臺灣博碩士論文加值系統

本研究是以高屏溪左岸實驗性人工溼地與二仁溪人工溼地系統為採樣分析地區，以水質特性為出發點，配合多變量統計分析之因子分析法與成對樣本t檢定予以分析其溼地水質，期能更深入了解這些溼地之水質特性以及水質經由水生植物淨化後之進出流水的變異性及其淨化效能。而水質分析項目包括有酸鹼值(pH)、鹽度、濁度、溶氧(DO)、懸浮固體物(SS)、懸浮物質(TSS)、總化學需氧量(CODT)、生化需氧量(BODT)、氨氮(NH3-N)、鐵、錳、鋅等。
藉由SPSS多變量統計分析之因子分析法分析結果顯示，在高屏溪溼地之水質分析當中，其濁度、錳、鋅、酸鹼度(pH)、鐵、氨氮(NH3-N)之因子負荷量較其他因子偏高，亦表示整個人工溼地水質之污染程度受此六個因子項目影響較大。二仁溪溼地之水質分析亦得到二個特徵值大於1之因子，其因子之累積變異代表量為95.435％。則其中磷酸鹽、化學需氧量(CODT)、氨氮(NH3-N)等因子為主要影響此二仁溪人工溼地污染程度增減的因子，換言之，此溼地水質污染程度平均增加時，此三個因子項目亦為影響此人工溼地水質污染平均增加的潛在因子。
另外亦藉由SPSS多變量統計分析之成對樣本t檢定分析結果顯示，分別於兩區域溼地之進流水、出流水進行分析，在高屏溪溼地之水質分析中，濁度之p值為0.001，氨氮(NH3-N)之p值為0.000，此二項之p值均小於1％，則溼地水質經過水生植物淨化後變化最為顯著的因子即為濁度及氨氮。而二仁溪溼地之水質中可得到在氨氮(NH3-N)部分其P值為0.001以及磷酸鹽其P值為0.001均小於1％。由此檢定結果可得知氨氮(NH3-N)與磷酸鹽確實於水質淨化前後有明顯的變化差異，與直接檢測分析之數據比較後相符合。

This research is based on the experimental artificial wetland on the left bank of Kao-ping River and artificial wetland on Er-ren River. The water quality in the wetland is analyzed by the factor analysis and the paired t-test of multi-variable statistics to understand its properties and differences of water quality between input and output of hydrophyte purifying system, as well as system’s performance. The items in the analysis include pH, salinity, turbidity, DO, SS, TSS, CODT, BODT, NH3-N, iron, manganese and
zinc.
The factor analysis of SPSS shows that, in the water of Kao-ping wetland, the loads of turbidity, manganese, zinc, pH, iron and NH3-N are higher than other items. It tells us that the pollution in this wetland is more likely be affected by these six factors. Two factors with eigenvalue greater than 1 are also obtained in the water quality analysis of Er-ren wetland. The representative of factors’ accumulated variance is 95.435%. Among them, phosphate, CODT, NH3-N are major pollution influencing factors for artificial wetland on Er-ren River. In another word, when the average pollution on this wetland increases, all of
these three factors are potential impact factors.
Besides, the paired t-test is carried out on the water input and output of these two regions. For Kao-ping river, the p value of turbidity is 0.001, p value of NH3-N is 0.000. Both of them are smaller than 1%. Therefore, the most remarkable variation factors of hydrophyte purifying are turbidity and NH3-N. For Er-ren River, the p value of NH3-N is 0.001 and the p value of phosphate is 0.001. Both are smaller than 1%. Therefore, we come to know that the NH3-N and phosphate are remarkably changed during the purification.
This accords with the data comparison of direct analysis.

