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姓名 何嘉華(Jia-Hua He)  查詢紙本館藏   畢業系所 應用地質研究所
論文名稱 石門水庫上游集水區水質與復興鄉人文環境之綜合研究
(Comprehensive Research on Water Quality of Shihmen Reservoir Watershed and the Cultural Environment of Fusing Township)
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摘要(中) 石門水庫每年供應台北、桃園、新竹等22個鄉鎮的民生、農業與工業用水約22億立方公尺,而集水區環境變異可能影響之經濟利益、人民健康等範疇相當廣大,因此其上游環境地質影響性不可輕忽。本研究以2003年2月至2008年1月間,石門水庫集水區與蓄水區中17個水質測站資料為主,輔以同時期復興鄉之人文環境變化資料如垃圾量和人口資料,結合集水區自然環境因子如山崩、土地利用與降雨做時空變化之分析,來探討上游自然作用與土地開發等影響。並綜合RPI指數(River Pollution Index)和Carlson指數(Carlson Trophic Index)對水質以生化指標及優養化程度來整體探討集水區上游地質環境之變化與成因,並據此找出集水區可能污染源及造成污染之原因。
分析各項資料發現幾點特別的現象:1.蓄水區與集水區水質易受颱風與豪雨沖刷導致水質惡化。2.硝酸氮在阿姆坪、三民、湳仔溝三個測站之數值異常高於其他測站,並且有地緣關係。3.當地崩塌地多位於主流附近,導致主支流懸浮固體濃度差異極大。4.當地人口呈現負成長,且人口增減似乎受選舉等政治活動影響。5.由以往掩埋法改為焚化法,可能因環保法律條例管制產生大幅度的垃圾減量現象。
摘要(英) Water quality of reservoir seriously affects living environment and economic growth of the water-supplied area. Shihmen Reservoir is the third largest reservoir in Taiwan, its watershed can be contaminated by different ways. In order to understand the water quality and pollution factors of Shihmen Reservoir, water quality data of 17 sites from reservoir and watershed, dated from Feb. 2003 to Jan. 2008, were analyzed to establish River Pollution Index and Carlson Trophic Index. The relationships among parameters of water quality and local cultural environment were then examined.
The results of this study indicate that: (1) Typhoon and cloudburst can easily deteriorate the water quality. (2) Amuping, Sanmin, and Nanzaigou site consistently exhibit high contents of nitrate nitrogen. (3) Landslides happened mostly around the main stream area with high contents of suspended solid instead of the smaller scaled branch streams areas Dahan River. (4) A negative growth and effects of political activities on local population can be observed. (5) Waste disposal was changed from open dump to incineration, which reduced the tonnage of waste successfully since 2004.
關鍵字(中) ★ 人文環境
★ 河川污染指數
★ 石門水庫
★ 水質
★ Carlson優養化指標
關鍵字(英) ★ CTSI
★ Cultural Environment
★ RPI
★ Shihmen Reservoir
★ Water Quality
論文目次 目錄
中文提要 …………………………………………………………… i
英文提要 …………………………………………………………… ii
誌謝 …………………………………………………………… iii
目錄 …………………………………………………………… iv
圖目錄 …………………………………………………………… viii
表目錄 …………………………………………………………… xi
第一章 緒論……………………………………………………… 1
1.1 研究動機………………………………………………… 1
1.2 研究目的………………………………………………… 2
