摘要
高屏溪流域為高屏地區主要農業用水、工業用水及自來水水源，水體用途相當重要。隨著高屏溪攔河堰上游豬隻禁養政策之實行，點源污染已逐步控制，非點源污染削減之重要性逐漸提高。由於流域上游集水區大都以農業活動為主，非點源污染亦為造成高屏溪水質惡化之主要原因之一。高屏溪流域集水區之管理規劃，應針對非點源污染予以調整評估及規範，方能達到水資源永續利用之目標。
本研究應用多介質模式（Integrated Watershed Management Model, IWMM）模擬評估高屏溪流域主要支流之ㄧ隘寮溪集水區非點源負荷對於隘寮溪水質之影響，進一步探討降雨量及土地利用型態與非點源負荷量之關係，並針對非點源污染研擬及進行可行性整治方案之效益評估，希冀以在高屏溪流域集水區管理上有所助益。
模式評估結果顯示，隘寮溪集水區2004年全年之氨氮非點源負荷量為92,177 kg/year，農業活動為其主要污染來源，於豐水期期間非點源污染輸出量最大。本研究提出下列三點主要之管理策略，有效進行流域管理及污染控制，以降低非點源污染對於高屏溪水質之衝擊：（1）建立集水區地理資訊系統（geographic information system, GIS）及即時水質監測系統以有效監測及管理集水區污染；（2）結合GIS系統與多介質模式，以有效研擬流域之管理策略及各整治策略之效益分析；（3）應用非點源最佳管理作業（best management practices, BMPs）及自然處理系統處理集水區暴雨逕流挾帶之非點源污染。

Abstract
In Taiwan, non-point source (NPS) pollution is one of the major causes of the impairment of surface waters. The Kaoping River Basin is the largest and the most intensively used river basin in Taiwan. In the Kaoping River Basin, most of the upper catchment is used for agricultural activities including cropland and livestock farming. In this study, I-Liao Creek watershed, one the major sub-basin of Kaoping River Basin, was selected to study the impact of NPS pollution on river water quality. An integrated watershed management model was applied to investigate potential NPS pollution management plans in the I-Liao Creek watershed. Based on the results from the field investigation and model simulation, the overall ammonia-nitrogen loading to the I-Liao Creek watershed was approximately 92,117 kg/year. The following remedial strategies have been taken to reduce the impacts of NPS pollution on the water quality of Kaoping River and I-Liao Creek: application of best management practice for NPS pollutant control; application of natural treatment systems for stormwater runoff treatment; and construction of the watershed geographical information system (GIS) and real time water quality monitoring system to effectively manage the watershed. Linking land utilization information with the NPS pollution simulation model may further provide essential information of pollution potential of NPS pollution for all sub-regions in the river basin. Experience obtained from this study will be helpful in designing the watershed management and pollution control strategies for other similar river basins.

目錄
頁次
謝誌 Ⅰ
摘要 Ⅱ
英文摘要 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅷ
表目錄 Ⅹ
第一章 前言 1-1
1-1研究緣起 1-1
1-2研究目的與方法 1-1
第二章 文獻回顧 2-1
2-1非點源污染之研究 2-1
2-1-1非點源污染介紹 2-1
2-1-2非點源污染相關研究 2-2
2-2多介質模式介紹 2-4
2-2-1理想的多介質模式 2-5
2-2-2多介質模式之應用 2-6
2-3地理資訊系統與模式之結合應用 2-8
2-3-1地理資訊系統介紹 2-8
2-3-2地理資訊系統與模式之結合 2-9
第三章 IWMM模式介紹 3-1
3-1模擬項目與輸入資料 3-3
3-2模式基本原理 3-4
3-2-1水量模擬 3-4
3-2-1.1大氣與植物單元 3-4
3-2-1.2土壤單元 3-7
3-2-1.3河川單元 3-10
3-2-2水質模擬 3-11
3-2-2.1大氣與植物單元 3-11
3-2-2.2土壤單元 3-13
3-2-2.3河川單元 3-18
第四章 模式應用 4-1
4-1隘寮溪集水區之背景簡述 4-1
4-1-1地理位置 4-1
4-1-2氣候與水文條件 4-1
4-1-3土壤 4-5
4-1-4土地利用型態 4-7
4-1-5水質現況與污染負荷分析 4-7
4-1-5.1水質現況 4-9
4-1-5.2污染來源分析 4-10
4-1-5.3污染量分析 4-11
4-2採樣分析 4-13
4-2-1採樣點之選擇 4-14
4-2-2流量之測定 4-15
4-2-3水質採樣分析 4-16
4-2-4土壤採樣分析 4-19
4-3模式參數率定與驗證 4-24
4-3-1資料收集 4-24
4-3-1.1 GIS資料 4-25
4-3-1.2土地利用資料 4-25
4-3-1.3河川資料 4-25
4-3-1.4施肥資料 4-26
4-3-1.5土壤資料 4-29
4-3-1.6點源資料 4-29
4-3-2參數率定與驗證 4-29
4-3-2.1水文參數率定驗證 4-31
4-3-2.2水質參數率定驗證 4-32
第五章 非點源污染負荷量分析與控制 5-1
5-1非點源污染負荷模擬分析 5-1
5-1-1降雨量與污染負荷之分析 5-3
5-1-2土地利用型態與污染負荷量分析5-5
5-1-3非點源污染負荷相關研究探討5-6
5-2隘寮溪集水區整治方案之研討 5-7
5-2-1可行性整治方案之效益評估 5-8
5-2-2適用之整治方案研擬 5-12
5-2-2.1非結構性之BMPs 5-12
5-2-2.2結構性之BMPs 5-13
5-2-2.3自然處理系統-高灘地漫地流5-13
第六章 結論與建議 6-1
6-1結論 6-1
6-2建議 6-2
參考文獻
附錄A 水質檢測項目之檢驗及品保品管方法
附錄B 河川流量逐段計算區間示意圖
附錄C 隘寮溪水質採樣數據
附錄D 隘寮溪集水區土壤採樣點相關位置
附錄E 土壤分析方法

