博碩士論文 103626001 詳細資訊




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姓名 曹家寧(Chia-Ning Tsao)  查詢紙本館藏   畢業系所 水文與海洋科學研究所
論文名稱 有限項目的連續水質監測 應用於探討觀新藻礁區水體環境即時變化
(Application of continuous realtime in-situ system for detecting rapid sea water quality change at algae reef area)
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摘要(中) 摘 要
本研究之目的在於利用有限項目的監測儀器提出一監測沿岸水質環境產生劇烈變化之方法,此方法須能做即時應變之用,並探討該方法之可行性並探討桃園觀新藻礁海域之水體環境背景基線之特性,以便將來建構近岸的生態環境之即時監控系統。
為此,本研究在大潭電廠進水口處堤防上建立一水質監測站,設置水質儀,平均每小時一筆之數據,輔以航測數據與岸邊採集分析水體中的溫度、鹽度、pH值、溶氧、葉綠素、濁度與營養鹽物質等項目,記錄2015年1月28日至2017年5月31日之數據,再搭配氣象資料(如:降水量、風速)來探討藻礁生態之水體環境受到颱風等極端天氣因子的影響時產生的變化;並嘗試以pH值與溶氧以及葉綠素與濁度兩組水質項目進行相關性分析,設定70%的信賴區間,假定當水體偏離區間時,即有可能為異常狀況發生,藉由此方法可提供警示並做進一步詳細分析來確認。
摘要(英) Abstract
In this study, we use a monitoring instrument of limited projects to propose a method to monitor the dramatic changes in the coastal water quality environment; This method must be used for immediate response, and explore the feasibility of the method, we recorded the high temporal resolution biogeochemical data to characterized the normal condition of algal reef area. This achieve will help to establish a real-time monitor system for the quality of near shore ecology.
Thus, we set up a water quality monitoring station on the embankment at the inlet of the Taitan Power Plant, and analyze water sample to monitor the biogeochemical parameters in this algal reef area. From January 28, 2015 to May 31, 2017, we collected biogeochemical data including Temperature, Salinity, pH, Dissolved oxygen, Chlorophyll, Turbidity and Nutrients. We also compare meteorological data (Precipitation and Wind speed) to explore the changes in the water environment of the algae reef ecology caused by extreme weather such as typhoons; And we attempted to analyze the correlation between pH with Dissolved oxygen and Chlorophyll with Turbidity water quality items, and set a 70% confidence interval. It is assumed that when the water deviates from the interval, it may be an abnormal situation. Provide warnings and make further detailed analysis to confirm.
