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論文中文名稱:應用SWMM模式模擬人工濕地水質水量-以鹿角溪人工濕地為例 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:SWMM Model Applied to Simulate Water Quality and Flow of Constructed Wetland-A Case Study of Lujiao Creek Constructed Wetland [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木工程系土木與防災碩士班
畢業學年度:104
畢業學期:第二學期
中文姓名:林明緯
英文姓名:Ming-Wei Lin
研究生學號:103428066
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2016/07/29
指導教授中文名:林鎮洋
指導教授英文名:Jen-Yang Lin
口試委員中文名:康世芳;何嘉浚
中文關鍵詞:SWMM人工濕地出流機率法
英文關鍵詞:SWMMConstructed WetlandEffluent Probability Method
論文中文摘要:本研究應用地理資訊系統(ArcGIS)以及暴雨管理模式(SWMM)模擬新北市鹿角溪人工濕地之水質與流量,其中人工濕地包含了5個處理單元。水質流量資料為2012至2015年之監測資料,研究目的為1、利用SWMM水質模式,建置可模擬人工濕地內水文水質的模型。2、模式之率定驗證,以確認此組參數是否能符合現實情況。3、利用水質模式的模擬結果,模擬人工濕地對於颱風暴雨的削減率4、應用盒鬚圖及出流機率法評估人工濕地的污染削減率。水質項目包括懸浮固體(SS)、生化需氧量(BOD)、氨氮(NH3-N)。
  以SWMM模式模擬,其參數率定驗證的結果表示此組參數符合現實情況,情境模擬的結果顯示,當遭遇颱風降雨時,平均能達到8%的逕流削減率,而最大雨量的洪峰削減率可以達到17%,總逕流削減量可以達到0.8cms,也就是說一天可以削減68824m3的水量;應用EPM計算人工濕地的污染削減效益,結果顯示SS的削減率為35%、BOD削減率為57%、NH3-N的削減率為96%,以盒鬚圖法的中位數計算SS的削減率為49%、BOD削減率為54%、NH3-N的削減率為98%,總體而言與EPM的計算結果相近。
論文英文摘要:The purposes of this study were(1)use SWMM to simulate hydrology and water quality of constructed wetland,(2)calibrate and verification the parameters,(3)estimate efficiency of constructed wetlands reduce typhoons event,(4)evaluate wetland pollution reduction efficiency by Effluent Probability Method(EPM)and use box and whisker plot.
  Geographic Information Systems(GIS) and Stormwater Management Model(SWMM)are applied to simulate water quality and flow in the Lujiao Creek Constructed Wetland(monitoring data for the 2012 to 2015), where wetland including 5 treatment basins.
  The results showed that parameters of SWMM can be used in the constructed wetland. The results of situations simulated display when Typhoon storm comes, the wetlands can reduce runoff average 8%, when maximum rainfall peak come, the wetlands can reduce runoff 17%, the total reductions runoff can be achieved 0.8cms, that is to say the day to reduce the amount of water 68824m3.
To calculate constructed wetland pollution reduction benefits by EPM, the results that can reduce an average of 35% of suspended solids, biochemical oxygen demand an average reduction of 57%, an average reduction of ammonia nitrogen was 96%.
