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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 生物資源暨農學院
  3. 生物環境系統工程學系
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor范致豪(Chihhao Fan)
dc.contributor.authorChen-Yu Wuen
dc.contributor.author吳振佑zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-17T01:53:09Z-
dc.date.available2020-07-27
dc.date.copyright2017-07-27
dc.date.issued2017
dc.date.submitted2017-07-24
dc.identifier.citationAlmansa, C., & Martínez-Paz, J. M. (2011). What weight should be assigned to future environmental impacts? A probabilistic cost benefit analysis using recent advances on discounting. Science of the Total Environment, 409(7), 1305-1314. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2010.12.004
Allam, A., Tawfik, A., Yoshimura, C., & Fleifle, A. (2016). Simulation-based optimization framework for reuse of agricultural drainage water in irrigation. Journal of Environmental Management, 172, 82-96. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.02.022
Brunner, G.W.,(2010), HEC-RAS, River Analysis System Hydraulic Reference Manual(version 4.1), U.S Army Corps of Engineers Institute For Water Resources Hydrologic Enginnering Center, Davis, CA.
Chapra, S.C., Pelletier, G.J., (2003).QUAL2K, A Modeling Framework for Simulating River and Stream Water Quality:Documentation and Users Manual. Civil and Environmental Engineering Dept., Tufts University.
Chihhao Fan, Chun-Han Ko , Wei-Shen Wang,( 2009),An innovative modeling approach using Qual2K and HEC-RAS integration to assess the impact of tidal effect on River Water quality simulation. Journal of Environmental Management 90., , 1824-1832.
Feuillette, S., Levrel, H., Boeuf, B., Blanquart, S., Gorin, O., Monaco, G., . Robichon, S. (2016). The use of cost–benefit analysis in environmental policies: Some issues raised by the Water Framework Directive implementation in France. Environmental Science & Policy, 57, 79-85. doi: 10.1016/j.envsci.2015.12.002
Gregory J. Pelletier, Steven C. Chapra, Hua Tao, (2006), QUAL2Kw - A framework for modeling water quality in streams and rivers using a genetic algorithm for calibration. Environmental Modelling & Software 21 419-425
Molinos-Senante, M., Hernández-Sancho, F., & Sala-Garrido, R. (2010). Economic feasibility study for wastewater treatment: A cost–benefit analysis. Science of the Total Environment, 408(20), 4396-4402. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2010.07.014
Martin-Ortega, J., Brouwer, R., Ojea, E., & Berbel, J. (2012). Benefit transfer and spatial heterogeneity of preferences for water quality improvements. Journal of Environmental Management, 106, 22-29. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2012.03.031
Pelletier, G. J., Chapra, S. C., & Tao, H. (2006). QUAL2Kw – A framework for modeling water quality in streams and rivers using a genetic algorithm for calibration. Environmental Modelling & Software, 21(3), 419-425. doi: 10.1016/j.envsoft.2005.07.002
Pelletier, G. J, Chapra, S., (2008), QUAL2Kw theory and documentation (version 5.1) “A modeling framework for simulating river and stream water quality”, Environmental Assessment Program Olympia, Washington.
