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研究生： 古煥林
Huan-Lin Ku
論文名稱： 台灣水庫水質優養化最適指標之探討
A Statistical Analysis of Aquatic Eutriphication Index to the Taiwan Reservoirs
指導教授： 李俊福
Jiunn-Fwu Lee
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 環境工程研究所在職專班
Executive Master of Environmental Engineering
畢業學年度： 93
語文別： 中文
論文頁數： 331
中文關鍵詞： 多變量統計分析 、卡爾森指標 、優養化指標
外文關鍵詞： Eutrophication Index, Multivariate Statistical Analysis, Carlson
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    • 摘 要
    國內過去對於水體水質優養化問題所作之研究結果分歧，在研判優養化程度上多仍延用國外之資料，但國內外環境不盡相同，國外導出之結論並不完全適用於國內。因此，為瞭解水庫及湖泊水體水質優養化的情形並俾利採取合適的處理措施，有必要針對台灣地區提出一套水庫水體水質優養化評估指標。
    本研究就目前之優養化指標，選取單一性與綜合性優養指數進行比較與探討，並依水庫分佈位置選擇北、中、南各3座水庫，以多變量統計分析方法，進行主成份分析與因子分析。
    本研究初步獲得九座水庫優養化指標(Nine Eutrophication Index, NEI)＝(1.9152*Factor1) + (-0.0034*Factor2) +(1.5136*Factor3) + (0.2353*Factor4) - 2.508399【貧養：NEI <60；中養：60 NEI 80；優養：NEI>80】；寶山水庫優養化指標(Huang Eutrophication Index, HEI)＝(164.9234*Factor1) + (-7.1514*Factor2) +7.795259/1000【貧養：HEI <15；中養：15 NEI 20；優養：HEI >25】。NEI、HE與卡爾森指標趨勢相近，但數據點較和緩，值得進一步深入探討，以獲得更完善之評估指標。

    Abstract
    The objective of this study is to develop an optimal aquatic eutrophication index for the reservoirs in Taiwan. Traditionally, the eutrophication index was used on the basis of the foreign assessment. However, environmental diversities generally lead to an error eutrophication assessment. In order to establish an optimal index for Taiwan, we collect the data from nine reservoirs on North, Central and South of Taiwan to determine the index. In addition, the samples from Pao-Shan reservoirs are analyzed to further demonstrate the obtained results. Both single and complex parameters are applied to elucidate the eutrophication conditions.
    The results are reported using a multivariate statistical analysis (Principal Component Analysis and Factor Analysis) based on a single eutrophication index and complex eutrophication index .
    The eutrophication index for nine reservoirs shows as following:
    (Nine Eutrophication Index, NEI)＝(1.9152*Factor1) + (-0.0034*Factor2) + (1.5136*Factor3) + (0.2353*Factor4) - 2.508399 {Oligotrophic：NEI <60；Mesotrophic：60 NEI 80；Eutrophic：NEI>80}；Pao-Shan Den (Huang Eutrophication Index, HEI)＝[(164.9234*Factor1)+ (-7.1514*Factor2) +7.795259]/1000 {Oligotrophic： HEI <15; Mesotrophic： 15 HEI 20; Eutrophic ： HEI >25}. NEI and HEI are similar to Carlson trophic state index. However, the less change in the data indicates the obtained result need the more detailed investigation in the further to get the better index.

