臺灣博碩士論文加值系統

過去數十年台灣經濟起飛及工業發展造成嚴重的水污染，此污染更影響了民眾日常生活所接觸的生態環境。近年來政府非常重視台灣地區河川的污染防治。政府持續調查河川的水質、改善及維護河川水質、並積極鼓勵河川採用最佳管理作業 (Best Management Practices, BMPs)。在有限的資源及經費下，如何在河川的各污染源中求得最佳的污染防治搭配，是ㄧ重要且實際的課題。正確的策略不但可以改善及維持河川的水質，並且可以節省經費及資源。
本研究主要目的為利用以水質維護為主軸的河川灰色多目標線性規劃來探討河川達到各目標的可行性。多目標規劃採用權重法與灰色線性規劃模式來探討河川在符合水質標準要求下，各種污染源最佳管理作業的策略。本研究以烏溪流域之南港溪支流流域 (包括東埔溪、南港溪、及桃米坑溪) 來驗證模式的可行性。南港溪流域採用河川生態工法 (草溝及入滲溝等) 及人工濕地的污染削減來改善河川水質。規劃結果顯示南港溪流域要達到甲類水體水質標準各種污染削減方法都很重要。有些污染物僅採用河川生態工法尚無法達到削減目標，必須加上人工濕地才能完成污染削減的目標。各種河川生態工法會因河川的位置及地形而受到不同的限制。人工濕地因需要較大的土地面積，其成本也會隨不同地點差異很大。因此本研究所研發的灰色多目標規劃模式可應用的台灣其他河川流域，但會隨不同的河川地點及不同的污染物而有不同的成效。本研究分析的結果可提供給環保單位未來規劃河川水質標準的依據。

The economic and industrial development in the past decades has resulted in serious water pollution in Taiwan. The pollution has directly affected the living environment of the general public. The Central Government and local governments of Taiwan are aggressively promoting the improvement and maintenance of water quality in rivers. With limited resources and budget, it is imperative to identify Best Management Practices (BMPs) in pollution control strategies for multi-objective rivers that include water quality, water supply, recreation, and landscape.
The objective of this research is to develop a multi-objective gray linear programming model on water pollution controls for rivers. The research uses weighting method for the multi-objective gray linear programming model to identify best strategies for reducing water pollution. These control strategies include eco-technologies in rivers and constructed wetland for river basins. The study uses Nangang River Basin (a major tributary of Wu River) that includes three tributaries (Dongpu River, Nangan River, and Taomikeng River) to demonstrate the feasibility of the planning model. Results showed that the Nangang River Basin requires a combination of eco-technologies to help these rivers comply with the stringent water quality standard (Category A standards—almost no pollution). In addition, the expected increase in pollution in the future does not impose a threat to the water quality in Nangang River Basin. The planning model can be applied to other river basins in Taiwan. The model may identify different strategies of BMPs for rivers at different locations and with different water pollutants. Analysis results of this research can provide invaluable information and bases for amendments in future water quality standards.

目錄
摘要………………………………………………………………… Ⅰ
英文摘要…………………………………………………………… Ⅱ
目錄………………………………………………………………… Ⅲ
表目錄……………………………………………………………… Ⅵ
圖目錄……………………………………………………………… Ⅶ
第一章 緒論……………………………………………………… 1-1
1.1 前言…………………………………………………………… 1-1
1.2 研究動機與方法……………………………………………… 1-2

