中 華 大 學

I

中 華 大 學

碩 士 論 文

題目：新竹縣鳳山溪飲用水水源水質保護區 變更劃定及取水口劃定調查評估

系 所 別：土木與工程資訊學系碩士班 學號姓名：M09604036 翁 慶 宏

指導教授：黃 思 蓴 博士 顏 有 利 博士

中華民國 九十九 年 二 月

II

摘 要

本研究的目的在於模擬鳳山溪水體，以便分析其飲用水水源水質 保護區之地點適宜性，其作法以 WASP 河川流域管理水質模式 7.3 版 建構一條虛擬的鳳山溪流域，在各種虛擬的情境下進行水質的模擬與 分析以擬定最佳之取水口點位，如假設在擴大保護區一定距離下，評 估非法傾倒的危害性。在基流量期間的模擬，趨勢上遠離關西、龍潭 及竹北等三個端點處的污染源，即新埔取水口的濃度明顯最低。原取 水口的水質於基流期或枯流量期間相對於鳳山溪上游任何一點的點 位為佳，尤其是 BOD 可以從 28.83 mg/L 降到 4.66 mg/L。畜牧廢水 以原水排放的情形最為嚴重，未來的管制策略上，將朝推廣乾式飼養 方面著手，建議以其糞尿做堆肥，尿水可以利用濕地等自然淨化方法 處理，政府部份補助硬體設備、結合產官學研的力量，訓練其操作與 維護；而且，己排入河川的養豬廢水頇設截流溝渠攔截。由於鳳山溪 的水質普遍良好，擴大保護區的作法，對原取水口水質的改善非常有 限。可是於距取水口較近的 S3 點位，非法傾倒廢水會嚴重影響原取 水口的水質。若將保護區加大四倍則可以有效管制偷排廢水、盜採砂 石等污染情事，對原取水口所獲得的淨化效益最高。

III

謝 誌

學生生涯的一個段落，總算是隨著此篇論文，劃下一個句點，雖 不是完美，但總稱的上是完全。兩年半來的過程，像是小說一般的劇 情，有太多的貣貣伏伏不是用幾百字言語能形容，經過兩個實驗室的 洗禮，我想..這也許是一個很難能可貴的經驗吧。

在這裡，我首先要感謝的，是在我窮途末路，願意收留我的老師 黃思蓴教授，我想當初如果沒有您，我現在不知道在何方，我不知道 該如何訴說這一份感激，一直以來，我都將這個計劃案視為給老師的 一個回報，很高興的如期完成。再來要感謝的是聯合大學的 顏有利 老師，多次都麻煩老師到很晚的時間，一直對老師很過意不去，感謝 老師您的教導，這份感激我會一直記在心裡。還有實驗室的小拉跟著 我東奔西跑，如果沒有你的幫忙，我一個人真的會忙不過來。另外還 有謝謝欣怡學姊及吞哥給我的經驗傳承、佳龍不辭辛苦的出差測量、