Streeter, H.W., Phelps, E.B., (1925), A Study of Pollution and Natural Purification of the Ohio, Public Health Bulletin, No.146, 1-75
Sharma, D., Kansal, A., & Pelletier, G. (2015). Water quality modeling for urban reach of Yamuna river, India (1999–2009), using QUAL2Kw. Applied Water Science, 7(3), 1535-1559. doi: 10.1007/s13201-015-0311-1
Robert B. Ambrose, Jr., Tim A. Wool, and Thomas O. Barnwell, Jr., (2009) Development of Water Quality Modeling in the United States, Environ. Eng. Res December,14(4) : 200-210
王惟申(2008)。水質水理模式整合應用於水質模擬之研究。未出版之碩士論文,明志科技大學生化工程研究所,新北市。
內政部營建署(2014),污水下水道第五期建設計畫(104至109年度)。
內政部營建署(2017)。全國公共污水處理廠資料管理系統。取自http://sewagework.cpami.gov.tw/view/Region.aspx?type=SewageWork
台灣世曦工程顧問股份有限公司(2007),佳里、歸仁、永康污水下水道系統先期規劃委託技術顧問服務歸仁系統先期計畫書(定稿本)。
台灣世曦工程顧問股份有限公司(2008),促進民間參與台南縣永康污水下水道系統建設之興建、營運、移轉計畫先期計畫書核定本。
行政院環境保護署(1993),水污染防治實施方案規劃作業手冊。
行政院環境保護署(2008),二仁溪水污染整治評析計畫(計畫主持人:) (編號:EPA-97-G103-02-231)。
行政院經濟建設委員會(2008),公共建設計畫經濟效益評估及財務計畫作業手冊。
行政院環境保護署(2009),南部地區河川污染整治推動、輔導及評析計畫(計畫主持人:勇興台)(編號:EPA-98-G103-02-230)。
行政院環境保護署(2009),環境影響評估地面水水質評估模式研究(計畫主持人:) (編號:EPA-98-E101-02-247)。
行政院環境保護署(2010),南部地區河川污染整治推動、輔導及評析計畫(計畫主持人:勇興台) (編號:EPA-99-G103-02-231)。
行政院環境保護署(2011),南部地區河川污染整治與水質改善策略規劃及執行計(計畫主持人:勇興台) (編號:EPA-100-G103-02-230)。
行政院環境保護署(2011),環境影響評估河川水質評估技術規範。
行政院農委會林務局(2012),101年度二仁溪生物解說手冊-自然保育網。
行政院環境保護署(2012),重點河川綜合管理及整治技術應用計畫(計畫主持人:胡惠宇) (編號:EPA-101-G103-02-231)。
行政院環境保護署(2013),重點河川污染整治推動行動整合計畫(計畫主持人:張淑惠) (編號:EPA-102-G103-02-226) 。
行政院環境保護署(2014),重點河川污染整治策略評估與行動整合(計畫主持人:陳佳欣) (編號:EPA-103-G103-02-116) 。
行政院主計總處(2016),綠色國民所得帳編制報告(環境與經濟帳)民國104年。
行政院環境保護署全國環境水質監測網(2017)。河川資料查詢。取自http://wq.epa.gov.tw/Code/?Languages=tw.
行政院環境保護署重要河川污染現況(2017)。取自http://statis91.epa.gov.tw/epa/stmain.jsp?sys=210&kind=21&type=1&funid=10040&rdm=4BAepmyl
行政院環境保護署水質保護網(2017)。取自http://test.water.fundot.tw/index.aspx
交通部中央氣象局潮位統計(2017)。取自http://www.cwb.gov.tw/V7/climate/marine_stat/tide.htm
李魁裕(2001)。高屏溪水質水量改善之成本效益分析。未出版之碩士論文,國立臺北大學資源管理研究所,新北市。
李建賢(2010)。污水下水道建設促參計畫之成本效益分析與投資優先度評估指標之研究。未出版之博士論文,國立臺灣大學環境工程學研究所,台北市。
林亮君(2005)。不確定環境下的河川總量管制策略。未出版之碩士論文,朝陽科技大學環境工程與管理系碩士班,台中市。
林永峻, 丁振章, 鄒宗儒, 李鴻源, 賴進松, & 黃杰立(2009)。HEC-RAS模式在野溪水理演算之應用與探討。中華水土保持學報, 40(3),頁 34-48。
陳英純(2002)。環境管理之研究---二仁溪案例之分析。未出版之碩士論文,國立彰化師範大學商業教育學系在職進修專班,彰化縣。
陳凱玄(2015)。景美溪及基隆河之水污染總量管制策略研究。未出版之碩士論文,明志科技大學環境與安全衛生工程系環境工程碩士班,新北市。
張鈞凱(2005)。大漢溪流域污染調查與削減策略評估。臺灣大學環境工程學研究所。
曾郁淳(2015)。污水處理廠與礫間設施效益之評析-以大台北地區為例。交通大學永續發展研究。
黃日昇(2009)。應用QUAL2K建立高屏溪及東港溪河川水質模式與管理策略之研究。未出版之碩士論文,國立屏東科技大學環境工程與科學系所,屏東縣。
楊松燁(2005)。二仁溪感潮河段溶氧規劃之不確定性分析。未出版之碩士論文,國立臺南大學環境生態研究所碩士班,台南市。