第二章 文獻回顧………………………………………………… 2-1
2.1 台灣地區河川水質現況……………………………………… 2-1
2.2 台灣河川污染防治現況……………………………………… 2-2
2.2.1 台灣地區河川水質現況………………………… 2-2
2.2.2 河川污染防治措施……………………………… 2-11
2.3 生態工法………………………………………………… 2-20
2.4 灰色系統理論 (Gray System Theory)……………… 2-24
2.4.1 灰色系統理論簡述……………………………… 2-24
2.4.2 灰關聯分析……………………………………… 2-25
2.4.3 灰色線性規劃…………………………………… 2-26
2.4.4 灰色系統理論相關研究………………………… 2-28
2.5 多目標規劃理論基礎…………………………………… 2-30
2.5.1 多評準決策……………………………………… 2-30
2.5.2 多目標規劃……………………………………… 2-34
2.5.3 多目標規劃之一般式…………………………… 2-37
2.5.4 權重法…………………………………………… 2-38
2.6 水質模式………………………………………………… 2-40
2.7 線性規劃軟體：LINDO………………………………… 2-41

第三章 研究方法………………………………………………… 3-1
3.1 河川規劃方法…………………………………………… 3-2
3.1.1 研究之流程……………………………………… 3-2
3.1.2 河川生態工法…………………………………… 3-4
3.1.3 河川人工溼地設施……………………………… 3-9
3.1.4 各類污水處理…………………………………… 3-12
3.2 河川灰色多目標規劃…………………………………… 3-13

第四章 模式驗證………………………………………………… 4-1
4.1 南港溪流域現況……………………………………………… 4-1
4.2 愛蘭橋灰色多目標規劃………………………………… 4-5
4.2.1 生態工法………………………………………… 4-5
4.2.2 人工濕地………………………………………… 4-7
4.3 南港溪流域灰色規劃結果……………………………… 4-9
4.3.1 南港溪流域多目標規劃結果…………………… 4-10
4.3.2 權重一 ( We = Ww = 0.5 )…………………… 4-11
4.3.3 其他權重 (如 We =0.7, Ww = 0.3 )………… 4-15
4.4 南港溪河川灰色多目標規劃結論……………………… 4-15

第五章 結論與建議……………………………………………… 5-1
5.1 結論……………………………………………………… 5-1
5.2 建議與未來研究方向…………………………………… 5-4

參考文獻…………………………………………………………… 6-1

附錄A：人工濕地參數的詳細說明……………………………… A-1
A.1 人工濕地之成本估算…………………………………… A-1
A.2 人工濕地的污染削減效率……………………………… A-2
附錄B：南港溪流域灰色多目標規劃詳情……………………… B-1
B.1 灰色多目標規劃模式建立……………………………… B-1
B.1.1 灰色多目標規劃模式參數之建立……………… B-1
B.1-2 灰色多目標規劃模式基本流程………………… B-1
B.2 灰色多目標規劃模式…………………………………… B-5
B.3 灰色多目標規劃污染消減貢獻………………………… B-9

