石門水庫永續指標之建立與研究｜國立中央大學博碩士論文系統

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研究生：	吳東雄 Tong-Hsiung Wu
論文名稱：	石門水庫永續指標之建立與研究 D-S-R (Driving force-State-Response) framework that developed by the United Nations（UN）to establish the system of the Shihmen Reservoir and rivers in the catchment area
指導教授：	吳瑞賢 Ray-Shyan Wu
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 土木工程學系在職專班 Executive Master of Civil Engineering
畢業學年度：	90
語文別：	中文
論文頁數：	89
中文關鍵詞：	D-S-R架構（驅力-狀態-反應）、永續發展指標、永續發展
外文關鍵詞：	sustainable development indicator, sustainable development
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近年來，全球因聖嬰現象，氣候異常，造成水文不確定性增加，全球各國陸續提出「永續發展」之概念，其真諦為在不破壞生態系統之平衡下，透過科技與人文的手段來提昇生態體系之承載力，有效的利用環境資源，可以滿足當代人類之需求而又不影響下一代發展需求。
台灣雖然雨量豐沛，但因降雨之時間及地點分配不均，因此經常洪災、旱災交替不斷。加以近年來環保意識高漲，優良壩址減少，大型水庫之興建大為不易，因此如何調度及節用水資源與保育現有之水庫，使其永續利用，成為當前重要課題。
本研究參考聯合國永續發展指標體系D-S-R架構（驅力-狀態-反應），建立適合石門水庫永續性指標體系之D-S-R架構，並依據此架構篩選及建立永續指標評量方法，本研究依石門水庫長期之水質監測、水量運轉資料及歷次航測圖檔進行分析比對，篩選出流域水資源指標（水質、水量）、土地開發及生態等指標，評估其永續性，並可了解目前水庫各子集水區土地超限使用及崩塌地之分佈關係，以掌控制石門水庫開發現況，執行水庫集水區之土地利用、需水量調配及水質管理等事宜，作為水庫管理單位對於水庫之開發、保育、水質管理決策依據，期可達到水庫永續經營之目的。
經綜合評量可以了解石門水庫之水資源環境部分，水量利用率尚佳。水質部分，有優養化現象，但是已漸漸改善。土地開發部分，水庫淤積部分尚需加強輸砂量之控制及清淤。水庫集水區開發行為應繼續管制，森林保育已見成效，生態保育尚在起步，應積極趕上。

Due to the El Nino effects over the past few years, the global weather and climate patterns have been altered drastically with a result of increasing uncertainties in hydrology. Consequently the concepts of “sustainable development” are brought up in different countries. The essences of the concepts are to utilize efficiently environmental resources without spoliation of the balance in ecological system. This can be achieved by enhancing the capabilities of the ecological system through technological and humane means. As a result, the needs for the people at present can be satisfied and the future needs for the next generations can be guaranteed as well.
Although precipitation reaches high, Taiwan is occasionally suffering from flood and drought due to uneven temporal and spatial precipitation distribution. The problem is becoming worse with the followings: more popular awakening in environmental protection, less sites for quality reservoirs, and more difficulties in construction of large dams. It turns into an important issue at present that how to allocate and economize water resources and thus conserve the existing reservoirs for sustainable development.
The research refers to the sustainable indicator framework named D-S-R (Driving force-State-Response) framework that developed by the United Nations（UN）to establish the system of the Shihmen Reservoir and rivers in the catchment area. The indexes of the framework follow the long-time water quality monitoring, reservoir operation, and four aerial surveys in the reservoir. Then the following indexes are screened: catchment water resources (for water quality and quantity), the soil environment of the forest, and the development degree and ecology. After the assessment for the sustainability, the current spatial utilization distribution over the reservoir can be understood . Furthermore, the Shihmen reservoir current situation, land use over the catchment area, allocation of water demand, and management of water quality can be grasped and controlled. The reservoir administration can rely on the research results for decision-making of reservoir development, water conservancy, and water quality management. Therefore, sustainable development of the reservoir can be reached.
With integrated assessments in the Shihmen Reservoir, it can be shown: water utilization performs well; water quality has been improved in spite of eutrophication; sediment control and debris removal are to be reinforced; management should continue for the development over the catchment area; ecological conservancy needs more efforts although forest conservancy has marked effects.

