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「水質模式」資料區

 
 環境影響評估河川水質評估模式技術規範

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水資源相關的模式相當多,例如QUAL2E河川污染模式、WASP水質模式、MODFLOW地下水模式等,而運用在集水區非點源污染管理則有SWMMAGNPSHSPFVAST等。以下即以集水區綜合型模式BASINS、非點源污染模式HSPF、及河川污染模式QUAL2E為範例,分別介紹各模式之特點及水資源方面之應用:

BASINS

BASINSBetter Assessment Science Integrating Point andNonpoint Sources)為美國環保署(USEPA)發展的集水區多目標環境分析系統,此系統結合地理資訊系統(GIS)、集水區資料庫、及多種水質模擬評估工具,不但美國國內的政府機關、學術單位及民間環境顧問公司廣為使用,也漸漸被其他國家所採用。

 

HSPF模式

HSPFHydrological Simulation Program Fortran Model)為美國環保護署(USEPA)與Hydrocomp Inc.所共同發展之非點源污染模式,為一集合水文、水理、水質於一體之連續模擬程式,模擬複雜的非點源污染傳輸過程。

 

QUAL2E模式

QUAL2E The Enhanced Stream Water Quality Model)為美國環保署(USEPA)所發展之河川水質模式,主要用於模擬河川系統在受點源污染排放下,河川水體中各種生化反應過程及水質變化情形。

 


 

水資源之開發為國家整體建設之一環,惟水資源之維護與管理,因受都市化快速發展及各類土地利用變遷頻繁之影響,再加以社會人口增加,因而土地利用需求日殷,故違規使用日趨惡化,不當開發使用行為造成水源水質惡化。根據各國經驗,以集水區為尺度之管理為時勢所趨,本研究主要目標即在於推廣整合性集水區管理工具及技術,同時配合政府單位推廣水資源永續經營之精神,積極投入水資源保育相關課題之研究,促進台灣集水區水源之有效管理。

本研究規劃工作重點包括四大項:

本土非點源污染調查

推廣BASINS水質水量模擬與應用

推廣非點源污染控制技術(BMPs

溫泉水資源開發對水環境影響之初探

 本計畫委託單位為經濟部水利署,中心主任林鎮洋副教授主持,協同主持人包括美國維吉尼亞大學余嘯雷教授、台北科技大學陳孝行助理教授等,主要研究人員為水環境研究中心助理研究員章興儒。

 

 

水體污染的來源可分為點源污染(Point Source Pollution)與非點源污染(Nonpoint Source Pollution),點源污染是指污染物由可確認的地點流入水體中,如工廠和廢水處理場廠的排水管線、下水道、排水溝等。非點源污染則是指環境中的污染物,並非由單一可確認的地點流入水體所導致的污染,如大氣中的沉降物、都市下水道暴漲的逕流,及來自農、礦、營建業等活動的逕流所造成的污染。

非點源污染的特性為散佈、間歇性發生,污染來源為雨水逕流沖刷地表之污染物流入水體,其影響因素包括土地利用、氣候、水文、地形、原生植被及地質等,過程十分複雜。不管是農地、遊憩區、施工工地、都市、工廠及工業區,均會因下雨(尤其是first flush)而沖刷出各種污染物、泥砂及營養鹽,常見的都市非點源包括街道及工廠空地的逕流、雨水沖刷花園植物的殺蟲劑、街道及道路施工等,鄉村的非點源污染則通常和農業施肥、遊憩活動、林業及開礦有關。

非點源污染產生的主因為暴雨逕流,因此發生的時間及地點有很大的不確定性,污染量在時、空上的分佈亦相當不均勻,故非點源污染量一般以集水區長時間之平均值來表示,如公斤/公頃/年。此外,暴雨逕流過程中流量及水質隨時間而變化,降雨初期,晴天累積於地表之污染物被逕流沖刷,因此逕流初期有較高之污染物濃度;若降雨持續,則地面可沖刷之污染物量漸少,逕流污染物濃度亦逐漸降低。由於流量與污染物濃度之顯著變化,非點源污染無法以單一水樣的檢驗來定量,必須在暴雨逕流過程採不同時段之水樣分析,同時測定流量變化,由此可知,非點源污染之調查研究是需要花費相當的人力、物力,及長時間經驗之累積。

近年來國內外研究顯示,非點源污染對水庫集水區之水質造成極大的衝擊,除引起水庫淤積、縮短水庫壽命外,因藻類孳長,產生的水庫優養化現象對於水庫生物生長及自來水處理加藥量,及供水水質均造成重大的影響。

對於非點源污染的控制,目前國內外以『最佳管理作業』(Best Management PracticesBMPs)一詞稱之,控制方法可包括建造硬體設施(即結構性,Structural)如入滲、滯留設施,及透過管理性措施(即非結構性,Non-structural)如肥料使用管制、土地使用規劃等,以控制或削減非點源污染。環保署自民國八十三年起即著手非點源污染控制研究,期提供國內相關機構及業者參考,經數年的努力,已完成施工活動、遊憩區、工業區、社區及農業區等非點源污染防治最佳管理作業手冊。


美國地調所水資源相關模式
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美國環保署集水區與水質模式科學支援中心

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美國環保署非點源污染網站
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環保署非點源污染最佳管理作業規範
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經濟部水利署台北水源特定區管理局
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台北縣政府環境保護局
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非點源污染負荷之調查與評估資料下載

http://140.124.61.21/werc_paper/student/hu.pdf