關鍵字(中) ★ 沿岸水質環境
★ 即時監控
★ 水質基礎項目
★ 觀新藻礁
關鍵字(英)
論文目次 目 錄
摘 要 i
Abstract ii
謝 誌 iii
目 錄 iv
圖 目 錄 vii
表 目 錄 xiii
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機 3
1.3研究目的 4
第二章 分析方法 8
2.1研究地點 8
2.1.1 樣品採集與數據收集 10
2.1.2 各項水值參數分析方法 17
2.1.3數據資料處理 20
第三章 結果 26
3.1 溫度 27
3.2 鹽度 27
3.3 pH值 27
3.4 溶氧 27
3.5 葉綠素 28
3.6濁度 28
3.7營養鹽 29
3.7.1硝酸根與亞硝酸根離子 29
3.7.2磷酸根 29
3.7.3矽酸根 29
第四章 討論 34
4.1季節變化 34
4.2颱風因子的影響 35
4.3日週期變化 37
4.4 相關性分析 38
4.4.1葉綠素與濁度 38
4.4.2 pH值與其他水質項目 38
4.5優養化程度分析 39
第五章 結論與建議 55
5.1結論 55
5.2建議 57
英文參考文獻 59
中文參考文獻 62
附錄一 銨離子濃度測定方式 65
附錄二 磷酸根濃度測定方式 69
附錄三 亞硝酸根濃度測定方式 72
附錄四 硝酸根濃度測定方式 75
附錄五 矽酸鹽濃度測定方式 78
附錄六 葉綠素a測定方式 81
附錄七 溶氧測定方式 84
圖附錄 87
表附錄 124

圖 目 錄
圖1- 1海岸面臨威脅之問題尺度種類 5
圖1- 2世界藻礁分布 6
圖1- 3中油觀塘第三LNG接收站工程規劃 7
圖2- 1台灣夏季洋流流向(紅點為測站位置) 8
圖2- 2台灣冬季洋流流向(紅點為測站位置) 8
圖2- 3大潭電廠堤防測站與海側航次站點位置圖(左) 9
圖2- 4台灣經緯範圍圖(右) 9
圖2- 5水質儀校整與維護 13
圖2- 6於大潭水質測站進行的現場採樣 13
圖2- 7 YSI660v2水質儀器與探針。 14
圖2- 8大潭水值測站之水質儀放置處。 14
圖2- 9海洋研究船二號上之CCD採水瓶 15
圖2- 10 pH值量測 15
圖2- 11水體過濾 16
圖2- 12液態氮急速冷凍 16
圖3- 1水質各項目時序圖(I)(a)降水與風速(長條圖:降水量、藍線:風速)、(b)溫度、(c)鹽度、(d)pH值、(e)溶氧百分比、(f)葉綠素(綠:測站溫度、藍:水質儀、紅:大潭生地化、菱形:航測表水;星形:航測水深3-5米)。 32
圖3- 2水質各項目時序圖(II)(g)濁度、(h)亞硝酸鹽、(i)硝酸鹽、(j)磷酸鹽、(k)矽酸鹽(綠:測站溫度,藍:大潭水質儀,紅:大潭生地化、菱形:航測表水;星形:航測水深3-5米)(g)濁度、(h)亞硝酸鹽、(i)硝酸鹽、(j)磷酸鹽、(k)矽酸鹽(綠:測站溫度、藍:大潭水質儀、紅:大潭生地化、菱形:航測表水、星形:航測水深3-5米)。 33
圖4-1杜鵑颱風路徑圖 46
圖4-2梅姬颱風路徑圖 46
圖4-3杜鵑颱風(2015/09/27-9/29)時序圖組((a)降水與風速(b)溫度(c)鹽度(d)pH值(e)溶氧(f)葉綠素) 47
圖4-4梅姬颱風(2015/8/22-8/24)時序圖組((a)降水與風速(b)溫度(c)鹽度(d)pH值(e)溶氧(f)葉綠素) 48
圖4- 5 2015/10/2-10/8日時序圖組((a)降水與風速(b)溫度(c)鹽度(d)pH值(e)溶氧(f)葉綠素) 49
圖4- 6 2015/10/2-10/8日變化平均時序圖組((a)風速(b)溫度(c)鹽度(d)pH值(e)溶氧(f)葉綠素 50
圖4- 7葉綠素與濁度相關性分析(紅線:回歸曲線) 51
圖4- 8 2015年5月到8月pH值與溶氧百分比(紅線:回歸曲線) 51
圖4- 9 颱風時期於葉綠素與濁度相關性正常指標中之分布現象 52
圖4- 10颱風時期於pH值與溶氧飽和百分比相關性正常指標中之分布現象 52
圖4- 11健康生態系(左)與優養化生態系(右)。 53
圖4- 12美國NOAA對於海岸與河口優養化程度(ASSETS)的分析方式。 54