圖目錄
頁次
圖1-1 研究方法與步驟流程圖 1-3
圖2-1 理想多介質模式示意圖 2-5
圖3-1 IWMM模式主要架構圖 3-2
圖3-2 IWMM模式操作界面圖 3-2
圖3-3 IWMM模式水流路徑與水文及化學過程 3-3
圖3-4 土壤層之水量平衡圖 3-7
圖3-5 河川分段之水量平衡圖 3-10
圖4-1 高屏溪流域水系分佈圖 4-2
圖4-2 隘寮溪集水區示意圖 4-3
圖4-3 隘寮溪集水區內之雨量測站相關位置圖 4-3
圖4-4 1995年至2004年古夏及阿禮雨量測站月平均降雨量 4-4
圖4-5 1999年至2004年三地門流量測站年平均月流量 4-4
圖4-6 水質及土壤採樣流程圖 4-13
圖4-7 隘寮溪集水區水質採樣點之相關位置圖 4-14
圖4-8 隘寮溪集水區土地利用分布圖 4-26
圖4-9 2005年高樹大橋模式模擬流量與觀測值之率定圖 4-33
圖4-10- 2005年高樹大橋模式模擬溫度與觀測值之比較圖 4-33
圖4-11- 2002年三地門橋模式模擬流量與觀測值之驗證圖 4-33
圖4-12- 2005年高樹大橋模擬氨氮值與觀測值之率定圖 4-34
圖5-1 2005年河段5（高樹大橋）氨氮非點源負荷之模擬值 5-2
圖5-2 2002年隘寮溪集水區日平均降雨量與河段5氨氮濃度之關係
5-4
圖5-3 2004年隘寮溪集水區日平均降雨量與河段5氨氮濃度之關係
5-4
圖5-4 隘寮溪各子集水區土地利用類型之氨氮污染負荷量（2002） 5-6
圖5-5 隘寮溪各子集水區土地利用類型之氨氮污染負荷量（2004） 5-6
圖5-6 模式模擬河段3（a）整治前（b）整治後之氨氮濃度變化圖 5-11
圖5-7 模式模擬河段5（a）施肥減量30％前（b）後之氨氮濃度變化圖 5-12
圖5-8 高灘地漫地流整治方案示意圖 5-14

表目錄
頁次
表2-1 非點源污染模式之比較 2-8
表4-1 隘寮溪集水區內之土地利用型態 4-7
表4-2 高屏溪流域公告之水區及水體分類 4-8
表4-3 高屏溪地面水體分類水質標準 4-9
表4-4 RPI指標之計算及比對基準表 4-9
表4-5 隘寮溪南華大橋水質測站監測值 4-10
表4-6 隘寮溪集水區內各鄉鎮人口、畜牧、工廠分佈情形表 4-11
表4-7 隘寮溪集水區2003年點源、非點源污染量所佔比例 4-12
表4-8 河川流量逐段計算區間示意表 4-16
表4-9 隘寮溪流域各測點流量量測結果 4-16
表4-10 三地門橋水質採樣分析結果 4-18
表4-11

參考文獻
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