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研究生: 郭家佑
Guo, Jia-You
論文名稱: 暴雨事件下飲用水水源管理課題分析-以新店溪水源為例
The Analysis of Drinking Water Sources Management under Heavy Rain Events:A Case Study of Xindian River
指導教授: 郭乃文
Kuo, Nae-Wen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 地理學系
Department of Geography
論文出版年: 2020
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 139
中文關鍵詞: 氣象因子原水濁度預警系統淨水處理
英文關鍵詞: Meteorological Factors, Raw water Turbidity, Early Warning System, Water Treatment
DOI URL: http://doi.org/10.6345/NTNU202000201
論文種類: 學術論文
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  • 新店溪為大臺北地區重要水源,其上游臺北水源特定區風化作用旺盛,地表土層鬆軟,且地形多為陡峭之坡地,強降雨發生時易沖刷地表土石並引發淺層崩塌。2015年蘇迪勒颱風所帶來的強降雨,除再次重創原先崩塌地,也在桶後、烏來等中上游地段造成多處崩塌。大量崩塌泥沙因強降雨被帶入河川,新店溪原水濁度因而超過下游直潭淨水廠原水濁度最大處理能力,最後導致大臺北地區停水。為提升大臺北地區供水系統面對高原水濁度之應變能力,本研究從上游原水至下游淨水廠探討水源管理課題。並利用2015年至2019年上游福山測站、攬勝橋測站與下游下龜山橋測站蒐集之雨量資料與濁度資料進行相關性分析,並考慮北勢溪匯流之影響,嘗試建立下游濁度推估模式。
    濁度延時分析結果發現,福山測站與下龜山橋測站之濁度延時約為2.6小時。而攬勝橋測站與下龜山橋測站之濁度延時約為1小時。
    雨量與濁度的相關性分析,依照中央氣象局頒布之雨量分級,選定大雨等級以上之強降雨事件作為分析主軸。其結果顯示,福山測站與攬勝橋測站各起事件之各別分析上,自身測站濁度資訊或與下龜山橋測站濁度資訊回歸,其線性回歸與乘冪回歸相關性R2落在0.6~0.7。將各起事件綜合分析結果,發現福山測站及攬勝橋測站利用日降雨資訊與日濁度資訊相關性回歸結果較差,線性R2約落在0.3~0.6之間,乘冪R2約落在0.2~0.4之間。然而若是利用「累積至最大濁度發生時之降雨量」與事件濁度資訊,福山測站因調整過後資料數不足故無綜合事件分析,而攬勝橋測站線性R2在最大濁度資訊結果為0.78,與下龜山橋測站線性R2在最大濁度資訊結果為0.77。由此可知「累積至最大濁度發生時之降雨量」為推估濁度之重要氣象因子。

    Xindian river is an important water source for the greater Taipei area. The upper reaches of the river have strong weathering, soft topsoil, and steep slopes. When heavy rainfall occurs, it is easy to scour the surface and cause shallow collapse. In 2015, the heavy rainfall brought by typhoon Soudelor not only once again hit the collapse site hard, but also caused many collapses in the middle and upper reaches such as Tunghou and Wulai. A large amount of collapsed sediment was carried into the river by heavy rainfall, and the turbidity of raw water in Xindian river exceeded the maximum treatment capacity of raw water at the downstream Zhitan water purification plant, resulting in the closure of water in the greater Taipei area.In order to improve the strain capacity of the water supply system in the greater Taipei area to the turbidity of plateau water, this study explored the topic of water source management from the upstream raw water to the downstream water purification plants. The correlation analysis of rainfall data and turbidity data collected from the upstream Fushan observation station, Lansheng bridge observation station and downstream Xiaqiushan bridge observation station from 2015 to 2019 was made, and the influence of the confluence of Beishi river was considered to establish an early warning model of turbidity in the downstream.
    The turbidity delay analysis results show that the turbidity delay of Fushan station and Xiaqiushan bridge station is about 2.6 hours. The turbidity delay of Lansheng
    bridge station and Xiaqiushan bridge station is about 1 hour.
    The correlation analysis of rainfall and turbidity is based on the rainfall classification issued by the Central weather bureau. The results show that the turbidity information of Fushan station and Lansheng bridge station is regressive to the turbidity information of Xiaqiushan bridge station, and the correlation R2 of linear regression and power regression is between 0.6 and 0.7.Based on the comprehensive analysis of the events, it was found that the regression results of the correlation between daily rainfall information and daily turbidity information used by the Fushan and Lansheng bridge stations were poor, with the linear R2 falling between 0.3 and 0.6, and the power R2 falling between 0.2 and 0.4. However, if the cumulative rainfall and event turbidity information of each event were used, there was no comprehensive event analysis at Fushan station due to insufficient data after the adjustment, while the maximum turbidity information at Lansheng bridge station was 0.78 in linear R2 and 0.77 in linear R2 at Xiaqiushan bridge station. In addition, "precipitation at the time of accumulation to maximum turbidity" is an important factor in estimating turbidity information.

    摘要  Ⅰ Abstract  Ⅱ 目錄  Ⅲ 表目錄  Ⅴ 圖目錄  Ⅶ 第一章 緒論  001 1.1  研究緣起  001 1.1.1 聯合國永續發展目標  001 1.1.2 氣候變遷與極端降雨  002 1.1.3 安全水資源管理課題  005 1.1.4 高濁度原水與淨水設施處理能力  005 1.2 研究目的  007 第二章 文獻回顧  009 2.1 新店溪集水區環境相關研究  009 2.1.1 新店溪基本資料  009 2.1.2 臺北水源特定區環境概況  010 2.1.3 水源特定區集水區崩塌地相關研究  011 2.2 氣象因子與濁度相關性分析研究  013 2.2.1 氣象因子與濁度關係模式建立  013 2.2.2 臺北水源特定區濁度推估模式相關研究  015 2.3 強降雨事件下翡翠水庫運轉實務  017 2.4 直潭淨水廠系統現況與原水處理準則  018 2.4.1 直潭淨水廠處理系統現況  018 2.4.2 直潭淨水廠原水處理準則  021 第三章 研究方法與架構  023 3.1 研究範圍  023 3.2 研究方法  024 3.2.1 資料蒐集  025 3.2.2 資料處理及定義  027 3.2.3 分析資料篩選方法  028 3.2.4 濁度延時處理  028 3.2.5 相關性回歸分析  029 3.2.6 相關性回歸分析之調整操作  030 第四章 研究結果與討論  031 4.1 北勢溪濁度貢獻度  031 4.2 新店溪高濁度原水資料分析  032 4.3 濁度延時分析  038 4.3.1 福山測站延時分析結果  038 4.3.2 攬勝橋測站延時分析結果  043 4.4 強降雨事件下雨量與濁度相關性分析  048 4.4.1 福山測站各別事件降雨量與濁度相關性分析  048 4.4.2 攬勝橋測站各別事件降雨量與濁度相關性分析  065 4.4.3 福山測站各事件綜合之降雨量與濁度相關性分析  098 4.4.4 攬勝橋測站各事件綜合之降雨量與濁度相關性分析  104 4.5 結果與討論  118 第五章 高濁度原水供水系統管理策略  121 5.1 集水區崩塌地管理  121 5.2 原水濁度預警機制  123 5.3 淨水廠高濁度原水處理管理  126 5.4 翡翠專管計畫  128 5.4.1 計畫簡述  128 5.4.2 翡翠專管計畫成效討論  129 第六章 結論與建議  131 6.1 結論與建議  131 6.2 研究限制  133 參考文獻  135

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    2025/12/31
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