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研究生:高盛洋
研究生(外文):Sheng-Yung Kao
論文名稱:地下水污染傳輸現地與砂箱試驗研究
論文名稱(外文):The Evaluation of Groundwater Pollution Transmitting by in-situ and sand tank experimentation
指導教授:溫志超溫志超引用關係
指導教授(外文):Jet-Chau Wen
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:環境與安全工程系碩士班
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:追蹤劑延散係數污染傳輸砂箱
外文關鍵詞:TracerDispersion coefficientSand Tank
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使用砂箱(Sand Tank)追蹤劑試驗模擬地下水污染傳輸(transport),在近年來有許相關的研究。在本研究中採用D= 48㎝,H= 100㎝圓柱型砂箱,其內填充粒徑均勻石英砂模擬地下水含水層。選用氯化鉀(KCl)溶液為追蹤劑,並且本研究將砂箱中的每ㄧ口監測水井,設置不同深度的井篩,而僅以中間主井,作為全開孔的水井,以此設計方式來模擬在現地設有監測井的試驗場址。使本研究更能符合現地場址狀態,亦可以從砂箱中的全開孔水井與局部開孔水井之間的差異來作比較,分析地下水中之延散效應與擴散效應,以模擬地下水污染傳輸情形與流場之機制。在試驗過程中,注水口以上10公分、30公分、50公分70公分及90公分處的延散係數分別為1.569 × 10-4(cm2/sec)、1.779×10-4(cm2/sec)、2.114 × 10-4(cm2/sec)、2.000×10-4(cm2/sec)及2.365 × 10-4(cm2/sec),且以上延散係數除以砂箱石英砂孔隙中的流速可分別得到的延散度,本研究亦可得到的遲滯因子皆為1。延散度經過線性迴歸,可得砂箱中延散度與延散尺度的關係式為α= 0.0003X+0.0619,r2= 0.9710,在延散度與延散尺度關係式的截距為0.0619公分,可視為石英砂在本次砂箱尺度的延散度。並在其餘六口監測井做分子擴散(diffusion)係數分析,由延散係數與擴散係數比較,可看出延散係數比擴散係數大出很多倍,有的值差到近1000倍,所以在Bear(1960)所提出之解析解中,假設擴散係數為極小值而忽略不計來簡化方程式。並且經由本研究所分析出之擴散係數,可清楚的了解現地污染傳輸試驗中,擴散係數在整個試驗過程中所佔的影響性。
關鍵詞:砂箱、污染傳輸、延散係數、追蹤劑。
In recent years, many relevant researches use a sand tank and tracer to do groundwater pollution transmission experiments, using the D=48cm, H=100cm of cylinder sand tank which fill with the uniform particle quartz sand to simulate the aquifer. KCI is chosen as the tracer, and some sieves in different depths of soil were set up. Only the center well with a full opening was selected as the main well to simulate the in-situ testing site. Because this well is close to the in-situ testing site, the diversity of the fully and partially opened wells can be compared. The diffusion and dispersion effects of groundwater can first be used to analyze the groundwater and then to simulate the mechanism of the flow field and groundwater pollution transmission.During the official process, if the injection points are 10cm, 30cm, 50cm, 70cm, and 90 cm, the dispersion coefficient correspondingly are 1.569 × 10-4(cm2/sec), 1.779×10-4(cm2/sec), 2.114 × 10-4(cm2/sec), 2.000×10-4(cm2/sec), and 2.365 × 10-4(cm2/sec). The dispersion coefficient divides the flow speed in the sand tank according to the pore size of the quartz sand. Then, separately, the dispersion degree can be obtained and, in the meanwhile, also obtain the whole result of the hysteresis factor, which is 1. Using the linear regression to process the dispersion degree, the relation equation for the dispersion degree is acquired, and the criterion for the relation equation is α=0.0003X+0.0619, r2=0.9710. The intercept of this relation equation is 0.0619 cm that can be regarded as the dispersion degree of the quartz sand in the sand tank.Then, the molecular diffusion coefficient in the other six observation wells can be investigated, the dispersion coefficient compared with the diffusion coefficient that finds out the dispersion coefficient appears greatly more many multiples than the diffusion coefficient, the variation nearly 1000 multiples, in the analysis by Bear (1960), suppose that the diffusion coefficient is the minimum and be ignored the cause of the equation be simplified. And the diffusion coefficient analysed through this research, distinctly understanding the influence of the diffusion coefficient in this process of the pollution transport testing.
