臺灣博碩士論文加值系統

河川污染總量分配除須考量污染源與承受水體間之關係，尚須考量土地利用、集污區、人口等因子，以探討在不同因子下排放量分配的公平性差異及對於總量管制成效的影響。本研究採用QUAL2E模式模擬在各種不同排放情形下的水體水質變化，並應用遺傳演算法率定水質模擬參數，以提升模擬的品質。並依據水質模式所得的衝擊係數及土地利用類別、集污區公平性、人口公平性等因子建立總量分配優選模式，依據不同公平性因子的考量計算出容許排放量，以避免排放行為偏重於單一類別或區域。爲改善決策分析的品質及效率，本研究更進一步發展線上河川污染總量分配決策支援系統，使分析者能在網路上進行相關工作，以改善決策分析之效率。所發展之系統主要包含資料庫、資料分析、水質模擬模式、優選模式、線上地理資訊、決策支援等六大模組。資料庫模組主要管理所蒐集的河川水質、水文、點源污染等資料；資料分析模組產生易理解的輔助分析圖表；水質模擬模式以QUAL2E為核心建立友善的使用介面，讓使用者可於線上進行河川水質模擬。優選模式模組整合依據各種不同公平性因子的考量產生總量分配方案。線上地理資訊模組以地理圖層呈現空間分佈資訊。決策支援模組則整合上述模組輔助進行總量分配方案之決策分析。本研究並以烏溪為案例，示範及探討應用該系統於輔助河川總量管制方案決策分析之可行性與適用性。

In determining a proper waste load allocation for a river, in addition to the relation between pollution sources and the receiving water body, factors such as land uses, catchment areas and population density should also be considered. In this study, the equity and effectiveness of waste load allocations based on different factors were evaluated by the proposed optimization models . The QUAL2E model was used to simulate the water quality variation of the river water body. The Genetic Algorithm was used to calibrate model parameters for improving the quality of simulation. Several waste load allocation optimization models were developed based on the impact coefficients determined by the water quality model and several equity factors. Allowable total waste loads were calculated by the optimization models with consideration of various equity factors to avoid possible discharge bias favored to any single area. A web-based decision support system (DSS) was developed to facilitate the analysis and decision for a proper waste load allocation. The DSS has been made available on the Internet and can be accessed from any where and any time on the network. The DSS has six major modules including a database, a data analysis, the water quality simulation model, an optimization, a web-based geographical information system (GIS) and a decision support modules. The database module manages the data collected for water quality, hydrology and point source pollutants. The data analysis module produces various statistical charts. The water quality simulation model module provides a friendly interface to simulate the water quality. The optimization module generates various waste load allocation alternatives. The web-based GIS module illustrates spatial results by graphical map layers. The decision support module integrated all other modules to facilitate the analysis of waste load allocation alternatives. A case study for Wu River was implemented to explore and demonstrate the applicability and effectiveness of the DSS.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 vii

第一章 前言 (一)-1
1.1 研究緣起 (一)-1
1.2 研究目的 (一)-3
1.3 研究流程 (一)-5

第二章 文獻回顧 (二)-1
2.1 河川污染總量分配 (二)-1
2.2 遺傳基因演算法 (二)-2
2.3 水質模擬模式 (二)-3
2.4 決策支援系統 (二)-5

第三章 研究流程與方法 (三)-1
3.1 利用遺傳基因演算法(GA)率定水質模擬模式之參數 (三)-1
3.2 水質模式及衝擊係數 (三)-3
3.3 總量分配模式 (三)-4

第四章 線上決策支援系統之建立 (四)-1
4.1 系統架構 (四)-1
4.2 系統工具 (四)-1
4.3 資料庫模組建立 (四)-5
4.4 資料分析模組建立 (四)-6
4.5 水質模式模組建立 .. (四)-16
4.6 優選模式建立 ...(四)-17
4.7 線上地理資訊模組建立 ...(四)-17
4.8 決策支援模組建立 ...(四)-21

第五章 研究案例 (五)-1
5.1 案例河川背景說明 (五)-1
5.2 模式結果與討論 (五)-2

第六章 河川總量分配決策支援系統 (六)-1
6.1 河川總量分配決策支援系統之操作示範 (六)-1

第七章 結論 (七)-1
7.1 結論 (七)-1

參考文獻 (參)-1
附錄一 河川污染分類指標 (附)-1
附錄表一 水質資料表欄位定義 (附)-3
附錄表二 流量資料表欄位定義 (附)-4
附錄表三 集污區人口資料表欄位定義 (附)-5

圖 1.1研究流程圖 (一)-6
圖 3.1 QUAL2E水質模式參數率定流程圖 (三)-2
圖 4.2烏溪大橋【2701】水質監測站之BOD歷年變化圖 (四)-7
圖 4.3烏溪橋【2701】水質監測站之RPI歷年變化圖 (四)-7
圖 4.4大肚橋【2702】水質監測站之DO最近十年月變化圖 (四)-8
圖 4.5大肚橋【2702】水質監測站之RPI最近十年月變化圖 (四)-8
圖 4.6烏溪流域88年各水質監測站之NH3-N變化圖 (四)-9
圖 4.7 88年烏溪流域各水質監測站之RPI變化圖 ...(四)-10
圖 4.8水質指標RPI之最近1、3、5、8、10年之總計達成率圖 ...(四)-12
圖 4.9水質項目SS之最近1、3、5、8、10年之累積達成次數圖 ...(四)-12
圖 4.10水質項目DO之最近1、3、5、8、10年之總監測次數圖 ...(四)-13
圖 4.11水質指標RPI最近十年之達成率圖 ...(四)-13
圖 4.12水質項目BOD最近十年之違反次數圖 ...(四)-13
圖 4.13水質項目NH3-N最近十年之總監測次數圖 ...(四)-14
圖 4.14水質項目DO之最近十年每年未達標準之平均距離圖 ...(四)-15
圖 4.15水質項目SS之最近十年每月未達標準之距離圖 ...(四)-16
圖 4.16水質模式之運作圖 ...(四)-16
圖 4.17線上地理資訊模組之系統運作圖 ...(四)-18
圖 4.18地理資訊模組之示範圖（系統介面） ...(四)-19
圖 4.19地理資訊模組之示範圖（圖層放大功能） ...(四)-19
圖 4.20地理資訊模組之示範圖（圖層縮小功能） ...(四)-20
圖 4.21地理資訊模組之示範圖（測站資料功能） ...(四)-20
圖 5.1烏溪流域地理位置 ....(五)-2
圖 5.2分配方案一的各種土地利用類別之單位面積污染負荷分配量..(五)-5
圖 5.3分配方案二的各種土地利用類別之單位面積污染負荷分配量..(五)-6
圖 5.4分配方案三的各種土地利用類別之單位面積污染負荷分配量..(五)-6
圖 6.1決策支援系統模式介面圖 ....(六)-2
圖 6.2民國84年烏溪土地利用類別的單位面積污染負荷分配基準量.(六)-3
圖 6.3土地利用分配權重係數調整之示範圖 ....(六)-4
圖 6.4河川總量管制決策支援系統首頁畫圖 ....(六)-5
圖 6.5決策支援系統資料分析界面圖 ....(六)-5

表目錄
表 4.1軟體需求關聯表 (四)-3
表 5.1土地利用類別之權重係數表 (五)-5

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