論文目次:摘 要 i
ABSTRACT iii
誌 謝 v
目 錄 vi
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 章節介紹 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 人工濕地定義 4
2.1.1人工濕地種類 5
2.1.2人工濕地水質淨化機制 8
2.1.3國內外人工濕地案例 13
2.2 水質模式 15
2.2.1應用於人工濕地之水質模式介紹 15
2.2.2 模式評選 17
第三章 研究方法 18
3.1 研究流程與架構 18
3.2模式介紹 20
3.2.1 SWMM模式 20
3.2.2 水文水質模擬 23
3.3 研究區域介紹 27
3.3.1 地理環境 27
3.3.2 氣候條件 32
3.3.3 土地利用及產業 33
3.3.4 水文水質 35
3.4 評估人工濕地污水淨化成效 40
第四章 結果與討論 43
4.1水質分析結果 43
4.1.1盒鬚圖法 44
4.1.2出流機率法(Effluent Probability Method,EPM) 50
4.2 模式建置 53
4.2.1 SWMM建置與參數設置 54
4.2.2 模式模擬結果 57
4.2.3 情境模擬 61
4.3總結 64
第五章 結論與建議 65
5.1 結論 65
5.2 建議 66
參考文獻 67
論文參考文獻:1. Abe K., Komada M., Ookuma A., Itahashi S., Banzai K. “Purification performance of a shallow free-water-surface constructed wetland receiving secondary effluent for about 5 years.” Ecological Engineering, vol. 69, pp. 126-133, 2014.
2. Abou-Elela S.I., Golinielli G., Abou-Taleb E.M., Hellal M.S. “Municipal wastewater treatment in horizontal and vertical flows constructed wetlands.” Ecological Engineering, vol. 61 , part A, pp.460-468, 2013.
3. Beth R., Christopher O., Peter K. “A Baseline Characterization Approach to Wetland Enhancement in an Urban Watershed” Urban Habitats, vol. 5, No.1, 2008.
4. Borin M., Politeo M., De Stefani G. “Performance of a hybrid constructed wetland treating piggery wastewater.” Ecological Engineering, vol. 51, pp. 229-236, 2013.
5. Chang J., Wu S., Dai Y., Liang W., Wu Z. “Nitrogen removal from nitrate-laden wastewater by integrated vertical-flow constructed wetland systems.” Ecological Engineering, vol. 58, pp. 192-201, 2013.
6. Christopher O., Peter K., Michael M., Beth R. “Modeling Urban Wetland Hydrology for the Restoration of a Forested Riparian Wetland Ecosystem” Urban Habitats, vol. 5, No.1, 2008.
7. Doherty J., Johnston J.M., “Methodologies for Calibration and Predictive Analysis of a Watershed Model.” Journal of the American Water Resources Association, vol. 39, no.2, pp. 251-265, 2003.
8. Dong H., Qiang Z., Li T., Jin H., Chen W. “Effect of artificial aeration on the performance of vertical-flow constructed wetland treating heavily polluted river water.” Journal of Environmental Sciences, vol. 24, no.4, pp. 596-601, 2012.
9. Ju¨rgen K., Christine I. “Treatment of domestic and agricultural wastewater by reed bed sysem” Ecological Engineering, vol. 12 , pp. 13-25, 1999.
10. Kazezyilmaz C.M., Medina M.A ., Stepner D. “ Water hydrology and water quality modeling of DUKE university restored wetland site” the 11th International conference on environmental science and technology, Chania, Greece, 2009.
11. Larm T., “Stormwater quantity and quality in a multiple pond–wetland system: Flemingsbergsviken case study” Ecological Engineering, vol. 15, pp. 57–75, 2000.
12. Lewis C.D., Industrial and business forecasting methods, Butterworths Scientific, 1982.
13. Li F., Lu L., Zheng X., Zhang X. “Three-stage horizontal subsurface flow constructed wetlands for organics and nitrogen removal: Effect of aeration.” Ecological Engineering, vol. 68, pp. 90-96, 2014.
14. Lu S., Hu H., Sun Y., Yang J. “Effect of carbon source on the denitrification in constructed wetlands.” Journal of Environmental Sciences, vol. 21, No.8, pp. 1036-1043, 2009.
15. Maine M.A. , Suñe N., Hadad H., Sánchez G., Bonetto C. “Removal efficiency of a constructed wetland for wastewater treatment according to vegetation dominance.” Chemosphere, vol. 68, No.6, pp.1105-1113, 2007.
16. Michelle D. M. “A SWMM-5 Model of a Denitrifying Bioretention System to Estimate Nitrogen Removal From Stormwater Runoff” Department of Civil and Environmental Engineering, University of South Florida, , 2011.
