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系統識別號 U0002-2406201912503100
中文論文名稱 明德與鯉魚潭水庫及其入庫溪流水質之評估
英文論文名稱 Evaluation of Water Quality of Mingde and Liyutan Reservoirs and their streams
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Water Resources and Environmental Engineering
學年度 107
學期 2
出版年 108
研究生中文姓名 謝馨儀
研究生英文姓名 Hsin-I Hsieh
學號 606480324
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2019-06-14
論文頁數 90頁
口試委員 指導教授-康世芳
委員-林鎮洋
委員-陳起鳳
中文關鍵字 水庫集水區  卡爾森營養狀態指標  非點源污染 
英文關鍵字 reservoir watershed  Carlson Trophic State Index  non-point source pollution 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 非點源為水庫集水區主要污染源,影響水庫水質良窳,環保署以卡爾森營業狀態指標(Carlson Trophic State Index ,CTSI)判斷水庫水質優養化與否。本研究以明德水庫年及鯉魚潭水庫集水區為對象,彙整(1) 2009至2018年環保署水庫水質監測資料,及(2)集水區內入庫溪流非點源污染之水質資料。研究目的為 : (1)評估水庫水質現況、(2)降雨對入庫溪流非點源污染之影響、及(3)檢討水質參數相關性。
研究結果顯示,近十年明德與鯉魚潭水庫之CTSI值大於50,即判定為優養化比例分別68.8 %及12.5 %,明德水庫水質劣於鯉魚潭水庫水質。CTSI參數包含總磷、葉綠素a(Chl-a)、透明度(SD),明德水庫CTSI值之三項參數中SD、 Chl-a、及TP分別佔37 %、35 %及28 %,鯉魚潭水庫亦有相同趨勢。SD與Chl-a同時影響CTSI值,且水中懸浮固體物(SS)為SD值之主要影響因子。入庫溪流非點源污染調查之採樣時機為累積降雨量大於10 mm,結果顯示明德水庫集水區因降雨採樣之大腸桿菌群(E. coli)中位數濃度約分別晴天時之14倍。相對地;晴天時之懸浮固體物(SS)及生化需氧量(BOD)則分別為雨天之1.3及3.7倍。鯉魚潭水庫降雨採樣之SS、COD、E. coli、TP及TN之中位數濃度為晴天採樣之1.1~15.5倍、1.1~8倍、1.3~64.7倍、1.0~3.0倍、1.1~1.9倍。水質參數相關性之結果顯示,明德及鯉魚潭水庫入庫溪流水質之TKN與TN之相關性高,r值分別為0.74及0.76,可使用TKN濃度代表TN濃度;此外,明德水庫之COD與BOD相關性高(r值為0.72),但鯉魚潭水庫則相關性低。
英文摘要 Non-point source pollution is the major pollution for reservoir watersheds. Taiwan’s Environmental Protection Administration (EPA) uses the Carlson Trophic State Index (CTSI) to measure the eutrophication of the reservoirs. This study compiled the water quality data of the Mingde Reservoir and the Liyutan Reservoir from 2009 to 2018 and analyzed the non-point water quality data of the reservoir streams within the watershed. The purposes of the study include: (1) evaluate the status of reservoir water quality, (2) impact of rainfall on non-point source pollution of the reservoir streams within the watersheds, and (3) review the correlation between various of water quality parameters.
