多變量統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用於監(jiān)測井之污染預(yù)防教學(xué)課件

1、多變量統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)用於監(jiān)測井之污染預(yù)防 任課教師:胡子陵副教授學(xué)生:詹時(shí)碩 學(xué)號: E09314003立德管理學(xué)院資源環(huán)境研究所碩士在職專班2005/01/311大綱緒論文獻(xiàn)探討 地下水資源利用 土壤及地下水整治 地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)品質(zhì)之評估 地下水觀測網(wǎng) 多變量統(tǒng)計(jì)分析參考文獻(xiàn)2005/01/312緒論地下水與地面水最大相處，在於無法以肉眼觀察，且影響地下水之因素，遠(yuǎn)較地面水複雜，涉及之域廣泛。建立臺灣地區(qū)地下水監(jiān)測系統(tǒng)以收集長期、整體之水文地質(zhì)、地下水水文及地下水水質(zhì)資料。進(jìn)行地下水水文及水文地質(zhì)相關(guān)調(diào)查研究，以便充分瞭解各地下水區(qū)之特性，釐清各地下水區(qū)之地質(zhì)及水文系統(tǒng)。2005/01/313緒

2、論民國87年至92年陸續(xù)於臺南園區(qū)設(shè)置36口地下水質(zhì)監(jiān)測井。有鑒於地下水質(zhì)監(jiān)測項(xiàng)目眾多及監(jiān)測井?dāng)?shù)目龐大，不論是檢測時(shí)間或經(jīng)費(fèi)上都是一大支出。 2005/01/314地下水資源利用臺灣地區(qū)保守估計(jì)500公尺深度內(nèi)之地下水儲(chǔ)量(孔隙率0.12)大約2兆2000億噸，約為24年之雨量或32年之逕流量(水資會(huì)，1994) 。地下水係以三維動(dòng)態(tài)方式於不同之深度含水層流動(dòng)與儲(chǔ)存，水質(zhì)隨地質(zhì)及深度而變，但因流動(dòng)緩慢一但遭受汙染預(yù)清除及復(fù)育極為困難地下水資源主要分佈於未固結(jié)層積物組成之沖積平原。2005/01/316地下水資源利用臺灣地下水含水層多屬於地質(zhì)學(xué)中之第四紀(jì)巖層，在地形上多以海岸臺地、河階臺地與沖積

3、平原出現(xiàn)，根據(jù)地質(zhì)與地下水文特性，將臺灣地區(qū)地下水資源分佈，劃分為九個(gè)地下水區(qū) 2005/01/317地下水資源利用臺灣地區(qū)地下水中鐵錳含量普遍偏高，沿海地區(qū)之E-C及Cl-含量偏高，都會(huì)區(qū)之Colifoem，NH3-N量偏高，嘉南平原及蘭陽平原含As量偏高而工業(yè)區(qū)地下水普遍受污染(環(huán)保處，1995) 。地下水保育工作之規(guī)劃及執(zhí)行必須依據(jù)我們對地下水之地下水文及地質(zhì)特性、地下水質(zhì)、地下水流、污染物傳輸、地下水儲(chǔ)量、抽水量及補(bǔ)注量做長期持續(xù)之監(jiān)測調(diào)查。2005/01/319土壤及地下水整治國內(nèi)目前主要土壤及地下水污染場址污染型態(tài)類型分三類:重金屬污染輕質(zhì)非水相液體(LNAPL)污染重質(zhì)非水相液體

4、(DNAPL)污染2005/01/3110土壤及地下水整治土壤地下水污染調(diào)查與整治工作之程序可參考美國作法:1.remedial investigation/feasibility study 。2.remedial action execution 。2005/01/3111土壤及地下水整治之法源依歸臺灣省地下水質(zhì)監(jiān)測井設(shè)置規(guī)範(fàn)。土壤及地下水污染整治法。地下水採樣方法(NIEA W103.50B)。另樣本之?dāng)?shù)量、保存方法、期限、DC、BK等則因分析項(xiàng)目之異同而有不同之規(guī)定。USEPA region 4. Environment Investigation Standard Operating

5、 Procedures and Quality Manual， May，1996 。2005/01/3112地下水整治預(yù)測之可行模式利用地下水水利模式來解複雜之地質(zhì)及含水層系統(tǒng)可節(jié)省時(shí)間、精力且結(jié)果更為精確及具可信度。HYDROTHERMMODFLOWVS2DTIGWDRASTICANALGWSTGEOEAS2005/01/3113地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)品質(zhì)之評估背景資料的用途含：(1)協(xié)助取得地下水採樣的採樣方式(2)針對選取適用採樣方法及檢驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)提供指引(3)融入地下水水質(zhì)數(shù)據(jù)(4)可為品保檢查 2005/01/3114地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)取得之程序樣品品質(zhì)可能於採樣至檢驗(yàn)期間有所改變，即使未有改變，

6、實(shí)驗(yàn)室整體結(jié)果亦非如多數(shù)人所認(rèn)定的那麼具可信度。最後，選擇合適標(biāo)準(zhǔn)以進(jìn)行數(shù)據(jù)比較亦不容易。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可能無法取得或不完整。 任何地下水水質(zhì)數(shù)據(jù)專案的最終品保均應(yīng)由專業(yè)人員進(jìn)行全面性數(shù)據(jù)說明，此可協(xié)助尋得現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室作業(yè)未發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，並能實(shí)際了解報(bào)告結(jié)果。 2005/01/3116地下水觀測網(wǎng)之建立 地下水觀測站網(wǎng)主要目標(biāo)，為瞭解地下水環(huán)境，包括水文地質(zhì)、水位、水質(zhì)等資料，建立完整之資料庫，掌握地下水量與水質(zhì)之空間分布與時(shí)間變化，以提供可靠之資料供決策者擬定對策及瞭解對策之執(zhí)行與成效。 2005/01/3117臺南科學(xué)園區(qū)地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)自89年至93年辦理臺南園區(qū)地下水質(zhì)監(jiān)測井網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)置、臺南園

