近年來急水溪一直都是政府主要關注治理污染的河川，為了改善河川污染及模擬改善方案之成效，本研究採用WASP水質模式搭配HEC-RAS水理模式予以模擬水質並評估成效方案進行改善。
在本流域中，中上游畜牧業盛行，養豬場及養牛場的規模龐大，分布於柳營區和鹽水區，也帶來了許多河川上的污染及臭味影響民生的問題，本研究分析了環境背景，水污染列管事業在本流域總共有543家，光是畜牧業就佔了160家，約莫占全流域事業的30%，在中游龜子港排水為關鍵污染支排，其擁有八翁里酪農區，該流域中有三個測站分別是新文橋、下窩橋及火燒珠橋都屬於嚴重污染因此匯入主流內之污染量更加嚴重，其中急水溪本流中河川污染的情況以測站台19甲急水溪橋最為嚴重，因為其在龜子港排水之下游不遠處，本研究也分析歷年的RPI指標，找出了該流域的關鍵污染水質BOD及NH_3-N，針對倆水質進行模擬。
本研究使用了使用HEC-RAS水理模式及WASP水質模式進行急水溪水理及水質模擬，解決了水質模式無法精確將感潮河段納入模擬中的問題，首先選定代表年份，選定方法為取民國105年~民國109年各年平均雨量之中位數值作為代表年份，為了更確實地掌握急水溪流域內水質污染變化的情形，選定民國107年11月至民國108年4月枯水期做為代表時段，建立水理模式並使用R^2及RMSE進行率定驗證，最後流量檢定結果皆為高相關，因此將水理模式模擬成果匯入水質模式進行模擬，建置完水質模式後使用MAPE進行率定驗證，檢定結果皆屬合理，NH_3-N率定結果分別為11月5.67%、12月49.35%與1月24.49%，NH_3-N驗證結果分別為2月40.94%、3月46.35%與4月28.02%；BOD率定結果分別為11月2.59%、12月20.75%與1月38.43%，BOD驗證結果分別為2月22.88%、3月48.33%與4月42.45%，故本研究建立之水理及水質模式，可應用於模擬急水溪現況水質及改善方案之成效，共模擬了三種情境，情境一假設模式最值觀的模式調整方式，對純量進行減量，假設總污染量管制的策略，對各點源排水進行污染物的削減，BOD改善前，原況在中游龜重溪匯流點及龜子港排水匯流點以下皆超過水體標準，進行削減20%、削減40%及削減60%後，濃度最低可達4.42、2.64與0.86 mg/L；NH_3-N改善前，削減20%、削減40%及削減60%後，濃度最低可達13.96、12.66與11.37 mg/L；模擬情境二對中游龜子港排水增加其接管率，接管增加5%及10%後，其濃度最低可達5.56與4.91 mg/L；NH_3-N濃度最低可達14.74與14.18 mg/L；模擬情境三，合併了模擬情境一與二的方案，對龜子港內增加接管率5%後對各點源污染量進行20%、40%及60%削減，BOD濃度最低可達4.06、2.56與0.68 mg/L； NH_3-N濃度最低可達13.56、13.39與11.20 mg/L；對龜子港內增加接管率10%後對各點源污染量進行20%、40%及60%削減，BOD濃度最低可達3.34、1.77與0.21 mg/L；NH_3-N濃度最低可達13.00、11.87與10.75 mg/L。
本研究分別是對點源污染管制排放量、增加污水下水道接管率，最後將前兩種情境合併，結果顯示這三種情境模擬都對河川污染減量有所改善。

This study combines 1D hydrokinetic models of HEC-RAS with WASP. This study mainly discusses two key pollutants to water quality: BOD and NH3-N. In order to ensure accurate parameters of both water quality models and hydrokinetic models, MAPE is used to calibrate and verify water quality, and R2 and RMSE are used for flow calibration and verification.This region is packed with the livestock industry.Sewage entering the river is not treated effectively; therefore, the water quality is poor and requires improvements. Jiushui River is therefore listed as one of the primary rivers that need restoration. This study proposes solutions for improving water quality of Jiushui river.Therefore, hydraulic and water quality models are established in this study; they are used for simulating the current-status water quality of Jiushui River and the performance of improvement solutions; three scenarios have been simulated: Scenario 1 assumes the most intuitive model adjustment for scalar reduction, where the strategy for controlling the total pollutant is assumed for reducing pollutants of respective sewer source points. Scenario 2 increases the connection ratio for linking with the mid-stream Gueizegong Drain. Scenario 3 combines solutions of Scenario 1 and Scenario 2; it carries out 20%, 40% and 60% reduction of pollutant source points after increasing 5% ,10% connection to the Gueizegong Drain.The result shows that, from Scenario 1 through Scenario 3, BOD may reduce the pollutant load and that no significant water quality improvement is seen for NH_3-N.

