目前對於水庫集水區管理之重要，已深為各方面認知，但在資源、經費有限之情況下，一個具有高度成本效益之管理策略極為需要。國內持續從事水庫淤積、非點源污染、管理模式應用等方面之相關研究，已奠定良好之基礎，近年亦積極進行污染總量管制與非點源污染控制方面之研究，但對於水庫集水區水土資源整體性之最佳化規劃則較為缺乏，因此值得進一步深入研究，以發展本土性水庫集水區管理技術。 本文首先探討並求得逮魚溪集水區懸移質輸沙率與流量，總磷輸運率與懸移輸沙率及總磷輸運率與流量之函數關係，進而建立逮魚溪集水區總磷輸運率之模擬方法；應用BASINS模式推估翡翠水庫集水區2001年總磷污染量為15,741kg/yr，為確保水庫水質指標維持在貧養標準以下，經分析得知必須削減55％以上，削減方案經比較結果得到以Ⅰ-G、Ⅱ-E、Ⅲ-H及Ⅳ-H為較佳之方案；在最佳管理作業（Best Management Practices, BMPs）之最佳化配置之研究，選用優選法中之間斷微分動態規劃法（Discrete Differential Dynamic Programming, DDDP）以進行優選模式之求解，採用總成本最小為優選模式之目標函數，限制式則為污染物濃度，包括總磷、總懸浮固體物須達到水質標準之限制條件。並建立翡翠水庫集水區設置BMPs之年計成本與自來水處理年成本之取捨（Trade-off）關係，以求得翡翠水庫水質處理最低總成本，最後應用實測資料進行風險分析，所獲致之結果可提供翡翠水庫集水區為來實施非點源污染管制時之參考。