    目 錄 目次 頁次 目錄 I 圖目錄 IV 表目錄 X 第一章 前言 1 1-1 研究緣起… 1 1-2 研究目的 3 第二章 文獻回顧…………………… …………………………………..................... 4 2-1 台灣水庫優養化現況 4 2-1-1 優養化成因 5 2-1-2 優養化影響 8 2-2 優養化評估指標 14 2-2-1 優養化定性判定 17 2-2-2 優養化定量判定 18 2-2-2-1 水質指標 18 2-2-2-2 生物指標 23 2-2-2-3 物化指標 31 2-3 水庫優養化調查程序與方法 36 2-3-1 調查目的 36 2-3-2 調查程序和內容 36 2-3-3 調查程序 38 2-3-4 調查方法 39 2-4 水庫對水質之影響 有害事業廢液市場分析 41 2-5 水體污染判定法 有害事業廢液市場分析 43 2-6 優養現象與水質項目間之關係探討 有害事業廢液市場分析 45 2-6-1 優養限制因子 45 2-6-2 優養現象與水質項目之關係 45 2-6-3 優養化參數間之定量關係 46 2-6-4 水質檢測 50 2-7 因子分析方法論 有害事業廢液市場分析 54 2-7-1 原理 55 2-7-2 因子選取 59 2-7-3 因子旋轉 60 2-7-4 因子得分 60 2-7-5 適合度檢定 60 2-7-6 因子分析的應用 61 2-7-7 因子命名 62 2-8 反應機制之數學模式 有害事業廢液市場分析 63 第三章 實驗設備、材料與方法 70 3-1 實驗內容與流程 70 3-2 彙整、分析環保署環境資料庫之水庫相關資料 71 3-3 彙整水體優養化指標 72 3-4 新竹縣寶山水庫水質定期採樣分析 73 3-5 實驗步驟及方法 75 3-5-1 環境因子分析............................................................................... 75 3-5-2 總磷............................................................................................... 75 3-5-3 透明度........................................................................................... 77 3-5-4 葉綠素a........................................................................................ 77 3-5-5 亞硝酸鹽....................................................................................... 82 3-5-6 懸浮固體....................................................................................... 83 3-5-7 比導電度與pH值........................................................................ 83 3-5-8 氨氮............................................................................................... 84 3-5-9 亞硝酸鹽氮................................................................................... 85 3-5-10 硝酸氮鹽....................................................................................... 85 3-5-11 凱式氮........................................................................................... 86 第四章 水庫優養化因子分析及探討 89 4-1 行政院環保署監測水庫水質資料分析 89 4-1-1 翡翠水庫 90 4-1-1-1 基本資料 90 4-1-1-2 翡翠水庫水質監測資料統計分析 92 4-1-2 石門水庫 106 4-1-2-1 基本資料 106 4-1-2-2 石門水庫水質監測資料統計分析 108 4-1-3 寶山水庫 122 4-1-3-1 基本資料 122 4-1-3-2 寶山水庫水質監測資料統計分析 124 4-1-4 德基水庫 138 4-1-4-1 基本資料 138 4-1-4-2 德基水庫水質監測資料統計分析 140 4-1-5 日月潭水庫 152 4-1-5-1 基本資料 152 4-1-5-2 日月潭水庫水質監測資料統計分析 154 4-1-6 霧社水庫 169 4-1-6-1 基本資料 169 4-1-6-2 霧社水庫水質監測資料統計分析 170 4-1-7 曾文水庫 182 4-1-7-1 基本資料 184 4-1-7-2 曾文水庫水質監測資料統計分析 187 4-1-8 南化水庫 198 4-1-8-1 基本資料 198 4-1-8-2 南化水庫水質監測資料統計分析 200 4-1-9 澄清湖水庫 