1. 行政院環境保護署（2017），「地面水體分類及水質標準」。
2. 行政院環境保護署（2011），「環境影響評估河川水質評估模式技術規範」。
3. 行政院環境保護署（2014），「103 年環境影響評估河川水質評估模式技術支援計畫」。
4. 行政院環境保護署（2015），「重點河川污染整治策略評析及執行計畫期末報告」。
5. 行政院環保署（2018），「中華民國107年環境水質監測年報」。
6. 行政院環保署（2019），「中華民國108年環境水質監測年報」。
7. 行政院環境保護署（1998），「國家環境保護計畫」。
8. 行政院環保署（2015），「鹽水溪、急水溪污染整治計畫督導及協調會」。
9. 行政院環保署（2015），「跨科技都市水質治理簡報」。
10. 台南市政府（2021），「臺南市急水溪流域畜牧業污染防治及改善計畫」。
11. 台南市政府（1997），「六重溪治理基本計畫」。
12. 台南市政府（2020），「變更白河都市計畫」。
13. 經濟部水利署（2018），「中華民國 107 年臺灣水文年報」。
14. 經濟部水利署（2020），「鹽水溪(含支流?拔林溪)河川環境管理規劃」。
15. 經濟部水利署（2017），「急水溪水系本流及支流白水溪治理計畫(第一次修正) 」。
16. 經濟部水利署（2016），「急水溪水系龜重溪(含支流鹿寮溪)治理計畫(第一次修正) 」。
17. 經濟部水利署（2008），「易淹水地區水患治理計畫縣（市）管區排新田寮排水系統規劃報告」
18. 經濟部水利署（2009），「易淹水地區水患治理計畫台南縣管區域排水龜子港排水系統規劃報告」。
19. 經濟部水利署（2019），「中華民國 108 年臺灣水文年報」。
20. 經濟部水利署水利規劃試驗所（2006），「河川治理及環境營造規劃參考手冊」。
21. 經濟部水利署水利規劃試驗所（2006），「區域排水整治及環境營造規劃參考手冊」。
22. 經濟部水利署南區水資源局（2019），「白河水庫後續更新改善工程計畫第一階段‒施工環境監測及生態檢核工作分析與評估」。
23. 林俊宏（2006），「曝氣對淡水河系水質改善之研究(以WASP模式探討)」，碩士，國立聯合大學環境與安全衛生工程學系。
24. 賴俊良（2013），「利用 WASP 研擬二仁溪水質管理策略」，碩士，屏東科技大學環境工程與科學系。
25. 黃奎竣（2017），「應用 WASP 模式於美崙溪流域之水質模擬」，碩士，國立宜蘭大學環境工程學系。
26. 范致豪（2008），「水質水理模式整合應用於水質模擬之研究」，碩士，明志科技大學生化工程研究所。
27. 程淑芬（2012），「急水溪土地利用與對河川水質之影響」，碩士，朝陽科技大學。
28. 蔡育宜（2011），「都會型河川之污染整治策略-以愛河為例」，碩士，國立中山大學環境工程研究所。
29. 李公哲、溫清光、郭振泰（1984），「台灣地區河川水質模式應用現況及準則研擬之可行性研究」，國立台灣大學環境工程研究所。
30. 李芷茹（2016），「美崙溪流域水質模式建立及汙染削減情境模擬」，碩士，國立宜蘭大學環境工程學系碩士班
31. 吳芳池（2003），「河川流域管理-WASP 水質模式評估愛河之整治方案」，碩士，國立中山大學環境工程研究所。
32. 江漢全、戴文堅、許麗淑、張晉豪、張靖為（2009），「降雨對花蓮縣 RPI 指標之影響-以花蓮溪與秀姑巒溪為例」，環境學術研討會論文集。
33. 林雅茹（2011），「應用水質模式研擬東港溪流域之管理策略」，碩士，國立屏東科技大學環境工程與科學系。
34. 高林洲（2001），「水質模式應用於德基水庫水質模擬之研究」，碩士，逢甲大學環境工程與科學學系。