The results of this study indicate that the percentage of eutrophication in which the CTSI value is greater than 50 for both the Mingde Reservoir and Liyutan Reservoir in the past decade is 68.8% and 12.5%, respectively. The parameters of CTSI are included total phosphorus, chlorophyll a (Chl-a) and transparency (SD). The parameters of the CTSI value of Mingde Reservoir are SD, Chl-a, and TP, accounting for 37%, 35%, and 28%, respectively and the same result was found in the Liyutan Reservoir. Both SD and Chl-a affect CTSI value, and suspended solids (SS) in water are the main influence factors of SD values. The sampling timing of the non-point source pollution survey of the reservoir stream is cumulative rainfall greater than 10 mm. The results from investigating the water quality parameters of the reservoir streams that the median concentration of E. coli which is sampled by rainfall in the Mingde Reservoir streams within the watershed was 14 times that of sunny days. In contrast, the SS and biochemical oxygen demand (BOD) on sunny days were 1.3 and 3.7 times that of rainy days. On the other hand, the median concentration of SS, chemical oxygen demand (COD), E. coli, total phosphorus (TP) and total nitrogen(TN) sampled by rainfall in the Liyutan Reservoir streams within the watershed were 1.1~15.5 times, 1.1~8 times, 1.3~64.7 times, 1.0~3.0 times, 1.1 to 1.9 times that of rainy days. Comparing the correlations between the water quality index, the results demonstrate that the TKN and TN concentration of Mingde Reservoir and Liyutan Reservoir streams within both watersheds have high correlations, which are 0.74 and 0.76, respectively. Therefore, the TKN concentration can represent TN concentration in the water quality index. In addition, the COD and BOD of Mingde reservoir streams in the watershed is a high correlation, which equals to 0.72. Thus, the COD concentration can represent the BOD concentration.
論文目次 目錄
第一章 前言 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究架構 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 非點源污染 4
2.1.1 非點源污染介紹 4
2.1.2 非點源污染調查 5
2.2 國內外非點源污染採樣方式 7
2.2.1 美國非點源污染採樣 7
2.3 國內非點源污染採樣 8
2.4 水庫水質狀態指標 9
2.4.1 OECD單一參數指標 10
2.4.2 多參數指標 11
第三章 研究資料與方法 12
3.1 非點源污染採樣與分析方法 12
3.1.1 採樣方法 12
3.1.2 採樣點位 13
3.1.3 採樣頻率 16
3.1.4 採樣項目與檢測方法 17
3.2 水庫集水區背景資料 18
3.2.1 明德水庫集水區 18
3.2.2 鯉魚潭水庫集水區 21