目錄
目次
中文摘要..............................................................................................................................Ⅰ
英文摘要..............................................................................................................................Ⅱ
誌謝......................................................................................................................................Ⅲ
目錄......................................................................................................................................Ⅳ
表目錄..................................................................................................................................Ⅵ
圖目錄..................................................................................................................................Ⅶ
符號索引..............................................................................................................................Ⅸ
第一章 緒論......................................................................................................................1
1.1 研究背景與動機.......................................................................................................1
1.2 研究目的...................................................................................................................2
1.3 研究範圍與研究限制...............................................................................................3
1.4 研究流程...................................................................................................................6
第二章 文獻回顧.............................................................................................................7
2.1 溼地...........................................................................................................................7
2.2 人工溼地處理系統.................................................................................................12
2.2.1 人工溼地系統的種類及其優缺點..................................................................12
2.2.2 國內外有關人工溼地案例介紹......................................................................17
2.3 溼地水生植物的生長特性.....................................................................................18
2.3.1 水生植物的類型及其弁?.............................................................................18
2.3.2 溼地水生植物的根區效應..............................................................................23
2.4 溼地污染去除機制.................................................................................................24
2.4.1 人工溼地水質淨化的處理機制......................................................................24
2.4.2 人工溼地水質淨化效率討論..........................................................................26
2.5 水生植物與水質淨化之相關性.............................................................................29
2.6 多變量統計分析應用於溼地水質分析.................................................................34
2.7 人工溼地應用之契機與前瞻.................................................................................35
第三章 高屏溪與二仁溪人工溼地水質資料收集與分析流程.......................37
3.1 研究程序.................................................................................................................37
3.1.1 研究區域現況..................................................................................................37
3.1.2 採樣分析與資料整理......................................................................................45
3.1.3 數據資料分析檢定之選擇..............................................................................46
3.2 因子分析法理論基礎與應用.................................................................................47
3.3 成對樣本t檢定分析理論基礎與應用....................................................................50
3.4 假設檢定之p值（p-value）和顯著結果...................................................................53
第四章 結果與討論......................................................................................................56
4.1 溼地水質採樣分析結果.........................................................................................56
4.2 水生植物應用於水質淨化分析結果.....................................................................62
4.3 人工溼地水質項目之因子分析.............................................................................68
4.4 人工溼地水質項目之成對樣本 t 檢定............................................................... 73
4.5 因子分析結果整理.................................................................................................78
4.6 成對樣本t檢定分析結果整理................................................................................80
第五章 結論....................................................................................................................85
參考文獻...........................................................................................................................88
中文文獻..............................................................................................................................88
英文文獻..............................................................................................................................92
附錄.....................................................................................................................................95
附錄1....................................................................................................................................96
附錄2....................................................................................................................................97















表目錄
表2.1 溼地的定義............................................................................................................7
表2.2 人工溼地系統與傳統廢水處理技術之優缺點比較............................................16
表2.3 人工溼地之優缺點................................................................................................16
表2.4 水生植物的生長類型............................................................................................19
表2.5 水、植物、介質對人工溼地之重要性....................................................................23
表4.1 高屏溪溼地水質採樣分析結果－現場部分........................................................56
表4.2 高屏溪溼地水質採樣分析結果－實驗室部分....................................................57
表4.3 二仁溪人工溼地系統水中部分污染物之監測....................................................59
表4.4 高屏溪人工溼地水中污染物之去除率（％）－現場部分....................................62
表4.5 高屏溪人工溼地水中污染物之去除率（％）－實驗室部分..............................63
表4.6 二仁溪人工溼地系統水中部分污染物之去除率（％）........................................66
表4.7 高屏溪人工溼地進流水水質因子分析「敘述統計」報表....................................69
表4.8 高屏溪人工溼地進流水水質因子分析「解說總變異量」報表............................69
表4.9 高屏溪人工溼地進流水水質因子分析「轉軸後的成分矩陣」報表....................70
表4.10 二仁溪人工溼地進流水水質因子分析「敘述統計」報表...................................72
表4.11 二仁溪人工溼地進流水水質因子分析「解說總變異量」報表...........................72
表4.12 二仁溪人工溼地進流水水質因子分析「轉軸後的成分矩陣」報表...................72
表4.13 高屏溪人工溼地水質項目以成對樣本t檢定分析報表......................................74
表4.14 成對樣本t檢定以分析二仁溪人工溼地系統對水質淨化效果.......................77
表4.15 高屏溪人工溼地因子分析結果整理...................................................................78
表4.16 二仁溪人工溼地因子分析結果整理...................................................................79
表4.17 現場分析統計結果...............................................................................................81
表4.18 實驗室分析統計結果...........................................................................................82
表4.19 二仁溪部分水質分析統計結果...........................................................................84