萬鼎工程服務股份有限公司(2006),促進民間參與台南市台南污水下水道系統建設之興建、營運、移轉計畫先期計畫書核定本。
楊振成(2012)。整合模式應用於流域水質管理之研究:以朴子溪為例。成功大學資源工程學系。
溫麗琪, & 陳翰輝(2016)。金門地區水資源供給與水質改善之成本效益分析。經濟前瞻(166),頁 24-28。
經濟部能源局(2016),106年度再生能源電能躉購費率審定會生質能及其他再生能源發電分組第 3 次會議紀錄。
經濟部水利署水文資料網路查詢系統(2017)。水文年報歷年電子書。取自http://gweb.wra.gov.tw/wrhygis/
廖俊強(2008)。QUAL2K於舊濁水溪水污染防治之應用。未出版之碩士論文,逢甲大學水利工程與資源保育研究所,台中市。
臺南市政府環境保護局(2012),101年臺南地區河川污染整治推動及河川保育調查計畫(計畫主持人:劉惠民)(編號:TNEPB-101-WS-31229)。
鄭湘琳(2014)。QUAL2K應用於台中市旱溪流域水污染防治策略之研究。未出版之碩士論文,逢甲大學環境工程與科學學系,台中市。
劉妤玲(2005)。二仁溪畜牧廢水外部成本推估之研究。未出版之碩士論文,長榮大學土地管理與開發學系碩士班,台南市。
劉惠民(2014)。以水質模擬模式驗證推動豬廁所對二仁溪河川水質改善成效之研究。未出版之博士論文,國立高雄第一科技大學工程科技研究所,高雄市。
駱尚廉,& 蕭代基 (2007)。環境經濟分析。曉園出版社有限公司。
賴俊良(2013)。利用WASP研擬二仁溪水質管理策略。未出版之碩士論文,國立屏東科技大學環境工程與科學系所,屏東縣。
謝心色(2011)。灌排系統污染管制策略之成本效益分析-以彰化縣東西二圳重金屬污染管制為例。中興大學環境工程學系所。
藍文俊(2000)。淡水河流域水質模式應用於污水廠。未出版之碩士論文,淡江大學水資源及環境工程學系,新北市。
dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/67841-
dc.description.abstract本研究結合水質模式與成本效益分析,評估一條河川在多個污染整治策略情境下水質改善之情形,與相對應的環境經濟價值,提供決策者更多量化的資訊。本研究建置台灣重點河川二仁溪與其支流三爺溪QUAL2Kw河川水質模式,模擬溶氧(DO)、生化需氧量(BOD)、懸浮固體(SS)、氨氮(NH3-N)河川水污染指標,搭配HEC-RAS水理模式計算水質模式所需之相關參數,並假設海水與河水均勻混合下計算河口感潮對水質的影響,並蒐集環保署過去在二仁溪流域推估的每日污染產量,與計算污染流達率等方法,改善河川水質模擬精度。二仁溪水質模式之校正、驗證平均絕對誤差百分率為25.30%與29.07%;三爺溪水質模式之校正、驗證平均絕對誤差百分率為11.62%與15.57%。
針對污染削減策略採用公共污水下水道系統建置、現地處理設施與畜牧養豬業設置沼氣發電設備做為污染削減手段,並參考環保署歷年報告中的規劃報告,做為基線情境比較,針對污水下水道系統設計了另外九種替代方案,綠能養豬則是假設符合政府補助規定的業者,設置沼氣發電設備。在成本效益的計算中,將初期設置費用與營運維護費用當作社會成本,而社會效益的部分則是考量BOD污染削減、廢水回收再利用、沼氣發電等,在折現率為1.98%與計算時間為65年的條件下,分析其成本效益之淨現值大小,並利用線性規劃求解不同情境之最佳淨現值。
從水質模擬結果顯示,污水下水道建設對於三爺溪水質能有明顯的改善,在不考量氨氮的狀況下,三爺溪下游水質能改善至輕度污染或未受污染標準,而氨氮濃度從原本高出嚴重污染標準的6至10倍降低至接近嚴重污染標準。在綠能養豬推廣對於二仁溪水質改善的情境中,當只考慮符合補助對象的業者設置設備時,僅能微幅改善二仁溪的污染程度,但在假設流域中的畜牧廢水皆採用沼氣發電方式處理後,二仁溪可以達到全河段不發生嚴重污染。在計算不同情境之成本效益分析時,利用線性規劃調整污水下水道系統建設的規模,並且依照每年最多推動兩個污水下水道系統的方式時,能夠比基線情境的規劃還要增加26億的淨現值,是所有替代方案中最佳的整治策略,而綠能養豬業者按照現況投資方式,大約需要20年的還本期,如果想要全面推動綠能養豬,還需要增加更多的優惠方案降低設置門檻。
zh_TW
dc.description.abstractThe purpose of this study is to quantify the potential strategic benefits by applying the water quality modelling integrated with cost-benefit analysis to simulating scenarios based on regional development planning. We established the QUAL2Kw models of Erhjen River and Sanye Creek and simulated the river pollution indices of dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD), suspended solids (SS) and ammonia nitrogen (NH3-N). In the water quality simulation, HEC-RAS was employed to calculate the hydraulic parameters and dilution impact of tidal effect in the downstream section. Daily pollution loadings were obtained from the Water Pollution Control Information