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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳雪蘋
研究生(外文):Hsueh-Ping Wu
論文名稱:濁水溪沖積扇地區地下水位變化之研究
論文名稱(外文):The study of variation of ground water level at the Choshui alluvial fan
指導教授:賈儀平賈儀平引用關係
指導教授(外文):Yee-Ping Chia
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:地質學研究所
學門:自然科學學門
學類:地球科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2000
畢業學年度:88
語文別:中文
論文頁數:116
中文關鍵詞:地下水位濁水溪沖積扇
外文關鍵詞:ground water levelChoshui alluvial fan
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摘要
濁水溪沖積扇的地下水位可能受到抽水、降雨、潮汐、地震、與海水倒灌的影響而發生變化。地下水位記錄的分析結果指出,抽水為影響本區地下水位最主要的因素,可分為農業抽水與養殖抽水兩種類型。本區東部扇頂地區地下水位大致上是隨著降雨與乾濕性季節而變化,多年來水位高程改變並無太大;越向西邊受人為抽水的影響越大,故長年水位下降的幅度也越大。自民國57年至今,濁水溪沖積扇地區之水位下降了大約10公尺,其中沿海地區由於養殖業發達,大量超抽地下水,下降幅度尤甚。而近年之地下水位資料顯示,過去水位下降最嚴重的地區,例如雲林的蚊港、中山等站,其60至200公尺區域含水層水位已趨平穩甚至逐漸回升,但彰化西港地區之水位卻仍在持續下降至海平面下30公尺左右。
本研究在雲林沿海地區建立一個三維數值模型,以探討暴雨造成濱海地區停抽期間地下水補注的狀況。由模擬結果顯示,垂直方向的下滲已取代側向補注,成為濱海地區區域含水層地下水的主要補注來源。推測由於此區淺處地下水位高於深處甚多,且深井數目眾多,提供了管道使淺層地下水垂直補注區域含水層。模擬推估民國85年賀伯颱風期間,垂直補注量約佔總補注量之75 %;民國84年沿海發生海水倒灌期間,垂直補注量更達到總補注量之81 %。由於沿海地區海水倒灌及眾多鹹水魚塭的排水,已造成淺處地下水逐漸鹽化,而隨著本區深井的開發,這些鹹水或其它污水可能經由井孔下滲至深處區域含水層,預期將造成深層含水層的水質也逐漸惡化。
目錄
致謝.........................................................i
摘要.........................................................ii
目錄.........................................................iii
圖目.........................................................v
表目.........................................................x
第一章 緒論.................................................1
1.1研究動機及目的............................................1
1.2研究方法..................................................3
第二章 前人研究.............................................4
2.1地質與地下水..............................................4
2.2數值模擬..................................................6
2.3垂直補注..................................................10
第三章 地下水位分析.........................................13
3.1區域概述..................................................13
3.2地下水位觀測井............................................13
3.3長期地下水位變化..........................................15
3.4近期分層地下水位變化......................................22
3.5地下水流向的演變..........................................27
第四章 地下水位之影響因素...................................32
4.1潮汐......................................................32
4.2降雨......................................................34
4.3抽水......................................................35
4.3.1農業抽水................................................36
4.3.2養殖抽水................................................37
4.4其它原因..................................................39
4.4.1地震....................................................39
4.4.2暴雨與海水倒灌..........................................45
第五章 地下水補注模式分析...................................49
5.1地下水補注之數值模型......................................49
5.1.1模擬時間................................................50
5.1.2數學模式................................................50
5.1.3數值模型................................................52
5.1.4邊界條件................................................55
5.1.5初始水位設定............................................56
5.1.6水文地質參數............................................57
5.2模擬結果分析..............................................59
5.2.1原設定水文地質參數分析..................................59
5.2.2區域阻水層之垂直水力傳導係數............................60
第六章 討論.................................................69