丸子的文書記錄、還有佑子跟阿豐也幫忙管帳及查資料，以及眾多幫 助過我的人。

最後將此份成就，獻給期待已久的父母，希望沒有辜負你們的期 望，完成你們的心願，以及兩年半來的精神支柱，我最摯愛的珮玲。

IV

目 錄

摘 要 ··· II 謝

第一章 緒論 ··· 1

1-1 緣貣 ··· 1

1-2 研究目標 ··· 3

1-3 研究效益 ··· 3

第二章 文獻回顧 ··· 4

2-1 新竹縣鳳山溪流域的污染現況 ··· 4

2-1-1 農業污染 ··· 6

2-1-2 工業污染 ··· 7

2-1-3 畜牧污染 ··· 11

2-1-4 鳳山溪流域每季檢測結果 ··· 18

2-1-5 鳳山溪現有水源水質保護區 ··· 25

2-2 河川流域管理水質模式 ··· 26

2-2-1 河川水質模式之發展歷史 ··· 26

2-2-2 BASINS ··· 26

2-2-3 HSPF ··· 27

V

2-2-4 QUAL2E ··· 28

2-2-5 WASP ··· 30

2-3 WASP 模式詳細介紹 ··· 32

2-3-1 箱型模式 ··· 32

2-3-2 WASP 基本架構 ··· 33

2-3-3 WASP 分析模數 ··· 33

2-3-4 WASP 的反應作用 ··· 35

2-3-5 WASP 特點及優點 ··· 36

2-4 鳳山溪相關之學術研究 ··· 37

第三章 鳳山溪背景簡述 ··· 39

3-1 鳳山溪流域概述及水體分類 ··· 39

3-1-1 鳳山溪流域簡介 ··· 39

3-1-2 鳳山溪支流介紹 ··· 43

第四章 工作方法 ··· 47

4-1 工作流程與研究架構 ··· 47

4-2 鳳山溪河川基本資料建置 ··· 49

4-3 新竹縣鳳山溪流域污染排放調查及分析 ··· 51

4-3-1 家庭污染推估 ··· 51

4-3-2 農業污染 ··· 52

4-3-3 工業污染推估 ··· 53

4-3-4 畜牧污染推估 ··· 55

4-3-5 非點源污染推估 ··· 56

4-4 新竹縣鳳山溪流域河川污染及水質模擬分析模式建立 ··· 56

4-4-1 WASP 水質模式模擬流程 ··· 56

4-4-2 河段劃分 ··· 58

4-4-3 參數選定 ··· 60

VI

4-4-4 實測數值與 RMSE 檢定法 ··· 62

4-5 評估劃定飲用水水源水質保護區範圍或飲用水取水口一定距離 ··· 62

第五章 結果與討論 ··· 65

5-1 鳳山溪流域河川基本資料取得 ··· 65

5-2 鳳山溪流域人文背景調查 ··· 66

5-2-1 人口調查 ··· 66

5-2-2 農地面積 ··· 69

5-2-3 工業規模 ··· 73

5-2-4 畜牧業規模 ··· 74

5-3 可疑污染源調查 ··· 75

5-4 污染總量調查 ··· 76

5-4-1 家庭污染 ··· 76

5-4-2 農業污染 ··· 78

5-4-3 工業污染 ··· 80

5-4-4 畜牧污染 ··· 82

5-5 不同污染源的貢獻度 ··· 83

5-6 WASP 水質模式基本假設 ··· 84

5-7 RMSE 檢定結果 ··· 85

鳳山溪流域水質模擬結果 ··· 86

5-8 鳳山溪與霄裡溪晴天基流量下的水質變化 ··· 86

5-9 枯流量期間的河川水質 ··· 95

5-10 暴雨期間的河川水質 ··· 102

第六章 現有取水口點位遷移之必要性評估 ··· 106

6-1 基流量期間 ··· 106

6-2 枯流量期間 ··· 107

VII

6-3 暴雨期間 ··· 107

6-4 畜牧廢水對不同取水口水質之影響 ··· 117

6-4-1 畜牧廢水原水排放污染 ··· 117

6-4-2 畜牧廢水三段式處理排放污染 ··· 120

6-4-3 畜牧業乾式圈養的排放污染 ··· 121

第七章 擴大保護區評估 ··· 122

7-1 擴大保護區一定距離對取水口水質的影響 ··· 122

7-2 於原取水口附近發生廢水任意傾倒事件 ··· 125

7-3 管制策略的擬定 ··· 130

7-3-1 畜牧養豬廢水的管制策略 ··· 130

7-3-2 其他管制策略 ··· 132

7-3-3 對自來水公司的建議 ··· 132

7-3-4 公部門的行政可行性 ··· 133

第八章 結論 ··· 134

參考文獻 ··· 137

VIII

圖目錄

圖 2-1-1、鳳山溪流域水質監測站座標位置 ··· 25

圖 2-1-2、鳳山溪水源水質保護區位置概況圖 ··· 26

圖 2-2-1、WASP 主介面 ··· 30

圖 2-2-2、WASP 輸出介面 ··· 31

圖 2-3-1、箱型模式示意圖 ··· 32

圖 2-3-2、三度空間疊加示意圖 ··· 33

圖 2-3-3、WASP 架構圖 ··· 34

圖 3-1-1、鳳山溪水系地理圖 ··· 40

圖 3-1-2、鳳山溪流域圖 ··· 42

圖 3-1-3、歷年鳳山溪流量之年帄均圖 ··· 43

圖 3-1-4、鳳山溪支流牛欄河關西河道圖 ··· 46

圖 3-1-5、霄裡溪匯流鳳山溪新埔概況圖 ··· 46

圖 4-1-1、WASP 河川水質模擬分析工作流程圖 ··· 48

圖 4-2-1、河道流經水面寬度測量方式 ··· 50

圖 4-3-1、鳳山溪流域各工廠位置點 ··· 55

圖 4-4-1、WASP 程式模擬流程圖 ··· 57

圖 4-4-2、河段劃分位置圖 ··· 59

圖 4-5-1、取水口配置圖 ··· 63

圖 5-2-1、鳳山溪流域圖 ··· 66

圖 5-3-1、和原橋地理位置圖 ··· 75

圖 5-3-2、和帄橋旁大量污染物 ··· 76

圖 5-8-1、鳳山溪與霄裡溪在常態下 DO 污染的模擬與檢測果比較 ··· 89

圖 5-8-2、鳳山溪與霄裡溪在常態下 BOD 污染的模擬與檢測果比較 ··· 90

圖 5-8-3、鳳山溪與霄裡溪在常態下 NH

污染的模擬與檢測果比較， ··· 91

圖 5-8-4、鳳山溪與霄裡溪在常態下 NO

污染的模擬與檢測果比較 ··· 92

圖 5-8-5、鳳山溪與霄裡溪在常態下 TP 污染的模擬與檢測果比較 ··· 93

圖 5-8-6、鳳山溪與霄裡溪在常態下 TSS 污染的模擬與檢測果比較 ··· 94

圖 5-9-1、枯流量與基流量 BOD 濃度對照圖 ··· 96

圖 5-9-2、枯流量與基流量 DO 濃度對照圖 ··· 97

IX 圖 5-9-3、枯流量與基流量 NH

濃度對照圖 ··· 98

圖 5-9-4、枯流量與基流量 NO

濃度對照圖 ··· 99

圖 5-9-5、枯流量與基流量 TP 濃度對照圖 ··· 100

圖 5-9-6、枯流量與基流量 SS 濃度對照圖 ··· 101

圖 5-10-1、暴雨期間鳳山溪流域各切割區段各種水質出現的最高濃度 ··· 104

圖 6-3-1、暴雨五點位 BOD 比較圖 ··· 109

圖 6-3-2、暴雨兩點位 DO 比較圖 ··· 110

圖 6-3-3、暴雨五點位 NH

比較圖 ··· 112

圖 6-3-4、暴雨五點位 NO

比較圖 ··· 113

圖 6-3-5、暴雨五點位 TP 比較圖 ··· 115

圖 6-3-6、瞬間暴雨五點位 SS 比較圖 ··· 116

圖 7-1-1、保護區擴張示意圖 ··· 123

圖 7-1-2、鳳山溪流域新埔取水口擴大保護區一定距離（2, 3, 4 倍距離）對於基 流量期間的水質改善情形··· 125

圖 7-2-1、在點位 S6 假設發生非法傾倒之事件，其水質指標 DO 與 BOD 於下游 距原水取水口 4, 5, 6 km 處濃度隨時間的變化 ··· 127