第二章 文獻回顧………………………………………………… 3
2.1 前人研究………………………………………………… 3
2.1.1 環境影響評估…………………………………………… 3
2.1.2 水庫水質………………………………………………… 3
2.1.3 集水區土地利用………………………………………… 4
2.2 研究區域………………………………………………… 5
2.2.1 石門水庫………………………………………………… 5
2.2.2 復興鄉…………………………………………………… 5
2.2.3 石門水庫集水區………………………………………… 9
2.2.3.1 地理位置………………………………………………… 9
2.2.3.2 地形與氣候……………………………………………… 9
2.2.3.3 交通……………………………………………………… 9
2.2.3.4 人口……………………………………………………… 11
2.2.3.5 地質……………………………………………………… 11
2.2.3.6 土壤……………………………………………………… 11
2.2.3.7 土地利用………………………………………………… 15
第三章 研究方法………………………………………………… 17
3.1 研究架構………………………………………………… 17
3.2 資料蒐集………………………………………………… 18
3.2.1 水質……………………………………………………… 18
3.2.2 廢棄物…………………………………………………… 18
3.2.3 人口……………………………………………………… 18
3.2.4 山崩……………………………………………………… 18
3.2.5 雨量、含砂量、流量…………………………………… 19
3.3 水質檢測與評估方法…………………………………… 19
3.3.1 水質檢測方法…………………………………………… 19
3.3.2 水質評估方法…………………………………………… 21
3.3.2.1 RPI指數………………………………………………… 21
3.3.2.2 CTSI指標………………………………………………… 21
3.3.3 地面水體分類與水質標準……………………………… 23
3.4 小結……………………………………………………… 24
第四章 分析結果………………………………………………… 25
4.1 資料分析………………………………………………… 25
4.1.1 水質……………………………………………………… 25
4.1.1.1 各採樣點簡介…………………………………………… 25
4.1.1.2 水質項目的基本狀況…………………………………… 28
4.1.2 廢棄物…………………………………………………… 45
4.1.3 人口……………………………………………………… 45
4.1.4 山崩……………………………………………………… 48
4.1.5 雨量……………………………………………………… 51
4.2 水質評估………………………………………………… 54
4.2.1 RPI指數………………………………………………… 54
4.2.2 CTSI指標………………………………………………… 56
4.3 現地調查………………………………………………… 56
4.3.1 蓄水區現況……………………………………………… 57
4.3.2 集水區現況……………………………………………… 60
4.3.3 當地土地利用…………………………………………… 68
第五章 綜合討論………………………………………………… 69
5.1 水質與人文活動因子…………………………………… 69
5.2 水質與山崩……………………………………………… 70
5.3 水質與降雨……………………………………………… 72
5.4 水質與其他因素………………………………………… 72
5.5 綜合指標………………………………………………… 74
5.5.1 RPI指數………………………………………………… 74
5.5.2 CTSI指標………………………………………………… 74
第六章 結論與建議……………………………………………… 75
6.1 結論……………………………………………………… 75
6.2 建議……………………………………………………… 76
參考文獻 …………………………………………………………… 79
附錄一 石門水庫基本水質項目檢測資料……………………… 83
附錄二 石門水庫RPI指數項目檢測資料……………………… 125
附錄三 石門水庫Carlson指標項目檢測資料…………………… 153
附錄四 石門水庫水質評估資料………………………………… 169
附錄五 復興鄉人文活動相關資料……………………………… 178
附錄六 石門水庫降雨資料……………………………………… 182
圖目錄
圖2.1 石門水庫位置及其集水區地形圖……………………… 6
圖2.2 復興鄉村落分布圖……………………………………… 8
圖2.3 石門水庫集水區隸屬行政區域圖……………………… 10
圖2.4 石門水庫集水區地質圖………………………………… 14
圖2.5 1998年航測石門水庫集水區土地利用狀況圖………… 16
圖3.1 研究流程圖……………………………………………… 17
圖4.1 石門水庫水質採樣點與遊憩區分佈圖………………… 25
圖4.2 石門水庫集水區各測站導電度(EC)與當地土地利用狀
況示意圖………………………………………………… 31
圖4.3 石門水庫集水區各測站硝酸氮(NO3-N)與當地土地利