圖目錄
圖1.1 高屏溪與二仁溪人工溼地地理位置圖........................................................4
圖1.2 高屏地區高屏溪左岸實驗性人工溼地位置圖............................................5
圖1.3 二仁溪人工溼地系統地理位置圖................................................................5
圖2.1 自然溼地與人工溼地系統示意圖................................................................9
圖2.2 自由表面流動式系統....................................................................................14
圖2.3 表面下流動式系統........................................................................................14
圖2.4 挺水性植物型FWS系統..............................................................................14
圖2.5 浮水性植物型FWS系統..............................................................................14
圖2.6 著根浮水性植物型FWS系統......................................................................14
圖2.7 挺水性植物浮水型FWS系統.......................................................................15
圖2.8 沉水性植物型FWS系統..............................................................................15
圖2.9 水平流動式SFS系統...................................................................................15
圖2.10 垂直流動式SFS系統.................................................................................15
圖2.11 水生植物－金魚藻......................................................................................20
圖2.12 水生植物－空心菜......................................................................................20
圖2.13 水生植物－菱角..........................................................................................21
圖2.14 水生植物－大萍..........................................................................................21
圖2.15 溼地水生植物的根區圖..............................................................................24
圖2.16 溼地中水質浄化示意圖..............................................................................29
圖2.17 一般人工溼地處理方式..............................................................................32
圖3.1 高屏溪河濱公園全區配置圖........................................................................39
圖3.2 高屏溪河濱公園淨水實驗區配置圖............................................................39
圖3.3 高屏溪實驗性溼地公園(草澤區)斷面示意圖..............................................40
圖3.4 高屏溪左岸河川生態綠化公園規劃設計全區規劃景觀示意圖................40
圖3.5 高屏溪人工溼地中之淺水池及人工小島....................................................42
圖3.6 高屏溪人工溼地中之深水池........................................................................42
圖3.7 草本植物入侵礫石地僅小部分維持裸露泥地的礫石地............................42
圖3.8 高屏溪人工溼地中長滿短草草本植物及高草本植物草生地....................43
圖3.9 高屏溪人工溼地中之竹林保留地區域........................................................43
圖3.10 高屏溪人工溼地中之淨水區利用水生植物淨化現況圖............................43
圖3.11 二仁溪人工溼地系統圖................................................................................45
圖3.12 陰影的部分之p值的大小............................................................................54
圖4.1 高屏溪人工溼地濁度進出流水之變化直方圖............................................58
圖4.2 高屏溪人工溼地溶氧(DO)進出流水之變化直方圖....................................58
圖4.3 高屏溪人工溼地氨氮(NH3-N)進出流水之變化直方圖..............................58
圖4.4 二仁溪水質化學需氧量(CODT)進出流水之變化直方圖....................................60
圖4.5 二仁溪水質氨氮(NH3-N)進出流水之變化直方圖..............................................60
圖4.6 二仁溪水質總懸浮物質(TSS)進出流水之變化直方圖.......................................61
圖4.7 二仁溪水質磷酸鹽進出流水之變化直方圖........................................................61
圖4.8 高屏溪溼地系統水中酸鹼度（pH）去除率（％）之變化.......................................63
圖4.9 高屏溪溼地系統水中濁度去除率（％）之變化....................................................63
圖4.10 高屏溪溼地系統水中溶氧（DO）去除率（％）之變化.................................64
圖4.11 高屏溪溼地系統水中懸浮物質（SS）去除率（％）之變化............................64
圖4.12 高屏溪溼地系統水中化學需氧量（CODT）去除率（％）之變化.......................64
圖4.13 高屏溪溼地系統水中生物需氧量（BODT）去除率（％）之變化.................65
圖4.14 高屏溪溼地系統水中氨氮（NH3-N）去除率（％）之變化...................................65
圖4.15 二仁溪溼地系統水中化學需氧量（CODT）去除率（％）之變化.................66
圖4.16 二仁溪溼地系統水中氨氮（NH3-N）去除率（％）之變化................................67
圖4.17 二仁溪溼地系統水中總懸浮物質（TSS）去除率（％）之變化....................67
圖4.18 二仁溪溼地系統水中溶氧（DO）去除率（％）之變化.................................67
圖4.19 高屏溪人工溼地進流水水質因子分析「因素陡坡圖」......................................70
圖4.20 高屏溪人工溼地進流水水質因子分析「轉軸後空間中的成分圖」..................70
圖4.21 二仁溪人工溼地進流水水質因子分析「因素陡坡圖」......................................72
圖4.22 二仁溪人工溼地進流水水質因子分析「轉軸後空間中的成分圖」..................73

參考文獻
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