中文摘要…………………………………………………………………..Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………… Ⅱ
目錄………………………………………………………………………Ⅲ
圖目錄……………………………………………………………………Ⅵ
表目錄……………………………………………………………………Ⅷ
第一章	前言…………………………………………………………...1
1.1 研究緣起……………………………………………………….1
1.2 研究目的……………………………………………………….2
1.3 研究內容與流程……………………………………………….3
第二章	文獻回顧………………………………………………………5
2.1永續發展…………………………………………………………………..5
2.1.1永續發展之緣起………………………………………….5
2.1.2永續發展之定義………………………………………….5
2.1.3永續發展之演進 ………………………………………...7
2.2 永續發展指標……………………………………………………9
2.3 永續發展指標架構………………………………………………11
2.3.1 P-S-R指標架構……………………………………………12
2.3.2 D-S-R指標架構…………………………………………12
2.4水土資源之永續發展狀況..………………………………….…13
第三章	研究方法..……………………………………………………15
3.1永續指標架構建立..……………………………………………15
3.2指標標準化原則..………………………………………………19
3.3指標項目說明..…………………………………………………21
3.3.1 水庫水質指標…………………………..……………...21
3.3.2水庫水量指標…………………………..……………...26
3.3.3土地開發指標…………………………..……………...31
3.3.4 生態指標…………………………..…………….…….38
第四章 案例研究  …………………………..…………….………...41
4.1石門水庫流域概述…………………………..……………...41
4.2水資源永續指標評估…………………………..……………45
4.2.1 水庫水質指標評估…………………………..……….45
4.2.2水庫水量指標評估…………………………..………..51
4.3土地開發指標評估…………………………..…………59
4.4 生態指標評估…………………………..………………74
第五章指標綜合分析………………………………………………………….75
5.1水庫水質指標評量………………………………………75
5.2水庫水量指標評量………………………………………76
5.3土地開發指標評量……………………………………………………78
5.4生態指標評估…………………………………………………81
5.5結果分析………………………………………………………….…81
第六章結論與建議…………………………………………………………….83
6.1結論……………………………………………………………83
6.2建議……………………………………………………………85
參考文獻………………………………………………………………….86
圖目錄
頁次
圖 1-1 研究流程圖…………………………………………..…………...…4
圖 2-1 P-S-R架構圖……………………………………………...…………13
圖3-1 水庫永續發展指標系統架構圖…………………..….………………18
圖3-2 永續發展指標標準化型態I………………..………..………….…..19
圖3-3 永續發展指標標準化型態II……………………………………….20
圖3-4 永續發展指標標準化型態III………………………………...……20
圖 3-5 水庫水質驅力指標標準化轉換圖……………………………….…22
圖3-6水庫水質狀態指標標準化轉換圖…………………………………. 25
圖3-7 水庫水質反應指標標準化轉換圖……..……………………………26
圖3-8水量驅動力指標標準化轉換圖………….…………………………..28
圖3-9水庫水量狀態指標標準化轉換圖…………….…………………….29
圖3-10水庫水量反應指標標準化轉換圖………………………………….30
圖3-11開發驅力指標標準化轉換圖……………………………………….33
圖3-12開發反應指標標準化轉換圖……………………….………………34
圖3-13輸砂反應指標標準化轉換圖……………………………………….35
圖3-14土壤狀態指標標準化轉換圖 ……………………………………...36
圖3-15土地開發反應指標標準化轉換圖………………………………….37
圖4-1 石門水庫集水區範圍………………………………………………..43
圖4-2石門水庫集水區流域驅力指標評估圖 ………………………..……46
圖4-3石門水庫歷年卡爾森數圖………….....……….……………………..48
圖 4-4 水質狀態指標評量圖…….………….………………………..…..…49
圖 4-5 石門水庫總磷值……………………………………….…………...50