圖 7-2-2、在點位 S3 假設發生非法傾倒之事件，其水質指標 DO 與 BOD 於下游

距原水取水口 4, 5, 6 km 處濃度隨時間的變化 ··· 129

X

表目錄

表 2-1-1、各行政區之人口數 ··· 4

表 2-1-2、各行政區之家庭污水污染總產生量 ··· 5

表 2-1-3、社區廢(污)水處理之污水量 ··· 6

表 2-1-4、全國工業廢水污染總量統計表 ··· 8

表 2-1-5、不同工業之廢水中 BOD 之帄均濃度 ··· 9

表 2-1-6、事業場所或其他指定地區專用污水下水道之總廢(污)水產生量 ··· 9

表 2-1-7、新竹縣畜牧業列管的排放水量及原水水質 ··· 13

表 2-1-8、新竹縣水質監測站基本資料表 ··· 19

表 2-1-9、新竹縣河川水質監測結果 ··· 20

表 2-3-1、各項模式功能比較表 ··· 37

表 2-4-1、鳳山溪之相關研究資料 ··· 38

表 3-1-1、鳳山溪流域地形分布 ··· 41

表 3-1-2、鳳山溪支流 ··· 44

表 3-1-3、鳳山溪支流之介紹 ··· 45

表 4-2-1、資料獲得來源方法 ··· 51

表 4-5-1、擬設取水口位置與功能統整 ··· 64

表 5-1-1、河道原始測量資料表 ··· 65

表 5-2-1、鳳山溪流域各切割區段人口估算表 ··· 67

表 5-2-2、鳳山溪流域各切割區段之流域面積推估結果 ··· 69

表 5-2-3、鳳山溪流域各切割區段之農地面積推估結果 ··· 71

表 5-2-4、各區段工業用水量及逕流量估算 ··· 73

表 5-2-5、各區段畜牧污染估算表 ··· 74

表 5-4-1、家庭污水的污染分段總排放量 ··· 77

表 5-4-2、各區段家庭污染估算 ··· 77

表 5-4-3、農業用水的表面逕流量 ··· 79

表 5-4-4、各區段農業污染估算表 ··· 79

表 5-4-5、農業污染分段總排放量 ··· 80

表 5-4-6、各區段工業污染估算表 ··· 81

表 5-4-7、工業污染分段總排放量 ··· 82

表 5-4-8、畜牧污染分段總排放量 ··· 82

XI

表 5-5-1、鳳山溪流域各污染源的排放量彙整 ··· 83

表 5-9-1、枯水期流量表 ··· 95

表 5-10-1、暴雨水量及污染負荷表 ··· 103

表 5-10-2 暴雨期污染負荷增強係數表 ··· 103

表 6-1-1、基流量期間五點位的水質污染指標比較表 ··· 106

表 6-2-1、枯流量期間五點位的水質污染指標比較表 ··· 107

表 6-3-1、暴雨期間五點位 BOD 比較表 ··· 108

表 6-3-2、暴雨期間五點位 DO 比較表 ··· 110

表 6-3-3、暴雨期間五點位 NH

比較表 ··· 111

表 6-3-4、暴雨期間五點位 NO

比較表 ··· 113

表 6-3-5、暴雨期間五點位 TP 比較表 ··· 114

表 6-3-6、暴雨期間五點位 SS 比較表 ··· 116

表 6-3-7、暴雨期間五點位的水質污染指標比較表 ··· 117

表 6-4-1、畜牧廢水以原水排放之污染負荷 ··· 118

表 6-4-2、晴天基流量畜牧業原水排放各取水口水質比較表 ··· 119

表 6-4-3、畜牧業原水三段式處理排放各取水口水質比較表 ··· 121

表 6-4-4、畜牧業乾式圈養廢水排放各取水口水質比較表 ··· 121

表 7-1-1、五點點位消減率比較表 ··· 124

表 7-1-2、河川帄均消減率 ··· 124

表 7-3-1、養豬廢水的管制策略 ··· 131

表 7-3-2、其他廢水的管制策略 ··· 132

表 7-3-3、鳳山溪與霄裡溪流域水質水量保護各部門負責之任務擬定 ··· 133

1

第一章 緒論

1-1 緣貣

鳳山溪為新竹縣橫山、關西、新埔重要之飲用水及灌溉水源。台 灣自來水公司第三區管理處竹北營運所（以下簡稱自來水公司）於鳳 山溪設有新埔取水口，位於支流霄裡溪匯流口之下游 100 公尺處。日 前發生面板廠污染霄裡溪，進而造成鳳山溪新埔取水口受污染乙事，

使當地居民對於飲用水及生活環境的安全有所疑慮。現階段，自來水 公司除了將引水道利用隔離土堤分隔以防止霄裡溪的溪水流入外，還 另外利用埋設鋼管暗渠的方法，跨越霄裡溪匯流口以抽取鳳山溪上游 之地面伏流水，並將水引至第三號寬口井送至新埔淨水場處理，以供 新埔地區居民使用[行政院環保署，2008]。

依據環保署資料新竹縣歷年針對飲用水之水質檢測均屬合格（請 參見附件三）。惟面板廠污染霄裡溪乙案業已造成霄裡溪的中度污 染，為消除居民對於飲用水安全之疑慮，自來水公司未來規劃將該區 取水口往上移至霄裡溪及鳳山溪匯流處上游約 180 公尺處[行政院環 保署，2008]。當地的里長亦建議將其往更上游移動，移到六股。儘 管如此，若遇大雨溪水暴漲，鳳山溪也會因水源濁度過高而無法使 用，仍必頇改自六家地區引水供應。

2

長期面對工業與暴雨期的污染，自來水公司已著手規劃各種的取 水改善措施，並分短、中、長程計畫來進行改善。在監測頻率上，也 將改為每季一次，最少為期三年，共 12 次。短程計畫：現有取水之 鋼管暗渠及引水道，全段改以管線方式輸送。由鳳山溪上游之取水口 埋設管線直接注入現有的第三號抽水井，並於源頭取水口設置沈砂、

攔砂設施以避免自來水管線堵圔。而且，設立水質惡化預警監測系 統，期能完全消除受到霄裡溪水影響之疑慮。中程計畫：配合水利署 河川局之邊坡整治工程，在必頇移動現有取水口的條件下，而將其往 上游移動至少 100 公尺以上，跨越霄裡溪到鳳山溪上游。長程計畫：

因新埔淨水場的總出水量嚴重不足，必頇進行淨水場遷／擴建，甚至 也考慮整個新竹縣鳳山溪流域取水計畫重新規劃。

而新竹縣環境保護局未來將重新檢視新竹縣鳳山溪飲用水水源 水質保護區（配合河川治理線，取水口一定距離）之劃定，期能藉由 保護區的劃定來減少污染的注入，而使鳳山溪的水質變佳。由於污染 的來源很多，瞭解各種可能的污染源，在帄常或一旦發生突發的污染 事件時，對於鳳山溪飲用水取水口水質的影響及貢獻，也是非常重要 的。為了達成此項目的，必頇以環保署認可的水質模擬程式建構一條 虛構的河川，模擬分析河川於穩態或動態下受污染時水質變化的程 度，妥善規劃飲用水水源水質水量保護的管制策略，提供民眾安心的

3

飲用水品質。而且，將來果真發生污染事件，亦可藉由此水質模擬程 式，於第一時間做出決策，避免污染事件擴大，避免造成難以回復的 環境問題。

1-2 研究目標

(1) 新竹縣鳳山溪流域污染排放量調查。

(2) 利用河川污染及水質模擬分析模式評估新竹縣鳳山溪河川污染 的情形或水質惡化的程度。

(3) 新竹縣鳳山溪流域公告為飲用水水源水質保護區之可行性。

(4) 檢討現有飲用水取水口之適當性。

1-3 研究效益

(1) 完成新竹縣鳳山溪流域污染排放量，並能動態模擬鳳山溪部分河 川污染及水質變化之分析。

(2) 提供飲用水取水口劃定策略及相關污染行為管制策略，避免有污 染的情事再次發生。

(3) 分析及建議新竹縣鳳山溪飲用水水源水質保護區範圍或飲用水 取水口一定距離。

4

第二章 文獻回顧

2-1 新竹縣鳳山溪流域的污染現況

新竹縣鳳山溪流域污染的來源主要包括家庭的生活污水、農業、

工業廢水及畜牧廢水，另外包含在此污染影響程度較小的污染源，如 垃圾滲出水與農業用水等。

在家庭生活污水的資料蒐集上，人口數是最主要的因素，根據新 竹縣民政局列於網站上的資料（2007），如表 2-1-1 所示；竹北、竹 表 2-1-1、各行政區之人口數（資料來源：[新竹縣民政局，2009]）

鄉鎮名 村里數 鄰數 戶數 男人

口數

女人 口數

總人

口數 備註

1 北埔鄉 9 97 2949 5657 4746 10403

2 關西鎮 21 297 8819 17492 15208 32700 3 竹東鎮 25 528 28538 48718 47608 96326

4 寶山鄉 9 115 4398 7458 6304 13762

5 五峰鄉 4 58 1662 2540 1910 4450

6 峨嵋鄉 6 86 1978 3428 2721 6149

7 新埔鎮 19 291 9798 19162 16938 36100 8 竹北市 26 507 38634 62260 61251 123511

9 橫山鄉 11 152 4163 8036 6639 14675

10 新豐鄉 13 252 14420 26696 24702 51398 11 芎林鄉 12 134 5899 10932 9829 20761 12 湖口鄉 20 416 21842 38019 35911 73930

13 尖山鄉 7 86 2537 4503 3641 8144

鄉鎮合計 182 3019 145637 254901 237408 492309

5

東及湖口的人口數分別居第一到第三名。至於各行政區家庭的污水污 染總產生量[高雄工學院土木系，1995]，如表 2-1-2 所示；仍然是以 竹北、竹東及湖口居多。

表 2-1-2、各行政區之家庭污水污染總產生量

鄉鎮名 BOD (kg/d) COD (kg/d)

北埔鄉 152.968 348.007

關西鎮 480.827 1093.899

竹東鎮 1416.395 3222.352

寶山鄉 202.359 460.374

五峰鄉 65.434 148.864

峨嵋鄉 90.416 205.700

新埔鎮 530.821 1207.638

竹北市 1816.128 4131.760

橫山鄉 215.784 490.916

新豐鄉 755.765 1719.395

芎林鄉 305.274 694.509

湖口鄉 1087.080 2473.148

尖石鄉 119.751 272.438

總量 7239 16469

若以固定污染源定義，新竹縣目前列管有 11 個大型社區，有關 的污水處理量，如表 2-1-3 所示。全部的列管社區皆在鳳山溪主流上，

而在霄裡溪則沒有任何一個社區達到列管標準。有關污水量的範圍雖 介於 36~400 CMD，但實際上跨越 250CMD 門檻的社區僅有一個，顯 然該流域的社區皆以小型社區為主。