17. Pelissari C., Sezerino P.H., Decezaro S.T., Wolff D.B., Bento A. P., Junior O.D.C., Philippi L.S. “Nitrogen transformation in horizontal and vertical flow constructed wetlands applied for dairy cattle wastewater treatment in southern brazil.” Ecological Engineering, vol. 73, pp. 307-310, 2014.
18. Peng L., Hua Y., Cai J., Zhao J., Zhou W., Zhu D. “Effects of plants and temperature on nitrogen removal and microbiology in a pilot-scale integrated vertical-flow wetland treating primary domestic wastewater.” Ecological Engineering, vol. 64, pp. 285-290 , 2014.
19. Rossman, L. A., Storm Water Management Model Users Manual Version 5.0, United States Environmental Protection Agency, Office of Research and Development, Washington D.C, 2010.
20. Sharma P.K., Takashi I., Kato K., Ietsugu H., Tomita K., Nagasawa T. “Effects of load fluctuations on treatment potential of a hybrid sub-surface flow constructed wetland treating milking parlor waste water.” Ecological Engineering, vol. 57, pp. 216-225, 2013.
21. Song Z., Zheng Z., Li J., Sun X., Han X., Wang W., Xu M. “Seasonal and annual performance of a full-scale constructed wetland system for sewage treatment in china.” Ecological Engineering, vol. 26, No.3, pp. 272-282, 2006.
22. Tian Y., Zheng Y., Wu B., Wu X., Liu J., Zheng C. “Modeling surface water-groundwater interaction in arid and semi-arid regions with intensive agriculture” Environmental Modelling & Software, vol. 63, pp. 170-184, 2015.
23. USEPA, Free Water Surface Wetlands for Wastewater Treatment A Technology Assessment, 1999.
24. USEPA, Subsurface Flow Constructed Wetlands For Wastewater Treatment A Technology Assessment, 1999.
25. Vázquez M. A., de la Varga D., Plana R. Soto M. “Vertical flow constructed wetland treating high strength wastewater from swine slurry composting.” Ecological Engineering, vol. 50, pp. 37-43, 2013.
26. Vymazal J. “Constructed Wetlands for Wastewater Treatment” Water, vol. 2, pp.530-549, 2010.
27. Vymazal J., Kröpfelováa L. “Removal of organics in constructed wetlands with horizontal sub-surface flow: A review of the field experience” Science Of The Total Environment, vol. 407, pp. 3911-3922, 2009.
28. Wang X., Yang W., Melesse A.M. “Using Hydrologic Equivalent Wetland Concept Within SWAT to Estimate Streamflow in Watersheds with Numerous Wetlands” American Society of Agricultural and Biological Engineers, vol. 51, pp.55-72, 2008.
29. Weerakoon G.M.P.R., Jinadasa K.B.S.N., Herath G.B.B.H., Mowjood M.I.M.,van Bruggen J.J.A. “Impact of the hydraulic loading rate on pollutants removal in tropical horizontal subsurface flow constructed wetlands.” Ecological Engineering,vol 61, Part A, pp.154-160, 2013.
30. Wool T.A., Ambrose R.B., Martin J.L., Comer. E.A. Water Quality Analysis Simulation Program (WASP), Version 6.0 – Draft: Users Manual. United States Environmental Protection Agency, Atlanta, Georgia, 2000.
