多变量统计分析应用於监测井之污染预防教学课件.ppt

2005/01/31,1,多變量統計分析應用於監測井之污染預防,任課教師:胡子陵副教授 學生:詹時碩 學號: E09314003,立德管理學院資源環境研究所碩士在職專班,2005/01/31,2,大綱,緒論 文獻探討 地下水資源利用 土壤及地下水整治 地下水監測數據品質之評估 地下水觀測網 多變量統計分析 參考文獻,2005/01/31,3,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，遠較地面水複雜，涉及之域廣泛。 建立台灣地區地下水監測系統以收集長期、整體之水文地質、地下水水文及地下水水質資料。 進行地下水水文及水文地質相關調查研究，以便充分瞭解各地下水區之特性，釐清各地下水區之地質及水文系統。,2005/01/31,4,緒論,民國87年至92年陸續於台南園區設置36口地下水質監測井。有鑒於地下水質監測項目眾多及監測井數目龐大，不論是檢測時間或經費上都是一大支出。,2005/01/31,5,文獻回顧,地下水資源利用 土壤及地下水整治 地下水監測數據品質之評估 地下水觀測網 多變量統計分析,2005/01/31,6,地下水資源利用,台灣地區保守估計500公尺深度內之地下水儲量(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，1994) 。 地下水係以三維動態方式於不同之深度含水層流動與儲存，水質隨地質及深度而變，但因流動緩慢一但遭受汙染預清除及復育極為困難 地下水資源主要分佈於未固結層積物組成之沖積平原。,2005/01/31,7,地下水資源利用,台灣地下水含水層多屬於地質學中之第四紀岩層，在地形上多以海岸台地、河階台地與沖積平原出現，根據地質與地下水文特性，將台灣地區地下水資源分佈，劃分為九個地下水區,2005/01/31,8,台灣地下水分區特性表,2005/01/31,9,地下水資源利用,台灣地區地下水中鐵錳含量普遍偏高，沿海地區之E-C及Cl-含量偏高，都會區之Colifoem，NH3-N量偏高，嘉南平原及蘭陽平原含As量偏高而工業區地下水普遍受污染(環保處，1995) 。 地下水保育工作之規劃及執行必須依據我們對地下水之地下水文及地質特性、地下水質、地下水流、污染物傳輸、地下水儲量、抽水量及補注量做長期持續之監測調查。,2005/01/31,10,土壤及地下水整治,國內目前主要土壤及地下水污染場址污染型態類型分三類: 重金屬污染 輕質非水相液體(LNAPL)污染 重質非水相液體(DNAPL)污染,2005/01/31,11,土壤及地下水整治,土壤地下水污染調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 。,2005/01/31,12,土壤及地下水整治之法源依歸,台灣省地下水質監測井設置規範。 土壤及地下水污染整治法。 地下水採樣方法(NIEA W103.50B)。 另樣本之數量、保存方法、期限、DC、BK等則因分析項目之異同而有不同之規定。 USEPA region 4. Environment Investigation Standard Operating Procedures and Quality Manual， May，1996 。,2005/01/31,13,地下水整治預測之可行模式,利用地下水水利模式來解複雜之地質及含水層系統可節省時間、精力且結果更為精確及具可信度。 HYDROTHERM MODFLOW VS2DT IGW DRASTIC ANALGWST GEOEAS,2005/01/31,14,地下水監測數據品質之評估,背景資料的用途含： (1)協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項目時提供指引 (3)融入地下水水質數據 (4)可為品保檢查,2005/01/31,15,地下水監測數據取得之程序,現場步驟 (一)採樣類型 (二)採樣方法 (三)樣品處理與保存 (四)現場檢驗觀察,2005/01/31,16,地下水監測數據取得之程序,樣品品質可能於採樣至檢驗期間有所改變，即使未有改變，實驗室整體結果亦非如多數人所認定的那麼具可信度。最後，選擇合適標準以進行數據比較亦不容易。相關標準可能無法取得或不完整。 任何地下水水質數據專案的最終品保均應由專業人員進行全面性數據說明，此可協助尋得現場或實驗室作業未發現的錯誤，並能實際了解報告結果。,2005/01/31,17,地下水觀測網之建立,地下水觀測站網主要目標，為瞭解地下水環境，包括水文地質、水位、水質等資料，建立完整之資料庫，掌握地下水量與水質之空間分布與時間變化，以提供可靠之資料供決策者擬定對策及瞭解對策之執行與成效。