7、區(qū)地下水質(zhì)監(jiān)測井網(wǎng)維護(hù)與監(jiān)測計(jì)畫，並已分別完成臺南園區(qū)內(nèi)13口第一含水層監(jiān)測井、3口第一含水層第二深度井、6口暫棲層井、2口抽水試驗(yàn)井之設(shè)置與井位及相對高程測量，期能藉由以上監(jiān)測計(jì)畫達(dá)成園區(qū)地下水保育之目的。2005/01/31192005/01/3120臺南科學(xué)園區(qū)地下水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)臺南園區(qū)地下水質(zhì)監(jiān)測井網(wǎng)維護(hù)與監(jiān)測第二年計(jì)畫除延續(xù)針對臺南園區(qū)地下水進(jìn)行持續(xù)性監(jiān)測及整合管理工作外，並對地下水文地質(zhì)之基本資料、地下水水質(zhì)長期之變化趨勢及作為往後營運(yùn)階段有關(guān)地下水污染預(yù)警系統(tǒng)和管理地下水之依據(jù)。 2005/01/312192年南科園區(qū)地下水採樣分析項(xiàng)目，包括pH、導(dǎo)電度、溫度、總?cè)芙庑怨腆w等基本水質(zhì)

8、及總有機(jī)碳、VOCs、重金屬、肥料類等有害物質(zhì)。民國92年第四季地下水水質(zhì)分析結(jié)果表2005/01/3122民國92年第四季地下水水質(zhì)分析結(jié)果表(續(xù))2005/01/3123研究方法本研究欲應(yīng)用多變量統(tǒng)計(jì)方法將南科地下水質(zhì)資料進(jìn)行歸納、整理和分類，簡化運(yùn)用少數(shù)因子以代表園區(qū)地下水質(zhì)污染類型及來源，並以邏輯推理方向?yàn)樘匦?，配合推估模式之?yīng)用，探討水質(zhì)間相互關(guān)係及主要污染成份因子。 2005/01/3124研究方法-多變量統(tǒng)計(jì)分析因子分析-一種篩選多變數(shù)之統(tǒng)計(jì)方法主要目的以較少之維數(shù)來表示原先之資料結(jié)構(gòu)又能保持原有之資料結(jié)構(gòu)所提供之主要資訊群集分析-一種數(shù)值分類法傳統(tǒng)之分類準(zhǔn)則是事先決定而群集分析

9、是按照自然類別將分佈於某一計(jì)量之點(diǎn)分類使結(jié)果具同質(zhì)性判別分析-根據(jù)變數(shù)之線性組合作為觀察值分組之基礎(chǔ)同時(shí)也指定一種判別準(zhǔn)則藉以判別新樣品之歸屬2005/01/3126研究方法-多變量統(tǒng)計(jì)分析使用多變量統(tǒng)計(jì)分析可有系統(tǒng)分析大量變數(shù)資料，並由多複雜之變數(shù)中找出具有相關(guān)性之變數(shù)。分析過程完全以統(tǒng)計(jì)方法分析減少了人為主觀因素之介入。受限於資料之採集頻率及季節(jié)性因素影響資料之結(jié)構(gòu)完整性易受影響。2005/01/3127預(yù)期結(jié)果與討論多變量分析提供了針對現(xiàn)有觀測井規(guī)劃具有代表性（同時(shí)考量水文地質(zhì)和地下水水質(zhì)條件）之定期地下水水質(zhì)檢測方式，以期掌握區(qū)域地下水水質(zhì)變化之同時(shí)，降低檢測作業(yè)所需成本，以期利用最少

10、之經(jīng)費(fèi)發(fā)揮站網(wǎng)之最大效益，藉以以達(dá)臺南園區(qū)地下水污染防治及預(yù)警作有效之管理。 根據(jù)先期規(guī)劃研究與階段檢討評估成果，完成南科重要地下水資源區(qū)之水文地質(zhì)基本資料調(diào)查及地下水觀測站網(wǎng)建立及運(yùn)作管理之基礎(chǔ)，以為基本資料收集之依據(jù)。 釐定區(qū)內(nèi)各地下水區(qū)水文地質(zhì)及地下水水文特性及推估地下水潛能及模式污染潛勢推估，以為各地下水區(qū)管理及責(zé)任劃分之基礎(chǔ)。 2005/01/3129參考文獻(xiàn)賈儀平、王原賢、黃智昭，臺灣地區(qū)地下水資源的永續(xù)利用，環(huán)保月刊，第二卷第三期，第59-67頁，2002。鄭介松，土壤及地下水污染整治法法規(guī)淺釋與疑義說明，環(huán)保月刊，第2卷第3期，第152-158頁，2002。陳慎德、王凱中、何秉宜、何忠賢，對臺灣地區(qū)土壤地下水整治工作之看法，環(huán)境工程會(huì)刊，第十卷第三期，第67-72頁，1999。李澤民、李漢堅(jiān)、陳昶憲、何奇峰，中部地區(qū)主要河川水質(zhì)特性之多變量統(tǒng)計(jì)分析，第十屆環(huán)境規(guī)劃與管理研討會(huì)論文集，第358-363頁，1997。李漢堅(jiān)、何奇峰、 侯承昀，以多變量統(tǒng)計(jì)分析建立河川水質(zhì)指標(biāo)之可行性研究，第十一屆環(huán)境規(guī)劃與管理研討會(huì)論文集，