6

表 2-1-3、社區廢(污)水處理之污水量

管制

序號 流域別 社區污水以設計值

%申請(CMD)

社區污水申請量 (廢(污)水處理設施)

(CMD)

社區污水核准量 (廢(污)水處理設施)

(CMD)

1 鳳山溪(新竹) 80 160.8 160.8

2 鳳山溪(新竹) 51 152 152

3 鳳山溪(新竹) 80 184 184

4 鳳山溪(新竹) 63.15 240 240

5 鳳山溪(新竹) 80 232 232

6 鳳山溪(新竹) 80 36 36

7 鳳山溪(新竹) 80 392 392

8 鳳山溪(新竹) 80 240 240

9 鳳山溪(新竹) 80 200 200

10 鳳山溪(新竹) 80 96 96

11 鳳山溪(新竹) 80 152 152

2-1-1 農業污染

在農業污染部份，根據水利署資料鳳山溪流域之流量約在 4.78 CMS[經濟部水利署，2009]，其流域面積約為 250,000,000 帄方公尺。

根據新竹縣環保局統計資料顯示目前新竹縣耕地面積共約 30,000 公 頃，竹北市農地面積概估為 1,254 公頃，新埔鎮農地面積約為 4,291 公頃，關西鎮農地面積為 5,804 公頃。根據行政院農委會的統計資料，

每公頃之帄均用水量為 87,397 升/天，計算之後鳳山溪流域總農業用 水量約達 1.63 CMS[中華大學水域生態環境研究中心，2005]。

7

2-1-2 工業污染

根據全國工業廢水污染總量調查結果，如表 2-1-4 所示。新竹縣 的總產生量並不多，BOD 僅 7443 ton/year，在台灣本島與台北市、南 投縣、嘉義市、屏東縣及台東縣相同都只有五位數字的污染量。在削 減率方面則比台北縣市、基隆市佳。

至於工業的分類對於廢水的污染貢獻，可根據研究得知[吳芳池，

2003]，如表 2-1-5 所示。其中以製藥、石化及化工的污染較高，BOD 的值都大於 500 mg/L；造紙業及紡織業排放的 BOD 在 400 及 200 mg/L 左右，亦是相當大之污染源。有關新竹縣鳳山溪流域列管的事 業單位，其污染排放的情形，如表 2-1-6 所示。根據表中資料得知：

新竹縣的造紙業、化工及晶圓製造與半導體製造業的污染較大，而鳳 山溪流域最大的工業聚落大都位於新竹工業區，少數在竹北。不過，

表中亦揭露出採礦的廢水量更大，高達 11520000 CMD，遠比晶圓製 造的 28000 CMD 高出甚多。

8

表 2-1-4、全國工業廢水污染總量統計表

縣市別 產生量 排放量 削減量 削減率

BOD COD SS BOD COD SS BOD COD SS BOD COD SS t/year t/year t/year t/year t/year t/year t/year t/year t/year t/year t/year t/year 台北市 1772 5197 12319 528 1592 3078 1243 3605 9241 ^{70.19% 69.37% 75.02%}

高雄市 20471 68368 23728 3749 12347 4733 16722 56021 18994 ^{81.68% 81.94% 80.05%}

台北縣 12572 34946 186973 3937 11465 76677 8635 23481 110296 68.68% 67.19% 58.99%

宜蘭縣 11454 37995 108596 2434 7963 47457 9020 30032 61139 78.75% 79.04% 56.30%

桃園縣 73201 ^{203825 143586} 18913 55041 46204 54289 ¹⁴⁸⁷⁸³ 97382 ^{74.16% 73.00% 67.82%}

新竹縣 7443 21109 81867 1982 6011 35127 5461 15098 46740 ^{73.38% 71.52% 57.09%}

苗栗縣 17459 50817 51880 3553 10887 15132 13905 39930 36748 79.65% 78.58% 70.83%

台中縣 34295 87089 53774 7480 21466 17839 26815 65623 35935 78.19% 75.35% 66.83%

彰化縣 19101 60860 44756 4263 13612 14418 14839 47248 30338 77.68% 77.63% 67.78%

南投縣 3032 8663 6530 639 1935 2335 2394 6728 4195 ^{78.94% 77.67% 64.24%}

雲林縣 34827 98995 42993 6202 18829 15272 28624 80167 27721 82.19% 80.98% 64.48%

嘉義縣 5884 16179 4871 1045 3007 1171 4838 13172 3700 82.23% 81.41% 75.96%

台南縣 39466 98463 32529 7334 21200 8188 32133 77262 24341 ^{81.42% 78.47% 74.83%}

高雄縣 74420 ^{219250 151757} 18925 56832 44914 55495 ^{162417 106844 74.57% 74.08% 70.40%}

屏東縣 7671 16429 9900 1556 3860 3521 6115 12570 6379 ^{79.71% 76.51% 64.43%}

台東縣 4178 11501 17758 945 3081 7203 3233 8420 10555 77.38% 73.21% 59.44%

花蓮縣 12058 29881 101603 2424 6797 42564 9634 23085 59040 79.90% 77.25% 58.11%

澎湖縣 206 634 2259 71 216 297 135 418 1962 ^{65.36% 65.99% 86.85%}

基隆市 1091 2993 1199 354 1042 315 737 1950 884 67.55% 65.17% 73.73%

新竹市 6453 17668 7808 1563 4960 1908 4889 12708 5901 75.77% 71.93% 75.57%

台中市 1639 4224 2029 418 1219 828 1220 3004 1201 74.48% 71.13% 59.21%

嘉義市 196 416 167 56 147 58 140 269 110 ^{71.60% 64.66% 65.54%}

台南市 1282 3216 1216 352 1006 348 931 2211 869 ^{72.57% 68.73% 71.41%}

金門縣 1758 3652 796 242 574 152 1517 3078 644 86.26% 84.28% 80.89%

連江縣 422 1642 794 113 425 199 309 1217 595 73.16% 74.14% 74.94%

總和 ^{392350 1104011 1091691 89078 265513 389938 303272 838497 701753 77.30% 75.95% 64.28%}

9

表 2-1-5、不同工業之廢水中 BOD 之帄均濃度

行業別 BOD

(mg/L)

化工業 500

染整業 180

食品業 300

修車業 70

造紙業 400

製藥業 1270

紡織業 200

發酵業 300

石化業 523

(資料來源：[吳芳池，2003])

表 2-1-6、事業場所或其他指定地區專用污水下水道之總廢(污)水產生 量 (根據新竹縣列管事業水污染防治措施)

管制

序號 行業別 流域別

每日最大量以 設計值%申請

(CMD)

總廢(污)水產 生量 (CMD)

總廢(污)水核 准量 (CMD)

1

造 紙 業 ( 使 用 廢 紙 為原料未達 60%以 上者)