用狀況示意圖…………………………………………… 32
圖4.4 石門水庫集水區各測站水溫與當地土地利用狀況示意
圖………………………………………………………… 33
圖4.5 石門水庫集水區各測站化學需氧量(COD)與當地土地
利用狀況示意圖………………………………………… 34
圖4.6 石門水庫集水區各測站氫離子濃度指數(pH)與當地土
地利用狀況示意圖……………………………………… 35
圖4.7 石門水庫集水區各測站溶氧量(DO)與當地土地利用
狀況示意圖……………………………………………… 36
圖4.8 石門水庫集水區各測站大腸桿菌與當地土地利用狀況
示意圖…………………………………………………… 37
圖4.9 石門水庫集水區各測站生化需氧量(BOD5)與當地土地
利用狀況示意圖………………………………………… 39
圖4.10 石門水庫集水區各測站懸浮固體(SS)與當地土地利用
狀況示意圖……………………………………………… 40
圖4.11 石門水庫集水區各測站透明度(SD)與當地土地利用狀
況示意圖………………………………………………… 42
圖4.12 石門水庫集水區各測站氨氮(NH3-N)與當地土地利用狀
況示意圖………………………………………………… 43
圖4.13 石門水庫集水區各測站總磷(TP)與當地土地利用狀況
示意圖…………………………………………………… 44
圖4.14 石門水庫集水區各測站葉綠素a(Chl-a)與當地土地利用
狀況示意圖……………………………………………… 46
圖4.15 復興鄉廢棄物總量變化………………………………… 47
圖4.16 復興鄉各村落五年人口變化…………………………… 47
圖4.17 復興鄉2007年各村落人口比例………………………… 49
圖4.18 復興鄉各村落人口密度比例(單位:人/km2) ………… 49
圖4.19 石門水庫集水區崩塌地與採樣點分佈………………… 50
圖4.20 雨量測站分佈圖………………………………………… 52
圖4.21 石門水庫集水區月雨量變化…………………………… 54
圖4.22 石門水庫集水區RPI指數變化………………………… 55
圖4.23 石門水庫蓄水區RPI指數變化………………………… 55
圖4.24 石門水庫蓄水區表層卡爾森優養指標變化…………… 56
圖4.25 壩頂採樣站附近水面之飄浮物體(2008.02.18)……… 57
圖4.26 阿姆坪採樣點附近之崩塌(2008.02.18)……………… 58
圖4.27 龍珠灣採樣點附近之崩塌(2008.02.18)……………… 58
圖4.28 高遶坪附近之抽砂作業工作站(2008.02.18)………… 59
圖4.29 龍珠灣採樣點附近之遊憩區(2008.02.18)…………… 59
圖4.30 下蘇樂採樣點之現況(2008.02.19)…………………… 60
圖4.31 新興採樣點對岸河階地形(一) (2008.02.19)………… 61
圖4.32 新興採樣站對岸河階地形(二) (2008.02.19)………… 61
圖4.33 秀巒採樣點上游處河岸施工(2008.02.19)…………… 62
圖4.34 玉峰採樣點上游攔砂壩(2008.02.19)………………… 62
圖4.35 榮華大壩泥沙淤積現象(2008.02.18)………………… 63
圖4.36 羅浮採樣點之河床堆積物(一) (2008.03.19) ……… 64
圖4.37 羅浮採樣點之河床堆積物(二) (2008.03.19)………… 64
圖4.38 雪霧鬧採樣點之清澈水質(2008.03.19)……………… 65
圖4.39 榮華大壩採樣點水面上所飄浮之黃色不明物質
(2008.02.18) ………………………………………… 65
圖4.40 湳子溝採樣點上游之家禽養殖場(2008.03.19)……… 66
圖4.41 湳子溝採樣點河岸葉菜類種植區(2008.03.19)……… 67
圖4.42 湳子溝採樣點之河岸狀況(2008.03.19)……………… 67
圖4.43 石門水庫農作與部落分布圖…………………………… 68
圖4.44 設有遊憩區之採樣點RPI指數變化…………………… 70
圖4.45 位於崩塌地附近之採樣站懸浮物體變化……………… 71
圖4.46 非位於崩塌地附近之採樣站懸浮物體變化…………… 71
表目錄
表2.1 石門水庫供水區域……………………………………… 7
表2.2 2007年8月石門水庫集水區人口數…………………… 12
表2.3 石門水庫集水區地層介紹……………………………… 13
表3.1 水質樣品保存規定……………………………………… 20
表3.2 RPI指數對照表………………………………………… 22
表3.3 CTSI優氧程度對照表…………………………………… 22
表3.4 陸域地面水體之水質標準……………………………… 24
表4.1 水質測站定位資料……………………………………… 26
表4.2 資料期間當地之政治活動……………………………… 48
表4.3 雨量測站定位資料……………………………………… 51
表4.4 近8年威脅台灣較劇之風災…………………………… 53
表5.1 石門水庫集水區農作物施肥方式與時間……………… 73
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指導教授 蔡龍珆(Louis L. Tsai) 審核日期 2008-7-17
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