臺灣博碩士論文加值系統

本文目的在分析裂隙花崗片麻岩體中徑向示蹤劑現場試驗結果。試驗地點位於台灣離島之YJ場址，試驗數據則採用工業技術研究院能源與環境研究所（能環所）之實驗資料，包含該場址之基本地質調查、地球物理井測、跨孔地電阻及跨孔水力連通等試驗。現場試驗採用保守之氯化鈉做為示蹤劑，並由一號井（BH01）於深度280 ~ 360 m之封塞段注入；而抽水井（BH04）保持通井抽水，並在三個不同深度及地表設置電導度計以量取示蹤劑溶液電導度。由於注射井封塞段長度為80 m，故井內的混合（Mixing）效應不可忽略；此外，由於不同深度之穿透曲線（Breakthrough Curve）之濃度峰值隨深度增加而漸減，推測乃因抽水井與其它裂隙相交，故由相交裂隙補助的地下水產生之稀釋（Dilution）現象。文獻上發表的解析解，例如單一裂隙延散模式（SFDM）（Maloszewski and Zuber, 1990）無法考慮上述物理現象，故本文修改陳美君及劉台生（2005）之冪級數半解析解（簡稱為PRTSF），並加進上述之混合及稀釋機制，以模擬現場試驗情況。模式中控制穿透曲線之到達時間主要為裂隙內寬與裂隙中地下水流量，而圍岩擴散因子與混合效應則反映在穿透曲線尾部之拖曳情形。分析結果與現場試驗結果相近，然而現場試驗所得穿透曲線發現多峰值現象，估計可能因為岩體中存在多條傳輸路徑所造成，但因為PRTSF模式假設岩體為單一裂隙構造，故無法模擬此多峰值線現象。此外，PRTSF分析結果所估計之裂隙內寬、延散度、圍岩孔隙率分別為1.27×10-3 m、0.0475 m及0.0047，且圍岩擴散效應不明顯。因為此實驗條件為強制水力梯度，最大試驗時間小於20天，且井間距離為9.5 m，故圍岩擴散效應可能因為實驗條件的限制而不易顯現。

摘 要 i
目 錄 iii
圖 目 錄 v
表 目 錄 viiii
第1章 緒論 1
1.1 研究動機與背景 1
1.2 文獻回顧與研究方法 5
第2章 溶質傳輸理論 10
2.1 假設條件與傳輸機制 10
2.2 PRTSF理論背景 14
2.3 稀釋效應 20
2.4 SFDM模式 23
第3章 現場實驗 38
3.1 實驗場址概述 38
3.2 地球物理井測 39
3.2.1 BH01與BH04地球物理井測結果 43
3.2.2 YJ場址跨孔探測 46
3.3 跨孔示蹤劑試驗 49
第4章 現場試驗數據分析 73
4.1 PRTSF分析結果 73
4.2 SFDM配套結果 75
4.3 PRTSF對現場示蹤試驗之敏感度分析 79
第5章 結論與建議 95
5.1 結論 95
5.2 建議 97
參考文獻 98
附錄A BH01與BH04岩心照片 103

