圖書描述
本書由淺入深解說水體或流域水汙染防治所需具備之知識、調查方法、管製規劃、控製策略與應用工具，兼具原理與實務內容，適閤大學相關課程與水汙染防治從業人員參考。
全書由水汙染防治的基礎與流程介紹開始，進而到水文水力的概念，逐漸深入至水質水量的調查與汙染負荷推估；最後，針對現今國內水汙染現況與用水需要，說明廢水處理方法，受汙染排水或河水再淨化及水體內水質淨化方法等控製技術，並分析比對美日對汙染源的管製曆史和方法，以作為颱灣汙染管製之參考。
全書由水汙染防治的基礎與流程介紹開始，進而到水文水力的概念，逐漸深入至水質水量的調查與汙染負荷推估；最後，針對現今國內水汙染現況與用水需要，說明廢水處理方法，受汙染排水或河水再淨化及水體內水質淨化方法等控製技術，並分析比對美日對汙染源的管製曆史和方法，以作為颱灣汙染管製之參考。
著者信息
作者簡介
溫清光
現任：
國立成功大學環境工程係兼任教授
國立成功大學土木工程係學士、碩士、博士，國傢工學博士
經曆：
國立成功大學環境工程係講師、副教授、教授、特聘教授暨係主任
國立成功大學工學院副院長
榮譽：
國立成功大學名譽教授（2010）
中華民國環境工程學會工程奬章（2005）
國立成功大學教學特優教師奬（2004）
國立成功大學工學院優良教師奬（1994）
中國環境工程學會工程論文奬（1994）
中國工程師學會優秀青年工程奬（1983）
中國土木水利工程學會工程論文奬（1983）
專書：
《廢水工程學——集水工程和抽水工程》（1989）
《廢水工程學——收集、處理及處分》上、下冊（1984）
張智華
現任：
國立成功大學環境工程學係副教授
國立成功大學環境工程學係學士、碩士、博士
經曆：
國立成功大學環境工程係專任助教、助理教授、副教授
永續環境實驗所環境資源研究管理中心主任
永續環境實驗所國際水質研究中心副主任
澳洲水質研究中心博士後研究
榮譽：
行政院環保署八八水災環境輔導與建言工作傑齣貢獻奬（2010）
中華民國環境工程學會八八水災環境輔導與建言工作傑齣貢獻奬（2009）
斐陶斐學會榮譽會員（2008）
溫清光
現任：
國立成功大學環境工程係兼任教授
國立成功大學土木工程係學士、碩士、博士，國傢工學博士
經曆：
國立成功大學環境工程係講師、副教授、教授、特聘教授暨係主任
國立成功大學工學院副院長
榮譽：
國立成功大學名譽教授（2010）
中華民國環境工程學會工程奬章（2005）
國立成功大學教學特優教師奬（2004）
國立成功大學工學院優良教師奬（1994）
中國環境工程學會工程論文奬（1994）
中國工程師學會優秀青年工程奬（1983）
中國土木水利工程學會工程論文奬（1983）
專書：
《廢水工程學——集水工程和抽水工程》（1989）
《廢水工程學——收集、處理及處分》上、下冊（1984）
張智華
現任：
國立成功大學環境工程學係副教授
國立成功大學環境工程學係學士、碩士、博士
經曆：
國立成功大學環境工程係專任助教、助理教授、副教授
永續環境實驗所環境資源研究管理中心主任
永續環境實驗所國際水質研究中心副主任
澳洲水質研究中心博士後研究
榮譽：
行政院環保署八八水災環境輔導與建言工作傑齣貢獻奬（2010）
中華民國環境工程學會八八水災環境輔導與建言工作傑齣貢獻奬（2009）
斐陶斐學會榮譽會員（2008）
圖書目錄
導讀
1 水汙染防治概論
1.1 水汙染防治的定義
1.2 水汙染防治的過程
1.3 水汙染防治規劃內容
1.4 國傢推行汙染防治時應考慮的因素
2 水文及水力基本概念
2.1 水文循環
2.2 河川流量
2.3 水文事件發生的機率
2.4 河川水力學
2.5 降雨逕流量模式
2.6 廢水河川排放與混閤長度
2.7 感潮河段水力現象特性
3 水質
3.1 傳統性水質參數
3.2 傳統之物理性水質參數
3.3 傳統之化學性水質參數