6.1海水倒灌與地下水鹽化......................................69
6.2雲林沿海地區地下水位的回升................................69
6.3含水層之水力連通性........................................70
6.4垂直補注量................................................71
第七章 結論與建議...........................................72
參考文獻.....................................................74
附錄A 地下水流數值模擬程式..................................79
附錄B 濁水溪沖積扇各觀測站84年至87年地下水位與雨量關係圖....83
圖目
圖1.1 海園站民國85年7月29日至8月13日水位歷線圖..............2
圖1.2 海園站民國84年6月6日至6月21日水位歷線圖...............3
圖2.1 雲林沿海台西麥寮地區之水文地質架構....................6
圖2.2 農業工程研究中心(1989)數值模擬之概念模型..............7
圖2.3 李清水(1994)數值模擬之概念模型........................7
圖2.4 劉憲德(1995)數值模擬之概念模型........................8
圖2.5 姜儷安(1996)數值模擬之概念模型........................9
圖2.6 印度Gujarat地區水平衡模式(Rushton,1987)............11
圖3.1 研究區域地理位置圖....................................14
圖3.2 濁水溪沖積扇地區舊有觀測井位置圖......................16
圖3.3 濁水溪沖積扇地區地下水觀測網計畫井站位置圖............17
圖3.4 田中站長年地下水位變化................................19
圖3.5 萬興站長年地下水位變化................................19
圖3.6 蚊港站長年地下水位變化................................20
圖3.7 西港站長年地下水位變化................................20
圖3.8 濁水溪沖積扇地區年平均地下水位與年平均降雨量比較......21
圖3.9 溫厝站地下水位與雨量關係圖............................23
圖3.10 海豐站地下水位與雨量關係圖............................24
圖3.11 九隆站地下水位與雨量關係圖............................24
圖3.12 崙子站地下水位與雨量關係圖............................25
圖3.13 員林站地下水位與雨量關係圖............................26
圖3.14 花壇站地下水位與雨量關係圖............................27
圖3.15 濁水溪沖積扇地區民國58年地下水位分布及流向圖..........29
圖3.16 濁水溪沖積扇地區民國69年地下水位分布及流向圖..........29
圖3.17 下寮站長年地下水位變化................................30
圖3.18 濁水溪沖積扇地區民國81年地下水位分布及流向圖..........31
圖3.19 濁水溪沖積扇地區民國87年地下水位分布及流向圖..........31
圖4.1 東石站地下水位與潮位關係圖(濾水管深度288-300 m).....33
圖4.2 東石站地下水位與潮位關係圖(濾水管深度70-82 m).......33
圖4.3 豐榮站地下水位與潮位關係圖(濾水管深度126-174 m).....34
圖4.4 海豐站民國85年7月29日至8月13日水位歷線圖..............35
圖4.5 烏塗站地下水位與雨量關係圖............................36
圖4.6 元長站地下水位與雨量關係圖............................38
圖4.7 海園站地下水位與雨量關係圖............................38
圖4.8 線西站民國88年8月至12月之地下水位.....................40
圖4.9 員林站民國88年8月至12月之地下水位.....................41
圖4.10 竹山站民國88年8月至12月之地下水位.....................42
圖4.11 921地震地下水位變化幅度分布圖........................44
圖4.12 烏塗站85/7/29至85/8/13地下水位變化....................46
圖4.13 芳草站85/7/29至85/8/13地下水位變化....................46
圖4.14 後安站85/7/29至85/8/13地下水位變化....................47
圖4.15 雲林地區各觀測站民國85年8月1日地下水位回升量..........47
圖5.1 模擬區域位置圖........................................49
圖5.2 民國85年模擬期間興化、海豐及和豐站地下水位變化........51
圖5.3 民國84年模擬期間興化、海豐及和豐站地下水位變化........51
圖5.4 三維數值模擬網格圖 (a) 水平方向 (b) 垂直剖面..........52
圖5.5 三維數值模擬模型......................................53
圖5.6 模擬區域之岩心紀錄....................................54
圖5.7 三維數值模型垂直剖面各層物性設定......................55
圖5.8 邊界水力坡降計算方法..................................56
圖5.9 試驗1-1海豐站模擬水位與觀測水位之比較.................60
圖5.10 試驗1-2海豐站模擬水位與觀測水位之比較.................61
圖5.11 數值模擬參數敏感度分析結果............................62
圖5.12 試驗2-1、2-2海豐站模擬水位與觀測水位之比較............64
圖5.13 試驗2-1、2-2和豐站模擬水位與觀測水位之比較............65
圖5.14 試驗2-1、2-2興化站模擬水位與觀測水位..................66
圖5.15 淺層地下水經由地層及井管垂直補注深部地下水............67
圖5.16 海水倒灌時期垂直補注途徑..............................68
圖B.1 國聖站地下水位與雨量關係圖............................84
圖B.2 東芳站地下水位與雨量關係圖............................84
圖B.3 洛津站地下水位與雨量關係圖............................85
圖B.4 線西站地下水位與雨量關係圖............................85
