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系統識別號 U0002-3107201315070400
中文論文名稱 河川水質管理之水質指標評估
英文論文名稱 Evaluation on Water Quality Index for River Water Quality Management
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 101
學期 2
出版年 102
研究生中文姓名 張祚楨
研究生英文姓名 Tso-Chen Chang
學號 600480510
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2013-06-13
論文頁數 65頁
口試委員 指導教授-康世芳
委員-王根樹
委員-李柏青
中文關鍵字 河川污染指標  水質指標  水質管理 
英文關鍵字 river pollution index  water quality index  water quality management 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 河川污染指標(River pollution index, RPI)與水質指標(Water quality index, WQI)可表達河川水體水質良窳,環保署應用RPI於河川水質管理,RPI水質參數包含SS、BOD、DO與NH3-N。本研究目的:(1)檢討RPI與水質項目之相關性、(2)檢討RPI與WQI之相關性、及(3)評估WQI取代RPI於河川水質管理。水質資料以環保署2007-2011年全國流域水質監測資料為統計對象。研究結果顯示RPI無法表示水質濃度差異,RPI值隨BOD、NH3-N濃度增加而增大,其相關性之相關係數R2= 0.82-0.86,與SS相關性相當低(R2= 0.04)無法區別河川水質SS大於100 mg/L之差異,故RPI值不適用於高SS濃度之河川。RPI與WQI4、WQI7相關性之R2值皆為0.91,且WQI4與WQI7之相關性R2為0.99,統計學F值檢定顯示兩者皆可取代RPI。WQI4因參數較少,僅有DO、BOD、NH3-N、及SS等四項參數,使判別水質狀態時,易受水質參數變化而影響。以淡水河流域為對象,WQI4判斷屬優良與良好水體比率為48.6%,高於WQI7之比率41.4%,此乃因WQI4水質參數較WQI7少所致。此外,以RPI與WQI7計算淡水河流域各測站2007年至2011年水質改善率,以大溪橋與三鶯大橋為例,RPI值水質改善率為50-55%,高於WQI7水質改善率為10-20%,此乃因RPI值範圍太小(1-10),相對地WQI7值範圍較大(0-100),意味WQI7值較RPI值適用於評估河川水質改善成效,且WQI7以河川水體分類水質標準為判定依據。故建議環保署以WQI7取代RPI應用於河川水質管理,以評估河川水質良窳與改善成效。
英文摘要 The water quality index (WQI) can be applied to river water quality management. The Taiwan EPA uses river pollution index (RPI) to evaluate the performance of river pollution control. The RPI’s water quality parameter includes SS, BOD, DO and NH3-N. The purposes of this study were: (1) to investigate the correlation between RPI and water quality parameters, (2) to examine the correlation between RPI and WQI, and (3) to evaluate the replacement of RPI with WQI7 in river water quality management. The data of river water quality, which was monitored during 2007-2011, was collected from Taiwan EPA. The results show that RPI value increased with increasing both concentration of BOD and NH3-N, and the correlation coefficient values (R2) between RPI value and BOD, NH3-N ranged from 0.82 to 0.86. By contrast, the R2 value of 0.04 was very low between RPI and SS, implying that RPI was unsuitable for SS concentration higher than 100 mg/L. WQI4 has the same water quality parameters with RPI, while WQI7 has three additional parameters as pH, total phosphorus (TP) and coliform groups. Both R2 values between RPI and WQI4, WQI7 are 0.91, and statistics F-value test shows that both WQI4 and WQI7 could replace RPI. The amount of 48.6% of river water quality could be classified as excellent and good grade by WQI4 and it became lower as 41.4% by WQI7. This is due to water quality parameters of WQI4 less than that of WQI7. In addition, this study calculated the change of RPI and WQI7 values at Tamsui River Basin’s monitoring stations water quality between 2007 and 2011 to evaluate the improvement ratio of river water quality. The results show the improvement ratio by RPI value was 50-55% higher than that of 10-20% by WQI7 value. This is because that the value range of RPI (1-10) is smaller than that of WQI7 (0-100). It implies that WQI7 was more suitable than RPI for evaluating river water quality improvement ratio. Moreover, WQI7 is based on the surface classification and water quality standards. Therefore, it could conclude that EPA can replace RPI with WQI7 to manage river water quality and evaluate improvement ratio of river water quality.
