 4.2.2 模式簡化結果 58 4.3 建立現場採樣分析步驟 60 4.3.1 推估吸附係數的建立 60 4.3.2 推估河川負荷量的建立 61 第五章 結論與建議 64 5.1 結論 64 5.2 建議 66 參考文獻 67 圖目錄 圖2-1 磷在水體中存在的形式 6 圖2-2 磷傳輸情形示意圖 7 圖2-3 等溫吸附曲線之五大類 8 圖2-4 吸附曲線圖 9 圖2-5 吸附曲線圖 11 圖2-6 吸附-脫附傳輸圖 11 圖2-7 消長關係圖 13 圖2-8 吸附係數對溶解態污染物濃度關係 14 圖2-9 吸附係數對溶解態污染物濃度關係 14 圖2-10 不同粒徑之吸附能力 16 圖2-11 酸鹼度對吸附磷酸鹽的影響 17 圖2-12 國內水庫的pH值分佈範圍 17 圖2-13 溫度對吸附磷酸鹽的影響 18 圖2-14 顆粒形狀因素中參數示意圖 19 圖2-15 平衡時間對吸附磷酸鹽的影響 20 圖2-16 初始濃度對吸附磷酸鹽的影響 21 圖2-17Φ與Μ之間的關係 22 圖2-18 變量流的最大流速與平均流速之間的關係 23 圖2-19 邱氏理論參數示意圖 24 圖3-1 吸附係數求取圖 28 圖3-2 總磷濃度與懸浮固體物濃度之關係 28 圖3-3 顆粒態磷與懸浮固體物負荷量之關係 29 圖3-4 顆粒粒徑與吸附能力關係擬合圖 30 圖3-5(a) 不同初始濃度下吸附磷酸鹽與時間的關係 32 圖3-5(b) 不同初始濃度下吸附磷酸鹽與時間的關係 32 圖3-6(a) 原模式不同初始濃度下吸附磷酸鹽與時間的關係 33 圖3-6(b) 原模式不同初始濃度下吸附磷酸鹽與時間的關係 34 圖3-7(a) 本研究發展的模式在不同初始濃度下吸附磷酸鹽與時間的關係 34 圖3-7(b) 本研究發展的模式在不同初始濃度下吸附磷酸鹽與時間的關係圖 35 圖3-8(a) 初始濃度與最大吸附總量關係 36 圖3-8(b) 初始濃度與最大吸附總量關係 36 圖3-9 (a) 初始濃度與最大吸附總量關係 37 圖3-9 (b) 初始濃度與最大吸附總量關係 37 圖4-1(a) 分配係數、粒徑分佈、粒徑大小之分佈 47 圖4-1(b) 分配係數、粒徑分佈、粒徑大小之分佈 48 圖4-1(c) 分配係數、粒徑分佈、粒徑大小之分佈 48 圖4-2 三個觀測點粒徑因子係數曲線圖 49 圖4-3 吸附磷酸鹽與時間的關係(原模式) 53 圖4-4 吸附磷酸鹽與時間的關係（本研究發展的模式） 53 圖4-5 吸附磷酸鹽與時間的關係（將時間點向前推求至0） 54 圖4-6 將時間關係式無因次化的表示圖 56 圖4-7 本研究發展之模式與經簡化後的模式比較 59 圖4-8 參數推估理論架構圖 61 圖4-9 水庫入流磷負荷量推估架構圖 62 表錄 表3-1 Isotherm coefficients for Georgia I sediment 30 表3-2(a) Majorca之實測數據 38 表3-2(b) Minorca之實測數據 38 表3-3(a) 原模式模擬濃度與時間的關係 39 表3-3(b) 本研究所發展的模式模擬濃度與時間的關係 40 表3-4(a) 原模式以兩種不同的模式模擬初始濃度 41 表3-4(b) 本研究所發展模式以兩種不同的模式模擬初始濃度 41 表4-1 在三個採樣點的分配係數趨近方程式之係數表 47 表4-2 三個觀測點的粒徑因子 49 表4-3各個粒徑在不同時間及採樣點的粒徑分佈 50 表4-4 各個粒徑在不同時間及採樣點的污染物濃度分配表 51 表4-5 分析數據 52 表4-6(a) 原模式模擬濃度與時間的關係 55 表4-6(b) 本研究所發展的模式模擬濃度與時間的關係 55 表4-7 各個觀測點的時間因子 55 表4-8 三個觀測點以簡化模式分析平均粒徑、分配係數的結果 57 表4-9 多變數線性相關測試 581619044 bytesapplication/pdfen-US吸附性污染物吸附係數磷adsorptionphosphorusLangmuir isothermthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/50490/1/ntu-94-R92521310-1.pdf