圖B.5 全興站地下水位與雨量關係圖............................86
圖B.6 文昌站地下水位與雨量關係圖............................86
圖B.7 花壇站地下水位與雨量關係圖............................87
圖B.8 員林站地下水位與雨量關係圖............................87
圖B.9 溪湖站地下水位與雨量關係圖............................88
圖B.10 田中站地下水位與雨量關係圖............................88
圖B.11 好修站地下水位與雨量關係圖............................89
圖B.12 二水站地下水位與雨量關係圖............................89
圖B.13 趙甲站地下水位與雨量關係圖............................90
圖B.14 香田站地下水位與雨量關係圖............................90
圖B.15 田尾站地下水位與雨量關係圖............................91
圖B.16 合興站地下水位與雨量關係圖........................... 91
圖B.17 漢寶站地下水位與雨量關係圖........................... 92
圖B.18 芳苑站地下水位與雨量關係圖........................... 92
圖B.19 潭墘站地下水位與雨量關係圖........................... 93
圖B.20 西港站地下水位與雨量關係圖........................... 93
圖B.21 竹塘站地下水位與雨量關係圖........................... 94
圖B.22 柑園站地下水位與雨量關係圖........................... 94
圖B.23 溪州站地下水位與雨量關係圖........................... 95
圖B.24 竹山站地下水位與雨量關係圖........................... 95
圖B.25 鯉魚站地下水位與雨量關係圖........................... 96
圖B.26 社寮站地下水位與雨量關係圖........................... 96
圖B.27 新光站地下水位與雨量關係圖........................... 97
圖B.28 新民站地下水位與雨量關係圖........................... 97
圖B.29 虎溪站地下水位與雨量關係圖........................... 98
圖B.30 石榴站地下水位與雨量關係圖........................... 98
圖B.31 溫厝站地下水位與雨量關係圖........................... 99
圖B.32 虎尾站地下水位與雨量關係圖........................... 99
圖B.33 芳草站地下水位與雨量關係圖........................... 100
圖B.34 西螺站地下水位與雨量關係圖........................... 100
圖B.35 九隆站地下水位與雨量關係圖........................... 101
圖B.36 宏崙站地下水位與雨量關係圖........................... 101
圖B.37 北港站地下水位與雨量關係圖........................... 102
圖B.38 東和站地下水位與雨量關係圖........................... 102
圖B.39 崁腳站地下水位與雨量關係圖........................... 103
圖B.40 古坑站地下水位與雨量關係圖........................... 103
圖B.41 嘉興站地下水位與雨量關係圖........................... 104
圖B.42 舊庄站地下水位與雨量關係圖........................... 104
圖B.43 六和站地下水位與雨量關係圖........................... 105
圖B.44 莿桐站地下水位與雨量關係圖........................... 105
圖B.45 烏塗站地下水位與雨量關係圖........................... 106
圖B.46 觸口站地下水位與雨量關係圖........................... 106
圖B.47 坪頂站地下水位與雨量關係圖........................... 107
圖B.48 港後站地下水位與雨量關係圖........................... 107
圖B.49 豐榮站地下水位與雨量關係圖........................... 108
圖B.50 後安站地下水位與雨量關係圖........................... 108
圖B.51 興化站地下水位與雨量關係圖........................... 109
圖B.52 海豐站地下水位與雨量關係圖........................... 109
圖B.53 安南站地下水位與雨量關係圖........................... 110
圖B.54 田洋站地下水位與雨量關係圖........................... 110
圖B.55 海園站地下水位與雨量關係圖........................... 111
圖B.56 和豐站地下水位與雨量關係圖........................... 111
圖B.57 崙子站地下水位與雨量關係圖........................... 112
圖B.58 元長站地下水位與雨量關係圖........................... 112
圖B.59 箔子站地下水位與雨量關係圖........................... 113
圖B.60 蔡厝站地下水位與雨量關係圖........................... 113
圖B.61 明德站地下水位與雨量關係圖........................... 114
圖B.62 東光站地下水位與雨量關係圖........................... 114
圖B.63 宜梧站地下水位與雨量關係圖........................... 115
圖B.64 水林站地下水位與雨量關係圖........................... 115
圖B.65 大溝站地下水位與雨量關係圖........................... 116
圖B.66 瓊埔站地下水位與雨量關係圖........................... 116
表目
表5.1 抽水試驗及試水結果....................................58
表5.2 各類沈積物之水力傳導係數..............................58
表5.3 數值模型水力傳導係數與比儲水率設定值..................59
表5.4 試驗2-1、2-2模擬之區域阻水層垂直水力傳導係數..........67
表5.5 試驗2-1、2-2模擬之區域阻水層水平與垂直補注量..........67
參考文獻
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