中文參考文獻
環保署環境監測及資訊處，全國環境水質監測資訊網，2008
行政院環境保護署，國家環境保護計畫，2008
經濟部水利署，國內重要水情，2008
行政院環境保護署，河川流域管理方案，2007
行政院主計處，2007
行政院農委會農田水利處，農田水利事業，2007
行政院環境保護署，河川污染統計，2007
南投縣政府環境保護局，九十五年度南港溪愛蘭橋測站污染整治整體規劃暨水質改善計畫，逢甲大學環境與安全衛生教育暨研究中心執行，2007
張仕慧，灰色多目標規劃應用在多目標水庫水污染防治策略之研究，逢甲大學環境工程與科學學系碩士論文，2007
行政院環境保護署，九十五年度環境水質監測年報-水庫水質篇，2006
溫清光，台灣河川面臨之困境與污染改善之道，2006 全國河川NGO會議，2006
行政院環保署，台灣河川水質年報，2006
林雅芳，以灰色線性規劃應用在多目標水庫水污染防治策略之研究，逢甲大學環境工程與科學學系碩士論文，2006
黃騰毅，QUAL2K 運用於淡水河系用戶接管最適化配當之研究，國立聯合大學環境工程與安全衛生學系碩士論文，2005
鄭淳樺，應用多評準決策分析與衛星影像在水庫污染削減為置有選之研究，逢甲大學環境工程與科學學系碩士論文，2005
南投縣政府環境保護局，九十四年度南港溪愛蘭橋測站污染整治整體規劃暨水質改善計畫，逢甲大學環境與安全衛生教育暨研究中心執行，2005
蔣昌琪，以灰色系統理論來分析水庫污染防治策略之研究，逢甲大學環境工程與科學學系碩士論文，2004
駱莉玲，河川高灘地漫地流法之最適草種評選，國立成功大學環境工程學系碩士論文，2004
許志義，多目標決策 (增訂版)，五南圖書，2003
鄭群星、吳昌任，灰色預測器硬體電路之設計，AI人工智慧研討會論文光碟，2002
洪良逸，應用灰色系統理論於工業市場區隔之研究-以冷凍空調業為例，國立台北科技大學生產系統工程與管理研究所碩士論文，2002
謝毓玲，在總量管制下工業區汙水處理廠之擴充策略，逢甲大學環境工程與科學學系碩士論文，2002
高子婷，運用灰色關聯分析建構之個人化課程網頁瀏覽，國立台灣科技大學電子工程系碩士論文，2001
中華民國行政院環境保護署，計畫編號EPA-89-G108-02-1128，淡水和流域大漢溪、新店溪非點源污染分析調查及整治規劃板薪水原保護區、翡翠水庫水源集水區氮、磷污染調查、分析及整治規劃報告，美商傑明工程公司台灣分公司，2000年
鄧聚龍，灰色系統理論與應用，高立圖書，2000
王國瑋，建築房地產景氣趨勢預測模式建立之研究，國立台灣科技大學營建工程系碩士論文，2000
環保署，河川水質管理決策系統建立與應用，1999
吳漢雄、鄧聚龍、溫坤禮，灰色分析入門，高立圖書，1996

英文參考文獻
S. S. Park and Y. S. Lee, “A water quality modeling study of the Nakdong River, Korea”, Elsevier, Volume 152, pp. 65-75, 2002
C.S. Revelle, E.E. Whitlach, and J.R. Wright, “Civil and Environmental Systems Engineering”, Prentice Hall, 1997
L.C. Brown and T.O. Barnwell, “The Enhanced Stream Water Quality Models QUAL2E and QUAL2E-UNCAS: Documentation and User Manual”, Report EPA/600/3-87/007, U.S. EPA, Athens, GA, USA,1987.
P. Rogers, and S.L. Kung, “Decentralized Planning for the Ganga Basin: Decomposition by River basins”, Sadhana, pp. 123-134,1985
M. Zeleny, “Multiple Criteria Decision Making”, McGraw-Hill, New York,1982
L.A. Roesner, P.R. Giguere, and D.E. Evenson, “Computer Program Documentation for the Stream Quality Model QUAL-II”, Report EPA 600/9-81-014, U.S. EPA, Athens, GA, USA ,1981.
Texas Water Development Board,” Simulation of Water Quality in Stream and Canals, Theory and Description of QUAL-I Mathematical Modeling System”, Report 128, Austin, TX, USA ,1971.
Y. Ijiri, “Management Goals and Accounting for Control.”, North-Holland, Amsterdam,1965.
A. Charnes and W.W. Cooper, “Management models and industrial applications of linear programming”, Vols. I and II, John Wiley, New York ,1961.
T.C. Koopmans, “Analysis of Production as an Efficient Combination of Activities”, T.C. Koopmans, ed., Activity Analysis of Production and Allocation, John Wiley & Sons, New York,1951
H.W. Kuhn and A.W. Tucker, “Non Linear Programming”, Proc. Second Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability, J. Neyman, ed., University of California Press, Berkeley, CA, pp. 481-492,1950.
L. Schrage, User’s Manual for Linear Integer, and Quadratic Programming with LINDO, The Scientific Press