3.4 生物性汙染物
3.5 微量有害汙染物
3.6 水體用途分類及其水質基準
3.7 各種用水水質標準
3.8 河川水質指數
3.9 水庫、湖泊水質優養之評量方法
3.10 水體底質
4 水體水力與水質調查
4.1 河川調查前的準備
4.2 水體流量測量方法
4.3 流量直接量測法
4.4 流量測量─流速麵積法
4.5 感潮河川水力調查
4.6 河川水質調查
4.7 湖庫水質調查
4.8 海灣水質調查
4.9 水質自動監測
4.10 遠端水質觀測技術
4.11 調查數據之評估、統計與解釋
5 汙染負荷調查與估計
5.1 點源産生汙染負荷
5.2 排齣汙染負荷
5.3 流達汙染量的調查與推估
5.4 事業廢水汙染量調查
5.5 非點源汙染
5.6 非點源汙染負荷的調查
5.7 非點源汙染負荷的估計方法
5.8 非都市區非點源負荷估計方法
5.9 市區非點源汙染負荷之估計方法
5.10 湖庫底泥與內部負荷調查
6 水汙染控製方法
6.1 點源汙染源頭控製
6.2 點源廢水之處理
6.3 廢水、汙水再淨化
6.4 廢水再利用
6.5 非點源汙染之控製法
6.6 湖庫水質改善策略與方法
7 水質模式及其應用
7.1 模式簡介
7.2 汙染物傳輸模式
7.3 水質模式選擇及分析程序
7.4 承受水體水質模式(以WASP為例)
7.5 集水區管理模式(以暴雨逕流管理模式SWMM為例)
7.6 全流域性模式(BASINS)
8 水汙染管製
8.1 汙染源的管製方法
8.2 美國水汙染防治的演進與策略
8.3 日本水汙染管製方法
8.4 颱灣水汙染管製方法
8.5 水環境容量
8.6 總量分配
附錶
參考文獻
索引
1 水汙染防治概論
1.1 水汙染防治的定義
1.2 水汙染防治的過程
1.3 水汙染防治規劃內容
1.4 國傢推行汙染防治時應考慮的因素
2 水文及水力基本概念
2.1 水文循環
2.2 河川流量
2.3 水文事件發生的機率
2.4 河川水力學
2.5 降雨逕流量模式
2.6 廢水河川排放與混閤長度
2.7 感潮河段水力現象特性
3 水質
3.1 傳統性水質參數
3.2 傳統之物理性水質參數
3.3 傳統之化學性水質參數
3.4 生物性汙染物
3.5 微量有害汙染物
3.6 水體用途分類及其水質基準
3.7 各種用水水質標準
3.8 河川水質指數
3.9 水庫、湖泊水質優養之評量方法
3.10 水體底質
4 水體水力與水質調查
4.1 河川調查前的準備
4.2 水體流量測量方法
4.3 流量直接量測法
4.4 流量測量─流速麵積法
4.5 感潮河川水力調查
4.6 河川水質調查
4.7 湖庫水質調查
4.8 海灣水質調查
4.9 水質自動監測
4.10 遠端水質觀測技術
4.11 調查數據之評估、統計與解釋
5 汙染負荷調查與估計
5.1 點源産生汙染負荷
5.2 排齣汙染負荷
5.3 流達汙染量的調查與推估
5.4 事業廢水汙染量調查
5.5 非點源汙染
5.6 非點源汙染負荷的調查
5.7 非點源汙染負荷的估計方法
5.8 非都市區非點源負荷估計方法
5.9 市區非點源汙染負荷之估計方法
5.10 湖庫底泥與內部負荷調查
6 水汙染控製方法
6.1 點源汙染源頭控製
6.2 點源廢水之處理
6.3 廢水、汙水再淨化
6.4 廢水再利用
6.5 非點源汙染之控製法
6.6 湖庫水質改善策略與方法
7 水質模式及其應用
7.1 模式簡介
7.2 汙染物傳輸模式
7.3 水質模式選擇及分析程序
7.4 承受水體水質模式(以WASP為例)
7.5 集水區管理模式(以暴雨逕流管理模式SWMM為例)
7.6 全流域性模式(BASINS)
8 水汙染管製
8.1 汙染源的管製方法
8.2 美國水汙染防治的演進與策略
8.3 日本水汙染管製方法
8.4 颱灣水汙染管製方法
8.5 水環境容量
