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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:呂佩珊
研究生(外文):Pei-Shan Lu
論文名稱:武陵地區長期生態監測-水質參數之研究
論文名稱(外文):Long-term ecosystem monitoring of Wuling area-a study of water quality parameters
指導教授:官文惠官文惠引用關係
指導教授(外文):Wen-Hui Kuan
學位類別:碩士
校院名稱:明志科技大學
系所名稱:工程技術研究所
學門:工程學門
學類:綜合工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:142
中文關鍵詞:櫻花鉤吻鮭因素分析水質指標非點源污染Super GIS
外文關鍵詞:Oncorhynchus masou formosanusChichiawan streamwaterquality indexfactor analysisSuper GIS
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武陵地區七家灣溪為國寶魚櫻花鉤吻鮭之主要棲息地,該水域生態系受水環境參數之影響甚巨,營養鹽在水中之不同分佈型態,決定其對生物之毒性或被生物攝食之可能性。本研究目的在針對水中不同型態之營養鹽,包括溶解態、顆粒態,以及底泥態,分別進行採樣分析,以研究營養鹽在水域之傳輸與宿命,並建立符合武陵地區溪流水質狀態指標以及該區的非點源污染模擬。
國內常用的水質指標無法完全反應出櫻花鉤吻鮭生存水域的水質變化,利用因子分析以主成分使因子結構簡單化,以找出水質參數指標權重,針對櫻花鉤吻鮭生活特性設計一個新的水質指標,快速而有效的反應本區的水質變化。經進行因子分析,得出5個共同因子,依特性分別命名如下:總磷與氨氮兩個水質參數變數命名為「營養鹽因子」,pH與溶氧兩個水質參數變數命名為「光合性因子」,生化需氧量水質參數變數命名為「有機物因子」,濁度水質參數變數命名為「混濁性因子」,導電度水質參數變數命名為「溶解性因子」。並得各參數相對權重,經由水質指標公式計算,而得符合武陵地區各溪流水質狀態。
七家灣溪沿岸之農業行為與人為活動對水質有重大之影響,該區的非點源污染會經由降雨沖刷與入滲而流入河川水體,造成溪流中營養鹽上昇,進而影響到櫻花鉤吻鮭生存的環境。利用Win VAST集水區非點源污染輸出模擬運算模式,進行推估在不同土地利用下,非點源污染經大雨沖刷流入溪流,其溪流的污染負荷量。經模擬可看出污染物的輸出隨著不同的土地利用而有所改變。非點源污染經暴雨沖刷逕流在一開始即大量被沖刷出。污染物輸出主要之影響因子係為降雨前的乾燥日數,其為關係到污染物的累積量。當降雨前乾燥日數愈多天,其污染物的累積量愈多;反之降雨前乾燥日數愈少天,其污染物的累積量愈少。暴雨發生時期往往不易於進行水體採樣工作,利用非點源污染輸出模擬,可做為估算此時期污染物輸出,溪流之負荷量。
The toxicity of nutrients depends on its form of species and distribution in the stream water. Therefore, dissolved, particulate and sediment type of samples will be collected in this study to explore the transport and fate of nutrients in this stream. Additionally, the water quality index (WQI), a prevalent water index for polluted stream, is not capable of displaying the correlation between the number of Formosan Salmon and the water quality. Statistical Package for Social Science (SPSS) computer calculate software was adopted to proceed factor analysis and find the weight of water quality parameters. From factor analysis, five common factors were yielded:1.「nutrient factor」includes ammonia nitrogen and total phosphorous;2.「photosynthesis factor」includes pH and dissolved oxygen;3.「organic factor」;4.「turbid factor」;5.「dissolvable factor」. A new and convenient water index will be developed in this study to reflect the influence of water quality on the number of Formosan Salmon.
Available information indicated that the nutrients in Chichiawan stream are mainly from the fertilizer applied to the farms near the stream. The mechanisms of the nutrients brought into the stream are controlled by the surface run-off generated from the rainfall. The fertilizers of the farms often flow into stream after raining, can cause enhance of nutrients concentration in the stream therefore affects the main habitat of the Formosan Salmon. The pollution loading from various utilization of land will be simulated and estimated by the Win VAST non-point source model.
目錄
第一章 緒論...... 1
1.1研究緣起......1
1.2研究目的......2
1.3研究內容......2
第二章 研究背景......4
2.1櫻花鉤吻鮭的生活特性......4
2.2研究樣區的特性......6
2.3研究樣區農作物的特性......8
第三章 文獻回顧......12
3.1水質指標......12
3.1.1 水質指標介紹......12
3.1.2 國外水質指標......14
3.1.3 國內水質指標......19
3.2非點源污染......24
3.2.1 氮......25
3.2.1.1 氮的介紹......25
3.2.1.2 氮的來源......26
3.2.1.3 氮的型態......26
3.2.1.4 氮的循環......27
3.1.2.5 氮的流失......28
3.2.2 磷......28
3.2.2.1 磷的介紹......28
3.2.2.2 磷的型態......29
3.2.2.3 磷的移動......30
2.3.3 硫......30
2.3.3.1 硫的介紹......30
2.3.3.2 硫的來源......31
3.3非點源污染模式......32
3.4集水區逕流推估......36
第四章 研究方法......43
4.1研究方法......43
4.2採樣方法......47
4.2.1 河川水體採樣......47
4.2.2 底泥固體態採樣......48
4.2.3懸浮顆粒採樣......49
4.3樣品保存......49
4.4實驗分析方法......50
4.4.1 溶解態樣品......50
4.4.2 底泥態樣品......53
4.4.3 懸浮固體顆粒樣品......54
4.5實驗室品質管制......54
4.6因素分析法......55
4.6.1 因素分析模式架構......55
4.6.2 因素分析模式架構......56
4.6.3 主成份法......57
4.6.4 因素分析決策流程......59
4.7指標權重建立方法......60
4.8非點源污染推估......62
第五章 結果與討論......67
5.1武陵地區各溪流實驗數據......67
5.1.1水中溶解態物種分析結果......67
5.1.2底泥態物種分析結果......77
5.1.3懸浮固體顆粒物種分析結果......79
5.1.4水質數據相關性分析......80
5.2武陵地區各溪流水質指標......85
5.3 Win VAST污染輸出模擬......98
5.3.1 武陵地區地理參數......98
5.3.2 模式驗證工作......99
5.3.3不同土地利用非點源污染輸出模擬......104
第六章 結論與建議......118
6.1結論......118
6.2建議......119
第七章 參考書目......126
附錄A......126
附錄B......138
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2、于淑芬、林永發(2003.12),武陵地區水質調查及環境監測,內政部營建署雪霸國家公園
3、于淑芬(2004.12),武陵地區水質監測及水質評估,內政部營建署雪霸國家公園
4、王敏昭(1998),七家灣溪濱岸保護帶地下水質之監測,內政部營建署雪霸國家公園
5、王敏昭(2003.12),七家灣溪沿岸土地各利用型態對溪流生態影響之研究,內政部營建署雪霸國家公園
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