213 4-1-9-1 基本資料 213 4-1-9-2 澄清湖水庫水質監測資料統計分析 214 4-2 寶山水庫水體水質採樣分析結果討論 227 4-2-1 分析結果 232 4-2-2 水庫水質以單一指標表示優養化程度 239 4-2-3 水庫水質以複合參數指標表示優養化程度 248 4-3 水庫優養化因子分析之探討 252 4-3-1 基本資料 252 4-3-2 資料間之相關性分析 254 4-3-3 水庫水質影響因子分析 257 4-3-3-1 主成份分析 257 4-3-3-2 因子分析 262 4-3-3-3 迴歸分析 266 4-4 水庫優養化指標與水質因子間之關係 269 4-4-1 九座水庫之優養化指標 269 4-4-2 寶山水庫(自行採樣)之優養化指標 279 第五章 結論與建議 294 5-1 結論 294 5-2 建議 296 參考文獻 297 附錄 附錄 九座水庫主成分分析結果 附-1 附錄 寶山水庫(自行採樣)九座水庫主成分分析結果 附-8 圖目錄 圖2-1 水體中養分循環示意圖…………………………………..………………….. 6 圖2-2 優養化主要評估指數的內在因子關係圖………………..……..…………… 14 圖2-3 湖內外供給的有機物和湖泊營養狀態的關係示意圖……………………… 18 圖2-4 OECD總磷分級機率示意圖…….……………………….……..……………. 20 圖2-5 OECD葉綠素a分級機率示意圖……………………………..……………… 21 圖2-6 OECD透明度分級機率示意圖…………………..……………..…………… 23 圖2-7 藻類過量生長造成水質惡化之循環關係示意圖..…………….……………. 31 圖2-8 湖泊、水庫優養化調查項目示意圖…………………………….…………… 37 圖2-9 湖泊、水庫優養化調查作業程序示意圖……………..…….………………. 38 圖2-10 OECD綜合調查( )量與( )量的相關關係………………..…………. 48 圖2-11 日本湖泊中透明度與葉綠素a的相關關係………………………………… 49 圖2-12 表層水中總氮與深水層中DO不足量的關係……………………………… 50 圖2-13 因子分析的決策流程示意圖.…………………………………..……………. 55 圖2-14 因子分析概念示意圖...………………………………………………………. 56 圖2-15 藻類反應系統示意圖...………………………………………………………. 64 圖2-16 磷系統示意圖………………………………………………………………… 66 圖2-17 氮系統示意圖..………………………………………………….……………. 67 圖2-18 溶氧系統示意圖...…………………………………………….……………… 68 圖3-1 研究流程示意圖…………..…………………………………..……………… 70 圖3-2 本研究所探討之水庫位置示意圖..………………………….….…………… 71 圖3-3 寶山水庫水質採樣位置示意圖..…………………………….………………. 74 圖3-4 葉綠素a及b的化學構造示意圖…………………………….……………… 77 圖3-5 葉綠素a及b吸收光譜示意圖……………………………….……………… 78 圖4-1.1 翡翠水庫位置示意圖.…………………………………..……………………. 90 圖4-1.2 翡翠水庫水質採樣位置示意圖……….………………..……………………. 96 圖4-1.3 SD、TP、Chl-a優養程度分佈示意圖……….…………..………………….. 98 圖4-1.4 卡爾森與森廣式優養程度分佈示意圖……….……………………………... 98 圖4-1.5 北卡水體指標優養程度分佈示意圖……….…………..……………………. 98 圖4-1.6 以透明度指標說明翡翠水庫優養化程度……….…………………………... 101 圖4-1.7 以葉綠素a指標說明翡翠水庫優養化程度……….……………. ………….. 102 圖4-1.8 以總磷指標說明翡翠水庫優養化程度……….……………………………... 102 圖4-1.9 以卡爾森指標說明翡翠水庫優養化程度……….…………………………... 103 圖4-1.10 以森廣式指標說明翡翠水庫優養化程度……….…………………………... 103 圖4-1.11 以北卡水體指標說明翡翠水庫優養化程度……….………………………... 104 圖4-1.12 卡爾森指標與透明度之關係示意圖……….………………………………... 105 圖4-1.13 卡爾森指標與總磷之關係示意圖……………………..…………………….. 105 圖4-1.14 卡爾森指標與葉綠素a之關係示意圖……….……………………………… 105 圖4-1.15 石門水庫位置示意圖……….…………………………..……………………. 106 圖4-1.16 石門水庫水質採樣位置示意圖……….………………..……………………. 112 圖4-1.17 SD、TP、Chl-a優養程度分佈示意圖……….…………..………………….. 113 圖4-1.18 卡爾森與森廣式優養程度分佈示意圖……….………..……………………. 114 圖4-1.19 北卡水體指標優養程度分佈示意圖……….…………..……………………. 114 圖4-1.20 以透明度指標說明石門水庫優養化程度……….……..……………………. 117 圖4-1.21 以葉綠素a指標說明石門水庫優養化程度……….