臺灣博碩士論文加值系統

本研究以台中市河川旱溪與筏子溪為研究對象，利用QUAL2K水質模式模擬不同水污染防治方案後之河川水質狀況。在筏子溪流域內，依據先期研究之污染源分析，家庭污水為其BOD及NH3-N的主要污染來源，其他污染源依序為工業廢水、畜牧廢水與農業迴歸水。在旱溪流域內，因監測點資料不足，無法合理評估。故本研究僅以筏子溪進行評估。以目前污水下水道工程之執行與後續規劃、筏子溪中科排放水截流及畜牧廢水削減等方案，進行流域內污染負荷改善措施之成效評估。不同的分析方案如下：
• 目前污水下水道工程之執行
• 後續規劃下水道工程之執行
• 中科放流水截流排入大肚溪
• 以人工溼地進行畜牧廢水處理
• 於上游地區推動「離牧政策」以削減污染來源
就已完成之污水下水道及納管情況模擬結果顯示，筏子溪之最高BOD值河段可由目前之6.39mg/L降至6.26mg/L，並於FZ4集污區及筏子溪橋後有最大降幅，但仍無法完全達到其水體分類之丙類水體標準；若後續污水下水道工程持續完工，使納管普及率達到100%時，BOD最高濃度之河段可再由6.26mg/L降至1.08mg/L，NH3-N也可由0.73mg/L降至0.22mg/L，則大部分河段之水質皆可達到丙類水體標準。由於中科排放水水量約占筏子溪上游流量之60%，若由專用下水道引流直接匯入大肚溪後，模擬所得之筏子溪BOD值及NH3-N值均會明顯上升。因此針對畜牧業廢水之污染源，利用人工溼地或離牧政策進行污染量削減，模擬結果顯示筏子溪流域水體之水質BOD或NH3-N值經過上述改善策略後大多可達到丙類水體標準，僅於FZ2及FZ3兩集污區間BOD值仍無法達到丙類水體標準。
本研究結果顯示生活污水確為筏子溪河川水質惡化之主因，其集污區污水下水道之建設及納管率之提升可有效改善其水質狀況。而中科排放廢水截流後，因上游流量減少，對筏子溪中段之河川水質有負面之影響，使其無法達到預設之河川水體分類標準。在後續其他污染削減策略模擬結果顯示，當生活污水、中科廢水及畜牧業廢水均削減後，仍應對可能之工業廢水來源多加留意，以期將筏子溪水體改善至符合丙類水體標準。另建議各流域上游應增設監測點，完成資料庫建置，以利台中市河川水質之評估工作。

This research uses a water quality model—QUAL2K—to simulate and analyze the water quality in Hansi and Fazih River near Taichung City under several water pollution control scenarios. Previous studies have indicated that major BOD and NH3-N sources in Fazih River are domestic sewage; additional sources are industrial wastes, livestock wastes, and irrigation water returns. Due to lack of monitoring data, the evaluation can not be performed in Hansi River. Therefore, only the Fazih River is evaluated. The pollution control scenarios under consideration in this study are:
• Current sewer system when completed
• Projected sewer and sewage treatment facility
• Diversion of effluence of Central Science Park to Dadu River
• Constructed wetlands for livestock wastewater treatment
• Enforcement of “no-raise-livestock policy” in upstream area
The QUAL2K simulation results indicate that the highest BOD and NH3-N concentrations in Fazih River could reduce from 6.39 to 6.26 mg/L and 1.01 to 0.73 mg/L, respectively, when current sewer system is completed in Taichung City,. FZ4 pollution collection area and the point just downstream of the Fazih Bridge have the largest pollution reductions. However, Fazih River could not meet the Category “C” water quality standards (moderate polluted). When the projected sewer system in Taichung City is completed, the BOD and NH3-N concentrations in Fazih River could further reduce to 1.08 and 0.22 mg/L. Most parts of the river could meet the Category “C” water quality standards. Diverting the effluence from The Central Science Park to Dadu River (bypassing Fazih River) could exacerbate the water quality in Fazih River. The main reasons are: (1) BOD and NH3-H pollutions are mainly from domestic sewage, and (2) the effluence from the science park accounts for 60% of the Fazih River flow. Therefore, the wastewater from livestock is considered to be the next target for treatment. Constructed wetlands and no-livestock-raise policy are suggested to reduce the pollutions. The study finds that it is still difficult for Fazih River to meet the BOD standards (Category “C”) for FZ2 and FZ3 pollution collection areas.
This study concludes that the primary source of the deterioration in recent years for Fazih River is domestic sewage. Projected sewer system in Taichung area will alleviate the pollution problem in Fazih River. Diverting effluence from The Central Science Park to Dadu River will have negative effect on Fazih River. Additional pollution controls are necessary for other industrial and agricultural wastes. The study further concludes the needs for additional monitoring stations for Hansi and Fazih River to ensure the quality of the analysis for Taichung City.

目 錄
摘要 i
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 x
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機與目的 1
第二章 文獻回顧 3
2.1研究區域背景資料 3
2.1.1水文概述 3
2.1.2台中市河川水質現況 6
2.1.3台中市河川各水質指標與各環境因子相關性分析 9
2.2水質模式概述 11
2.2.1模式之發展 12
2.2.2 QUAL2K模式 14
2.3水質模式架構與理論 17
2.3.1 QUAL2K模式架構 17
2.3.2 QUAL2K模式理論 20
2.4流域污染源 27
2.5相關污染改善措施 31
第三章 研究方法 36
3.1 QUAL2K研究設計 38
3.2模式參數說明 43
3.3水質參數校正 44
3.4污染削減策略研擬 47
第四章結果與討論 49
4.1水質模式之建立 49
4.1.1河段劃分及污染負荷推估 49
4.1.2模式參數建立 56
4.1.3水質模式檢定 57
4.2水質現況分析 60
4.3流域污染削減策略 65
4.3.1生活污水污染控制策略模擬 66
4.3.2流域內生活污水全部納管 70
4.3.3中科排放水納管策略研擬 73
4.3.4畜牧業廢水經人工溼地去除污染物 77
4.3.5畜牧業離牧策略研擬 82
第五章 結果與建議 88
5.1結論 88
5.2建議 88
參考文獻 90
附錄 94

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