System maintained by Taiwan EPA, and the wastewater delivery ratios were calculated by comparing the estimated pollution loadings with the monitoring data. In model calibration and verification, the mean absolute percentage errors (MAPE) of Erhjen River were calculated to be 25.30% and 29.07%, respectively, which met the prescribed acceptable criteria of 50%. The MAPEs of Sanye Creek were calculated to be 11.62% and 15.57%.
This model was applied to simulating water quality based on constructing public sewage systems, on-site treatment facilities and promoting biogas-based power generation in the Erhjen River watershed. Using the Taiwan EPA's annual report as a baseline scenario, we designed nine different scenarios for pollution control simulation. Pig husbandry assumes the establishment of biogas-based power generation in the conformity of government subsidy policy. In the cost-benefit analysis, we adopted the market valuation method, choosing a period of 65 years for analysis and the discount rate of 1.98%. Capital investments included the costs of design, construction, operation and maintenance for each project in Erhjen River catchment. In combination of a variety of proposed strategies, we solved the maximum net present value of different scenarios by linear programming.
As a consequence, the water quality of the Sanye Creek is obviously improved after the construction of the sewage systems. By the negligence of ammonia nitrogen, the water quality of the lower reaches of the Sanye Creek can be improved to slightly-polluted or non-polluted standards, and the ammonia nitrogen concentration reduced from the 6 to 10 times severely-polluted standards to merely-above severely-polluted standards. In the scenario of biogas-based power generation promotion, if all pig farms with livestock number >2000 installed the on-site power generation equipment, water quality can be improved slightly. If all the manure waste from pig-farms is collected for subsequent electricity generation, the river pollution index is estimated to improve to moderately-polluted category for all the length of Erhjen River. In calculating the cost-benefit analysis of different scenarios, if the scale of public sewage systems were adjusted by linear programming and two sewage systems were the maximum promoting number every year, this scenario is recommended to increase a net present value of 2.6 billion more than the baseline scenario. Pig husbandry in accordance with the current investment for biogas power generation needs about 20 years for capital recovery. If government plans to fully promote the biogas-based power generation, more promotional programs and reduction in the administrative constraints should be considered.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-17T01:53:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2017