………………………… 118 圖4-1.22 以總磷指標說明石門水庫優養化程度……….…………………………....... 118 圖4-1.23 以卡爾森指標說明石門水庫優養化程度……….…………………………... 119 圖4-1.24 以森廣式指標說明翡翠水庫優養化程度……….…………………………... 119 圖4-1.25 以北卡水體指標說明翡翠水庫優養化程度……….………………………... 120 圖4-1.26 卡爾森指標與透明度之關係示意圖……….…………..……………………. 120 圖4-1.27 卡爾森指標與總磷之關係示意圖……….……………..……………………. 121 圖4-1.28 卡爾森指標與葉綠素a之關係示意圖……….……………………………… 121 圖4-1.29 寶山水庫空照圖……….………………………………..……………………. 122 圖4-1.30 寶山水庫水質採樣位置示意圖……….……………………………………... 128 圖4-1.31 SD、TP、Chl-a優養程度分佈示意圖……….…………..…………………. 130 圖4-1.32 卡爾森與森廣式優養程度分佈示意圖……….……………………………... 130 圖4-1.33 北卡水體指標優養程度分佈示意圖……….…………..……………………. 130 圖4-1.34 以透明度指標說明寶山水庫優養化程度……….…………………………... 133 圖4-1.35 以葉綠素a指標說明寶山水庫優養化程度……….………………………… 134 圖4-1.36 以總磷指標說明寶山水庫優養化程度……….……………………………... 134 圖4-1.37 以卡爾森指標說明寶山水庫優養化程度……….…………………………... 135 圖4-1.38 以森廣式指標說明寶山水庫優養化程度……….…………………………... 135 圖4-1.39 以北卡指標說明寶山水庫優養化程度………………..…………………….. 136 圖4-1.40 卡爾森指標與透明度之關係圖……….………………..……………………. 136 圖4-1.41 卡爾森指標與總磷之關係圖……….…………………..……………………. 137 圖4-1.42 卡爾森指標與葉綠素a之關係圖……….……………..……………………. 137 圖4-1.43 德基水庫空照圖……….………………………………..……………………. 138 圖4-1.44 德基水庫位置示意圖……….…………………………..……………………. 138 圖4-1.45 德基水庫水質採樣位置示意圖……….………………..……………………. 143 圖4-1.46 SD、TP、Chl-a優養程度分佈示意圖……….……………………………… 145 圖4-1.47 卡爾森與森廣式優養程度分佈示意圖……….……………………………... 145 圖4-1.48 北卡水體指標優養程度分佈示意圖……….…………..……………………. 145 圖4-1.49 以透明度指標說明德基水庫優養化程度……….…………………………... 147 圖4-1.50 以葉綠素a指標說明德基水庫優養化程度……….………………………… 148 圖4-1.51 以總磷指標說明德基水庫優養化程度……….……………………………... 148 圖4-1.52 以卡爾森指標說明德基水庫優養化程度……….……..……………………. 149 圖4-1.53 以森廣式指標說明德基水庫優養化程度……….…………………………... 149 圖4-1.54 以北卡指標說明德基水庫優養化程度……….………..……………………. 150 圖4-1.55 卡爾森指標與透明度之關係圖……….………………..……………………. 151 圖4-1.56 卡爾森指標與總磷之關係圖……….…………………..……………………. 151 圖4-1.57 卡爾森指標與葉綠素a之關係圖……….…………………………………… 151 圖4-1.58 日月潭水庫位置示意圖……….………………………..……………………. 152 圖4-1.59 日月潭水庫水質採樣位置示意圖……….…………………………………... 159 圖4-1.60 SD、TP、Chl-a優養程度分佈示意圖……….……………………………… 161 圖4-1.61 卡爾森與森廣式優養程度分佈示意圖……….………..……………………. 161 圖4-1.62 北卡水體指標優養程度分佈示意圖……….…………..……………………. 161 圖4-1.63 以透明度指標說明日月潭水庫優養化程度……….………………………... 164 圖4-1.64 以葉綠素a指標說明日月潭水庫優養化程度……….……………………… 165 圖4-1.65 以總磷指標說明日月潭水庫優養化程度……….…………………………... 165 圖4-1.66 以卡爾森指標說明日月潭水庫優養化程度……….………………………... 166 圖4-1.67 以森廣式指標說明日月潭水庫優養化程度……….…..……………………. 166 圖4-1.68 以北卡指標說明日月潭水庫優養化程度……………..…………………….. 167 圖4-1.69 卡爾森指標與透明度之關係圖……….………………..……………………. 168 圖4-1.70 卡爾森指標與總磷之關係圖……….…………………..……………………. 168 圖4-1.71 卡爾森指標與葉綠素a之關係圖……….……………..……………………. 168 圖4-1.72 霧社水庫水質採樣位置示意圖……….………………..……………………. 