複雜河系水質模式之研究

Abstract

水污染防治一直是河川水資源規劃上的一大課題，本研究之主要目標，乃在發展一套 模式，以模擬複雜河川水質之變化及做實際天然河系之應用。 在複雜之流域系統中，各主、次要流路之水質彼此會有相互之影響，為了能真正表現 天然河系水質的變化狀況，發展一套複雜河系之水質模式實有其必要性。 河川水質與水理特性有著密不可分的關係，為了更準確預測河川水質的變化狀況，本 研究乃以河川中水量的連續及運動方程式，配合水質之質量平衡方程式，以有限差分 法建立一複雜河系之水質數學模式。本模式可同時應用於單一渠道、分支渠道及複雜 之綱狀渠道的演算，以適於本省多變化的河川之水質模擬。 本模式在水理演算方面，採用Preissmann四點有限差分法進行模擬，而在水質演算部 份，則採用分離演算法(Split operator method) , 分傳播、擴散及生化反應三部份 做演算，其中傳播部份乃利用Holly-Preissmann二點四階法演算；擴散部份乃採Pre- issmann 四點有限差分法；生化反應部份則使用牛頓法直接求解。在模式中所考慮之 水質指標為生化需氧量(BOD) 及溶氧量(DO)。 本研究模擬了數個虛擬案例，分析其結果可得知，本模式能有效地表現複雜河系水質 該有之特性。並藉由模擬淡水河流域之大漢溪河段，來探討模式應用於天然河道的適 用性。