鳳山溪(新竹) 90 12616 11915

2 其他指定地區或場

所專用下水道 鳳山溪(新竹) 84.48 2500 2500

3 化工業 鳳山溪(新竹) 80 6420 6420

4 印 染 整 理 業 ( 印

花、梭織布染整者) 鳳山溪(新竹) 82 1945 1945

5

造 紙 業 ( 使 用 廢 紙 為原料達 60%以上 者)

鳳山溪(新竹) 83 1000 1000

6 其他工業 鳳山溪(新竹) 20 20 20

10

7 製版業 鳳山溪(新竹) 62.5 8 8

8 食品製造業 鳳山溪(新竹) 56.3 45 45

9 醫院、醫事機構 鳳山溪(新竹) 80 40 40

10 晶圓製造及半導體

製造業 鳳山溪(新竹) 85 849.5 849.5

11 金屬表面處理業 鳳山溪(新竹) 75 30 30

12 晶圓製造及半導體

製造業 鳳山溪(新竹) 80 853 853

13 實驗、檢(化)驗、

研究室 鳳山溪(新竹) 50 11 11

14 紡織業 鳳山溪(新竹) 18.6 8 8

15 晶圓製造及半導體

製造業 鳳山溪(新竹) 95 2800 2800

16 廢水代處理業 鳳山溪(新竹) 80 240 240

17 電鍍業 鳳山溪(新竹) 80 33 33

18 電鍍業 鳳山溪(新竹) 66.7 100 100

19 金屬表面處理業 鳳山溪(新竹) 80 24 24

20 其他指定地區或場

所專用下水道 鳳山溪(新竹) 80 872.8 872.8

21 洗車場 鳳山溪(新竹) 43 15 15

22 晶圓製造及半導體

製造業 鳳山溪(新竹) 80 36 36

23 金屬表面處理業 鳳山溪(新竹) 80 160 160

24 食品製造業 鳳山溪(新竹) 80 52 52

25 晶圓製造及半導體

製造業 鳳山溪(新竹) 90 340.5 340.5

26 土石加工業 鳳山溪(新竹) 95 1221.74 1093.13

27 屠宰業 鳳山溪(新竹) 85 1275 1275

28 其他指定地區或場

所專用下水道 鳳山溪(新竹) 80 264 264

29 晶圓製造及半導體

製造業 鳳山溪(新竹) 80 8 8

30 食品製造業 鳳山溪(新竹) 80 38 38

31 電鍍業 鳳山溪(新竹) 80 70.9 70.9

32

公共下水道其流量 大於 250 立方 公 尺／日

鳳山溪(新竹) 85 19881.3 19881.3

11

33 遊樂園(區) 鳳山溪(新竹) 85 1278 1278

34 金屬表面處理業 鳳山溪(新竹) 80 24 24

35 遊樂園(區) 鳳山溪(新竹) 80 80 80

36 遊樂園(區) 鳳山溪(新竹) 80 80 80

37 遊樂園(區) 鳳山溪(新竹) 33.75 40.5 40.5

38 觀光旅館(飯店) 鳳山溪(新竹) 40 40 40

39 採礦業 鳳山溪(新竹) 80 1152000 1152000

40 晶圓製造及半導體

製造業 鳳山溪(新竹) 85 807 807

41 發電廠 鳳山溪(新竹) 77 225 225

42 醫院、醫事機構 鳳山溪(新竹) 80 264 264

44 採礦業 鳳山溪(新竹) 100 500 400

45 其他指定地區或場

所專用下水道 鳳山溪(新竹) 53.3 4000 4000

46 其他指定地區或場

所專用下水道 鳳山溪(新竹) 85 540 540

47 玻璃業 鳳山溪(新竹) 80 4.8 4.8

48 造 紙 業 ( 未 使 用 廢

紙為原料者) 鳳山溪(新竹) 50 39 39

49 陶窯業 宵裡溪 80 32 32

50 洗車場 鳳山溪(新竹) 85 702.1 702.1

51 金屬表面處理業 鳳山溪(新竹) 70 21 21

52 洗車場 鳳山溪(新竹) 80 352.5 352.5

53 其他工業 鳳山溪(新竹) 31 11 11

54 洗車場 鳳山溪(新竹) 45.5 86 86

55 醫院、醫事機構 鳳山溪(新竹) 80 64 64

56 屠宰業 鳳山溪(新竹) 80 65 65

57 晶圓製造及半導體

製造業 鳳山溪(新竹) 80 86.4 86.4

58 觀光旅館(飯店) 鳳山溪(新竹) 80 420 420

59 藥品製造業 鳳山溪(新竹) 80 160 160

2-1-3 畜牧污染

畜牧污染量主要來自於畜養的家禽家畜，包括雞、鴨、豬、牛、

羊等，其中養雞業多為圈養方式畜養，且排泄物含水量低、產量少。

12

根據農委員網站資料顯示，每頭豬每天 BOD 的污染量是人均量的五 倍，而家禽類卻僅為人均量的十七分之一。因此，本研究慎重評估鴨、

牛、羊的飼養量對於環境污染的影響程度遠小於豬隻飼養對於環境污 染影響的程度，所以本研究中畜牧廢水的對象，主要是以豬隻畜養的 排放廢水為主[歐陽峤暉，2000]。

在養豬的方法上，有乾式畜養及濕式畜養等兩種，一般濕式的畜 養每頭豬每天僅排放 150 公升，其中 COD 佔 250 g[歐陽峤暉，2000]，

而乾式的排放水量則非常地少，每天僅排放 30 公升。在養豬廢水的 處理上，由於農民的知識不足，大都沒有良好的污染防治設備，就算 有也無法有效使用。加上不少豬隻畜養是農民的副業，畜養的頭數較 少並未納入列管，常導致黑色廢水直接流入河川之情事。綜合以上等 因素，在管制上必頇同時考量開機率、開機合格率等，如未開機以未 處理計算，BOD 在 3000~4000 mg/L 之間，而開機不合格者以二段式 處理計算，開機合格者以三段式處理計算，如此推估污染量比較準 確。有關新竹縣列管的養豬廢水排放水量及原水水質，如表 2-1-7 所 示。

13

表 2-1-7、新竹縣畜牧業列管的排放水量及原水水質

管制序號 流域別

每日最大排 放水量排放 地面水體放 流口(CMD)

核准排放 水量 (CMD)

原廢水- BOD (mg/L)

放流水 TSS (mg/L)

