本研究以QUAL2K水質模式檢討人工溼地改善水質濃度之效果，以大漢溪中下游河段及其8座人工溼地為研究區域，研究目的為：(1) 評估人工溼地改善大漢溪水質（BOD、SS及NH3-N）之效果、(2) 情境模擬流量（Q90、Q75、Q50）對水質改善之影響、及(3) 探討各人工溼地對水質改善之貢獻度。
　　首先，QUAL2K水質模式參數（溫度修正係數、祛氧係數及再曝氣係數）等分別以相關係數（r）、決定係數（R2）及模式有效性係數（EF）及平均絕對值誤差率（MAPE）作率定及驗證，結果顯示模擬值除NH3-N外，BOD及SS均於可接受範圍內（r > 0.5、R2 > 0.7、EF > 0及MAPE < 50），顯示本研究模式模擬參數值合理。
　　大漢溪沿岸人工溼地設置後可改善水體水質，以流量Q75為例，水質濃度改善程度BOD、SS及NH3-N分別為16%~41%、9%~16%及7%~23，依序為BOD > NH3-N > SS。情境模擬流量對水質濃度改善影響之結果，顯示流量越大則削減BOD及SS比例越小，BOD及SS水質濃度改善程度受情境流量影響，但NH3-N則不受影響。改善後之大漢溪中下游水質僅有SS符合丙類及丁類水體水質標準，BOD及NH3-N仍無法達到丙類標準，故需從源頭減量著手，減少大漢溪沿岸之生活污水後應能使BOD及SS濃度降低。
　　此外，各別人工溼地改善水體水質之貢獻度及占整體削減比例依序為，BOD：浮洲人工溼地（38%）> 華江人工溼地（22%）> 新海一期人工溼地（13%）。SS：城林人工溼地（47%）> 鹿角溪人工溼地（15%）> 浮洲人工溼地（13%）。NH3-N：浮洲人工溼地（33%）> 新海一期人工溼地（27%）> 華江人工溼地（21%）。顯示人工溼地因其設計處理水量及對BOD、SS及NH3-N處理濃度不同而使改善程度有差異。於不同設計情境流量下之模擬結果亦顯示源頭流量越大，人工溼地所能削減污染物之比例降低，削減污染物能力：Q90 > Q75 > Q50。

The water quality model QUAL2K is applied in this study to simulate the improvement of water quality by constructed wetlands. The study area of this study is midstream and downstream of Da-Han Creek with its eight constructed wetlands. the purpose of this study is to: (1) evaluate the improvement and effects of water quality (BOD, SS and NH3-N) of Da-Han Creek by constructed wetland, (2) evaluate the effect of flow scenarios (Q90, Q75, Q50) on water quality improvement, and (3) explore the contribution of each constructed wetlands for water quality improvement.
　　First, the fitness of the parameters (temperature correction factor, deoxygenation rate coefficient and reaeration coefficient) in QUAL2K were verified through calibration and validation based on four performance indexes, which are correlation coefficient (r), coefficient of determination (R2), model efficiency (EF) and mean absolute percentage error rate (MAPE), the results of calibration and validation indicate that the simulated values of BOD, SS are all located within acceptable range and have a good performance(r> 0.5, R2> 0.7, EF> 0 and MAPE<50)except NH3-N, thus it can be seen, the calibrated parameters were reasonable and applicable in this study.
　　The setting of constructed wetland on Da-Han Creek can improve the water quality. Take Q75 flow rate as an example, the improvement of BOD, SS and NH3-N were form 16% to 41%, 9% to 16% and 7% to 23, respectively, and the improvement of BOD is better than NH3-N and SS. The other major purpose of this study is to measure the impacts of different flow scenarios on water quality improvement. The results display that the reduction portion of BOD and SS concentration will decrease with increasing the flow rate. On the contrary, NH3-N are not affected. The improvement of water quality on middle and lower reaches of Da-Han Creek shows that only SS can meet the Surface Water Classification Standards of class C and D, however, BOD and NH3-N are still unable to meet the Surface Water Classification Standards of class C. The results point out that if we want to improve the water quality significantly, it proceed from the reduction sewage from the sources or upstream.
　　Furthermore, this study explores the efficiency and contribution of water quality improvement of each constructed wetland. For BOD: Fuchou constructed wetland (38%)> Hwajiang constructed wetland (22%)> Sinhai-I constructed wetland (13%). SS: Chenglin constructed wetland (47%)> Lujiao Creek constructed wetland (15%)> Fuchou constructed wetland (13%). For NH3-N: Fuchou constructed wetland (33%)> Sinhai-I constructed wetland (27%)> Hwajiang constructed wetland (21%). The results indicates that the improvement efficiency of Constructed wetlands is effected by the capacity of wastewater treatment and the concentration of BOD, SS and NH3-N. Through Different flow scenario simulation, the results also show that the higher  flow from upstream, the lower pollutants reduction proportion of constructed wetland. In this study, the reduction proportions under different flow rate are Q90> Q75> Q50.