173 圖4-1.73 SD、TP、Chl-a優養程度分佈示意圖……….……………………………… 175 圖4-1.74 卡爾森與森廣式優養程度分佈示意圖……….………..……………………. 175 圖4-1.75 北卡水體指標優養程度分佈示意圖……….…………..……………………. 175 圖4-1.76 以透明度指標說明霧社水庫優養化程度……….…………………………... 177 圖4-1.77 以葉綠素a指標說明霧社水庫優養化程度……….………………………… 178 圖4-1.78 以總磷指標說明霧社水庫優養化程度……….………..……………………. 178 圖4-1.79 以卡爾森指標說明霧社水庫優養化程度……….……..……………………. 179 圖4-1.80 以森廣式指標說明霧社水庫優養化程度……….……..……………………. 179 圖4-1.81 以北卡指標說明霧社水庫優養化程度……….………..……………………. 180 圖4-1.82 卡爾森指標與透明度之關係圖……….………………..……………………. 180 圖4-1.83 卡爾森指標與總磷之關係圖……….…………………..……………………. 181 圖4-1.84 卡爾森指標與葉綠素a之關係圖……….……………..…………………….. 181 圖4-1.85 曾文水庫位置示意圖……….…………………………..……………………. 182 圖4-1.86 曾文水庫水質採樣位置示意圖……….………………..……………………. 188 圖4-1.87 SD、TP、Chl-a優養程度分佈示意圖……….…………..…………………. 190 圖4-1.88 卡爾森與森廣式優養程度分佈示意圖……….………..……………………. 190 圖4-1.89 北卡水體指標優養程度分佈示意圖……….…………..……………………. 190 圖4-1.90 以透明度指標說明曾文水庫優養化程度……….……..……………………. 193 圖4-1.91 以葉綠素a指標說明曾文水庫優養化程度……….…..……………………. 194 圖4-1.92 以總磷指標說明曾文水庫優養化程度……….………..……………………. 194 圖4-1.93 以卡爾森指標說明曾文水庫優養化程度……….…………………………... 195 圖4-1.94 以森廣式指標說明曾文水庫優養化程度……….…………………………... 195 圖4-1.95 以北卡水體指標說明曾文水庫優養化程度……….…..……………………. 196 圖4-1.96 卡爾森指標與透明度之關係圖……….………………..……………………. 196 圖4-1.97 卡爾森指標與總磷之關係圖……….…………………..……………………. 197 圖4-1.98 卡爾森指標與葉綠素a之關係圖……….……………..…………………….. 197 圖4-1.99 南化水庫位置示意圖……….…………………………..……………………. 198 圖4-1.100 南化水庫水質採樣位置示意圖……….………………..……………………. 203 圖4-1.101 SD、TP、Chl-a優養程度分佈示意圖……….…………..………………….. 205 圖4-1.102 卡爾森與森廣式優養程度分佈示意圖……….……….…………………….. 205 圖4-1.103 北卡水體指標優養程度分佈示意圖……….…………..……………………. 205 圖4-1.104 以透明度指標說明南化水庫優養化程度……….…………………………... 208 圖4-1.105 以葉綠素a指標說明南化水庫優養化程度……….………………………… 209 圖4-1.106 以總磷指標說明南化水庫優養化程度……….………..……………………. 209 圖4-1.107 以卡爾森指標說明南化水庫優養化程度……….……..……………………. 210 圖4-1.108 以森廣式指標說明南化水庫優養化程度……………..…………………….. 210 圖4-1.109 以北卡指標說明南化水庫優養化程度……….………..……………………. 211 圖4-1.110 卡爾森指標與透明度之關係圖……….………………..……………………. 211 圖4-1.111 卡爾森指標與總磷之關係圖……….…………………..……………………. 212 圖4-1.112 卡爾森指標與葉綠素a之關係圖……….……………..…………………….. 212 圖4-1.113 澄清湖水庫水質採樣位置示意圖……….……………..……………………. 217 圖4-1.114 SD、TP、Chl-a優養程度分佈示意圖……….…………..………………….. 219 圖4-1.115 卡爾森與森廣式優養程度分佈示意圖……….……………………………... 219 圖4-1.116 北卡水體指標優養程度分佈示意圖….…….…………..…………………… 219 圖4-1.117 以透明度指標說明澄清湖水庫優養化程度……….………………………... 222 圖4-1.118 以葉綠素a指標說明澄清湖水庫優養化程度……….….………………….. 223 圖4-1.119 以總磷指標說明澄清湖水庫優養化程度……….…………………………... 223 圖4-1.120 以卡爾森指標說明澄清湖水庫優養化程度……….………………………... 224 圖4-1.121 以森廣式指標說明澄清湖水庫優養化程度……….………………………... 224 圖4-1.122 以北卡指標說明澄清湖水庫優養化程度……….……..……………………. 225 圖4-1.123 卡爾森指標與透明度之關係圖……….