31. 交通部中央氣象局,氣候資料年報,2012~2015
32. 李衍振,自然淨化工法除汙效率之分析,碩士論文,國立臺北科技大學土木與防災研究所,臺北,2008。
33. 李學東,王佳,史榮新,基於SWMM水量模擬的人工雨水濕地規模確定方法,環境保護科學,第40卷,第5期,2014。
34. 周明顯、彭致豪,人工濕地污水處理技術(上),經濟部水利署永續發展簡訊,第十二期,2005。
35. 周明顯、彭致豪,人工濕地污水處理技術(下),經濟部水利署永續發展簡訊,第十三期,2005。
36. 林幸助,人工濕地的生態系功能與服務效益,行政院公共工程委員會,2013
37. 林柏余,結合水質與生態模式-已新山水庫為例,碩士論文,國立臺灣大學工學院土木工程學系,臺北,2007。
38. 林瑩峰、荊樹人、陳欽昭、施凱鐘,人工溼地生態工法在水污染防治上的應用及案例,2004生態工法案例編選集,第十四章,2004。
39. 林鎮洋、劉秀鳳、陳彥彰、王建清、陳起鳳,以出流機率法評估濕式滯留池除污效率,中華水土保持學報,第38期,p.205-p.215,2007。
40. 美商傑明工程顧問(股)台灣分公司,101年度新北市高灘地人工溼地經營管理與功能效益分析計畫期末報告,新北市政府高灘地工程管理處,2012。
41. 美商傑明工程顧問(股)台灣分公司,102年度新北市高灘地人工濕地經營管理與功能效益分析計畫期末報告,新北市政府高灘地工程管理處,2013。
42. 美商傑明工程顧問(股)台灣分公司,103年度新北市高灘地人工濕地經營管理與功能效益分析計畫期末報告,新北市政府高灘地工程管理處,2014。
43. 美商傑明工程顧問(股)台灣分公司,104年度新北市高灘地人工濕地經營管理與功能效益分析計畫期中報告,新北市政府高灘地工程管理處,2015。
44. 美國環保署(USEPA)。http://www2.epa.gov/languages/traditional-chinese/
45. 荊樹人,人工濕地應用於點污染之防治,人工濕地生態工法應用於污染防治研習會議程與論文集,2001。
46. 財團法人台灣水利環境科技研究發展教育基金會,關渡自然公園水磨坑溪人工溼地操作維護計畫,臺北市政府環境保護局,2015。
47. 張文亮、林裕彬、游進裕、徐貴新,水質自然淨化工法操作維護彙編,行政院環境保護署,2006。
48. 張文亮、游進裕,建立礫間處理與人工溼地工程手冊計畫,行政院環保署,2008。
49. 張玉良,應用地理資訊系統於水文管理之研究-以嘉義鰲鼓溼地為例,碩士論文,國立中山大學海洋環境及工程學系,高雄,2011。
50. 陳世偉、吳俊毅、高志明、張有義,高屏溪舊鐵橋人工溼地水質淨化功能探討:一個親水的自然系統,中華民國環境保護學會學刊,第二十九卷,第二期,2006。
51. 陳佳宜,以人工濕地處理生活污水之研究,碩士論文,國立中山大學環境工程研究所,高雄,2006。
52. 陳柏州,以人工濕地淨化水質之研究,碩士論文,國立高雄第一科技大學環境與安全衛生工程系,高雄,2004。
53. 陳榮凱,以 QUAL2K 水質模式模擬狹長型人工濕地之研究,碩士論文,國立高雄第一科技大學環境與安全衛生工程系,高雄,2007。
54. 新北市政府新北市雨水下水道地理資訊系統。http://wrs.ntpc.gov.tw/rwweb/MainPage.aspx
55. 楊州斌,濕地水質及生態模式之發展,博士論文,國立臺灣大學土木工程學研究所,臺北,2005。
56. 經濟部水利署地理倉儲中心。http://gic.wra.gov.tw/gic/GIS/JS/MainJs.aspx
57. 經濟部水利署防災資訊網。http://fhy.wra.gov.tw/Pub_Web_2011/
58. 戴鸞慶,人工濕地淨化水質效率與補注農田灌溉之研究-以麟洛濕地公園為例,碩士論文,國立屏東科技大學水土保持系,屏東,2009。
59. 薛美莉、林幸助,探討影響新海人工濕地氮削減的因子,濕地學刊,第一卷,第一期,p.11-p.20,2011。
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