目錄 i
表目錄 iii
圖目錄 v
第一章　前言 1
1.1研究緣起 1
1.2研究目的 2
1.3研究流程 2
第二章　文獻回顧 4
2.1人工溼地 4
2.1.1人工溼地類別 5
2.1.2人工溼地去除污染物機制 8
2.1.3人工溼地對水中污染物去除效果 9
2.2水質模式 12
2.2.1國內常用水質模式 13
2.2.2模式評選 14
2.2.3模式介紹 15
2.2.4模式應用 23
第三章　研究區域及研究方法 26
3.1研究區域 26
3.1.1大漢溪模擬河段介紹 26
3.1.2大漢溪人工溼地 33
3.1.3污染源推估 35
3.2研究方法 38
3.2.1QUAL2K模式建置 38
3.2.2模擬結果判定指標 46
第四章　結果與討論 49
4.1模式率定及驗證 49
4.1.1 率定結果 50
4.1.2 驗證結果 52
4.2流量對水質影響 55
4.2.1不同流量之水質模擬 55
4.3人工溼地對水質改善效果 59
4.3.1有、無人工溼地之模擬 59
4.3.2各別溼地之模擬 68
第五章　結論與建議 78
5.1結論 78
5.2建議 80
參考文獻 81
附錄A 大漢溪人工溼地簡介 85

表目錄 
表2.1 人工溼地類型特性表 7
表2.2 人工溼地去除污染物之機制 9
表2.3 國內人工溼地污染物去除研究 10
表2.4 國外人工溼地污染物去除研究 11
表2.5 國內常用水質模式 13
表2.6 各種開放渠道表面之曼寧粗糙係數 20
表2.7 QUAL2K質量傳輸模式流程代表符號說明表 22
表2.8 國內研究統整 24
表2.9 國外研究統整 25
表3.1 大漢溪流域水體分類 28
表3.2 地面水體分類及水質標準 28
表3.3 大漢溪人工溼地簡介 35
表3.4 大漢溪中下游集污區統計表 36
表3.5 大漢溪流域各類污染量推估結果 37
表3.6 大漢溪河段支排水資料表 38
表3.7 大漢溪河段水理資料表 40
表3.7 大漢溪河段水理資料表（續） 41
表3.8 2005年水溫統計資料 43
表3.9 QUAL2K預設之溫度係數θ值 44
表3.10 BOD影響因子 44
表3.11 K2建議值（20℃） 45
表3.12 QUAL2K參數建議值 45
表3.13 模式判定指標表 48
表4.1 大漢溪水質測站實測值 49
表4.2 水質率定結果判定指標表 52
表4.3 水質驗證結果判定指標表 54
表4.4 大漢溪人工溼地之處理水質水量設計值 60
表4.5 BOD模擬結果 61
表4.6 SS模擬結果 63
表4.7 NH3-N模擬結果 65
表4.8 模擬終點之BOD模擬結果 70
表4.9 模擬終點之SS模擬結果 73
表4.10 模擬終點之NH3-N模擬結果 76
表4.11 貢獻度整理 77

圖目錄
圖1.1 研究流程圖 3
圖2.1 表面流人工溼地系統（FWS） 6
圖2.2 地下流人工溼地系統（SFW） 7
圖2.3 人工溼地淨化機制概念圖 8
圖2.4 QUAL2K河段劃分概念圖 18
圖2.5 流量平衡圖 19
圖2.6 梯形渠道示意圖 20
圖3.1 大漢溪中下游水質測站位置圖 29
圖3.2 大漢溪水溫年平均變化圖 29
圖3.4 大漢溪BOD年平均變化圖 30
(a)板新取水口(b)三鶯大橋、柑園大橋、浮洲橋及新海大橋 30
圖3.5 大漢溪SS年平均變化圖 31
(a)板新取水口(b)三鶯大橋、柑園大橋、浮洲橋及(c)新海大橋 31
圖3.6 大漢溪NH3-N年平均變化圖 32
(a)板新取水口(b)三鶯大橋、柑園大橋、浮洲橋及新海大橋 32
圖3.7 新北市公共下水道普及率變化 33
圖3.8 大漢溪人工溼地分佈位置圖 34
圖3.9 集污區分布圖 36
圖3.10 大漢溪網格劃分及支排水排入位置圖 39
圖3.11 三鶯大橋之流量延時曲線 42
圖4.1 BOD模擬結果（率定） 50
圖4.2 SS模擬結果（率定） 51
圖4.3 NH3-N模擬結果（率定） 51
圖4.4 BOD模擬結果（驗證） 52
圖4.5 SS模擬結果（驗證） 53
圖4.6 NH3-N模擬結果（驗證） 54
圖4.8 流量模擬結果 55
圖4.9 BOD模擬結果 56
圖4.10 SS模擬結果 57
圖4.11 NH3-N模擬結果 58
圖4.12 人工溼地設置前後BOD模擬結果 62
(a) Q90=0.22 cms (b) Q75=0.59 cms (c) Q50=5.60 cms 62
圖4.13 人工溼地設置前後SS模擬結果 64
(a) Q90=0.22 cms (b) Q75=0.59 cms (c) Q50=5.60 cms 64
圖4.14 人工溼地設置前後NH3-N模擬結果 66
(a) Q90=0.22 cms (b) Q75=0.59 cms (c) Q50=5.60 cms 66
圖4.15 模擬終點BOD濃度改變量 69
(a) Q90=0.22 cms (b) Q75=0.59 cms (c) Q50=5.60 cms 69
圖4.16 模擬終點SS濃度改變量 72
(a) Q90=0.22 cms (b) Q75=0.59 cms (c) Q50=5.60 cms 72
圖4.17 模擬終點NH3-N濃度改變量 75
(a) Q90=0.22 cms (b) Q75=0.59 cms (c) Q50=5.60 cms 75

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