………………..……………………. 225 圖4-1.124 卡爾森指標與總磷之關係圖……….…………………..……………………. 226 圖4-1.125 卡爾森指標與葉綠素a之關係圖……….……………..……………………. 226 圖4-2.1 水樣溫度分布圖……….……………..………………………………………. 234 圖4-2.2 水樣pH分布圖……….……………..……………………………………….. 234 圖4-2.3 水樣透明度分布圖……….……………..……………………………………. 235 圖4-2.4 水樣導電度分布圖……….……………..……………………………………. 235 圖4-2.5 水樣葉綠素a分布圖………………………………………………………… 236 圖4-2.6 水樣氨氮分布圖……………………………………………………………… 236 圖4-2.7 水樣凱氏氮分布圖…………………………………………………………… 237 圖4-2.8 水樣硝酸鹽氮分布圖………………………………………………………… 237 圖4-2.9 水樣亞硝酸鹽氮分布圖……………………………………………………… 238 圖4-2.10 水樣總磷分布圖……………………………………………………………… 238 圖4-2.11 寶山水庫水質以透明度指標表示優養化程度示意圖……………………… 240 圖4-2.12 寶山水庫以透明度指標表示各月份優養程度分布示意圖………………… 241 圖4-2.13 寶山水庫以透明度指標表示9304-9311優養程度分布示意圖……………. 241 圖4-2.14 寶山水庫水質以葉綠素a指標表示優養化程度示意圖…………………… 243 圖4-2.15 寶山水庫以葉綠素a指標表示各月份優養程度分布示意圖……………… 244 圖4-2.16 寶山水庫以葉綠素a指標表示9304-9311之優養程度分布示意圖………. 244 圖4-2.17 寶山水庫水質以總磷指標表示優養化程度示意圖………………………… 246 圖4-2.18 寶山水庫以總磷指標表示各月份優養程度分布示意圖…………………… 247 圖4-2.19 寶山水庫以總磷指標表示9304-9311之優養程度分布示意圖……………. 247 圖4-2.20 寶山水庫水質以卡爾森指標表示優養化程度示意圖……………………… 250 圖4-2.21 寶山水庫以卡爾森指標表示各月份優養程度分布示意圖………………… 251 圖4-2.22 寶山水庫以卡爾森指標表示9304-9311之優養程度分布示意圖…………. 251 圖4-3.1 九座水庫主成分分析結果示意圖…………………………………………… 259 圖4-3.2 九座水庫陡坡測試分析圖…………………………………………………… 259 圖4-3.3 主成分分析結果示意圖……………………………………………………… 261 圖4-3.4 陡坡測試分析圖……………………………………………………………… 261 圖4-3.5 轉軸後之因子負荷示意圖…………………………………………………… 263 圖4-3.6 轉軸後之因子負荷示意圖…………………………………………………… 265 圖4-4.1 翡翠水庫水質以NEI表示優養化程度示意圖……………………………… 270 圖4-4.2 石門水庫水質以NEI表示優養化程度示意圖……………………………… 270 圖4-4.3 寶山水庫水質以NEI表示優養化程度示意圖……………………………… 270 圖4-4.4 德基水庫水質以NEI表示優養化程度示意圖……………………………… 271 圖4-4.5 日月潭水庫水質以NEI表示優養化程度示意圖…………………………… 271 圖4-4.6 霧社水庫水質以NEI表示優養化程度示意圖……………………………… 271 圖4-4.7 南化水庫水質以NEI表示優養化程度示意圖……………………………… 272 圖4-4.8 曾文水庫水質以NEI表示優養化程度示意圖……………………………… 272 圖4-4.9 澄清湖水庫水質以NEI表示優養化程度示意圖…………………………… 272 圖4-4.10 翡翠水庫NEI與CTSI比較圖………………………….……………………. 273 圖4-4.11 石門水庫NEI與CTSI比較圖……………………………………………….. 273 圖4-4.12 寶山水庫NEI與CTSI比較圖……………………………………………….. 273 圖4-4.13 德基水庫NEI與CTSI比較圖……………………………………………….. 274 圖4-4.14 日月潭水庫NEI與CTSI比較圖……………………………………………. 274 圖4-4.15 霧社水庫NEI與CTSI比較圖………………………………………………. 274 圖4-4.16 南化水庫NEI與CTSI比較圖………………………………………………. 275 圖4-4.17 曾文水庫NEI與CTSI比較圖………………………………………………. 275 圖4-4.18 澄清湖水庫NEI與CTSI比較圖……………………………………………. 275 圖4-4.19 翡翠水庫水質NEI與CTSI之相關性示意圖………………………………. 276 圖4-4.20 石門水庫水質NEI與CTSI之相關性示意圖………………………………. 276 圖4-4.21 寶山水庫水質NEI與CTSI之相關性示意圖……………………………….. 276 圖4-4.22 德基水庫水質NEI與CTSI之相關性示意圖………………………………. 277 圖4-4.23 日月潭水庫水質NEI與CTSI之相關性示意圖……………………………. 