附錄圖1- 1 2015年1月各項水質參數因子間之時序資料比較 87
附錄圖1- 2 2015年1月各項水質參數因子間之時序資料比較 88
附錄圖1- 3 2015年2月各項水質參數因子間之時序資料比較 89
附錄圖1- 4 2015年2月各項水質參數因子間之時序資料比較 90
附錄圖1- 5 2015年3月各項水質參數因子間之時序資料比較 91
附錄圖1- 6 2015年3月各項水質參數因子間之時序資料比較 92
附錄圖1- 7 2015年4月各項水質參數因子間之時序資料比較 93
附錄圖1- 8 2015年4月各項水質參數因子間之時序資料比較 94
附錄圖1- 9 2015年5月各項水質參數因子間之時序資料比較 95
附錄圖1- 10 2015年5月各項水質參數因子間之時序資料比較 96
附錄圖1- 11 2015年5月各項水質參數因子間之時序資料比較 97
附錄圖1- 12 2015年5月各項水質參數因子間之時序資料比較 98
附錄圖1- 13 2015年6月各項水質參數因子間之時序資料比較 99
附錄圖1- 14 2015年6月各項水質參數因子間之時序資料比較 100
附錄圖1- 15 2015年6月各項水質參數因子間之時序資料比較 101
附錄圖1- 16 2015年7月各項水質參數因子間之時序資料比較 102
附錄圖1- 17 2015年7月各項水質參數因子間之時序資料比較 103
附錄圖1- 18 2015年7月各項水質參數因子間之時序資料比較 104
附錄圖1- 19 2015年8月各項水質參數因子間之時序資料比較 105
附錄圖1- 20 2015年8月各項水質參數因子間之時序資料比較 106
附錄圖1- 21 2015年8月各項水質參數因子間之時序資料比較 107
附錄圖1- 22 2015年9月各項水質參數因子間之時序資料比較 108
附錄圖1- 23 2015年9月各項水質參數因子間之時序資料比較 109
附錄圖1- 24 2015年9月各項水質參數因子間之時序資料比較 110
附錄圖1- 25 2015年10月各項水質參數因子間之時序資料比較 111
附錄圖1- 26 2015年10月各項水質參數因子間之時序資料比較 112
附錄圖1- 27 2015年10月各項水質參數因子間之時序資料比較 113
附錄圖1- 28 2015年11月各項水質參數因子間之時序資料比較 114
附錄圖1- 29 2015年11月各項水質參數因子間之時序資料比較 115
附錄圖1- 30 2015年11月各項水質參數因子間之時序資料比較 116
附錄圖1- 31 2016-2017年各項水質參數因子間之時序資料比較 117
附錄圖1- 32 2016-2017年各項水質參數因子間之時序資料比較 118
附錄圖1- 33 2016-2017年各項水質參數因子間之時序資料比較 119
附錄圖1- 34 2016-2017年各項水質參數因子間之時序資料比較 120
附錄圖1- 35 2016-2017年各項水質參數因子間之時序資料比較 121
附錄圖2- 1大鵬灣時序圖組((a)溫度(OC)、(b) pH值、(c)溶氧百分比(DO%)與溶氧量(mg/l)、(d)濁度(NTU)) 122
附錄圖2- 2 (a)~(c)大鵬灣相關性圖組(I)((a)溫度與pH、(b)溫度與DO%、(c)pH與DO%) 123
附錄圖2- 3(a)~(c)大鵬灣相關性圖組(II)((a)溫度與pH、(b)溫度與DO%、(c)pH與DO%) 123


表 目 錄
表2- 1採樣與維護時間 11
表2- 2航次測站編號與日期 12
表3- 1大潭測站水質儀各水質項目之平均 30
表3- 2大潭測站生地化實驗各水質項目數值與平均 30
表3- 3航測水質數據 31
表4- 1年與四季的平均與標準偏差 41
表4- 2颱風侵台時期極值與前後期平均數據 42
表4- 3各水質項目與降水量之相關 43
表4- 4各日變化平均相關 44
表4- 5各項水質參數之最大值、最小值與平均值 45
附錄表1- 1水質儀數據與生地化實驗數據差值 124
附錄表1- 2水質儀數據與生地化實驗數據差值 124
附錄表1- 2大鵬灣水質數據最大值、最小值與平均值 124
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指導教授 錢樺(Hwa Chien) 審核日期 2019-11-6
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