35. 張秀琴（2004），「利用 QUAL2E 水質模式模擬淡水河系興建污水下水道之水質影響」，碩士，中原大學土木工程學系。
36. 陳建承（2004），「烏溪感潮河段環境水理、螢光背景濃度及傳輸特性」，碩士，逢甲大學水利工程與資源保育學系研究所。
37. 陳筱華（1988），「河川污染特性及水質數學模式之探討-以基隆河為例」，碩士，國立台灣大學環境工程研究所。
38. 楊舒淯（2011），「以WASP 水質模式模擬烏溪感潮河段水質」，碩士，國立臺北科技大學土木與防災研究所。
39. 廖俊強（2008），「QUAL2K於舊濁水溪水污染防治之應用」，碩士，逢甲大學水利工程與資源保育學系研究所。
40. 陳榮凱（2007），「以QUAL2K 水質模式模擬狹長型人工濕地之研究」，碩士，國立高雄第一科技大學環境與安全衛生工程系。
41. 陳樹群（1984），「河川動態水質數學模式之建立與應用」，碩士，國立台灣大學土木工程研究所。
42. 李漢鏗、郭振泰、高正忠、楊錦釗（1996），「事業廢水總量管制規劃示範計畫涵容能力推估、水質模式與參數建立及資訊系統發展」，臺中縣政府環境保護局。
43. 邱凱浩（2010），「旅客對日月潭水質所造成之衝擊-以WASP模式探討」，碩士，國立中興大學環境工程學系所。
44. 周寧宇（2020），「利用WASP水質模型與GIS技術探討淡水河流域水質變化-以新店溪為例」，碩士，國立台灣大學。
45. 侯嘉琦（2016），「利用WASP推估河川涵容能力及研擬管理策略-以屏東縣武洛溪為例」，碩士，國立屏東科技大學。
46. 張書偉（2012），「HEC-RAS在水理分析之應用-以阿公店溪為例」，碩士，正修科技大學。
47. 鄭凱員（2015），「HEC-HMS及HEC-RAS在水文分析建模之應用─以知本溪為例」。
48. 游益祥（2010），「遺傳演算法應用於HEC-RAS模式之水理參數率定-以蘭陽溪為例」。
49. 郭振泰、楊明德（1999），「翡翠水庫水質模擬與應用」，政府研究資訊系統。
50. Qianqian Zhang,Zhong Li,Wendy Huang (2020) ,”Simulation-based interval chance-constrained quadratic programming model for water quality management: A case study of the central Grand River in Ontario”, Canada.
51. Nazanin Abbasi,Maryam Ahmadi,Maryam Naseri (2021) ,”Quality and cost analysis of a wastewater treatment plant using GPS-X and CapdetWorks simulation programs”.
52. Qianqian Zhang,Zhong Li (2021) ,”Data-driven interval credibility constrained quadratic programming model for water quality management under uncertainty”.
53. QiangqiangRong,YanpengCai,MeirongSu,WencongYue,ZhifengYang,ZhiDang (2019) ,”A simulation-based bi-level multi-objective programming model for watershed water quality management under interval and stochastic uncertainties”.