277 圖4-4.24 霧社水庫水質NEI與CTSI之相關性示意圖………………………………. 277 圖4-4.25 南化水庫水質NEI與CTSI之相關性示意圖………………………………. 278 圖4-4.26 曾文水庫水質NEI與CTSI之相關性示意圖………………………………. 278 圖4-4.27 澄清湖水庫水質NEI與CTSI之相關性示意圖……………………………. 278 圖4-4.28 寶山水庫水質以HEI表示優養化程度示意圖……………………………… 280 圖4-4.29 寶山水庫HEI與CTSI比較圖………………………………………..……… 280 圖4-4.30 寶山水庫水質HEI與CTSI之相關性示意圖…………………..…………… 280 表目錄 表2-1 藻類色素的顏色…………………………………………………………... 9 表2-2 引起紅潮之藻類…………………………………………………………... 9 表2-3 產生臭味之藻類…………………………………………………………... 10 表2-4 單一優養指標判定標準………….…………………………….…………. 15 表2-5 自然的與人為的優養化成因之比較………………..……………………. 16 表2-6 優養湖泊之定性判別標準………………………………………………... 17 表2-7 以總磷為基準之營養分級標準…………………………………………... 20 表2-8 以葉綠素a為基準之營養分級標準……………………………………… 21 表2-9 固氮作用之微生物一覽表………………………………………………... 22 表2-10 以透明度為基準之營養分級標準………………………………………... 22 表2-11 腐水度指標分級表………………………………………………………... 25 表2-12 各種歧異值之計算方法…………………………………….…………….. 26 表2-13 Shannon Index優養分級表..………………………………..…………….. 26 表2-14 品質分數優養分級表………………………..……………………………. 26 表2-15 SQ、AQ與DQ優養化範圍一覽表……………………………………… 27 表2-16 OECD單一參數判定優養化之標準……………………………………… 28 表2-17 Carlson單一參數判定優養化之標準…………….……………………… 29 表2-18 美國環境保護署單一參數判定優養化之標準…………………………... 29 表2-19 湖泊調查主要指標和內容………………………………………………... 38 表2-20 世界各地湖泊之總磷和葉綠素a相關性研究一覽表…………………… 47 表2-21 湖泊的葉綠素a、透明度與磷濃度的相關性研究一覽表………………. 49 表2-22 表層水中總磷濃度與深水層的溶解氧飽和度…………………………... 50 表3-1 優養化指標………………………………………………………………... 72 表3-2 環境因子分析方法一覽表…………..……………………………………. 75 表3-3 總磷試驗所需藥品與儀器設備…………………………………………... 76 表3-4 葉綠素a試驗所需藥品與儀器設備……………………………………… 78 表3-5 亞硝酸鹽試驗所需藥品與儀器設備……………………………………... 82 表3-6 懸浮固體試驗所需藥品與儀器設備……………………………………... 83 表4-1.1 翡翠水庫基本資料………………………………………………………... 91 表4-1.2 翡翠水庫水質分析數據表………………………………………………... 93 表4-1.3 翡翠水庫91~93年水質監測資料敘述統計表…………………………… 97 表4-1.4 翡翠水庫91~93年優養化程度…………………………………………… 99 表4-1.5 石門水庫基本資料………………………………………………………... 107 表4-1.6 石門水庫水質分析數據表………………………………………………... 109 表4-1.7 石門水庫91~93年水質監測資料敘述統計表…………………………… 113 表4-1.8 石門水庫91~93年優養化程度…………………………………………… 115 表4-1.9 寶山水庫基本資料………………………………………………………... 123 表4-1.10 寶山水庫水質分析數據表………………………………………………... 125 表4-1.11 寶山水庫91~93年水質監測資料敘述統計表…………………………… 129 表4-1.12 寶山水庫91~93年優養化程度…………………………………………… 131 表4-1.13 德基水庫基本資料………………………………………………………... 139 表4-1.14 德基水庫水質分析數據表………………………………………………... 141 表4-1.15 德基水庫91~93年水質監測資料敘述統計表…………………………… 144 表4-1.16 德基水庫91~93年優養化程度…………………………………………… 146 表4-1.17 日月潭水庫基本資料……………………………………………………... 153 表4-1.18 日月潭水庫水質分析數據表……………………………………………... 155 表4-1.19 日月潭水庫91~93年水質監測資料敘述統計表………………………… 160 表4-1.20 日月潭水庫91~93年優養化程度………………………………………… 162 表4-1.21 霧社水庫基本資料………………………………………………………... 