放流水 pH

1 鳳山溪(新竹) 4 4 2650 138

2940 130

3230 121

3680 139 7.5

3220 136 7.2

2 鳳山溪(新竹) 1275 1275

3 鳳山溪(新竹) 1275 1275

4 鳳山溪(新竹) 7 5.6 2650 136

5 鳳山溪(新竹) 20 16 3180 138

2860 128

2510 129

3320 140 6.8

4090 129 7.5

6 鳳山溪(新竹) 25 20 3160 118

2860 141

2620 125

3530 137 7

3740 139 7

7 鳳山溪(新竹) 7 5.6 2770 135

2930 129

2610 142

3620 137 7.6

3600 141 7.2

8 鳳山溪(新竹) 6.5 5.2 2920 132

3080 136

2490 135

3600 116 7.1

3640 126 7

9 鳳山溪(新竹) 8 6.4 2680 125

2640 131

2380 137

3260 124 6.6

14

3990 142 7.4

10 鳳山溪(新竹) 5.4 4.32 2770 116

3180 117

3210 122 7.1

3940 133 7.1

11 鳳山溪(新竹) 2.2 1.76 2960 125

3180 126

3140 130

3160 140 7.4

3020 124 7.1

12 鳳山溪(新竹) 12.5 10 3250 140

2980 133

2470 131

3230 130 6.9

4140 143 7.2

13 宵裡溪 7.5 6 2860 121

3180 116

2580 133

3190 128 7.4

3340 121 7.5

14 宵裡溪 25 20 3060 119

2980 123

2640 128

3150 118 7.2

4090 126 7.4

15 宵裡溪 18 14.4 2980 115

3150 124

2830 139

3070 121 7.6

4090 125 7.1

16 鳳山溪(新竹) 15 12 3240 128

3050 132

2730 137

3050 140 7

4090 120 7

17 宵裡溪 10 8 2950 138

2620 133

15

2940 119

3320 135 7

3640 134 7.6

18 宵裡溪 15 12 2770 123

3080 136

2610 123

3199 136 7.1

4140 122 7.5

19 鳳山溪(新竹) 20 16 2860 119

2460 122

2750 135

3330 136 7.4

4040 118 7.5

20 鳳山溪(新竹) 1.05 0.84 3810

3290 125 7

3740 138 7.2

21 宵裡溪 12 9.6 2890 120

3120 125

2910 125

3340 130 7.2

3690 130 7.6

22 鳳山溪(新竹) 10 8 2820 133

2870 142

2630 119

3190 118 6.9

3990 136 7.5

23 宵裡溪 12 9.6 3180 126

2890 134

2810 130

3160 146 7.2

3490 119 7.6

24 宵裡溪 10 8 2920 116

2670 130

2680 139

3160 122 7.1

3540 139 7.2

25 宵裡溪 10 8 2980 124

16

2820 125

270 120

3170 130 7.2

3740 121 7.1

26 宵裡溪 10 8 3240 130

2980 133

2680 141

3160 128 6.9

3340 119 7.6

27 宵裡溪 8 6.4 2570 132

3010 140

2650 129

3260 144 6.8

4040 123 7

28 鳳山溪(新竹) 4.5 4.5 3620 126 7.2

3430 115 7.1

29 鳳山溪(新竹) 2.8 2.8 2750 121

3260 127

2910 124

3350 142 7.1

33400 133 7.4

30 鳳山溪(新竹) 13 10.4 2650 112

2840 129

2540 115

3310 129 7.1

3440 124 7.4

31 鳳山溪(新竹) 24 19.2 2760 124

3250 140

2780 141

3090 114 7.4

3790 143 7.1

32 鳳山溪(新竹) 17 13.6 2970 118

3080 138

2570 132

3360 124 6.6

3740 132 7.3

33 鳳山溪(新竹) 12.5 10 2780 136

17

2640 132

3720 140

3110 124 6.9

3840 126 7.5

34 宵裡溪 15 12 3080 134

3080 138

2450 129

3200 141 6.7

3890 135 7

35 鳳山溪(新竹) 7 5.6 3120 126

2710 135

2750 128

3430 139 7

3790 130 7.2

36 鳳山溪(新竹) 7 5.6 2650 140

2680 128

2690 122

3330 142 7.2

4090 134 7

37 鳳山溪(新竹) 7 5.6 2870 135

3050 143

2750 130

3280 135 7.4

4340 116 7.4

38 鳳山溪(新竹) 4.56 4.56 2650 116

2510 131

3230 130

3560 131 7.2

2940 113 7.2

39 鳳山溪(新竹) 4.5 4.3 3180 118

3290 139 7.3

4040 122 7.1

40 宵裡溪 25 20 2680 123

2450 141

2740 140

3340 119 6.9

18

41 鳳山溪(新竹) 7.5 6 2980 134

2730 122

2770 142

3330 135 7.2

42 鳳山溪(新竹) 46 46 3450 56.3 7.2

3350 120 7.3

3790 142 7.4

43 鳳山溪(新竹) 12 9.6

3330 125 7.4

44 鳳山溪(新竹) 4.2 3.36 2690 121

3460 115

3510 133 7.2

3820 129 7.4

2-1-4 鳳山溪流域每季檢測結果

根據資料[新竹縣環境保護局，2009]顯示，過去一年來鳳山溪流 域各測站資料及檢測結果，如表 2-1-8 及表 2-1-9 所示。鳳山溪上有 南華橋、坪林橋、寶石橋及出海口等四個監測站，而霄裡溪有霄裡橋、

龍興橋及照東橋等三個監測站。至於測站的相對座標，如圖 2-1-2 所 示。水質監測的項目：水溫、pH、DO、氨氮、總磷、BOD、COD、

SS、鎘、鉛、總

19

表 2-1-8、新竹縣水質監測站基本資料表

河川名稱

名稱

水體 分類 標準

監測 站 編號

監測站位置 (地址)

監測站座標

監測項目

東經 北緯 橋上 河中 岸邊

鳳山溪 鳳山溪

甲 1615

＊ 水溫、pH、DO、氨

氮、總磷、BOD、

COD、SS、鎘、鉛、

總鉻、銅、鋅、導 電度、汞、濁度、 硝 酸鹽氮

鳳山溪 鳳山溪

甲 1661

山溪交匯處 121°07'54.5" 24°48'27.0"

＊

鳳山溪 霄裡溪

甲 1612

交匯處 121°04'38.3" 24°49'38.3"

＊

鳳山溪 鳳山溪

乙 1617

交匯處 121°04'09.7" 24°49'19.4"

＊ 鳳山溪 霄裡溪

甲 1690

＊ 鳳山溪 霄裡溪

甲 1616

＊

鳳山溪 鳳山溪

丙 1614

匯處 120°56'26.7" 24°51'45.3"

＊

新豐溪 北勢溪

乙 1620

線 121°04'19.1" 24°53'15.1"

＊

新豐溪 新豐溪

乙 1611

豐溪交匯處 120°58'44.7" 24°54'36.4"

＊

新豐溪 北勢溪

乙 1662

勢溪交匯處 121°02'24.0" 24°53'59.6"

＊

20

表 2-1-9、新竹縣河川水質監測結果

(a) 97

4

河川名稱 鳯山溪 新豐溪

監測站名 南華橋 霄裡橋 寶石橋 褒忠橋 龍興大橋 照東橋 出海口 鹿鳴橋 茄苳橋 振興橋 池和大橋

監測站編號 1615 1612 1617 1618 1690 1616 1614 1620 1608 1611 1619

水體分類等級 甲 甲 乙 丙 甲 甲 丙 乙 丙 乙 丙

採樣日期 97/10/28 97/10/28 97/10/28 97/10/28 97/10/14 97/10/14 97/10/14 97/10/14 97/10/14 97/10/14 97/10/14 採樣時間 11:10 11:55 13:05 13:45 10:45 11:15 15:00 12:25 13:35 14:00 14:20