論文目次 目錄
目錄 I
圖目錄 III
表目錄 IV
第一章 前言 1
1-1 研究緣起 1
1-2 研究目的 2
第二章 文獻回顧 3
2-1 水質指標概述 3
2-2 水質指標建立 4
2-3 國內、外水質指標研究 7
第三章 研究資料與方法 22
3-1研究資料 22
3-2 水質指標工具 22
3-2-1 RPI 22
3-2-2 WQI7 23
3-2-3 WQI4 23
3-2-4 WQI5 24
3-2-5 WQI8 24
3-2-6 WQI6 25
第四章 結果與討論 27
4-1 國內河川污染指標與水質項目相關性之檢討 27
4-1-1 國內河川污染指標現況 27
4-1-2 河川污染指標與水質參數之相關性 30
4-1-3 四項水質參數累積或然率分布 34
4-2 河川污染指標與水質指標之相關性 38
4-2-1 RPI與WQI4相關性分析 38
4-2-2 RPI與WQI7相關性分析 40
4-2-3 RPI與WQI之顯著性檢定 42
4-3 河川污染指標問題與水質指標對應關係 43
4-3-1 河川污染指標之問題 43
4-3-2 河川污染指標與水質指標之關係 45
4-4 河川污染指標與水質指標判定結果之比較 48
4-4-1 各指標評估河川品質現況比較 48
4-4-2 各指標評估水體分類結果比較 53
4-4-3 RPI與WQI應用於淡水河水質改善 57
第五章 結論 61
參考文獻 62
附錄 64


圖目錄
圖4-1 台灣地區所有流域測站2007-2011年RPI值分佈 27
圖4-2 RPI與BOD之相關性 30
圖4-3 RPI與NH3-N之相關性 31
圖4-4 RPI與DO之相關性 32
圖4-5 RPI與SS之相關性 33
圖4-6 全國流域BOD濃度累積百分比 34
圖4-7 全國流域NH3-N濃度累積百分比 35
圖4-8 全國流域DO濃度累積百分比 36
圖4-9 全國流域SS濃度累積百分比 37
圖4-10 RPI與WQI4之相關性 39
圖4-11 RPI與WQI7之相關性 40
圖4-12 WQI4與WQI7之相關性 41
圖4-13 各水質指標判定優良+良好水體之比例 49
圖4-14 全國流域導電度濃度累積百分比 50
圖4-15 各水質指標判定中等+中下水體之比例 51
圖4-16 各水質指標判定不良+惡劣水體之比例 52
圖4-17 全國35個流域各類水體RPI之盒鬚圖 53
圖4-18 各類水體水質指標中位數變化趨勢 55
圖4-19淡水河流域2011年各河段RPI、WQI4與WQI7變化趨勢 58
圖4-20 2007-2011年淡水河流域RPI、WQI4與WQI7水質改善率 59


表目錄
表2-1 RPI值之河川污染程度分級法 7
表2-2 NSF水質指標之水體分類表 9
表2-3 WQI8水質點數之計算式 11
表2-4 WQI8之水質分類之說明 11
表2-5 WQI5水質點數之計算式 12
表2-6 WQI5之水質分類等級 13
表2-7 NCURPI的水質分級表 14
表2-8 OWQI之水質狀態 15
表2-9 OWQI水質點數之計算式 15
表2-10 水質參數之濃度與點數間關係之計算方程式 17
表2-11 水質指數(WQI7)之意義 18
表2-12 WPI使用參數之水質標準值 19
表2-13 WPI之水質等級分類表 19
表2-14 國外水質指標相關研究 20
表3-1 環保署檢測之流域 22
表3-2 WQI4水質參數之濃度與點數間關係之計算方程式 23
表3-3 WQI5水質參數之濃度與點數間關係之計算方程式 24
表3-4 WQI8水質參數之濃度與點數間關係之計算方程式 25
表3-5 WQI6水質參數之濃度與點數間關係之計算方程式 26
表4-1 所有流域2007年至2011年四項水質參數之最大值 28
表4-2 RPI與WQI4對於四項水質參數之相關性(R2) 38
表4-3 RPI與WQI4之簡單線性迴歸變異數分析(anova)表 42
表4-4 RPI與WQI7之簡單線性迴歸變異數分析(anova)表 42
表4-5 濁水溪近五年平均值 44
表4-6 25℃時RPI之DO範圍對應之溶氧飽和度 45
表4-7 RPI與WQI4分類之對應關係 46
表4-8 WQI4對應RPI污染程度關係 47
表4-9 2007-2011年全國河川各水體分類水質合格達成率(%) 49
表4-10 各類水體水質指標之盒鬚圖範圍 54
參考文獻 參考文獻
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