第四章 結果與討論 25
4.1 明德水庫集水區 25
4.1.1 明德水庫水質及污染源 25
4.1.2 非點源污染採樣時機 31
4.1.3 非點源污染水質項目分析 35
4.1.4 採樣水質項目之相關性 42
4.1.5 小結 48
4.2 鯉魚潭水庫集水區 49
4.2.1 鯉魚潭水質及污染源 49
4.2.2 非點源污染採樣時機 56
4.2.3 非點源污染水質項目分析(中位數) 64
4.2.4 採樣水質項目之相關性 83
4.2.5 小結 87
第五章 結論 88
參考文獻 89


圖目錄
圖 1.3 1 研究流程 3
圖 3.1 1明德水庫水質調查點位 13
圖 3.1 2鯉魚潭水庫集水區入庫溪流水質採樣點位圖 15
圖 3.2 1明德水庫集水區位置圖 18
圖 3.2 2明德水庫集水區土地利用情形 20
圖 3.2 3鯉魚潭水庫集水區位置圖 21
圖 3.2 4鯉魚潭水庫集水區土地利用情形 24
圖 4.1 1明德水庫近十年卡爾森指數趨勢圖 25
圖 4.1 2明德水庫近十年透明度(SD)濃度趨勢圖 26
圖 4.1 3明德水庫近十年葉綠素a(Chl-a)濃度趨勢圖 27
圖 4.1 4明德水庫近十年總磷(TP)濃度趨勢圖 28
圖 4.1 5老田寮溪 105年4月11日雨天採樣雨量觀測圖 32
圖 4.1 6老田寮溪 105年4月27日雨天採樣雨量觀測圖 32
圖 4.1 7老田寮溪 105年5月11日雨天採樣雨量觀測圖 33
圖 4.1 8老田寮溪 105年6月29日雨天採樣雨量觀測 33
圖 4.1 9老田寮溪一般項目濃度晴天與雨天之盒鬚圖 36
圖 4.1 10老田寮溪有機物濃度晴天與雨天之盒鬚圖 38
圖 4.1 11老田寮溪營養鹽濃度晴天與雨天之盒鬚圖 41
圖 4.1 12 老田寮溪之有機氮(TON)濃度與凱氏氮(TKN)之相關性 43
圖 4.1 13老田寮溪之總氮(TN)濃度與凱氏氮(TKN)之相關性 44
圖 4.1 14老田寮溪之總氮(TN)濃度與有機氮(TON)之相關 44
圖 4.1 15老田寮溪之化學需氧量(COD)濃度與生化需氧量(BOD)之相關性 46
圖 4.2 1鯉魚潭水庫近十年卡爾森指數趨勢圖 49
圖 4.2 2鯉魚潭水庫近十年透明度(SD)趨勢圖 50
圖 4.2 3鯉魚潭水庫近十年葉綠素a(Chl-a)趨勢圖 51
圖 4.2 4鯉魚潭水庫近十年總磷(TP)趨勢圖 52
圖 4.2 5採樣點1及採樣點2 之107年5月8日雨天採樣雨量觀測圖 57
圖 4.2 6採樣點1及採樣點2 之107年7月11日雨天採樣雨量觀測圖 57
圖 4.2 7採樣點1及採樣點2 之107年8月20日雨天採樣雨量觀測圖 58
圖 4.2 8採樣點1及採樣點2 之107年11月1日雨天採樣雨量觀測圖 58
圖 4.2 9採樣點3、採樣點4及採樣點5 之107年5月8日雨天採樣雨量觀測圖 61
圖 4.2 10採樣點3、採樣點4及採樣點5 之107年7月11日雨天採樣雨量觀測圖 61
圖 4.2 11採樣點3、採樣點4及採樣點5 之107年8月20日雨天採樣雨量觀測圖 62
圖 4.2 12採樣點3、採樣點4及採樣點5 之107年11月1日雨天採樣雨量觀測圖 62
圖 4.2 13五處採樣點之溶氧(DO)濃度於晴天與雨天盒鬚圖 64
圖 4.2 14五處採樣點之懸浮固體物(SS)濃度於晴天與雨天盒鬚圖 66
圖 4.2 15五處採樣點之化學需氧量(COD)濃度於晴天與雨天盒鬚圖 70
圖 4.2 16五處採樣點之生化需氧量(BOD)濃度於晴天與雨天盒鬚圖 72
圖 4.2 17五處採樣點之總磷(TP)濃度於晴天與雨天盒鬚圖 78
圖 4.2 18五處採樣點之總氮(TN)濃度於晴天與雨天盒鬚圖 80
圖 4.2 19鯉魚潭水庫入庫溪流之總氮(TN)濃度與凱氏氮(TKN)之相關 85
圖 4.2 20鯉魚潭水庫入庫溪流之總氮(TN)濃度與有機氮(TON)之相關性 85

表目錄
表 2.4 1 OECD單一參數營養狀態 10
表 2.4 2CTSI營養狀態標準 11
表 3.2 1鯉魚潭水庫集水區土地利用統計表(2016) 23
表 4.1 1明德水庫近十年CTSI各項參數比例 30
表 4.1 2老田寮溪暴雨採樣時間表 34
表 4.1 3老田寮溪一般項目採樣濃度平均值 36
表 4.1 4老田寮溪有機物採樣濃度平均值 38
表 4.1 5老田寮溪微生物採樣濃度平均值 39
表 4.1 6老田寮溪營養鹽採樣濃度平均值 41
表 4.1 7老田寮溪非點源污染氮化合物間之比例 42
表 4.1 8採樣水質項目中氮化合物之相關性 45
表 4.1 9採樣水質項目中有機物之相關性 47
表 4.2 1鯉魚潭水庫近十年CTSI各項參數比例 54
表 4.2 2採樣點1及採樣點2之暴雨採樣時間表 59
表 4.2 3採樣點3、採樣點4及採樣點5之暴雨採樣時間表 63
表 4.2 4鯉魚潭水庫集水區內入庫溪流之一般項目採樣濃度平均值 67
表 4.2 5鯉魚潭水庫集水區內入庫溪流之有機物採樣濃度平均值 73
表 4.2 6鯉魚潭水庫集水區內入庫溪流之大腸桿菌群採樣濃度平均值 76
表 4.2 7鯉魚潭水庫集水區內入庫溪流之營養鹽採樣濃度平均值 81
表 4.2 8鯉魚潭水庫五處於入庫溪流非點源污染氮化合物間之比例 83
表 4.2 9採樣水質項目之氮化合物相關性 86
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