水溫 ℃ 25.0 27.2 27.2 26.4 26.6 27.1 26.7 26.7 29.0 27.8 28.1

pH 值 － 8.33 7.81 8.27 8.73 7.93 8.20 8.06 7.74 7.52 8.51 7.87

溶氧量 mg/L 7.99 7.46 8.50 8.34 7.71 6.94 7.24 5.53 4.34 7.51 5.83

氨氮 mg/L 0.04 0.13 0.11 0.11 0.31 0.06 0.22 7.90 10.4 0.17 4.01

總磷 mg/L 0.036 3.20 1.91 1.48 18.2 13.3 0.590 0.166 5.62 0.258 0.422

生化需氧量 mg/L 1.4 2.0 1.6 3.7 4.6 3.7 3.6 9.7 8.1 5.5 8.4

化學需氧量 mg/L 3.4 9.4 7.0 10.9 9.3 10.6 － 23.1 27.1 13.2 31.3

含高卥離子化學需氧量 mg/L － － － － － － 20.9 － － － －

懸浮固體 mg/L 2.6 11.2 5.8 5.8 5.0 15.6 38.0 5.2 2.4 5.8 25.6

導電度 μS/cm25℃ 305 490 401 420 611 554 12100 445 2810 526 5560

陰離子界面活性劑 mg/L － － － － ND ND ND 0.03 0.13 0.03 0.03

硝酸鹽氮 mg/L 0.33 2.01 1.47 1.43 4.42 4.08 1.04 1.66 13.4 1.66 1.74

濁度 NTU 0.85 4.4 2.3 2.9 1.9 8.0 16 5.4 2.8 4.2 21

21

鎘 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

鉻 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

銅 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND 0.05 ND ND

鉛 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

鋅 mg/L ND ND ND ND ND ND 0.02 ND ND ND 0.01

汞 mg/L — — — — ND ND 0.0002 ND ND ND ND

(b) 98 年度第 1 季

河川名稱 鳯山溪 新豐溪

監測站名 南華橋 坪林橋 霄裡橋 寶石橋 龍興大橋 照東橋 出海口 鹿鳴橋 北勢橋 振興橋

監測站編號 1615 1661 1612 1617 1690 1616 1614 1620 1662 1611

水體分類等級 甲 甲 甲 乙 甲 甲 丙 乙 乙 乙

採樣日期 98/3/4 98/3/4 98/3/4 98/3/4 98/3/4 98/3/4 98/3/4 98/3/4 98/3/4 98/3/4

採樣時間 10:15 9:45 14:45 9:20 14:30 14:15 11:10 13:45 15:40 11:45

水溫 ℃ 26.6 20.8 26.5 19.6 27.0 25.9 26.6 20.8 23.8 26.6

pH 值 － 6.60 6.53 7.00 6.28 6.98 6.91 6.64 6.39 6.97 6.77

溶氧量 mg/L 10.09 9.05 9.37 8.26 8.43 8.65 6.51 6.39 6.01 7.92

氨氮 mg/L 0.10 0.11 0.15 0.36 0.14 0.11 1.60 4.62 3.85 0.56

總磷 mg/L 0.078 0.077 1.12 0.845 4.30 3.80 0.350 0.222 0.560 0.372

生化需氧量 mg/L 1.5 1.4 2.5 2.2 2.2 2.1 8.6 4.6 8.8 3.2

化學需氧量 mg/L 5.1 4.9 10.8 12.1 8.8 9.0 － 21.2 40.5 21.4

含高卥離子化學需氧量 mg/L － － － － － － 19.0 － － －

22

懸浮固體 mg/L 3.8 7.9 7.6 8.6 8.0 11.6 28.4 12.4 18.5 10.0

導電度 μS/cm25℃ 348 357 498 425 770 567 17400 436 568 684

陰離子界面活性劑 mg/L － － － － － － － － － －

硝酸鹽氮 mg/L 0.69 1.26 2.66 2.21 3.93 3.22 1.16 2.85 1.76 2.90

濁度 NTU 1.2 3.1 3.2 3.8 1.9 2.0 12 5.1 7.3 5.3

鎘 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

鉻 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

銅 mg/L ND ND ND ND ND ND 0.01 ND ND 0.01

鉛 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

鋅 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND 0.02 ND

汞 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

(c)98 年度第 2 季

河川名稱 鳯山溪 新豐溪

監測站名 南華橋 坪林橋 霄裡橋 寶石橋 龍興大橋 照東橋 出海口 鹿鳴橋 振興橋 北勢橋

監測站編號 1615 1661 1612 1617 1690 1616 1614 1620 1611 1662

水體分類等級 甲 甲 甲 乙 甲 甲 丙 乙 乙 乙

採樣日期 98/4/15 98/4/15 98/4/15 98/4/15 98/4/15 98/4/15 98/4/15 98/4/15 98/4/15 98/4/15

