臺灣博碩士論文加值系統

台灣河川因受到嚴重污染，使得水質日益惡化。而主要造成台灣河川水質污染的問題包括：家庭污水、工業廢水及農畜牧廢水。為了維護民生用水的品質及安全，且在有限的資源及經費下，選取一組最佳管理策略 (Best Management Practices—BMPs) 來削減河川的污染是一個重要課題。
本研究中河川多目標隨機規劃是以水質為主軸來模擬河川達到各污染削減的可行性。河川的其他用途，如民生用水、農畜供水及觀光遊憩等與河川水質有密切關係的因子可以限制條件方式來考慮。本研究採用隨機規劃探討在達到河川水質標準的要求下，各種污染源之最佳管理策略。本研究以烏溪上游之主要支流之一南港溪流域 (包括東埔溪、南港溪及桃米坑溪) 作為模式的驗證。模擬結果顯示，南港溪流域可採用河川生態工法 (草溝、入滲溝) 及人工溼地來改善河川水質達到未 (稍) 受污染的良好程度。因草溝削減生化需氧量 (BOD) 的能力甚低，所以需依賴入滲溝及人工溼地來削減BOD。人工溼地對污染削減的貢獻相當重要。此多目標隨機規劃模式可應用於台灣其他河川流域的水污染削減策略；但不同地區及不同污染程度會有不同的削減策略。分析結果可提供給河川管理局及環保單位未來規劃河川水質的依據。

目 錄
誌謝
中文摘要…………………………………………………………… i
英文摘要…………………………………………………………… ii
目錄………………………………………………………………… iii
表目錄……………………………………………………………… v
圖目錄……………………………………………………………… vi
第一章 緒論……………………………………………………… 1-1
1.1 前言………………………………………………………… 1-1
1.2 研究動機及方法…………………………………………… 1-1
第二章 文獻回顧………………………………………………… 2-1
2.1 台灣地區河川現況………………………………………… 2-1
2.2 台灣河川污染防治現況……………………………………… 2-3
2.3 生態工法…………………………………………………… 2-14
2.4 灰色系統理論……………………………………………… 2-17
2.4.1 灰色系統理論簡述…………………………………… 2-17
2.4.2 灰關聯分析…………………………………………… 2-18
2.4.3 灰色線性規劃………………………………………… 2-19
2.4.4 灰色系統理論相關研究……………………………… 2-21
2.5 多目標規劃理論基礎……………………………………… 2-26
2.5.1多評準決策…………………………………………… 2-26
2.5.2多目標規劃…………………………………………… 2-28
2.5.3多目標規劃之一般式………………………………… 2-30
2.5.4 權重法……………………………………………… 2-31
2.6 水質模式………………………………………………… 2-33
2.6.1 QUAL2K水質模式…………………………………… 2-33
2.7 線性規劃軟體：LINDO………………………………… 2-35
2.8 隨機規劃………………………………………………… 2-36
2.8.1 隨機線性規劃……………………………………… 2-37
第三章 研究方法……………………………………………… 3-1
3.1河川規劃方法…………………………………………… 3-2
3.1.1 河川生態工法……………………………………… 3-2
3.1.2 河川人工溼地設施………………………………… 3-6
3.2 河川多目標規劃………………………………………… 3-10
3.3 隨機規劃………………………………………………… 3-13
3.3.1 多目標隨機規劃…………………………………… 3-14
3.3.2 河川水質標準分析………………………………… 3-17
3.3.3 人工溼地最低需求………………………………… 3-19
3.3.4 生態工法最低需求………………………………… 3-19
第四章 模式驗證……………………………………………… 4-1
4.1 南港溪水質現況………………………………………… 4-1
4.2 南港溪流域多目標隨機規劃……………………………… 4-5
4.2.1多目標隨機規劃之污染削減成本析…………………… 4-5
4.2.2 最大污染削減量………………………………………… 4-7
4.2.3 人工溼地最低需求……………………………………… 4-8
4.2.4 生態工法最低需求……………………………………… 4-9
4.3 南港溪流域規劃結果與討論……………………………… 4-10
4.3.1 最低污染削減成本規劃結果…………………………… 4-10
4.3.2 最大污染削減量………………………………………… 4-12
4.3.3 人工溼地最低需求……………………………………… 4-18
4.3.4 生態工法最低需求……………………………………… 4-18
第五章 結論與建議…………………………………………… 5-1
5.1 結論……………………………………………………… 5-1
5.2 建議及未來研究方向…………………………………… 5-3
參考文獻………………………………………………………… 6-1
附錄A……………………………………………………………… A-1
附錄B……………………………………………………………… B-1
表 目 錄
表2.1-1 台灣重要河川流域面積前十名資料表……………… 2-2
表2.1-2 台灣重要河川年輸砂量……………………………… 2-4
表2.2-1 95年度台灣河川污染現況…………………………… 2-6
表2.2-2 河川污染指標………………………………………… 2-9
表2.2-3 2008年1月台灣河川RPI值…………………………… 2-10
表2.2-4 WQI5 水質參數權重表………………………………… 2-11
表2.2-5 WQI5 水質點數表……………………………………… 2-12
表2.2-6 WQI5 水質分類等級表………………………………… 2-13
表2.3-1 結構性BMPs污染控制成效…………………………… 2-15
表2.5-1 多目標規劃與多屬性決策差異……………………… 2-27
表4.1-1 南港溪流域 (愛蘭橋) 各支流之污染量…………… 4-3
表4.1-2 南港溪流域 (愛蘭橋) 污染量及污染削減建議量… 4-4
表4.2-1 生態工法之單位成本及單位污染削減率…………… 4-6
表4.3-1 多目標隨機規劃結果－最低污染削減成本………… 4-11
表4.3-2 多目標隨機規劃結果－BOD最大削減量…………… 4-13
表4.3-3 多目標隨機規劃結果－NH3-N最大削減量………… 4-16
表4.3-4 多目標隨機規劃結果－人工溼地最低需求………… 4-19
表4.3-5 多目標隨機規劃結果－河川生態工法最低需求…… 4-20


圖 目 錄
圖2.4-1 「以灰色系統理論來分析水庫污染防治策略之研
究」演算法執行流程圖…………………………………………… 2-24
圖2.4-2 「應用多評準決策分析與衛星影像在水庫污染削
減位置優選之研究」研究流程圖………………………………… 2-25
圖3.1-1 河川污染削減成本計算圖…………………………… 3-3
圖3.1-2 草溝設施圖…………………………………………… 3-4
圖3.1-3 入滲溝設施圖………………………………………… 3-4
圖3.1-4 人工溼地污染去除成本示意圖……………………… 3-7
圖3.1-5 人工溼地設施圖.……………………………………… 3-9
圖3.3-1 公式 (3-17) 中之臨界值…………………………… 3-15
圖4.1-1 南港溪流域模擬河段示意圖………………………… 4-2
圖4.3-1 南港溪流域BOD削減最大值…………………………… 4-15
圖4.3-2 南港溪流域在BOD削減最大值時之NH3-N削減量…… 4-15
圖4.3-3 南港溪流域NH3-N削減最大值………………………… 4-17
圖4.3-4 南港溪流域在NH3-N削減最大值時之BOD削減量…… 4-17

中文參考文獻
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