169 表4-1.22 霧社水庫水質分析數據表………………………………………………... 171 表4-1.23 霧社水庫91~93年水質監測資料敘述統計表…………………………… 174 表4-1.24 霧社水庫91~93年優養化程度…………………………………………… 176 表4-1.25 曾文水庫基本資料………………………………………………………... 183 表4-1.26 曾文水庫水質分析數據表………………………………………………... 185 表4-1.27 曾文水庫91~93年水質監測資料敘述統計表…………………………… 189 表4-1.28 曾文水庫91~93年優養化程度…………………………………………… 191 表4-1.29 南化水庫基本資料………………………………………………………... 199 表4-1.30 南化水庫水質分析數據表………………………………………………... 201 表4-1.31 南化水庫91~93年水質監測資料敘述統計表…………………………… 204 表4-1.32 南化水庫91~93年優養化程度…………………………………………… 206 表4-1.33 澄清湖水庫基本資料……………………………………………………... 213 表4-1.34 澄清湖水庫水質分析數據表……………………………………………... 215 表4-1.35 澄清湖水庫91~93年水質監測資料敘述統計表………………………… 218 表4-1.36 澄清湖水庫91~93年優養化程度………………………………………… 220 表4-2.1 寶山水庫第一採樣點水質分析數據……………………………………... 227 表4-2.2 寶山水庫第二採樣點水質分析數據……………………………………... 228 表4-2.3 寶山水庫第三採樣點水質分析數據……………………………………... 229 表4-2.4 寶山水庫第四採樣點水質分析數據……………………………………... 230 表4-2.5 寶山水庫第五採樣點水質分析數據……………………………………... 231 表4-2.6 寶山水庫水質樣本基本統計資料………………………………………... 231 表4-2.7 以透明度指標表示優養化程度…………………………………………... 240 表4-2.8 以葉綠素ａ指標表示優養化程度………………………………………... 242 表4-2.9 以總磷指標表示優養化程度……………………………………………... 245 表4-2.10 以卡爾森指標表示寶山水庫優養化程度………………………………... 249 表4-3.1 九座水庫91~93年水質監測資料敘述統計表…………………………... 253 表4-3.2 寶山水庫93年水質監測資料敘述統計表……………………………..... 253 表4-3.3 九座水庫水質變項間之相關係數表………………………………........... 255 表4-3.4 寶山水庫水質變項間之相關係數表………………………………........... 256 表4-3.5 九座水庫主成分分析摘要表………………………………....................... 258 表4-3.6 寶山水庫成分分析摘要表………………………………........................... 260 表4-3.7 轉軸後因子負荷矩陣………………………………................................... 263 表4-3.8 轉軸後因子負荷矩陣(寶山水庫)..…………………................................... 265 表4-3.9 共同因子1之迴歸方程式係數及其檢定………………………………... 266 表4-3.10 共同因子2之迴歸方程式係數及其檢定………………………………... 266 表4-3.11 共同因子3之迴歸方程式係數及其檢定………………………………... 266 表4-3.12 共同因子4之迴歸方程式係數及其檢定………………………………... 267 表4-3.13 共同因子1之迴歸方程式係數及其檢定(寶山水庫)…………………..... 268 表4-3.14 共同因子2之迴歸方程式係數及其檢定(寶山水庫)……..……………... 268 表4-4.1 翡翠水庫卡爾森、森廣式、北卡水體、NEI與HEI優養化指標之比較… 281 表4-4.2 石門水庫卡爾森、森廣式、北卡水體、NEI與HEI優養化指標之比較... 283 表4-4.3 寶山水庫卡爾森、森廣式、北卡水體、NEI與HEI優養化指標之比較... 285 表4-4.4 德基水庫卡爾森、森廣式、北卡水體、NEI與HEI優養化指標之比較... 286 表4-4.5 日月潭水庫卡爾森、森廣式、北卡水體、NEI與HEI優養化指標之比較….. 287 表4-4.6 霧社水庫卡爾森、森廣式、北卡水體、NEI與HEI優養化指標之比較... 289 表4-4.7 南化水庫卡爾森、森廣式、北卡水體、NEI與HEI優養化指標之比較... 290 表4-4.8 曾文水庫卡爾森、森廣式、北卡水體、NEI與HEI優養化指標之比較... 291 表4-4.9 澄清湖水庫卡爾森、森廣式、北卡水體、NEI與HEI優養化指標之比較...... 292 表4-4.10 寶山水庫卡爾森、森廣式、北卡水體與HEI優養化指標之比較……... 293

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