54. Delurgio, S. (1998) ,” Forecasting Principles and Applications”, McGraw-Hill, New Jersey.
55. Di Toro, D. M. (1972) ,“Recurrent Relations for First-order Sequential Reaction in Natural Waters”, Water Resources Research.
56. Filoso, S., J, Vallino., C, Hopkinson., E, Rastetter., L, Claessens. (2004) ,“Modeling nitrogen transport in the Ipswich River Basin, Massachusetts, using a hydrological simulation progran in fortran (HSPF)”, Journal of the American Water Resources Association.
57. Hantush, M.M. (2007) ,“Modeling nitrogen-carbon cycling and oxygen consumption in bottom sediment” ,Advances in Water Resources.
58. Hunsaker, C. T. and D. A, Levine. (1995),“Hierarchical approaches to the study of water quality in rivers”, BioScience.
59. Judite ,V ., F, André., J. P. V, Vítor., A. R, Rui. B.and M. S. B, Cidália.,(2013) “Water quality modelling of Lis River, Portugal”, Environ Sci Pollut Res.
60. Martin,J.L., Ph.D. (2005) ,“Supplement To Water Analysis Simulation Program（WASP）User Documentation Version 7”, Mississippi State University.
61. O’connor,D.J.and W.E. Dobbins (1956) ,“The Mechanism of Reaeration in Natural Streams”,Transactions of ASCE.
62. Ouyang, Y., J, Higman., J, Hatten. (2012) ,“Estimation of dynamic load of mercury in a river with BASINS-HSPF model”, Journal of Soils and Sediments.
63. Streeter, H.W., and E.B, Phelp. (1925) ,“A Study of Pollution and Natural Purification of the Ohio River”, Public Health Bulletin.
64. Robert, B,and A.W, Tim. (2001),” Modeling Tools Used forMercury TMDLs in Georgia Rivers”,The University of Georgia.Athens.
65. Thomann, R.V., and J.A, Muller. (1987) ,” Principles of Surface Water Quality Modeling and Control”, Harper and Row Publishers, New York.
66. Zhang T.T., and W.Y, Wang. (2010) , “Application of QUAL2Kw model for prediction of water quality modeling in Minjiang River of Leshan,” Guangdong Agricultural Sciences.
67. Ambrose, R. B. and Wool, T. A. (2001). “Modeling tools used for mercury TMDLs in Georgia rivers”.
68. Ambrose, R. B. and Wool, T. A. (2009). “WASP7 Stream transport-model theory and user’s guide, supplement to water quality analysis simulation program (WASP) user documentation”, National Exposure Research Laboratory, GA.
69. Ambrose, R. B., Wool, T. A. and Martin, J. L. (1993). “The water quality analysis simulation program, WASP5, Part A: Model documentation. Environmental Research Laboratory”, US Environmental Protection Agency, Athens, GA.
70. Tomas Ekström,Stephen Burke (2021) ,”Evaluating the impact of data quality on the accuracy of the predicted energy performance for a fixed building design using probabilistic energy performance simulations and uncertainty analysis”.
71. Afshin Shabani,Sean A. Woznicki,Megan Mehaffey,Jonathan Butcher,Tim A. Wool,Pai-Yei Whung (2021) ,”A coupled hydrodynamic (HEC-RAS 2D) and water quality model (WASP) for simulating flood-induced soil, sediment, and contaminant transport”.
72. 行政院環保署，https://www.epa.gov.tw/
73. 水文資訊整合服務系統，https://gweb.wra.gov.tw/hydroinfo/
74. 美國環保署-WASP8，http://epawasp.twool.com/
75. 交通部中央氣象局，http://www.cwb.gov.tw/
76. 行政院農業委員會網站，http://www.coa.gov.tw/show_index.php
77. 行政院環境保護署全國環境水質監測網，http://wq.epa.gov.tw/Code/
78. 行政院環境保護署環境地理資訊系統，http://gis.epa.gov.tw/
79. 交通部中央氣象局颱風資料庫，http://rdc28.cwb.gov.tw/
80. 政府研究資訊系統，https://www.grb.gov.tw/
81. 全國環境水質監測資訊網，https://wq.epa.gov.tw/