,2005/01/31,18,地下水觀測網之建立,域性觀測站網的規劃，必須先對規劃區域之地下水動態行為有一個整體的瞭解方能進行，因此現有觀測站網資料之蒐集與評估，則為首要之工作。之後，依據現有資料規劃觀測站網，接著進行設置部分站井，而隨著觀測站網之逐步建置，水文地質、地下水水文及地下水水質等調查工作逐步完成，進而建立完整地下水含水層系統即地下水流系統概念模式，亦是瞭解地下水動態行為的一項工作。,2005/01/31,19,台南科學園區地下水質監測網,自89年至93年辦理台南園區地下水質監測井網規劃與設置、台南園區地下水質監測井網維護與監測計畫，並已分別完成台南園區內13口第一含水層監測井、3口第一含水層第二深度井、6口暫棲層井、2口抽水試驗井之設置與井位及相對高程測量，期能藉由以上監測計畫達成園區地下水保育之目的。,2005/01/31,20,2005/01/31,21,台南科學園區地下水質監測網,台南園區地下水質監測井網維護與監測第二年計畫除延續針對台南園區地下水進行持續性監測及整合管理工作外，並對地下水文地質之基本資料、地下水水質長期之變化趨勢及作為往後營運階段有關地下水污染預警系統和管理地下水之依據。,2005/01/31,22,92年南科園區地下水採樣分析項目，包括pH、導電度、溫度、總溶解性固體等基本水質及總有機碳、VOCs、重金屬、肥料類等有害物質。,民國92年第四季地下水水質分析結果表,2005/01/31,23,民國92年第四季地下水水質分析結果表(續),2005/01/31,24,研究方法,本研究欲應用多變量統計方法將南科地下水質資料進行歸納、整理和分類，簡化運用少數因子以代表園區地下水質污染類型及來源，並以邏輯推理方向為特性，配合推估模式之應用，探討水質間相互關係及主要污染成份因子。,2005/01/31,25,研究方法-多變量統計分析,利用因子分析、群集分析與判別分析建立地下水監測井之特性指標。 因子分析-簡化水質分析項目因子 群集分析-將水質因子分成群類 判別分析-驗證分群是否有良好準確度 驗證-模式推估或實測數值,2005/01/31,26,研究方法-多變量統計分析,因子分析-一種篩選多變數之統計方法主要目的以較少之維數來表示原先之資料結構又能保持原有之資料結構所提供之主要資訊 群集分析-一種數值分類法傳統之分類準則是事先決定而群集分析是按照自然類別將分佈於某一計量之點分類使結果具同質性 判別分析-根據變數之線性組合作為觀察值分組之基礎同時也指定一種判別準則藉以判別新樣品之歸屬,2005/01/31,27,研究方法-多變量統計分析,使用多變量統計分析可有系統分析大量變數資料，並由多複雜之變數中找出具有相關性之變數。 分析過程完全以統計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性因素影響資料之結構完整性易受影響。,2005/01/31,28,研究方法-多變量統計分析,鑒於地下水質監測項目眾多，為簡化運用少數因子以代表台南科學園區區域地下水質污染類型及來源，本研究欲應用多變量統計方法將台南科學園區區域地下水質資料進行歸納、整理和分類，以邏輯推理方向為特性，探討水質間相互關係。,2005/01/31,29,預期結果與討論,多變量分析提供了針對現有觀測井規劃具有代表性（同時考量水文地質和地下水水質條件）之定期地下水水質檢測方式，以期掌握區域地下水水質變化之同時，降低檢測作業所需成本，以期利用最少之經費發揮站網之最大效益，藉以以達台南園區地下水污染防治及預警作有效之管理。 根據先期規劃研究與階段檢討評估成果，完成南科重要地下水資源區之水文地質基本資料調查及地下水觀測站網建立及運作管理之基礎，以為基本資料收集之依據。 釐定區內各地下水區水文地質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，以為各地下水區管理及責任劃分之基礎。,2005/01/31,30,參考文獻,賈儀平、王原賢、黃智昭，台灣地區地下水資源的永續利用，環保月刊，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淺釋與疑義說明，環保月刊，第2卷第3期，第152-158頁，2002。 陳慎德、王凱中、何秉宜、何忠賢，對台灣地區土壤地下水整治工作之看法，環境工程會刊，第十卷第三期，第67-72頁，1999。 李澤民、李漢堅、陳昶憲、何奇峰，中部地區主要河川水質特性之多變量統計分析，第十屆環境規劃與管理研討會論文集，第358-363頁，1997。 李漢堅、何奇峰、 侯承昀，以