en
dc.description.tableofcontents誌謝 i
中文摘要 ii
ABSTRACT iii
目 錄 v
圖目錄 viii
表目錄 x
Chapter 1 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的 2
Chapter 2 文獻回顧 3
2.1 水理水質模式 3
2.1.1 QUAL2K水質模式之發展 3
2.1.2 QUAL2Kw水質模式介紹 4
2.1.3 HEC-RAS水理模式介紹 6
2.2 成本效益分析 7
2.2.1 成本效益分析介紹 7
2.2.2 成本效益分析評估方法 9
2.2.3 線性規劃 10
2.3 研究背景資料 12
2.3.1 二仁溪流域介紹 12
2.3.2 二仁溪污染、整治歷程 13
2.3.3 二仁溪污染現況分析 14
2.3.4 二仁溪流域相關研究整理 17
Chapter 3 研究方法 19
3.1 研究流程與架構 19
3.2 HEC-RAS水理模式建置 20
3.2.1 水文水理資料調查 20
3.2.2 曼寧參數校正 22
3.2.3 河川水理參數計算 23
3.2.4 感潮影響與修正 23
3.3 QUAL2Kw水質模式建置 24
3.3.1 水質模式河段劃分 24
3.3.2 河川污染分區劃分 25
3.3.3 污染分區排放推估 26
3.3.4 流達率計算 27
3.3.5 水質參數校正 28
3.4 水污染削減策略 30
3.4.1 公共污水下水道系統 30
3.4.2 現地處理設施 31
3.4.3 綠能養豬 32
3.5 環境成本效益分析評估 33
3.5.1 基線評估與情境設定 33
3.5.2 成本與效益項目 35
3.5.3 淨現值計算 37
3.5.4 線性規劃求最佳組合方式 38
Chapter 4 結果與討論 39
4.1 集污分區污染排放統計 39
4.1.1 二仁溪集污分區生活污水排放量 39
4.1.2 二仁溪集污分區事業污水排放量 40
4.1.3 二仁溪集污分區畜牧污水排放量 41
4.2 水質模式校正、驗證成果 42
4.2.1 二仁溪水質模式校驗證 42
4.2.2 三爺溪水質模式校驗證 43
4.3 不同情境水質模擬成果 45
4.3.1 污水下水道建設之水質改善成果 45
4.3.2 綠能養豬之水質改善成果 48
4.4 環境成本效益分析成果 50
4.4.1 基線情境計算成果 50
4.4.2 下水道系統建設之情境分析 52
4.4.3 綠能養豬之情境分析 56
4.4.4 情境綜合分析 57
Chapter 5 結論與建議 60
5.1 結論 60
5.2 建議 61
參考文獻 62
附錄 67
dc.language.isozh-TW
dc.subject水質模式zh_TW
dc.subjectQUAL2Kwzh_TW
dc.subjectHEC-RASzh_TW
dc.subject成本效益分析zh_TW
dc.subject線性規劃zh_TW
dc.subjectCost-Benefit Analysisen
dc.subjectQUAL2Kwen
dc.subjectHEC-RASen
dc.subjectLinear Programmingen
dc.subjectWater Quality Modelen
dc.title結合水質模式與成本效益分析評估水環境品質提升策略之研究zh_TW
dc.titleIntegrated Application of River Water Quality Model and Cost-Benefit Analysis to Assessing Strategies for Water Environmental Quality Improvementen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear105-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee余化龍(Hwa-Lung Yu),胡明哲(Ming-Che Hu),洪慶宜(Ching-Yi Horng)
dc.subject.keyword水質模式,QUAL2Kw,HEC-RAS,成本效益分析,線性規劃,zh_TW
dc.subject.keywordWater Quality Model,QUAL2Kw,HEC-RAS,Cost-Benefit Analysis,Linear Programming,en
dc.relation.page73
dc.identifier.doi10.6342/NTU201701880
dc.rights.note有償授權
dc.date.accepted2017-07-24
dc.contributor.author-college生物資源暨農學院zh_TW
dc.contributor.author-dept生物環境系統工程學研究所zh_TW
顯示於系所單位:生物環境系統工程學系

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