8.6 總量分配
附錶
參考文獻
索引
圖書序言
導讀
根據我國《水汙染防治法》施行目的「為防治水汙染，確保水資源清潔，以維護生態體係，改善生活環境，增進國民健康」，作者將其解讀為「透過水汙染防治策略的實行來管理水質，使水質能符閤所有用水對象之有利用途 (beneficial uses)」，為達成此目的而需具備的專業知識即為水汙染防治，本書主要目的是協助大學環工／水利／土木科係學生與水汙染防治工作者瞭解此專業知識之原理，以及相關實務工作的推動方式。
陸域錶麵水體在形成或傳輸過程中受到人為汙染及自然作用的影響，造成物質與能量的介入，也構成瞭水的化學、物理及生物特性，這些特性統稱為水質。水質優劣取決於水中生物之生存需求與人類使用目的，例如水中溶氧太低魚類無法生存、灌溉用水鹽度太高會影響作物産量與土壤品質、湖水混濁或水色不佳會降低遊憩意願、水庫有機物太多會提高飲用水含緻癌性消毒副産物的風險。水汙染改變瞭天然水質，水質受損需藉由流入水體汙染負荷之「控製」或「管理」手段予以改善。末端水處理科技的演進雖使人類能以高級處理技術降低飲用水安全風險，但需耗費龐大的成本且僅能獲取極少的可用水量，並不是一種永續的作法；況且，對河川及湖庫等錶麵水主要利用者如生態、水生物及農産養殖而言，要利用水處理技術將其水質控製到閤乎使用需求也不是一種務實的手段，因此，環境工程除瞭水處理外，水汙染防治的原理與實務也是環境工程師不可不瞭解的一門學問。
水汙染防治包含水汙染源頭的預防與後端的處理，是以各種産生端、排齣端及流達端的水汙染控製方法 (water pollution control) 達成流入水體汙染負荷減量與水質改善的目標。因此，本書第一章〈水汙染防治概論〉，先講述水汙染防治的定義及過程，簡介水體的汙染來源、汙染負荷的控製目標與方法及防治工作的規劃步驟。本書後續章節採先原理後實務方式編排，並以汙染源為因水質為果的因果關係進行鋪陳。首先，汙染物透過排放口或水循環過程進入水體，因水力條件的差異而使汙染物有不同的傳輸方式，並使水體産生不同的水質時空分布與反應條件，為使後續科學調查與控製實務能正確的執行，本書第二、三章著重於與水汙染有關之水文與水力，以及各種水質參數與其機轉原理之說明，以利讀者瞭解汙染物的傳輸過程與水質反應。為完整理解前述章節內容，作者建議讀者曾修習大專以上物理、化學、生物、水文學及流體力學等相關課程。若以本書做為相關科係教材，建議對象為大二以上學生。
瞭解前述概論及原理之後，本書逐步導入水汙染防治工作的執行方式。第四章講述水體水力與水質調查方法；第五章說明內生及各種外來汙染負荷（點源、類點源及非點源）之調查與估計；第六章則介紹各種汙染源的減量技術，其中包含廢水處理後再迴用的技術。若以本書做為相關科係教材，建議對象為大三以上，曾修習給水工程、廢（汙）水處理或衛生工程之學生。
在水汙染管製策略擬定與防治工作正式實施前，需評估水體涵容能力、解析汙染負荷進入水體後可能造成的水質問題、以及透過汙染負荷的削減可使水質達到何種程度的改善，方能建立具體可行之規劃方案。因此，本書最後兩章乃整閤水汙染防治原理與實務，第七章〈水質模式及其應用〉介紹用以量化汙染負荷與承受水體水質間因果關係的數值工具、說明常用水質模式的原理，以及協助實務工作者選用適閤的水質模式套裝軟體進行水汙染防治規劃；第八章〈水汙染管製〉，簡介颱灣與美、日先進國傢的水汙染防治策略與演進、行政管製方法與案例，並說明以環境容量為目標的水汙染管製原理與邏輯、執行步驟與方法。除瞭教學外，第七、八章也適閤在顧問業、政府及學界從事水汙染防治實務工作者閱讀。
根據我國《水汙染防治法》施行目的「為防治水汙染，確保水資源清潔，以維護生態體係，改善生活環境，增進國民健康」，作者將其解讀為「透過水汙染防治策略的實行來管理水質，使水質能符閤所有用水對象之有利用途 (beneficial uses)」，為達成此目的而需具備的專業知識即為水汙染防治，本書主要目的是協助大學環工／水利／土木科係學生與水汙染防治工作者瞭解此專業知識之原理，以及相關實務工作的推動方式。