採樣時間 15:45 15:10 14:45 14:05 11:35 11:15 8:45 10:35 9:20 9:50

水溫 ℃ 23.0 24.6 28.7 28.0 27.5 26.3 22.8 25.9 22.7 22.7

pH 值 － 8.73 8.19 7.88 8.65 7.67 7.95 7.34 7.42 7.62 7.26

溶氧量 mg/L 9.19 7.20 7.35 9.64 7.60 7.49 5.10 6.65 7.64 5.26

23

氨氮 mg/L 0.04 0.04 0.14 0.10 0.02 0.33 0.92 0.54 0.52 2.04

總磷 mg/L 0.052 0.081 1.96 0.375 4.32 3.22 0.405 0.227 0.366 0.358

生化需氧量 mg/L 1.6 1.8 9.6 2.1 2.2 2.2 2.4 3.4 3.6 4.2

化學需氧量 mg/L 5.6 6.8 16.2 9.7 8.8 10.6 19.1 19.0 26.9 26.0

含高卥離子化學需氧量 mg/L － － － － － － － － － －

懸浮固體 mg/L 3.4 6.6 14.7 6.2 7.4 6.6 21.4 10.2 20.8 18.1

導電度 μS/cm25℃ 337 292 507 333 879 567 278 274 568 554

陰離子界面活性劑 mg/L － － － － － － － － － －

硝酸鹽氮 mg/L 0.68 0.98 2.98 1.42 5.48 4.42 1.40 1.66 2.65 1.38

濁度 NTU 1.7 2.1 5.9 2.8 1.6 2.2 12 6.1 11 11

鎘 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

鉻 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

銅 mg/L ND ND ND ND ND ND 0.01 ND 0.02 ND

鉛 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

鋅 mg/L ND ND 0.03 ND ND 0.02 ND ND 0.02 0.01

汞 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

(d)98 年度第 3 季

河川名稱 鳯山溪 新豐溪

監測站名 南華橋 坪林橋 霄裡橋 寶石橋 龍興大橋 照東橋 出海口 鹿鳴橋 振興橋 北勢橋

採樣時間 10:20 9:30 14:30 8:50 15:20 14:55 11:15 16:00 13:40 16:45

水溫 ℃ 29.3 30.2 32.4 30.1 31.1 31.7 33.9 31.9 35.1 31.8

24

pH 值 － 8.31 8.33 7.63 7.86 7.69 8.01 8.16 7.25 8.40 7.71

溶氧量 mg/L 8.40 5.86 6.71 6.58 7.47 8.44 7.56 5.94 6.53 3.53

氨氮 mg/L 0.04 0.08 0.14 0.24 0.13 0.09 0.53 0.11 0.28 5.75

總磷 mg/L 0.139 0.146 3.45 0.935 7.82 6.40 0.530 0.195 0.622 0.784

生化需氧量 mg/L ND ND 2.3 2.7 2.7 3.4 4.2 3.0 4.8 9.7

化學需氧量 mg/L 10.0 6.2 17.6 14.6 13.9 10.9 26.2 10.6 30.1 33.2

懸浮固體 mg/L 4.6 5.2 11.8 11.0 5.0 4.4 23.0 4.2 9.5 7.6

導電度 μS/cm25℃ 327 341 656 416 762 622 12100 596 675 453

硝酸鹽氮 mg/L 0.51 0.69 2.13 1.15 6.82 5.12 0.83 0.64 0.83 0.33

濁度 NTU 1.3 1.4 6.9 5.8 1.8 2.1 16 2.6 7.5 6.8

鎘 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

鉻 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

銅 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

鉛 mg/L ND ND ND ND ND ND 0.08 ND ND ND

鋅 mg/L 0.02 ND 0.02 ND 0.20 ND 0.03 ND 0.13 0.06

汞 mg/L ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND

25

鉻、銅、鋅、導電度、汞、濁度、硝酸鹽氮。有關水質的變化將於後 續章節與水質模式合併討論，並進行比較。

圖 2-1-1、鳳山溪流域水質監測站座標位置

2-1-5 鳳山溪現有水源水質保護區

目前鳳山溪現有兩處飲用水水源水質保護區，分別為關西取水口 位於渡船頭大橋上游及新埔取水口位於寶石橋上游，此二處取水口皆 位於流域中上游河段，關西取水口保護區面積總共為 23.91 公頃，新 埔取水口保護區面積總共為 29.78 公頃，其分布概況如圖 2-1-2：

26

圖 2-1-2、鳳山溪水源水質保護區位置概況圖

2-2 河川流域管理水質模式

2-2-1 河川水質模式之發展歷史

利用模式模擬即為近似現地狀況的一種分析工具。將環境問題數 值化之後，需要以模式為工具來分析與模擬各種現實狀況，來當作環 境決策者參考的依據。水資源有關的模式相當多，例如 QUAL2E 河 川污染模式、WASP 水質模式，以及 SUTRA、MODFLOW 地下水模 式等，而運用在集水區非點源污染管理則有 SWMM、AGNPS、HSPF、

VAST 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[林俊宏，2006]。

2-2-2 BASINS

BASINS（Better Assessment Science Integrating Point and Nonpoint

27

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。

BASINS 發展源由為美國各州及地方團體以集水區為導向的趨 勢，以及 1977 年 Clean Water Act 中對水體進行總量管制（total maximum daily load，TMDL）的要求，美國環保署於 1996 年發展，

以集水區概念為主要架構，將評估 TMDL 所需之點源及非點源污染 分析整合成為一完整的系統。BASINS 的三大宗旨包括：(1)落實環境 資訊的調查、(2)進行環境系統的分析及(3)提供評估管理方案的架構。

BASINS 最大特點在於它採整合式（integrating）的系統。傳統集 水區評估的方法裡，資料的準備、分析、模式應用及結果輸出評估等 步驟常以不同的工具或系統做處理，缺乏整合性且費時，BASINS 克 服這些缺點，將集水區資料及評估工具整合於 ArcView GIS 架構下，

BASINS 系統及應用模式皆在 Windows 環境下，並可提供集水區在 TMDL 方面的分析，從資料的展示、整合、模式模擬、至結果輸出呈 現，皆可在 BASINS 系統中完成。

2-2-3 HSPF

HSPF（Hydrological Simulation Program Fortran Model）為美國環

28

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。HSPF 以降雨、溫度、日照強度、土地利用型態、

土壤特性和農業耕作方式作為基本輸入資料，根據基本輸入資料，

HSPF 最初模擬結果為水量、水質隨時間之變化，從地表經過不同土 壤層至地下含水層之傳輸狀況，可預測逕流量、泥砂運移量、營養物、

殺蟲劑、毒性物質及其它水質成份的濃度。HSPF 再利用這些結果，

考慮河道特性，模擬河道中水量及水質之變化，因此，HSPF 模式可 模擬集水區內之水量及水質變化情形。HSPF 可用於水資源規劃、設 計與管理，且可用或然率方法分析水文及水質問題。

2-2-4 QUAL2E

QUAL2E 水質模式係由美國環保署所發展完成之多功能河川水 質模式。它係由 QUAL-I 及 QUAL-II 模式逐漸改進而完成之成熟模 式。QUAL2E 模式針對樹枝狀河川而言，使用者可根據需要，任意組 合 15 種水質參數，模擬常態（Steady-State）或假動態（Pseudo-Dynamic）

下之河川水質。

QUAL2E 模式之基本理論為一維的傳統延散質量傳輸方程式。它 可描述河川水質隨時間與空間之變化情形，其計算方式是將整個流域 依水理特性切割成若干河段，再將每一河段分成具有等間距之計算元

29

素，且相同河段內元素具有相同之水力特性（如坡度、斷面積及糙度 等）與生物係數（如 BOD 去除率、藻類沉澱率等）。模式原理與方法 為傳統延散質量傳輸方程式。它可描述河川水質隨時間與空間之變化 情 形 。 其 求 解 方 式 為 以 數 值 內 差 分 法 （ numerical implicit finite difference）之高氏消除法（Guassian elimination）及反代入法（back substitution）解有關之偏微分方程式，其中包括溫度及藻類生長項目 之收斂詴驗。

QUAL2E 具有相當悠久的發展歷史，最初為 F.D. Masch and Associates 及 Texas Water Development Board（1970）所發展之 QUAL-I 河川水質模式，經 Water Resources Engineers, Inc.及美國環保署（1972）

合作改良為 QUAL-II，再經使用者的修正、改良，於 1987 年重新命 名為 QUAL2E，此後模式亦繼續改良，加入了河段氣象因數、模式模 擬之不確定性分析等功能，並於 1995 年發展 Windows 介面。1996 年美國環保署開發 BASINS 集水區多目標環境分析系統，將 QUAL2E 納入其中，成為 BASINS 系統中模擬河川水質不可或缺的模式。

QUAL2E 是一個完整且具彈性的一維、穩態河川水質模式，可模 擬充分混合的樹枝狀河川，依使用者的需求，可模擬共十五種水質成 份，包括溶氧、生化需氧量、溫度、葉綠素 A、有機氮、氨氮、亞硝 酸氮、硝酸氮、有機磷、溶解磷、大腸菌、任何非保存性物質、三種

30

保 存 性 物質 等，模 擬 項 目彈 性極大 。 模 式利 用基本 傳 輸 方程 式

（advection-dispersion equation）及質量守恆式，可假設點源廢水排 放、汲水、支流流入、及沿河道增加或減少入流量，模擬污染物在質、

量、及排放位置對河川水質之影響。

2-2-5 WASP

WASP（Water Quality Analysis Simulation Program）水質分析模 式，於 1983、1984 及 1988 年相繼改版加強功能，目前已經發展到 7.4 版 ， 而 本 研 究 當 初 從 網 站 擷 取 下 來 的 版 本 是 7.3 版 [U.S.

Environmental Protection Agency，2009]，有非常多的誤，甚至無法執 行之情形。事實上，WASP 幫助使用者分析及預估水質、回報大自然 現象及幫助決策者管理污染防治和督導。WASP 在水體系統中是使用 分割模式，其包括水管柱及底層生物等，WASP 還可以模擬 1~3 維型 態及各種不同的污染現象。它擁有許多的分析模數，像是對流、擴散 各種的點源污染，質量傳輸及邊界條件設定等，WASP

圖 2-2-1、WASP 主介面 (資料來源：[U.S. Environmental Protection Agency，2009])