目錄
中文摘要……………………………………………………………………………….i英文摘要……………………………………………………………………………....ii誌謝…………………………………………………………………………………...iv
目錄…………………………………………………………………………………...vi
圖目錄……………………………………………………………………….……….vii
表目錄………………………………………………………………………....…….. .x
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2文獻回顧 1
1.3 研究動機與目的 7
第二章 材料裝置與場址介紹 9
2.1實驗室砂箱試驗 9
2.1.1砂箱模型設備 9
2.1.2試驗裝備 15
2.2校園場址介紹 17
2.2.1 校園場址位置 17
2.2.2 校園監測井設置資料 18
2.2.3校園地質剖面圖 21
2.2.4水質監測設備架設 22
第三章 研究方法 25
3.1砂箱試驗 25
3.1.1試驗步驟及流程 26
3.1.2質量平衡參數輸入 28
3.1.3分析方法 29
3.1.4分析步驟 32
3.2 現地污染傳輸試驗 33
3.2.1 試驗方法 33
3.2.2試驗步驟 34
3.2.3分析方法 37
3.2.4分析步驟 38
第四章 結果與討論 40
4.1 砂箱試驗 40
4.1.1砂箱水量平衡 40
4.1.2砂箱延散係數分析 51
4.1.3砂箱擴散係數分析 57
4.2現地污染傳輸試驗 66
第五章 結論與建議 85
參考文獻 89


圖目錄
圖2.1模擬井之間相對位置圖 10
圖2.2 砂箱示意圖 10
圖2.3 部分貫穿井與全開孔井示意圖 11
圖2.4 H型均流管正面俯視圖與側視圖 12
圖2.5 自製電導度計濃度率定曲線 16
圖2.6 雲林科技大學校園監測井位置圖 17
圖2.7 校園場址現場配置圖 18
圖2.9 校園地質剖面圖 22
圖3.1 砂箱設備裝置示意圖 26
圖3.2 砂箱試驗步驟 27
圖3.3 污染傳輸試驗示意圖 34
圖3.4 污染傳輸試驗步驟 36
圖3.5 延散度分析步驟 38
圖4.1 7號井水位歷線圖 40
圖4.2 1號觀測井水位歷線圖 41
圖4.3 2號觀測井水位歷線圖 42
圖4.4 3號觀測井水位歷線圖 42
圖4.5 4號觀測井水位歷線圖 43
圖4.6 5號觀測井水位歷線圖 43
圖4.7 6號觀測井水位歷線圖 44
圖4.8 水錶1的累積流量圖 47
圖4.9 水錶1的瞬間流量圖 47
圖4.10 水錶2的累積流量圖 48
圖4.11 水錶2的瞬間流量圖 48
圖4.12 水錶3的累積流量圖 49
圖4.13 水錶3的瞬間流量圖 49
圖4.13 井7-1位置導電度計之時間關係圖 52
圖4.14 井7-3位置導電度計之時間關係圖 53
圖4.15 井7-5位置導電度計之時間關係圖 53
圖4.16 7號井濃度變化圖 54
圖4.17 延散度與延散尺度關係圖 56
圖4.18 1號井濃度變化圖(井篩開孔位置:距離井底位置0~10公分) 57
圖4.19 2號井濃度變化圖 58
圖4.20 3號井濃度變化圖 59
圖4.21 4號井濃度變化圖 60
圖4.22 5號井濃度變化圖 61
圖4.23 6號井濃度變化圖 62
圖4.24 瞬間流量圖 65
圖4.25 累積流量圖 66
圖4.26 在10-1位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 67
圖4.27 在10-2位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 68
圖4.28 在10-3位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 68
圖4.29 在10-4位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 69
圖4.30 在10-5位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 69
圖4.31 在BH10之導電度計量測之KCl平均濃度與水樣變化歷線圖 70
圖4.32 BH10觀測井平均濃度之現地貫穿曲線與理論標準曲線比較圖 71
圖4.33 在4-1位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 72
圖4.34 在4-2位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 73
圖4.35 在4-3位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 73
圖4.36 在4-4位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 74
圖4.37 在4-5位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 74
圖4.38 在BH04之導電度計量測之KCl平均濃度與水樣變化歷線圖 75
圖4.39 BH04觀測井平均濃度之現地貫穿曲線與理論標準曲線比較圖 76
圖4.40 在11-1位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 77
圖4.42 在11-3位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 78
圖4.43 在11-4位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 78
圖4.44 在11-5位置之導電度計量測之KCl濃度變化歷線 79
圖4.45 在BH11之導電度計量測之KCl平均濃度與水樣變化歷線圖 80
圖4.46 BH11觀測井平均濃度之現地貫穿曲線與理論標準曲線比較圖 81


表目錄
表2.1 雲林科技大學校園監測井之二度分帶座標及高程資料表 19
表2.2 導電度計放置深度表 23
表4.1 7號井不同距離注水口高度之砂箱試驗結果表 56
表4.2 1~6號井之試驗結果表 65
表4.3 延散度相關文獻比較表 84
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