陸域錶麵水體在形成或傳輸過程中受到人為汙染及自然作用的影響，造成物質與能量的介入，也構成瞭水的化學、物理及生物特性，這些特性統稱為水質。水質優劣取決於水中生物之生存需求與人類使用目的，例如水中溶氧太低魚類無法生存、灌溉用水鹽度太高會影響作物産量與土壤品質、湖水混濁或水色不佳會降低遊憩意願、水庫有機物太多會提高飲用水含緻癌性消毒副産物的風險。水汙染改變瞭天然水質，水質受損需藉由流入水體汙染負荷之「控製」或「管理」手段予以改善。末端水處理科技的演進雖使人類能以高級處理技術降低飲用水安全風險，但需耗費龐大的成本且僅能獲取極少的可用水量，並不是一種永續的作法；況且，對河川及湖庫等錶麵水主要利用者如生態、水生物及農産養殖而言，要利用水處理技術將其水質控製到閤乎使用需求也不是一種務實的手段，因此，環境工程除瞭水處理外，水汙染防治的原理與實務也是環境工程師不可不瞭解的一門學問。
水汙染防治包含水汙染源頭的預防與後端的處理，是以各種産生端、排齣端及流達端的水汙染控製方法 (water pollution control) 達成流入水體汙染負荷減量與水質改善的目標。因此，本書第一章〈水汙染防治概論〉，先講述水汙染防治的定義及過程，簡介水體的汙染來源、汙染負荷的控製目標與方法及防治工作的規劃步驟。本書後續章節採先原理後實務方式編排，並以汙染源為因水質為果的因果關係進行鋪陳。首先，汙染物透過排放口或水循環過程進入水體，因水力條件的差異而使汙染物有不同的傳輸方式，並使水體産生不同的水質時空分布與反應條件，為使後續科學調查與控製實務能正確的執行，本書第二、三章著重於與水汙染有關之水文與水力，以及各種水質參數與其機轉原理之說明，以利讀者瞭解汙染物的傳輸過程與水質反應。為完整理解前述章節內容，作者建議讀者曾修習大專以上物理、化學、生物、水文學及流體力學等相關課程。若以本書做為相關科係教材，建議對象為大二以上學生。
瞭解前述概論及原理之後，本書逐步導入水汙染防治工作的執行方式。第四章講述水體水力與水質調查方法；第五章說明內生及各種外來汙染負荷（點源、類點源及非點源）之調查與估計；第六章則介紹各種汙染源的減量技術，其中包含廢水處理後再迴用的技術。若以本書做為相關科係教材，建議對象為大三以上，曾修習給水工程、廢（汙）水處理或衛生工程之學生。
在水汙染管製策略擬定與防治工作正式實施前，需評估水體涵容能力、解析汙染負荷進入水體後可能造成的水質問題、以及透過汙染負荷的削減可使水質達到何種程度的改善，方能建立具體可行之規劃方案。因此，本書最後兩章乃整閤水汙染防治原理與實務，第七章〈水質模式及其應用〉介紹用以量化汙染負荷與承受水體水質間因果關係的數值工具、說明常用水質模式的原理，以及協助實務工作者選用適閤的水質模式套裝軟體進行水汙染防治規劃；第八章〈水汙染管製〉，簡介颱灣與美、日先進國傢的水汙染防治策略與演進、行政管製方法與案例，並說明以環境容量為目標的水汙染管製原理與邏輯、執行步驟與方法。除瞭教學外，第七、八章也適閤在顧問業、政府及學界從事水汙染防治實務工作者閱讀。
圖書試讀
1 水汙染防治概論
1.1水汙染防治的定義
許多水聚集在一起成為水體(water body)，接納廢水、雨水之水體稱為承受水體(receiving body)。水汙染研究者將自然界的水體大緻分為地麵水體和地下水體兩大類。聚集在地錶麵上的稱為地麵水體，有河水、湖沼(含水庫)水和海水；聚集在地麵下的稱為地下水體。地下水的汙染常來自土壤汙染，所以歸為另外一類，本書中所述水汙染是指地麵水體的汙染。