Chen, J. S., C. W. Liu, and C. M. Liao, A Novel Analytical Power Series Solution for Solute Transport in a Radially Convergent Flow Field, Journal of Hydrology, Vol. 266, pp. 120-138, 2002.
Chen, J. S., C. W. Liu, C. S. Chen, and C. M. Liao, Effect of Well Bore Mixing Volume on Non-Axisymmetrical Transport in a Convergent Radial Tracer Test, Journal of Hydrology, Vol. 277, pp. 61-73, 2003.
de Hoong, F. R., J. H., Knight, and A. N. Stokes, An Improved Method for Numerical Inversion of Laplaced Transforms, SIAM Journal on Scientific and Statistical Computing, Vol. 3, No. 3, pp. 357-366, 1982.
Fetter, C. W., Applied Hydrogeology, Macmillan College Publishing Company, New York, 691 pp., 1994.
Himmelsbach, T., H. Hotzl, and P. Maloszewski, Solute Transport Processes in a Highly Permeable Fault Zone of Lindau Fractured Rock Test Site（Germany）, Ground Water, Vol. 36, No. 5, pp. 792-800, 1998.
Kearey, P., and M. Brooks, An Introduction to Geophysical Exploration, Second Edition, Blackwell Scientific Publications, Boston, 254 pp., 1991.
Kulatilake, P. H. S. W., D. N. Wathugala, and O. Stephansson, Joint Network Modeling With a Validation Exercise in Stripa Mine, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, Vol. 30, No. 5, pp. 503-526, 1993.
Maloszewski, P., and A. Zuber, On the Theory of Tracer Experiments in Fissured Rocks with a Porous Matrix, Journal of Hydrology, Vol. 79, pp. 333-358, 1985.
Maloszewski, P., and A. Zuber, Mathematical Modeling of Tracer Behavior in Short-Term Experiments in Fissured Rocks, Water Resources Research, Vol. 26, No. 7, pp. 1517-1528, 1990.
Maloszewski, P., and A. Zuber, Tracer Experiments in Fractured Rocks : Matrix Diffusion and the Validity of Models, Water Resources Research, Vol. 29, No. 8, pp. 2723-2735, 1993.
Mussett, A. E., and M. A. Khan, Looking into the Earth：An Introduction to Geological Geophysics, Cambridge University Press, New York, 470 pp., 2000.
Novakowski, K. S., G. V. Evans, D. A. Lever, and K. G. Raven, A Field Example of Measuring Hydrodynamic Dispersion in a Single Fracture, Water Resources Research, Vol. 21, No. 8, pp. 1165-1174, 1985.
Novakowski, K. S., The Analysis of Tracer Experiments Conducted in Divergent Radial Flow Fields, Water Resources Research, Vol. 28, No. 12, pp. 3215-3225, 1992a.
Novakowski, K. S., An Evaluation of Boundary Condition for One-Dimensional Solute Transport：1. Mathematical Development, Water Resources Research, Vol. 28, No. 9, pp. 2399-2410, 1992b.
Novakowski, K. S., An Evaluation of Boundary Condition for One-Dimensional Solute Transport：2. Column Experiments, Water Resources Research, Vol. 28, No. 9, pp. 2411-2423, 1992c.
Ogata, A., Theory of Dispersion in a Granular Medium, U.S. Geological Survey Professional Paper 411-I, 1970.
Perkin, R. G. and E. L. Lewis, The Practical Salinity Scale 1978 : Fitting the Data, IEEE Journal of Oceanic Engineering, Vol. OE-5, No. 1, page 14, January, 1980.
Raven K. G., K. S. Novakowski, and P. A. Lapcevic, Interpretation of Field Tracer Tests of a Single Fracture Using a Transient Solute Storage Model, Water Resources Research, Vol. 24, No. 12, pp. 2019-2032, 1988.
Sauty, J. P., An Analysis of Hydrodispersive Transfer in Aquifers, Water Resources Research, Vol. 16, No. 1, pp. 145-158, 1980.
Telford, W. M., L. P. Geldart and R. E. Sheriff, Applied Geophysics, Second Edition, Cambridge University Press, New York, 770 pp., 1990.
Zuber, A., Theoretical Possibilities of the Two-Well Pulse Method, in Isotope Techniques in Groundwater Hydrology, Vol. II, pp. 277-294, International Atomic Energy Agency, Austria, 1974.
張傳聖、郭泰融、林蔚、張育德、李奕亨及歐陽湘，我國用過核子燃料長程處置潛在母岩特性調查與評估階段—潛在母岩特性調查(93年計畫)—跨孔試驗與量測，SNFD-ERL-90-220，工業技術研究院能源與環境研究所，2005。




郭泰融、張傳聖、董倫道、李奕亨、陳文山及黃炎聰，我國用過核燃料長程處置潛在母岩特性調查與評估階段—潛在母岩特性調查(91年計畫)—K區地球物理井測（BH1及BH2孔）報告，SNFD-ERL-90-195，工業技術研究院能源與環境研究所，2003。
林蔚、雩菕B張傳聖、蘇毓秀、林鎮國及歐陽湘，我國用過核燃料長程處置潛在母岩特性調查與評估階段—潛在母岩特性調查(91年計畫)—K區地質鑽探報告，SNFD-ERL-90-191，工業技術研究院能源與環境研究所，2003。
陳美君及劉台生，裂隙岩體徑向收斂示蹤劑傳輸之冪級數解，九十四年度地球物理學會年會暨蔡義本教授榮退專題研討會摘要集， pp. 98, 2005。
林蔚、郭泰融、張傳聖、雩菕B歐陽湘、陳文山、陳榮輝及黃炎聰，我國用過核燃料長程處置潛在母岩特性調查與評估階段—潛在母岩特性調查—地質鑽探及調查報告（1/3），SNFD-ERL-90-154，工業技術研究院能源與環境研究所，2002。
郭泰融及楊明宗，泥岩地質孔內量測與試驗報告，SNFD-ERL-90-170，工業技術研究院能源與環境研究所，2002。