圖 4-6 石門水庫水質反應指標評估圖………………………………...…51
圖 4-7 石門水庫年供水量分配圖   ………………………….……..52
圖 4-8 石門水庫供需水量圖………..……………………...…….…...……53
圖 4-9 水量驅力指標評量圖…………………………...………..…………...54
圖 4-10 石門水庫歷年平均淤沙量圖…………………….………….….…..55
圖 4-11 石門水庫歷年累計淤積量圖……….…………………………...…56
圖 4-12 水量狀態指標評量圖……………………….……..………….……..57
圖 4-13 石門水庫運轉成果圖………..……………………...…….……..…58
圖 4-14 水量反應指標評量圖…………………….…...………..…………...59
圖 4-15 石門水庫驅力指標評估圖…………………….………….….……...61
圖 4-16 石門水庫集水區土地利用分布圖…………..…………………...…62
圖 4-17土地開發狀態（道路）指標評量圖….………………………..…….64
圖 4-18 水庫總輸砂量評量圖（霞雲站）…………………...…….…...……67
圖 4-19 土地開發狀態（輸砂量）指標評量圖…….....………..…………….68
圖 4-20 總崩塌地面積圖……………………………….………….….…..70
圖 4-21 土壤狀態指標評量圖………………………...………..…………….70
圖 4-22 林相覆蓋面積圖………………………………….………….….…..73
圖 4-23 土地開發反應指標評量圖………………....………..……………..74
圖 5-1 水庫水質驅力、狀態及反應指標評量圖………….………….….…..76
圖 5-2 水庫水量驅力、狀態及反應指標評量圖……...………..……………78
圖 5-3 土地開發驅力、狀態及反應指標評量圖………….………….….…..80
圖 5-4水質水量及土地開發指標評量圖………….………….….…..82
表目錄
頁次
表 2-1 不同領域對永續發展之定義………..…………………….……….7
表3-1 各類土地各污染物之單位面積污染量…………………………...21
表3-2 Carlson優養指數法表………………………………..…...…..……24
表 4-1  石門水庫集水區歷年土地利用表………..…………..……………..45
表 4-2  土地利用污染量表………………………..…………..……………..46
表 4-3  石門水庫集水區流域驅力指標評量值表……..………..………..…46
表 4-4  石門水庫65-90年水質優養指標……………………..……....…..…48
表 4-5  石門水庫歷年(70~90年)之卡爾森觀測指數表….……………...48
表 4-6  石門水庫歷年(70~90年)水質狀態永續指標評量值…………....49
表 4-7  石門水庫70年~90年總磷（TP）值表…………..…….………….50
表 4-8  石門水庫水質反應指標永續性評估表….……………....…….…51
表 4-9 石門水庫供需水量表….……….…………………………...…53
表 4-10 水量驅力指標值評量表…………………………………………..53
表 4-11 石門水庫70-90年水庫淤積量表………………………………..55
表 4-12 水量狀態指標永續性評量值……………………………………..56
表 4-13 石門水庫70-90年運轉成果表……………………………………. 58
表 4-14 水量反應指標評量表……………………………………………..58
表 4-15 石門水庫驅力指標評估表……………………………………..…60
表 4-16 道路面積統計表….…….…….…………………………...…….63
表 4-17 土地開發狀況指標評量值………..……………………...……….64
表 4-18 石門水庫各測站年河道輸砂量表..…………………..…………..66
表 4-19 石門水庫各子集水區霞雲站年輸砂量表………....………...…...66
表 4-20 70年~90年水庫總輸砂量評量值表…….………..…...………….67
表 4-21 75年與87年各小集水區崩坍面積統計表…………….....…….…69
表 4-22 70年~90年水庫總崩坍地表面積表…………...………………….69
表 4-23 崩坍地狀態指標評量表………………………………………..…70
表 4-24 林相面積比較表…………………………………………………..72
表 4-25 林相覆蓋面積表………..…………………………………………73
表4-26保護林面積比反應指標評量表.……………………………….…74
表 5-1  水庫水質驅力、狀態及反應指標評估表.………………………..…76
表 5-2  水庫水質驅力、狀態及反應指標評估表……………………..…78
表 5-3  土地開發驅力、狀態及反應指標評估表………………………..80

                                

中文部份
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