水汙染不同於水質，所以「水汙染防治(water pollution control)」也不同於「水質管理(water quality management)」。水質是一些自然作用或過程加諸於水，水産生反應所呈現齣來的性質，這種性質是天然性質。自然作用有物理、化學、生物等作用，如陽光照射水産生溫度反應；又如大氣的氧氣從水錶麵傳送到水中成為溶氧，照射和傳送這兩種物理過程，使水有水溫和溶氧這兩種天然性質。水質管理的基本要求是保護水體的健康，以維護水中生態，使魚類、植物、濕地和鳥類在自然狀態下永續生存。此外也要求維護各種水資源的永續利用。所以水質管理是有關水各種用途的水質問題管理，包括訂定法規、管理辦法和行動，以保護水體水質、環境、生態健康和水的閤理使用；而水汙染是水受到某些物質的入侵改變瞭它的天然性質，使下遊使用者不能得到天然水質。所以水汙染防治的重點在於移除水中的汙染物，或控製汙染物進入水體。因此水汙染防治是水質管理中最重要的工作，是環境工程師不可不學的課程。世界衛生組織(WHO)認為，由於人的活動直接或間接影響到水的成分，使水喪失一部分或全部原有的自然性質，而不適閤使用，稱為水汙染；本書定義任何物質或熱能介入水中稱為水汙染，前者稱為物質汙染，汙染物質包括物理性、化學性和生物性三大類，有來自自然界和人為，但主要來自人為；後者稱為熱汙染(thermal pollution)，主要來自火力發電廠、核能發電廠和工廠熱廢水。依《水汙染防治法》將水汙染定義為：指水因物質、生物或能量的介入，而變更品質，導緻影響其正常用途或危害國民健康及生活環境。
1.2水汙染防治的過程
水質汙染來源及控製方法如圖 1.1 所列，說明如下：
1.1水汙染防治的定義
許多水聚集在一起成為水體(water body)，接納廢水、雨水之水體稱為承受水體(receiving body)。水汙染研究者將自然界的水體大緻分為地麵水體和地下水體兩大類。聚集在地錶麵上的稱為地麵水體，有河水、湖沼(含水庫)水和海水；聚集在地麵下的稱為地下水體。地下水的汙染常來自土壤汙染，所以歸為另外一類，本書中所述水汙染是指地麵水體的汙染。
水汙染不同於水質，所以「水汙染防治(water pollution control)」也不同於「水質管理(water quality management)」。水質是一些自然作用或過程加諸於水，水産生反應所呈現齣來的性質，這種性質是天然性質。自然作用有物理、化學、生物等作用，如陽光照射水産生溫度反應；又如大氣的氧氣從水錶麵傳送到水中成為溶氧，照射和傳送這兩種物理過程，使水有水溫和溶氧這兩種天然性質。水質管理的基本要求是保護水體的健康，以維護水中生態，使魚類、植物、濕地和鳥類在自然狀態下永續生存。此外也要求維護各種水資源的永續利用。所以水質管理是有關水各種用途的水質問題管理，包括訂定法規、管理辦法和行動，以保護水體水質、環境、生態健康和水的閤理使用；而水汙染是水受到某些物質的入侵改變瞭它的天然性質，使下遊使用者不能得到天然水質。所以水汙染防治的重點在於移除水中的汙染物，或控製汙染物進入水體。因此水汙染防治是水質管理中最重要的工作，是環境工程師不可不學的課程。世界衛生組織(WHO)認為，由於人的活動直接或間接影響到水的成分，使水喪失一部分或全部原有的自然性質，而不適閤使用，稱為水汙染；本書定義任何物質或熱能介入水中稱為水汙染，前者稱為物質汙染，汙染物質包括物理性、化學性和生物性三大類，有來自自然界和人為，但主要來自人為；後者稱為熱汙染(thermal pollution)，主要來自火力發電廠、核能發電廠和工廠熱廢水。依《水汙染防治法》將水汙染定義為：指水因物質、生物或能量的介入，而變更品質，導緻影響其正常用途或危害國民健康及生活環境。
1.2水汙染防治的過程
水質汙染來源及控製方法如圖 1.1 所列，說明如下：
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